山楂枸杞菊花甘草中总黄酮的提取及功能保健饮料研制.pdf

N o . 3 . 2 0 0 8 山楂枸杞菊花甘草中总黄酮的提取 及功能保健饮料研制 高盈娴,李保国 (上海理工大学食品与生物技术研究所,上海2 0 0 0 9 3 ) 摘要:研究以山楂为主要原料、辅以枸杞、菊花、甘草,参考中医君臣佐使的用药配伍原则,开发一 种新的功能性复合饮料。研究山楂、枸杞、菊花、甘草复合饮料中总黄酮的提取条件。结果表明最佳 参数为浸提温度8 0,浸提时间1 . 5h,固液比1 8,乙醇浓度5 0 %。通过正交实验,确定饮料的最 佳配方为8 %浓缩液、5 %白砂糖、柠檬酸0 . 0 3 %。 关键词:功能性饮料;山楂;枸杞;菊花;甘草 中图分类号:T S2 7 5 . 4;T S2 0 1 . 4 文献标志码:B文章编号:1 0 0 5 - 9 9 8 9 ( 2 0 0 8 ) 0 3 - 0 1 6 3 - 0 4 E x t r a c t i o no f f l a v o n ef r o mh a n t h o r nc h r y s a n t h e mu mmo r i f o l i u m, l y c i u mc h i n e n s emi l l a n dg l y c y r r h i z au r a l e n s i sa n d c o mp o s i t eh e a l t hb e v e r a g ep r o c e s s i n g G A OY i n g - x i a n , L I B a o - g u o ( I n s t i t u t eo f F o o da n dB i o t e c h n o l o g yU n i v e r s i t yo f S h a n g h a i f o r S c i e n c ea n dT e c h n o l o g y , S h a n g h a i 2 0 0 0 9 3 ) A b s t r a c t :A c c o r d i n gt ot h et h e o r i e so f C h i n e s eH e r b a l me d i c i n e , t h ef u n c t i o n a l b e v e r a g ew i t hh a n t h o r na st h e ma i nma t e r i a l a n dC h r y s a n t h e mu m, Ma t r i mo n yv i n e , L i c o r i c ea st h emi n o rma t e r i a l w a sp r e p a r e d . T h e e x t r a c t i o no ff l a v o n ef r o m h a n t h o r n , C h r y s a n t h e mu m mo r i f o l i u m, L y c i u m c h i n e n s eMi l l . a n dG l y c y r r h i z a u r a l e n s i sh a sb e e ns t u d i e d .T h er e s u l t ss h o w e dt h a t t h eo p t i ma l c o n d i t i o n sw e r ea sf o l l o w s :t h et e mp e r a t u r e w a s8 0 , t h et i mew a s1 . 5h , t h el i q u i d - s o l i dp r o p o r t i o nw a s1 8 , c o n c e n t r a t i o no f e t h a n o l w a s5 0 %. A c c o r d i n gt oo r t h o g o n a l t e s t , t h eb e s t r e c i p eo f t h ef u n c t i o n a l b e v e r a g ew a s8 % c o n c e n t r a t e ds o l u t i o n , 5 % s u g a r , 0 . 