藤茶提取液的制備與濃縮工藝研究

鄧騰

（廣東加多寶飲料食品有限公司，廣東東莞523852）

藤茶提取液的制備與濃縮工藝研究

鄧騰

（廣東加多寶飲料食品有限公司，廣東東莞523852）

采用正交試驗(yàn)優(yōu)化藤茶提取液提取工藝，并首次將模糊評判法應(yīng)用于提取液濃縮方法研究。正交試驗(yàn)優(yōu)化的提取工藝為：提取溫度90℃，提取時(shí)間50min，料液比1∶30（g/mL），此工藝條件下得到的提取率為39.41%，模糊評判結(jié)果顯示RO膜濃縮制備的藤茶飲料感官質(zhì)量優(yōu)于真空蒸發(fā)濃縮。

藤茶提取液；正交試驗(yàn)；濃縮；模糊評判

藤茶（Ampelopsis grossedentata W.T.Wang）系葡萄科蛇葡萄屬，為顯齒蛇葡萄的嫩莖葉，主要分布于我國湖南、湖北、廣西、云南、貴州、福建等地，并在湖南和廣西有大規(guī)模的人工種植［1］。藤茶富含黃酮、多酚、多糖、氨基酸、無機(jī)鹽等功效成分，近代醫(yī)學(xué)研究表明，藤茶及其提取物具有抗炎、抑菌、抗腫瘤、抗氧化、降血脂、降血壓、降血糖、保肝、護(hù)肝以及增強(qiáng)免疫等功效［2］。

模糊評判法是以模糊數(shù)學(xué)為基礎(chǔ)，應(yīng)用模糊關(guān)系合成的原理，將一些邊界不清、不易定量的因素定量化，從多個(gè)因素對被評價(jià)事物隸屬等級狀況進(jìn)行綜合評判，具有系統(tǒng)性、科學(xué)、客觀等優(yōu)勢［3］，被廣泛用于食品工藝和配方中感官指標(biāo)的評價(jià)［4-7］。

目前，對藤茶的研究主要集中在功效物質(zhì)的提取純化和分離鑒定等方面，對藤茶飲料的開發(fā)利用鮮有報(bào)導(dǎo)。本文采用正交試驗(yàn)對藤茶提取液制備工藝進(jìn)行優(yōu)化，并首次將模糊評判法應(yīng)用于藤茶提取液濃縮方法的篩選。

1　材料與方法

1.1材料

藤茶：市售；水為反滲透水。

1.2主要儀器與設(shè)備

RO膜濃縮設(shè)備：德國GEA；減壓真空蒸發(fā)濃縮機(jī)組：武漢制藥機(jī)械有限責(zé)任公司；RX-5000折光儀：廣州市愛宕科學(xué)儀器有限公司；BSA224S-CW電子天平：賽多利斯科學(xué)儀器（北京）有限公司。

1.3方法

1.3.1藤茶飲料制備工藝

原料預(yù)處理→提取→過濾→離心→濃縮→調(diào)配→灌注→殺菌→冷卻→成品

1.3.2藤茶提取液制備工藝考察

單因素試驗(yàn)考查提取溫度、時(shí)間、料液比對提取率的影響，在單因素試驗(yàn)結(jié)果上進(jìn)一步設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)，優(yōu)化提取工藝，正交試驗(yàn)因素水平見表1。

提取率按下式計(jì)算：

式中：y為提取率，%；c為藤茶可溶性固形物含量，%；m為藤茶提取液質(zhì)量，g；M為所用藤茶質(zhì)量，g。

1.3.3藤茶提取液濃縮方法篩選

為方便質(zhì)量控制和工業(yè)化生產(chǎn)，植物飲料生產(chǎn)企業(yè)大多將提取液濃縮后再配送至灌裝廠進(jìn)行后續(xù)飲料調(diào)配。因此，篩選適宜的濃縮技術(shù)是調(diào)控產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)成本的重要措施。本研究將同批藤茶提取液經(jīng)過濾、離心處理后，取離心清液分別經(jīng)RO膜濃縮和單效真空蒸發(fā)濃縮技術(shù)濃縮至20°Bx，制備藤茶濃縮液。將藤茶濃縮液分別調(diào)配為0.3°Bx的無糖藤茶飲料，采用模糊評判法，從口感、氣味、湯色3方面，考察膜濃縮和蒸發(fā)濃縮制備的藤茶飲料的感官質(zhì)量差異，為工業(yè)化生產(chǎn)提供參考。藤茶飲料感官評定標(biāo)準(zhǔn)詳見表2。

