草果理化特性分析及其速溶茶飲調配

薛亞杰 ，胡榮鎖 ，姚美芹，張彥軍 ，谷風林 ，徐飛

1. 中國熱帶農業科學院香料飲料研究所（萬寧 571533）；2. 云南農業大學熱帶作物學院（普洱 665000）；3. 海南省特色熱帶作物適宜性加工與品質控制重點實驗室（萬寧 571533）

草果（Amomum tsaokoCrevost et Lemarie）是姜科豆蔻屬的多年生常綠叢生草本植物。主要種植在我國云南省怒江、文山等地。果實入藥能治痰積聚、除瘀消食、治療瘧疾等，也是常用的調味香料[1-2]。草果作為藥食同源的中藥材和調味品，其發展越來越受到重視。但是目前90%以上的草果主要用于整果添加食用，較少被應用于中成藥調配和其他領域，其藥用及保健價值有待開發[3]。復合保健茶飲屬于茶飲料的一種。文獻報道復合保健茶飲料主要有花卉茶、藥茶、菌茶等[4]。楊紹蘭等[5]以秋季柿葉為原料，西洋參、麥冬等中藥材進行拼配，配制成湯色、香氣、滋味俱佳的柿葉復合茶，具有潤喉利咽、美容安神的保健功效。李欣等[6]報道葛根冬麥復合茶能顯著降低高血糖人群空腹血糖和餐后血糖。周才碧等[7]報道復合茶對高脂血癥小鼠的體重、肝系數、肝組織形態及肝臟有機酸代謝均有影響。

草果和紅茶都是種類繁多且營養豐富的食材，紅茶中的茶色素還有抗氧化、抗菌等多重功效[8]。將兩種食材進行科學搭配，研發草果復合茶飲料，試驗在分析草果理化特性基礎上，通過采用草果浸膏和紅茶、生姜、山楂等速溶粉進行配方工藝研究，為草果綜合利用開發提供理論支撐。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

草果原料（云南省怒江州瀘水市）；速溶紅茶粉（江蘇澗輝食品有限公司）；紅糖粉（云南滇鵬糖業有限公司）；速溶山楂粉、速溶生姜粉（均為市售）。

7890B-5977B氣相色譜質譜聯用儀（美國安捷倫公司）；Alpha MOS電子鼻分析系統（配有6種金屬氧化物電極和AlphaSoft 12.0工作站，法國Alpha M.O.S公司）；Malvern MASTERSIZER 3000粒徑分析儀（英國Malvern公司）；R-220SE旋轉蒸發儀（瑞士BUCHI公司）；YZN50多功能真空濃縮機（北京東華原醫療設備有限責任公司）；XY-102MV水分測定儀（常州市幸運電子設備有限公司）。

1.2 草果粉末制備及理化特征分析

草果經日曬干燥后，研磨成粉，分析草果的水分、總灰分、蛋白質、氨基酸等理化特性。

1.2.1 水分測定

稱取1 g草果粉末，利用水分測定儀測定，重復測定3次，取平均值。

1.2.2 灰分測定

根據GB 5009.4—2016規定執行。

1.2.3 蛋白質測定

稱取50~60 mg草果粉，置于樣品錫紙杯，利用杜馬斯定氮儀測量蛋白質含量，同時做不同梯度標準曲線。

1.2.4 氨基酸分析

稱取1 g草果粉于20 mL安瓿管中，加入1 mL 6 mol/L HCl（250 mL純鹽酸，定容至500 mL，加0.5 g苯酚），抽真空封管，在110 ℃水解22 h，冷卻過濾；取100 μL濾液置于氮吹儀上，氮吹蒸發至干；加入5 mL樣品稀釋液，使氨基酸濃度達到50~250 mol/mL，振蕩混勻，用0.22 μL濾膜過濾后，供上機測定使用。

1.2.5 精油提取

參考胡椒粉精油[9]的提取方式，料液比1︰100（g/mL），稱取40 g草果粉末放入蒸餾瓶中，加入400 mL去離子水，利用水蒸氣蒸餾法，蒸餾5 h，得到草果精油，計算提取率。

1.3 草果粉粒徑分析

草果粉粒徑分析按照濕法測定，顆粒類型為非球形；折射率1.56；分散劑為水，折射率1.33；測定次數3次；測量遮光度限制為上限10、下限6；清潔類型：標準；攪拌速度2 000 r/min，從測量開始連續超聲，穩定時間20 s。

