絞股藍飲料的研制及其抗氧化性

馬澤剛，楊新春, ，辛超，鐘輝云，吳秀麗，李嘉琴

1. 四川衛生康復職業學院醫學檢驗系（自貢 643000）；2. 自貢市第一人民醫院檢驗科（自貢 643000）；3. 哈爾濱工業大學化工與化學學院（哈爾濱 150001）

絞股藍（Gynostemma pentaphyllum（Thunb.）Makino）系葫蘆科（Cucurbitaceae）絞股藍屬（Gynostemma）多年生草質藤本植物[1]。絞股藍在《中藥大辭典》中名七葉膽，別名小苦藥、遍地生根、五葉參，日本名甘茶蔓等[2-4]。該屬植物基源復雜、品種繁多，我國有14種和3變種[5]，廣泛分布于陜西、四川、湖北、福建、云南等地。絞股藍中含有皂苷、多糖、黃酮類等化合物及鐵、鋅、銅、錳、硒等20多種微量元素[6]。絞股藍皂苷具有達瑪烷型的三萜骨架，與人參皂苷結構類似，是目前唯一在五加科植物以外被發現含有人參皂苷類成分的植物[7]，故有“南方人參”“第二人參”的美譽[8-10]。迄今為止，從絞股藍分離和鑒定的化物中，共有8種皂苷為人參皂苷，分別為ginsenoside Rb1、Rb3、Rc、Rd、F2、Rg3、malonyl-Rd、Rf[7]。絞股藍皂苷是絞股藍的顯著藥效成分[11-12]，藥用效果與人參皂苷相似[13]，國內外均有研究證明絞股藍皂苷具有明顯的抗腫瘤、降血脂、抗疲勞、保肝等作用[4]。

木糖醇又稱戊五糖，是一種帶有甜味的且具有營養價值的物質，其形似綿白糖，極易溶于水，甜度相當于蔗糖。精制的木糖醇可以食用，有清涼感，并為人體所吸收[14]。

木糖醇在體內的代謝不會影響胰島素的分泌水平，故不會對血糖水平造成影響[15-16]，所以可用于糖尿病患者食品的生產。木糖醇的甜度約為山梨糖醇的2倍，甘露醇的3倍，因其甜度高、熱量低，可作為高級食糖替代物，有利于減肥人士控制熱量攝入[17-19]。

木糖醇的熱穩定性較好，在食品加工時不會產生美拉德反應。木糖醇還具有不能被絕大多數微生物利用、不易產生霉變等特點[20]。因此，木糖醇被廣泛應用于口香糖、巧克力、飲料、糖果等制品中，其添加到飲料中還可改善飲料的風味和品質。

試驗以陜西產絞股藍為主要原料，采用前期研究方法[21]提取絞股藍總皂苷，并以木糖醇為甜味劑，通過單因素及正交試驗，確定絞股藍提取液、檸檬酸、木糖醇及食鹽的添加量，制備出一款色澤美觀、風味獨特、適合糖尿病患者人群、具有一定保健功能的絞股藍飲料，為絞股藍飲料的開發和利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

絞股藍藥材（采自陜西平利縣），經四川衛生康復職業學院副主任藥師鐘輝云鑒定為葫蘆科絞股藍屬植物絞股藍[Gynostemma pentaphyllum（Thunb.）Makino]；1, 1-二苯基-2-苦基肼（美國Sigma公司）；抑制與產生超氧陰離子測試盒、總抗氧化能力（T-AOC）測定試劑盒（南京建成生物工程研究所）；木糖醇（食品級，浙江華康藥業股份有限公司）；無水檸檬酸（食品級，濰坊英軒實業有限公司）；乙醇等試劑（均為國產分析純，成都市科龍化工試劑廠）；純凈水（怡寶）。

1.2 儀器與設備

可見分光光度計（7200型，尤尼科儀器有限公司）；超聲清洗器（KQ5200B型，昆山市超聲儀器有限公司）；電子天平（AE240，瑞士Metter Toledo公司）；pH計（PHS-3C，上海儀電科學儀器股份有限公司）；手持糖度儀（ATAGO（愛拓）中國分公司）；自動控制立式高壓蒸汽滅菌器（LDZX-75KBS，上海申安醫療器械廠）；電感耦合等離子發射光譜儀（美國Thermo Fisher公司）。