0 3 %c i t r i ca c i d . K e y w o r d s:f u n c t i o n a l b e v e r a g e ;h a n t h o r n ;C h r y s a n t h e mu mmo r i f o l i u m ;L y c i u mc h i n e n s eMi l l. ; G l y c y r r h i z a u r a l e n s i s 收稿日期:2 0 0 7 - 0 9 - 1 4 基金项目:上海市自然科学基金项目( 0 5 Z R 1 4 0 8 8 );上海市重点学科建设项目( T 0 5 0 3 )。 作者简介:高盈娴( 1 9 8 4),女,硕士研究生,研究方向为食品微胶囊化技术。 随着人们生活水平的提高,生活节奏的加快, 功能性保健饮料以其健康、天然、方便的特点越来 越受到人们的喜爱。过去几年中,国内外的功能性 饮料市场发展十分迅速。功能性饮料的迅猛增长主 要基于人们对健康的需要,而且这种趋势正逐渐变 得明显。一般保健饮料需要涉及到常见草药添加剂 的正确配伍,例如金丝桃、高丽参、银杏叶、卡瓦 根、麻黄、生姜、抗氧化维生素和矿物质等。此外 也包括常用的食品添加剂 1 。本研究以山楂为主要材 料,再辅以枸杞、菊花、甘草3种天然草本植物为原 料,而这4种原料中都含有公认为抗氧化的有效成 分黄酮类物质。研究表明,黄酮类物质具有类雌激 提取物与应用 1 6 3 N o . 3 . 2 0 0 8 图2浸提时间与黄酮提取率的关系 00 . 511 . 522 . 533 . 5 时间/ h 8 7 . 5 7 6 . 5 6 5 . 5 5 4 . 5 4 3 . 5 提取率/(m g / g ) 图1黄酮提取率与乙醇浓度的关系 02 04 06 08 01 0 0 浓度/ % 1 0 8 6 4 2 0 提取率/(m g / g ) 素的作用,可以清除体内的自由基,调节肠胃,协 调人体整体平衡,以达到延缓衰老、养生保健的效果 2 - 6 。本文通过对山楂枸杞菊花甘草中总黄酮的提取并 调配研制出一种抗氧化保健养生的功能饮料,可以 满足现代人群对内在健康及保健的需求。 1材料与方法 1 . 1材料与仪器 北山楂、菊花、枸杞、甘草:干货;一级白砂: 市售。 无水乙醇、硝酸铝、氢氧化钠:分析纯;9 5 %食 用乙醇,磷酸盐缓冲溶液( G B / T4 7 8 9 . 2 8 - 2 0 0 3 ),0 .8 5 % 灭菌生理盐水,革兰染色液( G B / T 4 7 8 9 .2 8 - 2 0 0 3中),芦 丁标准品等。 A L 1 0 4型分析天平,D J - 0 4型粉碎机,H . H . S型 电热恒温水浴箱,S H B - 型循环水式多用真空泵, R - 2 0 1型旋转蒸发器,L X J - 型离心机,7 5 4型可见 光分光光度计。 1 . 2实验方法 1 . 2 . 1饮料的制备工艺 工艺流程:原料处理浸提冷藏提取液 过滤调配灌装封口杀菌成品。 原料处理:将山楂、枸杞、菊花、甘草除杂后, 分别置于6 0干燥箱干燥3h。取出冷却后,用粉 碎机粉碎。 浸提:将处理后的原料按山楂枸杞菊花甘草质 量比为1 2 1 0 1 0 6的混合,与食用乙醇一起置于水浴 浸提,自然冷却静置过夜。采用2 4 0 0r / m i n离心分离 2 0m i n,将离心液过滤,除去悬浮物。用旋转蒸发器 在( 4 9 1 ) 、5 4r / m i n、0 . 0 9 8M P a真空度条件下浓缩 蒸馏,用浸提时同浓度的乙醇定容至1 0 0m L。将浓 缩液冷却后,置于8冷藏箱内,冷藏2 4h,析出 其中不稳定物质,备用 7 。 调配:利用正交实验对饮料的风味进行综合调 配筛选,确定出最佳的饮料配比方案。 杀菌:封盖后,9 5保持3 0m i n。 1 . 2 . 2总黄酮成分的测定 8 标准曲线的绘制:准确 吸取芦丁标准溶液0 . 5、1 . 0、2 . 0、3 . 0、4 . 0、5 . 0m L, 分别移入1 0m L容量瓶中,分别加入5 %亚硝酸钠溶 液0 . 3m L,摇匀,放置5m i n;然后加入1 0 %亚硝酸 钠溶液0 . 3m L,摇匀,放置6m i n;加入1m o l / L亚 硝酸钠溶液2m L,用3 0 %乙醇定容。摇匀,放置1 5 m i n。用可见光分光光度计在5 1 0n m处测定吸光度。 绘制芦丁含量( 1 0 - 4g / m L ) 与吸光度的标准曲线:y = 0 . 1 2 9 x - 0 . 0 0 6 2;R 2=0 . 9 9 6 7 。 提取液中黄酮含量的测定:冷藏液取出,滤去 沉淀。取5m L提取液,加入5 %亚硝酸钠溶液0 . 3 m L,摇匀,放置5m i n。加入1 0 %亚硝酸钠溶液0 . 3 m L,摇匀,放置6m i n。