1.4 草果浸膏制備

草果浸膏制備借鑒包秀萍等[10]的方法略有修改。稱取1 kg草果粉，加入12 L去離子水，使用多功能真空濃縮機在80 ℃下浸提45 h，過濾溶液經旋轉蒸發儀在80 ℃濃縮直至液體完全蒸發后取出，此時得到草果浸膏。

1.5 草果速溶茶飲制備

草果浸膏和速溶紅茶粉的調配，參考范喬[11]的方法。將草果浸膏與紅茶粉末按照3︰1，2︰1，1︰1，1︰2和1︰3的比例設置5個處理，3組重復。參考楊在俠[12]的方法，加入0.1 g速溶生姜粉、0.2 g速溶山楂粉、3 g紅糖粉到5個不同處理中，按料液比1︰50（g/mL）加水進行沖泡。

1.6 草果速溶茶飲感官評價

依據GB/T 23776—2018《茶葉感官評審方法》，按照料液比1︰50（g/mL）進行沖泡。對每種組合的草果紅茶飲料的口感、香氣、滋味、茶湯進行感官評價，篩選出最佳調配比例。

表1 草果速溶茶飲感官評分標準

1.7 草果速溶茶飲電子感官分析

參考段夢雅等[13]的方法并稍作改動。取1 mL草果茶飲裝入電子鼻瓶中（重復6次），密封待檢。樣品在50 ℃下孵化120 s，頂空分析注射量1 500 μL，采集延遲210 s，注射器溫度60 ℃。使用電子鼻系統自帶的軟件（法國Alpha M.O.S公司的Alphashft 12.0工作站）分析響應數據。傳感器檢測范圍[14-15]如表2所示。

表2 傳感器檢測范圍

1.8 草果速溶茶飲風味分析

參考趙澤偉等[16]的方法稍作修改。取1 mL樣品置于20 mL固相微萃取瓶中，于65 ℃孵化30 min，吸附15 min，解吸附15 min。

色譜柱為ZB-5 MSI彈性石英毛細管柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm）。升溫程序：初始溫度45 ℃，保持2 min，以4 ℃/min升溫至250 ℃，保持2 min。載氣為氦氣，流量1.0 mL/min；不分流進樣，溶劑延遲1.5 min，離子源溫度230 ℃；四極桿溫度150 ℃，電子能量70 eV；接口溫度280 ℃；質量掃描范圍m/z30~450。

1.9 數據處理分析

試驗數據用Excel，Origin軟件及儀器自帶軟件處理，差異顯著性水平P＜0.05，數據結果以平均數±標準差表示。

2 結果與分析

2.1 草果理化特性分析

水是食品的主要組成成分，其在食品中的含量、分布和狀態對食品的外觀、質構、風味、新鮮程度產生極大的影響[17]。灰分則是樣品灼燒后的殘渣，主要由無機鹽組成，是評價食品營養的指標之一[18]。蛋白質在生物體內起到十分重要的作用，從基礎的能量儲存到復雜的生物代謝都離不開蛋白質[19]。因此，分析草果理化特性對草果速溶茶飲調配具有一定的指導意義。表3顯示，草果粉含水率13.91%、灰分6.21%、蛋白質4.80%、精油得率1.75 mL/100 g。對比海南熱帶特色香料胡椒，白胡椒及黑胡椒國家標準中規定水分在13%~14%，草果粉水分結果與胡椒水分相似。草果粉灰分低于加工黑胡椒粉國標規定，高于白胡椒粉灰分。草果中蛋白質含量和胡椒相似，低于花椒[20-21]。精油得率高于黑胡椒、青胡椒，低于白胡椒和胡椒鮮果（黑胡椒、白胡椒、青胡椒和胡椒鮮果的精油提取得率分別為1.718，1.867，1.487和3.229 mL/100 g）[22]。