1.3 工藝流程

絞股藍→粉碎→絞股藍總皂苷提取→過濾→調味（木糖醇、檸檬酸、食鹽）→精濾→滅菌→冷卻、灌裝→成品→檢驗

1.4 工藝要點

1.4.1 絞股藍總皂苷的提取

根據前期研究成果，陜西產的絞股藍在總皂苷及4種重要人參皂苷Rb1、Rb3、Rc、Rd成分和含量上均較為占優勢[21-22]，故以陜西產的絞股藍為原料。絞股藍總皂苷的最佳提取工藝為：60 ℃條件下，60%乙醇回流提取4次，每次2 h，料液比1∶10（g/mL）[21]。但乙醇作為溶劑提取的絞股藍在感官上較差，苦澀味濃重，無絞股藍特殊的香氣。在制備過程中乙醇會使成本增加，可能不適應未來工業化生產。同時考慮到飲料在制備過程中的衛生問題，故將提取溶劑乙醇改為水。

即稱取陜西產絞股藍，粉碎并過60目篩（孔徑0.25 mm），在60 ℃條件下，按照絞股藍與水質量比1∶10，回流提取4次，每次2 h。合并濾液后并離心過濾，即得絞股藍總皂苷提取液。

1.4.2 飲料的調配

將制備好的絞股藍提取液與檸檬酸、木糖醇和食鹽進行調配，通過單因素及正交試驗，以感官評分作為標準，確定絞股藍飲料的最佳配方。

1.4.3 滅菌與灌裝

將調配好的飲料裝入滅菌器中，在100 ℃條件下滅菌10 min。冷卻至60 ℃后無菌灌裝。

1.5 單因素試驗方法

以感官評分為評定標準，研究絞股藍提取液、木糖醇、食鹽及檸檬酸添加量對絞股藍飲料感官品質的影響。

1.5.1 檸檬酸添加量的確定

固定絞股藍提取液添加量、木糖醇、食鹽添加量分別為30%，3%和0.1%，研究檸檬酸添加量（0.005%，0.010%，0.020%，0.040%和0.080%）對飲料感官評分的影響。

1.5.2 食鹽添加量的確定

固定絞股藍提取液添加量、木糖醇、檸檬酸添加量分別為30%，3%和0.01%，研究食鹽添加量（0.05%，0.08%，0.10%，0.12%和0.15%）對飲料感官評分的影響。

1.5.3 木糖醇添加量的確定

固定絞股藍提取液添加量、檸檬酸、食鹽添加量分別為30%，0.01%和0.1%，研究木糖醇添加量（1%，2%，3%，4%和5%）對飲料感官評分的影響。

1.5.4 絞股藍提取液添加量的確定

固定木糖醇、檸檬酸、食鹽添加量分別為3%，0.01%和0.1%，研究絞股藍提取液添加量（25%，30%，35%，40%和45%）對飲料感官評分的影響。

1.6 正交試驗方法

根據單因素試驗結果，選取絞股藍提取液添加量（A）、木糖醇添加量（B）、食鹽添加量（C）、檸檬酸添加量（D）為因素，以感官評分為指標，進行L9(34)正交試驗，因素水平見表1。

表1 正交試驗因素水平設計 %

1.7 感官評分

絞股藍飲料的配方評價采用感官綜合評分法，參考口服飲料感官評價標準，并結合飲料的實際特性，制定評價標準[23]，具體見表2所示。聘請具有飲料感官評價經驗的10名食品工作者，按照飲料的色澤、氣味、口感與組織形態進行評分，在得分中去掉最高分和最低分后取平均值即為感官得分。

表2 絞股藍飲料的感官評分標準

1.8 絞股藍飲料質量指標檢測方法

1.8.1 可溶性固形物的測定

用糖度儀測定。

1.8.2 pH的測定

用pH計測定。

1.8.3 穩定性的測定

準確稱取制備好的飲料（m1）置于離心管中，在3 000 r/min轉速下離心10 min后，取離心后的上清液，稱質量，記為m2，按照式（1）計算離心沉淀率，平行測定3次。離心沉淀率越大，表明溶液穩定性越差[24]。