表1　正交試驗(yàn)因素水平表Table 1Factor level of the orthogonal experiment

表2　藤茶飲料感官質(zhì)量評定標(biāo)準(zhǔn)Table 2Sensory evaluation criteria of Tengcha beverage

模糊評判評定論域和評語論域的設(shè)定如下：

因素集（感官質(zhì)量指標(biāo)集）：U=｛口感（u1）、氣味（u2）、湯色（u3）｝；評語集（感官質(zhì)量評語集），V=｛好（4分）、較好（3分）、一般（2分）、差（1分）｝。

權(quán)重因子設(shè)定如下：

依據(jù)各項(xiàng)指標(biāo)對產(chǎn)品質(zhì)量的不同影響程度，分配權(quán)重因子，口感、氣味、湯色權(quán)重分別為0.3、0.4、0.3。權(quán)重向量為：A=（0.3，0.4，0.3）。

2　結(jié)果與分析

2.1提取工藝確定

2.1.1提取溫度的影響

控制料液比為1∶30（g/mL），分別在50、60、70、80、90℃下浸提60 min，考察提取溫度對提取率的影響，結(jié)果詳見圖1。

由圖1可知，提取率隨溫度升高逐漸增大，80℃時(shí)趨于平緩，推測其原因是隨溫度升高，分子運(yùn)動(dòng)加快，可溶性物質(zhì)快速溶出，提取率增加，此后隨溫度進(jìn)一步上升，可溶性物質(zhì)浸出速率已達(dá)峰值，增速放緩，提取率趨于穩(wěn)定。

圖1　溫度對提取率的影響Fig.1Effect of temperature on extraction rate

2.1.2提取時(shí)間的影響

控制料液比為1∶30（g/mL），分別在80℃下浸提30、40、50、60、70min，考察提取時(shí)間對提取率的影響，結(jié)果詳見圖2。

圖2　時(shí)間對提取率的影響Fig.2Effect of time on extraction rate

由圖2可知，隨提取時(shí)間延長，提取率增加，60 min時(shí)已趨平緩。

2.1.3料液比的影響

控制料液比分別為1∶10、1∶15、1∶20、1∶25、1∶30（g/mL），80℃下浸提60 min，考察料液比對提取率的影響，結(jié)果詳見圖3。

由圖3可知，料液比由1∶10（g/mL）增加到1∶25（g/mL）時(shí)，提取率顯著增加，料液比進(jìn)一步增加至1∶30（g/mL）時(shí)，提取率增速放緩。

2.1.4正交試驗(yàn)結(jié)果

選擇正交表L9（34）進(jìn)一步考察提取溫度（A）、提取時(shí)間（B）、料液比（C）對提取率的影響，確定最佳提取工藝條件。正交試驗(yàn)結(jié)果見表3，正交試驗(yàn)方差分析見表4。

圖3　料液比對提取率的影響Fig.3Effect of ratio of solid to liquid on extraction rate

表3　正交試驗(yàn)結(jié)果Table 3Result of orthogonal experiment

表4　正交試驗(yàn)方差分析Table 4Variance analysis for the experimental results of orthogonal array design

由表3極差分析可知，各因素對提取率影響的強(qiáng)弱順序是：C＞A＞B，即料液比＞提取溫度＞提取時(shí)間，各因素水平對提取率影響的強(qiáng)弱順序是：A3＞A2＞A1，B3＞B2＞B1，C3＞C2＞C1，因此得到的最佳工藝為A3B3C3，即提取溫度為90℃，提取時(shí)間為70 min，料液比為1∶30（g/ mL）；由表4方差分析可知，提取溫度和提取時(shí)間對提取率的影響不顯著，料液比對提取率影響顯著，提取溫度和提取時(shí)間可根據(jù)生產(chǎn)需要適當(dāng)調(diào)整，綜合考慮生產(chǎn)效率和正交試驗(yàn)結(jié)果，提取時(shí)間選擇50 min，此條件下重復(fù)3次，得到提取率為39.41%。