表3 草果主要理化特征分析

現代營養學研究表明，食品中的氨基酸種類、含量及其組成的比率是影響食品蛋白品質的重要因素，是非常重要的營養素和生物活性物質，是衡量果實營養價值的重要指標之一[23]，能夠調節營養物質代謝、增強機體免疫力[24?25]，除此之外，氨基酸對食品的色、香和味等方面具有重要作用[26]。草果粉中氨基酸種類及含量如表4所示。草果包含6種必需氨基酸賴氨酸、苯丙氨酸、蘇氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、纈氨酸和10種非必需氨基酸，必需氨基酸含量為9.59%，非必需氨基酸的含量為10.12%。草果中必需及非必需氨基酸含量高于花椒中氨基酸含量[27]。

表4 草果中主要氨基酸種類及含量分析

2.2 草果粉粒徑分析

草果粉粒徑的大小與浸膏浸提效果具有直接關系。草果粉粒徑大小分析見表5，Dx(10)表示有10%的顆粒小于81.6 μm，Dx(50)表示有50%的顆粒小于724 μm，Dx(90)和Dx(99)含義以此類推。敖穎等[28]進行菠蘿蜜淀粉的粒徑分析，標準差數值較大，說明粉末顆粒大小均一性差，數值越小，說明粉末顆粒大小越均一。表5顯示草果粉末平均粒徑在724 μm，徑距平均為2.489 μm，加權殘差為16.36%。該試驗原料草果粉標準偏差稍大，這可能與草果中纖維較多，對粉末的粒徑有一定影響有關。

表5 草果粉粒徑分析

2.3 草果浸膏特征

草果、草果粉及浸膏外觀見圖1。草果呈長橢圓形，具三鈍棱，長2~4 cm，直徑1~2.5 cm，表面呈現灰棕色或者紅棕色，具縱溝及棱線，頂端有圓形突起的柱基，基部有果梗或者果梗痕。草果果皮比較堅硬，纖維較多，粉碎后有少量纖維，草果粉呈現土黃色，具有濃郁的草果清香。草果浸膏呈棕褐色膏狀液體，草果香氣較濃，易溶于水，滋味醇厚。浸膏得率為65.73 g，提取率為6.57%。

圖1 草果（A）、草果粉（B）及草果浸膏（C）外觀圖

2.4 草果速溶茶飲感官評價

草果速溶茶飲湯色外形圖見圖2，感官評價表見表6。結果顯示，在茶湯的亮度方面，速溶紅茶粉與草果浸膏比例3︰1的湯色較協調，明亮度稍低，呈棕紅色。速溶紅茶粉與草果浸膏比例1︰2和2︰1時，湯色亮度差別不太明顯，色彩尚鮮艷，呈暗紅色。速溶紅茶粉與草果浸膏比例1︰1時，色彩較鮮艷，亮度較差。速溶紅茶粉與草果浸膏比例1︰3的湯色明亮度最高，但紅茶顏色欠佳。5個處理的湯色區別不太明顯，感官外形分析顯示，速溶紅茶粉與草果浸膏比例3︰1的湯色呈現協調搭配的棕紅色，色調較佳。

圖2 不同比例草果速溶茶飲湯色圖

表6 草果速溶紅茶飲感官評價表

在草果速溶茶飲的滋味上，草果浸膏與速溶紅茶粉的比例不同，茶湯的滋味差異較為明顯。速溶紅茶粉與草果浸膏比例3︰1時得分最高，說明草果浸膏比例少時茶湯口感鮮醇爽口，口感細膩，還具有淡淡草果清香。速溶紅茶粉與草果浸膏比例1︰3和1︰2時，茶湯滋味尚醇但有青澀粗糙感，草果味較重，可能由于草果浸膏比例增加與紅茶復配時產生了青澀口感，口感不協調。因此速溶紅茶粉與浸膏比例3︰1時滋味效果最佳。

在草果速溶茶飲的香氣上，5個不同比例的茶飲差別不明顯。隨著草果浸膏比例的增加，草果獨特的氣味逐步顯現，與茶葉的香氣逐漸融合，形成較為協調的速溶茶飲，但浸膏比例較大時草果味濃郁，未能體現醇厚的茶香。速溶紅茶粉與草果浸膏比例3︰1時，具有茶葉香味及草果淡淡清香，比例為1︰2，1︰1和2︰1時，草果的香氣與茶香融合度較差，香氣欠佳。