式中：m1為飲料的初始質量，g；m2為飲料離心后的上清液質量，g；w為離心沉淀率，%。

1.8.4 衛生指標的測定

由自貢市第一人民醫院檢驗科測定。

1.8.5 常見重金屬含量測定

由哈爾濱工業大學化工與化學學院測定。

1.9 抗氧化能力的測定

1.9.1 對DPPH自由基清除能力的測定

用無水乙醇配置0.1 mmol/L的DPPH溶液，避光保存。在試管中分別加入2 mL待測液和2 mL的DPPH自由基溶液，充分振搖后置于暗處，在室溫下反應30 min，在波長517 nm處測定吸光度。2 mL待測液加入等體積無水乙醇作為樣品對照，2 mL的DPPH自由基溶液加入等體積無水乙醇作為空白。測定時用無水乙醇調零，重復3次，取平均值，參照式（2）計算樣品的DPPH自由基清除率。

式中：A0為空白對照組吸光度；Ai為樣品組吸光度；Aj為陰性對照組吸光度。

1.9.2 對超氧陰離子清除能力的測定

采用南京建成試劑盒進行測定，按照說明書操作如表3。

混勻，靜置10 min，用分光光度計測定各管吸光度，波長550 nm，光徑1 cm，雙蒸水調零，按式（3）計算，得出抗超氧陰離子能力。

抗超氧陰離子能力（U/L）=（OD對照-OD測定）/（OD對照-OD標準）×標準品質量濃度（0.15 mg/mL）×

1.9.3 對ABTS自由基清除能力的測定

采用南京建成試劑盒進行測定，按照說明書操作，如表4所示。

水浴完成后，分別在測定管中加入試劑四0.1 mL，對照管中加入試劑四0.1 mL和樣品0.1 mL。混勻，靜置10 min，用分光光度計測定各管吸光度，波長520 nm，光徑1 cm，雙蒸水調零，按式（4）計算，得出抗ABTS自由基能力。

表3 超氧陰離子清除能力測定的操作說明 mL

表4 ABTS自由基清除能力測定操作說明 mL

2 結果與分析

2.1 單因素試驗

2.1.1 檸檬酸添加量對絞股藍飲料的影響

檸檬酸添加量對絞股藍飲料的影響見圖1。

檸檬酸具有一定抗氧化作用[25]，適量的添加有助于增加飲料的酸味，并與糖搭配形成酸甜可口的風味，對飲料的影響顯著。由圖1可知，檸檬酸添加量在0.005%～0.08%范圍內對絞股藍飲料感官評分的影響表現出先增高后降低趨勢。檸檬酸添加量小于0.01%時，飲料的酸味明顯缺失，糖酸比例不協調，口感較差；檸檬酸添加量大于0.01%時，飲料的酸味漸漸加重，掩蓋飲料甜味，導致口感不適。故確定檸檬酸添加量為0.01%。

圖1 檸檬酸添加量對產品感官評分的影響

2.1.2 食鹽添加量對飲料的影響

食鹽添加量對絞股藍飲料的影響見圖2。

飲料中加適量的食鹽更能突出甜味，改善風味，同時也可以補充身體流失的鹽分。由圖2可知，在食鹽添加量0.05%～0.15%范圍內對絞股藍飲料感官評分的影響表現出先緩慢增高后下降趨勢。食鹽添加量大于0.1%時，飲料偏咸，口感不適。故確定食鹽添加量為0.1%。

圖2 食鹽添加量對產品感官評分的影響

2.1.3 木糖醇添加量對飲料的影響

木糖醇添加量對絞股藍飲料的影響見圖3。

飲料中添加木糖醇不僅有利于提高口感，并且不會影響血糖的變化。由圖3可知，在木糖醇添加量1%～5%范圍內對絞股藍飲料感官評分的影響表現出先增高后降低趨勢。木糖醇加量小于3%時，飲料的甜味較淡，澀味較重；木糖醇添加量大于3%時，飲料的甜味漸漸加重，導致飲料偏甜，并且掩蓋絞股藍的特殊風味。故確定木糖醇添加量為3%。