2.2模糊評判法篩選藤茶提取液濃縮方法

采用模糊評判法，從口感、氣味、湯色3方面對RO膜濃縮、真空蒸發(fā)濃縮制備的藤茶飲料的感官質(zhì)量進(jìn)行綜合評判，篩選藤茶提取液濃縮方法。模糊評判法的優(yōu)勢在于模糊綜合評判結(jié)果向量能反應(yīng)出不同濃縮方法的整體感官品質(zhì)的評語的分布狀況，使評判結(jié)果更加科學(xué)有效。參評人員對RO膜濃縮法、蒸發(fā)濃縮法制備的藤茶飲料感官評比結(jié)果見表5。

表5　不同方法處理藤茶飲料感官評定結(jié)果Table 5Result of sensory taste test by different methods

將表5數(shù)據(jù)除以品評人員總數(shù)10，得2個(gè)模糊評判矩陣：

標(biāo)準(zhǔn)的模糊綜合評判方法通常采用取大取小算法來計(jì)算評定結(jié)果，給評定結(jié)果帶來一定的誤差，為避免此誤差，本試驗(yàn)采用普通矩陣乘法代替取大取小算法，最后的感官評分按綜合評分公式計(jì)算［8］。已知藤茶飲料3個(gè)評價(jià)指標(biāo)的權(quán)重向量A=（0.3，0.4，0.3），則其感官質(zhì)量綜合評判結(jié)果向量計(jì)算方式為Y=A×R，得到藤茶飲料感官質(zhì)量綜合評判結(jié)果向量為：（0.36，0.36，0.14，0.14）

按照綜合評分公式H=V×YT計(jì)算不同處理方法的感官綜合評分得：

RO膜濃縮制備的藤茶飲料的綜合評分為3.48，感官評分等級居于好與較好之間，真空蒸發(fā)濃縮制備的藤茶飲料感官綜合評分為2.94，感官評分等級居于較好與一般之間。真空蒸發(fā)濃縮溫度在75℃左右，由表5可知，蒸發(fā)濃縮制備的藤茶飲料在口感、氣味、湯色單項(xiàng)感官指標(biāo)中均有人選擇差，說明此蒸發(fā)溫度下對藤茶的熱敏性物質(zhì)和揮發(fā)性香氣成分有一定損失；RO膜濃縮操作溫度在20℃～30℃，過程溫和，對熱敏性的香氣成分損失少，制得的藤茶飲料特征風(fēng)味損失小，品評人員中未發(fā)現(xiàn)差評。所以，膜濃縮法制備的藤茶飲料綜合感官指標(biāo)要優(yōu)于蒸發(fā)濃縮法，選擇RO膜濃縮制備的藤茶濃縮液用于后續(xù)藤茶飲料的調(diào)配。

3　結(jié)論

正交試驗(yàn)優(yōu)選的藤茶提取液制備工藝為：提取溫度為90℃，提取時(shí)間為50 min，料液為1∶30（g/mL），此工藝條件下得到的提取率為39.41%。采用模糊評判法對藤茶提取液濃縮方法進(jìn)行了篩選，結(jié)果顯示RO膜濃縮制得的藤茶飲料感官指標(biāo)優(yōu)于真空濃縮，生產(chǎn)上可將RO膜濃縮制得的藤茶濃縮液用于后續(xù)調(diào)配工藝。

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Study on the Preparation and Concentration Technology of Tengcha Extract

DENG Teng
（Guangdong Jiaduobao Drink&Food Co.，Ltd.，Dongguan 523852，Guangdong，China）

The orthogonal experiment and fuzzy comprehensive evaluation were applied to study the technology of Tengcha extract.The results showed that the most suitable conditions were as following：extracting tempera ture 90℃，extracting time 50 min，and the ratio of solid to liquid 1∶30（g/mL），the extraction rate was 39.41%，the sensory quality of Tengcha beverage made by RO process was superior to vacuum evaporation.

Tengcha extract；orthogonal test；concentration；fuzzy comprehensive evaluation

10.3969/j.issn.1005-6521.2016.20.029

鄧騰（1965—），男（漢），工程師，學(xué)士，從事功能性新產(chǎn)品研究與開發(fā)。

2016-07-05