菊花枸杞保健飲料的研制

菊花枸杞保健飲料的研制

菊花是薔薇科植物的花序，富含綠色原酸、氨基酸和各種養(yǎng)分。菊花中還含有葉黃素和多酚類物質(zhì),尤其是黃酮類化合物具有良好的保健功能。現(xiàn)代藥理學(xué)研究表明,菊花具有抗菌、降血脂、降血壓、抗氧化和預(yù)防心血管疾病的作用。枸杞是常用的傳統(tǒng)中藥,富含枸杞多糖、必需氨基酸、?；撬?、類胡蘿卜素、甜菜堿、多種維生素和礦質(zhì)元素等。枸杞中的主要生物活性成分包括枸杞多糖、類胡蘿卜素和甜菜堿等。枸杞多糖具有抗衰老、調(diào)節(jié)免疫力、降血糖、降血脂和抗腫瘤等作用;甜菜堿對肝損害具有保護(hù)功能;而類胡蘿卜素具有很強(qiáng)的抗氧化能力。因此,以菊花和枸杞為主要原料可開發(fā)出多種具有保健功能的食品。目前,以菊花和枸杞為主要原料,已研制出飲料、果凍、面包和發(fā)酵酒等多種功能食品,但這些食品均未對其功能性進(jìn)行測定和評價。本實驗在前人研究基礎(chǔ)上,采用D-最優(yōu)混料設(shè)計優(yōu)化菊花枸杞飲料的配方,使其外觀和口感俱佳,同時對飲料的抗氧化能力進(jìn)行測定和分析,旨在為菊花枸杞功能食品的進(jìn)一步開發(fā)提供參考。1材料和方法1.1儀器與試劑菊花、枸杞和綿白糖市售,購于大連本地超市;DPPH美國Sigma-Aldrich公司;羥自由基測定試劑盒南京建成生物有限公司。PL203電子天平梅特勒-托利多儀器有限公司;FW177中草藥粉碎機(jī)天津市泰斯特儀器有限公司;DKS-24電熱恒溫水浴鍋上海嘉興市中新醫(yī)療儀器有限公司;TG16-WS臺式高速離心機(jī)長沙湘儀離心機(jī)儀器有限公司。1.2實驗方法1.2.1飲料生產(chǎn)工藝1.2.2菊花、枸杞提取液的制備將菊花和枸杞分別粉碎后,菊花按1∶40料液比加水80℃浸提30min,枸杞按1∶40料液比加水90℃浸提1h,過濾,得到菊花提取液和枸杞提取液。將兩種提取液與綿白糖溶液混合調(diào)配,脫氣灌裝后常壓沸水殺菌10min,迅速冷卻至室溫。1.3d-最佳混合材料設(shè)計優(yōu)化菊花枸杞飲料配方1.3.1實驗設(shè)計和材料參數(shù)水平設(shè)計采用混料回歸設(shè)計,以制備的菊花提取液(X1)、枸杞提取液(X2)、綿白糖溶液(X3)作為飲料配制的三種溶液,進(jìn)行混料比優(yōu)化實驗。各因子的體積百分比總和為100%。建立各因子成分比例與感官評定分?jǐn)?shù)之間的回歸方程,通過探索效應(yīng)面來估計整個多分量系統(tǒng)的性質(zhì)。三種溶液的百分含量分別限定在菊花提取液0.30≤X1≤0.60,枸杞提取液0.30≤X2≤0.60,綿白糖溶液0.10≤X3≤0.40范圍內(nèi),X1、X2、X3均為實際值。X1+X2+X3=1(100%)。實驗?zāi)Ｐ筒捎肧cheffe不完全三次多項式擬合:方程中,Yμ為預(yù)測響應(yīng)值;xj,xh,xk為自變量編碼值;bj為一次項系數(shù),bhj為二次項系數(shù),bhjk為三次項系數(shù);N為因子個數(shù),本實驗取值為3。方程中每個自變量的顯著性由F值和p值決定?；貧w系數(shù)經(jīng)過分析后得到等高線圖和回歸方程。實驗因素水平設(shè)計見表1。3種溶液按照上表的實驗設(shè)計混合,響應(yīng)值為感官評定分?jǐn)?shù),全部實驗設(shè)計包括14種組合。其中包括6個最小模型點,4個失擬項評估點和4組重復(fù)。1.3.2感官評定指標(biāo)參考曲永鑫等的飲料感官評定方法,從樣品的色澤、氣味、滋味和組織狀態(tài)等方面做出評定,評分標(biāo)準(zhǔn)見表2。由10位食品專業(yè)大學(xué)生組成評價小組,對樣品的四個指標(biāo)分別進(jìn)行打分,滿分為100分。以平均分為感官評定的結(jié)果。1.4抗氧化活性的測定取配制好的菊花枸杞飲料,分別測定濃度在25%、50%、75%和100%時,其清除DPPH自由基和羥自由基的能力,以此來評價飲料的抗氧化活性。