綜合外形、湯色、滋味、香氣和體現草果味茶特色等多種因素，速溶紅茶粉與草果浸膏比例3︰1時感官評價得分最高。

2.5 草果速溶茶飲電子感官分析

草果速溶茶飲電子感官分析如圖3所示，分別對不同比例草果速溶茶飲成分進行電子鼻分析，揮發性物質成分PCA中第一主成分（PC1）方差貢獻率為73.7%，第二主成分（PC2）方差貢獻率為19.2%，累計方差貢獻率為92.9%，說明這2個PC均能夠反映樣本整體信息。5種比例樣本相互獨立，說明彼此之間存在風味差異。速溶紅茶粉與草果浸膏比例1︰3位于圖3的第二象限，比例3︰1位于圖3的第一象限，因此在PC1中，可以區分比例為1︰3和3︰1的樣本。比例1︰2和2︰1位于圖3的第四象限，說明速溶紅茶粉與草果浸膏味3︰1時與其他比例的風味相差較遠，這與感官評價較為一致。

圖3 不同比例草果速溶茶飲PCA圖

2.6 草果速溶茶飲風味成分分析

通過感官評價結合電子感官得到速溶紅茶粉與草果浸膏味3︰1時風味較佳，對此比例下的草果速溶茶飲風味進行分析，見表7。結果顯示，草果速溶茶飲鑒定出風味成分共計62種，主要成分為16種，其中醇類3種、醛類1種、酯類2種、烷烴類3種、烯烴類7種。草果速溶茶飲中主要風味物質以醇類（2-丁基-1-辛醇、2-乙基-1-己醇）、烯烴類（檸檬烯、α-蓽澄茄油烯、（-）-β-長蒎烯、依蘭烯、可巴烯、石竹烯、大根香葉烯）為主，由于醇類、烯烴類等化合物間的相互作用在一定程度上影響揮發性化合物的釋放，最終影響草果茶飲整體風味品質，這與感官評價較為一致。

表7 最佳比例草果速溶茶飲風味成分分析

3 結果與討論

草果屬于藥食同源，不僅是烹飪佐料的上品，而且在中藥上有廣泛用途，其果實入藥具有溫中燥濕之效，可治療脘腹脹痛、痞滿嘔吐、瘧疾寒熱、瘟疫發熱之疾。紅茶中的茶色素具有抗氧化、抗菌、抗病毒、消炎、降血糖和血脂、抗癌等多重功效。將2種食材進行科學搭配，研發草果與紅茶的復合飲料，充分發揮草果和紅茶的營養特點，為速溶液體濃縮茶的制備提供了一定理論支撐。結果表明，草果速溶茶飲的最佳工藝配方：草果浸膏0.1 g、紅茶速溶粉0.3 g、生姜粉0.1 g、山楂粉0.2 g、紅糖3 g。此配方下的草果速溶茶飲口感細膩、無澀味、茶湯色澤鮮艷，呈棕紅色，草果香味適中，適合大眾口味。在速溶紅茶中加入草果浸膏、紅糖、生姜、山楂后，能很好地融合紅茶、草果的不良口感，是老少皆宜的健康飲品，具有較為廣闊的應用前景。

但試驗所需草果浸膏提取率僅為6.57%，原料提取時間較長，這對草果速溶茶飲的進一步研究具有一定限制，后續需要進一步優化草果浸膏浸提工藝。

4 結論

為開發草果新用途并研發草果系列產品，此次試驗在研究草果理化特性基礎上以草果浸膏、速溶紅茶粉為主原料，紅糖粉、速溶生姜粉、速溶山楂粉等輔料按照不同比例調配草果速溶茶飲。采用電子感官和人為感官結合篩選確定物料最佳配比，利用頂空固相微萃取氣相色譜質聯用技術分析茶飲產品的風味品質。結果表明：草果含水分13.91%、灰分6.21%、蛋白質4.80%、必需氨基酸9.59%、非必需氨基酸10.12%、精油得率1.75 mL/100 g。草果速溶茶飲最佳配方為速溶紅茶粉+草果浸膏0.4 g（0.3 g+0.1 g）、速溶生姜粉0.1 g、速溶山楂粉0.2 g、紅糖粉3 g。按料液比1︰50（g/mL）加水進行沖泡，此配方下的草果速溶茶飲口感、湯色、滋味、香氣俱佳。草果速溶茶飲風味以醇類、烯烴類為主。速溶茶飲制備對草果產品新用途提供了一定的理論參考。