2.1.4 絞股藍提取液添加量對飲料的影響

絞股藍提取液添加量對絞股藍飲料的影響見圖4。

由圖4可知，在絞股藍提取液添加量25%～45%范圍內，對絞股藍飲料感官評分的影響表現出先增高后降低趨勢。絞股藍提取液添加量小于30%時，飲料的絞股藍風味缺失；絞股藍提取液添加量大于30%后，飲料的顏色加重，氣味增強，口感增添絞股藍特有苦味，導致飲料的感官評分呈現下降趨勢。故確定絞股藍提取液添加量為30%。

圖3 木糖醇添加量對產品感官評分的影響

圖4 絞股藍提取液添加量對產品感官評分的影響

2.2 正交試驗結果

絞股藍飲料正交試驗結果見表5。

表5 正交試驗結果

根據正交試驗結果直觀分析，影響因素的主次順序為：A＞D＞C＞B，即，絞股藍提取液添加量＞檸檬酸添加量＞食鹽添加量＞木糖醇添加量。通過對復合飲料的色澤、香氣、滋味及組織狀態進行綜合評價，9組內感官評分最高為A1B2C2D2，而通過極差得出的最佳配方為A2B2C1D2，對兩者進行對比驗證試驗，在A2B2C1D2工藝條件下，復合飲料的平均感官評分為89分，比A1B2C2D2結果差，因此確定絞股藍復合飲料的最佳配方為A1B2C2D2。即絞股藍提取液添加量30%、檸檬酸添加量0.02%、食鹽添加量0.08%、木糖醇添加量3%，此時感官評分最高為93分，制備的飲料不僅具有絞股藍特有風味，并且酸甜可口，容易被接受。

2.3 絞股藍飲料質量指標檢測結果

2.3.1 主要理化指標結果

絞股藍飲料主要理化指標測定結果見表6。

結果表明，制備的絞股藍飲料和滅菌后的飲料在可溶性固形物，pH和穩定性方面均有一定變化，但影響不顯著。常見重金屬如鉛、鎘、汞和砷等重金屬均未在飲料中檢出。

表6 絞股藍飲料主要理化指標測定結果

2.3.2 衛生指標結果

經檢測，絞股藍飲料（滅菌）的細菌總數≤100 CFU/mL、大腸桿菌≤3 CFU/mL，致病菌未檢出，符合GB 7101—2015《食品安全國家標準 飲料》要求。

2.4 絞股藍飲料的抗氧化活性

絞股藍飲料的抗氧化活性結果見表7。

抗氧化試驗表明，絞股藍總皂苷提取液有較強的抗氧化能力，制備的絞股藍飲料對于DPPH自由基、超氧陰離子自由基及ABTS自由基均有一定清除能力，且在滅菌前后的變化不顯著，表明絞股藍飲料中的抗氧化活性成分未明顯受高溫滅菌的影響，工藝的滅菌條件可行。

表7 絞股藍飲料抗氧化活性測定結果

3 結論與討論

采用單因素及正交試驗確定絞股藍飲料的最佳配方：即絞股藍提取液添加量30%、檸檬酸添加量0.02%、食鹽添加量0.08%、木糖醇添加量3%。試驗制備的絞股藍飲料，色澤美觀，不僅具有絞股藍獨特的風味，而且還矯正絞股藍原有的苦澀感，口感酸甜適宜，并且不含任何防腐劑，符合GB 7101—2015《食品安全國家標準 飲料》質量要求。

對于添加的木糖醇，不僅增加飲料甜度，也不會引起血糖變化，特別適合糖尿病患者飲用。滅菌后所制得的飲料成品，在可溶性固形物、pH、穩定性及抗氧化活性方面與滅菌前都有一定變化，這可能是在高溫滅菌時對飲料中一些物質造成影響，但差異不顯著。抗氧化活性結果發現絞股藍飲料對DPPH自由基、超氧陰離子自由基及ABTS自由基均有一定清除能力。試驗結果為絞股藍在飲料方面的應用提供理論和實踐參考，后續試驗將對制備的飲料中具體皂苷類、多糖類物質進行定量分析。