加入1m o l / L亚硝酸钠溶液2 m L,用3 0 %的乙醇定容。摇匀,放置1 5 m i n。以未加 铝盐试剂的样液为空白,用可见光分光光度计在5 1 0 n m处测定吸光度。根据标准曲线,求出相当于试样吸 光度的芦丁含量,按下式计算总黄酮的提取率: 总黄酮的提取率( m g / g ) = Y + 0 . 0 0 6 2 0 . 1 2 9 m 1 0 A C 式中:Y为吸光度; m为原料干质量,g; A为稀释倍数; C为冷藏后原样液总体积,m L。 2结果与讨论 2 . 1乙醇浓度对黄酮提取率的影响 山楂、枸杞、菊花、甘草原料预处理混合后, 称取3 8g处理后的原料与2 0 % 8 0 %浓度的食用乙 醇以1 1 0质量-体积比,置于7 0水浴加热浸提 1 . 5h,冷却后静置、离心分离、浓缩蒸馏、定容、 冷藏后过滤并测定黄酮提取率见图1。从图1可看 出,当乙醇浓度为6 0 %时,黄酮的提取率最高,为 7 . 6 3 4 m g / g。 2 . 2浸提时间对黄酮提取率的影响 山楂、枸杞、菊花、甘草原料预处理混合后, 称取3 8g处理后的原料与6 0 %浓度乙醇以1 1 0的质 量-体积比,置于7 0水浴分别加热浸提不同时间, 冷却后静置、离心分离、浓缩蒸馏、定容、冷藏后过 滤并测定黄酮提取率见图2。 从图2看出,当加热浸提时间从0 . 2 5 1h,黄酮 提取率与浸提时间呈线性快速增加,1h后提取率曲 提取物与应用 1 6 4 N o . 3 . 2 0 0 8 实验号 感官评分 总分 色香味 11 ( 6 )1 ( 3 )2226 212 ( 5 )2125 313 ( 7 )2125 42 ( 7 )13216 5223238 6233227 73 ( 8 )13317 8323339 9333328 k 1 5 . 3 36 . 3 3 k 2 7 . 0 07 . 3 3 k 3 8 . 0 06 . 6 7 r2 . 6 71 . 0 0 因素 浓缩液/ %A白砂糖/ %B 表3配方正交实验表 图3固液比与黄酮提取率的关系 1 31 61 91 1 21 1 4 固液比( g m L ) 7 . 1 7 . 0 5 7 6 . 9 5 6 . 9 6 . 8 5 6 . 8 提取率/(m g / g ) 表2正交实验表 ABCD 111117 . 7 7 7 212227 . 2 3 3 313337 . 4 4 0 421237 . 0 3 9 522317 . 7 5 9 623125 . 3 4 6 731327 . 1 9 1 832137 . 1 1 8 933216 . 1 1 0 K17 . 4 8 37 . 3 3 66 . 7 4 77 . 2 1 5 K27 . 2 3 77 . 3 7 06 . 7 9 46 . 5 9 0 K37 . 4 1 36 . 2 9 97 . 4 6 37 . 1 9 9 R0 . 2 4 61 . 0 7 10 . 7 1 60 . 6 2 5 实验号 因素 提取率/ ( m g / g ) 线变平缓。当浸提时间为3h时,黄酮的提取率略有 下降,这是因为浸提时间较长,黄酮处于较高温度下 易发生氧化的缘故。在加热浸提1 . 0 2 . 5h内,提取 率上升缓慢,表明已基本提完了原料中的黄酮。 2 . 3固液比对黄酮提取率的影响 山楂、枸杞、菊花、甘草原料预处理混合后, 称取3 8g处理后的原料与6 0 %浓度的食用乙醇分别 以不同质量-体积比,置于7 0水浴加热浸提1 . 5h, 冷却后静置、离心分离、浓缩蒸馏、定容、冷藏后过 滤并测定黄酮提取率如图3所示。 在初步实验中发现,当固液比为1 4时,由于所 得浸提液较少,在浓缩蒸馏中很难除去乙醇得到浓缩 液。实验仅能得到稳定性较差的浑浊浓缩液,不适于 作为澄清饮料的浓缩液。所以,图3中的曲线固液比 从1 6开始,随固液比减少,提取率缓慢减少。黄酮 的提取率相差较小,提取率在6 . 9 2 7 . 0 5之间。 2 . 4浸提温度对黄酮提取率的影响 山楂、枸杞、菊花、甘草原料预处理混合后, 称取3 8g处理后的原料与6 0 %浓度的食用乙醇以1 1 0的质量-体积比,置于不同温度的水浴加热浸提 1 . 5h,冷却后静置、离心分离、浓缩蒸馏、定容、 冷藏后过滤并测定黄酮提取率,结果见图4。 从图4看出,在3 0 8 0范围内,提取率随温度 的上升而升高,当乙醇浸提温度为8 0时,黄酮的 提取率最高达到7 . 7 8 5m g / g。当温度高于8 0时, 提取率呈显著下降趋势,这可能是因为黄酮在过高 温度下发生氧化而导致下降。 