1.4.1dpph提取液與無水乙醇開放比例的測定參考Shimada等的測定方法,分別取2mL樣品溶液及2mL2×10-4mol/LDPPH乙醇溶液加入具塞試管,搖勻,室溫(25℃)下反應(yīng)30min,以無水乙醇作參比,517nm處比色,測定其吸光度A1,同時測定2mL無水乙醇與2mLDPPH溶液混合液的吸光度值A(chǔ)0,2mL提取液與2mL無水乙醇的吸光度值A(chǔ)2。1.4.2羥自由基量對o2合成的影響采用羥自由基測定試劑盒,Fenton反應(yīng)產(chǎn)生羥自由基,H2O2的量與羥自由基量呈正比,當(dāng)給予電子受體后,用griess試劑顯色,形成紅色物質(zhì),其呈色與羥自由基的量成正比關(guān)系。式中,A0為空白樣品反應(yīng)后吸光度值;A1為樣品反應(yīng)后吸光度值。1.5處理數(shù)據(jù)實驗結(jié)果為3次平行實驗的平均值,數(shù)據(jù)采用DesignExpert7.1.6軟件進(jìn)行處理和分析。2結(jié)果與分析2.1單因素模型分析以飲料配方中的菊花提取液(X1)、枸杞提取液(X2)和綿白糖溶液(X3)為自變量,采用D-最優(yōu)混料實驗設(shè)計方法優(yōu)化飲料配方,以獲得最佳感官評價結(jié)果。實驗設(shè)計與結(jié)果見表3。為預(yù)測實驗范圍內(nèi)感官評定分?jǐn)?shù)的最大值,利用DesignExpert軟件,得到擬合感官評定實驗結(jié)果的二次多項式回歸模型如下:利用F檢驗檢測回歸模型的統(tǒng)計學(xué)顯著性和方差分析結(jié)果見表4。通過方差分析得到模型的F值是9.89,這表明模型顯著(p<0.05)。同時,失擬項F值1.00以及相關(guān)的p值0.5006表明失擬項并不顯著。決定系數(shù)(R2)為0.8608,這表明模型中86.08%的感官評定分?jǐn)?shù)變化歸因于自變量。這些結(jié)果證明所建模型足以表現(xiàn)出各條件參數(shù)之間的真實關(guān)系,可以用來預(yù)測感官評定的分?jǐn)?shù)。菊花提取液,枸杞提取液和綿白糖溶液對感官評定分?jǐn)?shù)影響的三角曲面圖見圖1。三種溶液的線性混合顯著(p<0.05);菊花提取液與枸杞提取液以及枸杞提取液與綿白糖溶液交互作用顯著(p<0.05)(表4)。由三角曲面圖可知,當(dāng)枸杞提取液占有較大比例且固定不變時,感官評定分?jǐn)?shù)隨著菊花提取液的增加而持續(xù)減小;當(dāng)綿白糖溶液占有較大比例且固定不變時,感官評定分?jǐn)?shù)隨著菊花提取液的增加而呈現(xiàn)先增大后減小趨勢。當(dāng)菊花提取液或綿白糖溶液占有較大比例且固定不變時,感官評定分?jǐn)?shù)均隨著枸杞提取液的增加而增大。當(dāng)菊花提取液占有較大比例且固定不變時,感官評定分?jǐn)?shù)隨著綿白糖溶液的增加而增加,直到0.20左右達(dá)到最大值,然后緩慢減小;當(dāng)枸杞提取液占有較大比例且固定不變時,感官評定分?jǐn)?shù)隨著綿白糖溶液的增加而持續(xù)減小。根據(jù)三角曲面實驗結(jié)果,經(jīng)DesignExpert軟件優(yōu)化得到菊花枸杞飲料的最佳配方為:菊花提取液30%、枸杞提取液51%、綿白糖溶液19%。在此條件下,模型預(yù)測飲料的感官評定最大值為85.73。驗證實驗結(jié)果表明,菊花枸杞飲料感官評定最大值達(dá)到86.20,這與預(yù)測值相吻合,說明實驗得到的模型有效且可靠。本飲料顏色淡黃色,酸甜適中,口感潤滑,具有濃郁的菊花和枸杞香味,是一種綠色、營養(yǎng)、健康的保健飲品。2.2dpph自由基清除能力測定結(jié)果從表5可知,在菊花枸杞飲料濃度為25%時,其對DPPH自由基和羥自由基清除率分別為45.05%和23.12%,隨著飲料濃度的不斷增加,其自由基清除能力也逐漸增大,當(dāng)飲料濃度增加到100%時,其DPPH自由基和羥自由基清除率分別達(dá)到67.97%和51.15%。由此可見,在測試濃度范圍內(nèi),菊花枸杞飲料能夠清除大多數(shù)自由基,具有較強(qiáng)的抗氧化活性。3感官評定的確定采用D-最優(yōu)混料設(shè)計優(yōu)化菊花枸杞飲料的配方,實驗結(jié)果表明最佳