2 . 5正交浸提实验 乙醇浓度、浸提时间、固液比、浸提温度对黄 酮提取率影响实验初步确定了各因素的影响范围, 但单因素实验的选点代表性很差,无法考察因素间 的交互作用。因此有必要采用正交实验对影响黄酮 提取率的各因素进行综合分析。在此设置了4因素3 水平L 9( 3 4 )正交实验分析。正交表及分析结果见表1及 表2。 从正交实验表中看出,影响黄酮提取率的因素排 序依此是:浸提时间浸提温度乙醇浓度固液比。 根据表2各因素的K值大小得出浸提最佳条件为浸 提温度8 0、浸提时间1 . 5h、固液比1 8、乙醇浓 度5 0 %。 2 . 6正交实验确定饮料最佳配方 图4浸提温度与黄酮提取率的关系 2 03 04 05 06 07 08 09 01 0 0 浸提温度/ 8 7 . 5 7 6 . 5 6 5 . 5 5 4 . 5 4 提取率/(m g / g ) 水 平 因素 固液比( g : m L ) A浸提时间/ hB浸提温度/ C乙醇浓度/%D 11 81 . 06 05 0 21 1 01 . 57 06 0 31 1 22 . 08 07 0 表1 L 9( 3 4 )正交实验因素水平表 提取物与应用 1 6 5 N o . 3 . 2 0 0 8 表3及表4采用L 9( 3 2 )正交表,将浓缩液、白砂 糖和水按不同比例混合,通过感官评定确定最佳配 比。饮料的感官评分标准见表4。从表3看出,最佳 配方为浓缩液8 %、白砂糖5 %。在调配中适量添加 柠檬酸0 . 0 3 %和稳定剂,以增加风味并获得长期稳 定、均一的复合饮料。 3结论 山楂、枸杞、菊花和甘草具有抗氧化、降脂、 降血压、抗衰老、抗疲劳等功能,本文从其中萃取黄 酮物质,并利用提取液调配复合保健饮料。综合考虑 原料的成分、作用、性味及协同作用,确定原料配比 为:山楂枸杞菊花甘草的质量比为1 2 1 0 1 0 6。对 实验数据进行综合分析,确定了黄酮提取的最佳条件 为浸提温度8 0 、浸提时间1 . 5 h、固液比1 8、乙醇 浓度5 0 %。通过正交实验得到复合保健饮料的最佳配 方为8 %浓缩液、5 %白砂糖、柠檬酸0 . 0 3 %。该功能保 健饮料色泽橙黄色、澄清透明,具有菊花、甘草等清 香,酸中带甜,酸甜适口,饮后略有甘草余味。 参考文献: 1 袁海涛.功能性饮料面临更严格的市场规范 J .饮料工业, 2 0 0 1 , 4 ( 3 ) : 4 5 - 4 8 2 刘武.山楂的营养化学成分及保健作用 J .食品研究与开 发, 2 0 0 2 , 1 0 ( 5 ) : 6 5 - 6 6 3 傅洪瑜,罗宗铭.山楂提取物抗氧化性能的研究 J .广东化 工, 1 9 9 9 , ( 2 ) : 2 1 - 2 2 4 王英俊.浅谈菊花 J .内蒙古中医药, 1 9 9 7 , ( 1 1 ) : 9 5 5 魏炜,银建中,朱彻.甘草酸及甘草黄酮类物质的提取、 精 制和应用的研究进展 J .化学工业与工程技术, 2 0 0 5 , 2 6 ( 1 ) : 3 0 - 3 3 6 宋慧,李勇.黄酮类化合物的营养保健作用 J .营养保健, 2 0 0 4 , ( 1 1 ) : 4 5 - 4 7 7 丁利君,吴振辉,蔡创海.菊花中黄酮类物质提取方法的 研究 J .研究与探讨, 2 0 0 2 , 2 3 ( 1 ) : 2 0 - 2 2 8 张颖,张立睦,周红英,等.不同产地枸杞子中黄酮含量的 测定 J .中国中医药科技, 2 0 0 4 , 1 1 ( 2 ) : 1 0 2 - 1 0 3 得分色泽香味滋味 3 符合山楂草本植 物提取液的色泽, 呈橙黄色,透明、 均匀一致 具有菊花、甘草 等草本植物清香, 浓淡适宜,香味 宜人 符合山楂等草本 植物正常的中草 药滋味,酸甜适 口,饮后略有 甘草余味 2色泽较深或较浅 香气近似菊花、甘 草等草本植物清 香,但香味较淡 酸味甜味 不够协调 1色泽不恰当略有香气 呈味过淡, 无留味 0色泽使人不愉悦 不具有菊花、甘 草的植物清香 滋味令人不悦 表4感官评分标准 提取物与应用 进入2 0 0 8年,啤酒企业在原材料成本上涨以及食品行业涨价的大潮中纷纷将部分品种的价格进行上调。 去年下半年以来,随着啤酒原材料价格的持续攀升,特别是大麦、麦芽和啤酒花等主要原料的大幅涨价,加上水、煤、 电等能耗的压力,运输成本、人力成本、营销成本逐年提高以及国家节能减排等强制性政策的实施,诸多因素导致了国内 所有的啤酒企业,在利润率本就非常低的状况下, “雪上加霜”般地承受着盈利能力的考验。诸多啤酒企业不得不在近期 提高了产品销售价格,行业龙头如雪花、青岛、燕京、金星等