凉茶由植物熬制而成，是以中医养生理论、中草药为基础，根据气候等研制出的一类有清热解毒、生津止渴等功效的饮料总称[1-2]。榕树须是桑科榕属植物小叶榕（Ficus microarpa Linn.f.）的气根，具有止咳化痰、清热解毒、护肝、降血脂等功效[3-4]，主要产于广西、广东、云南等地[5]，可用于治疗风湿骨痛、牙质过敏、全身肌肉酸痛、红眼病、糖尿病等[6-7]。粉葛（Pueraria thomsonii）是豆科植物葛根的变种甘葛藤的干燥根[8]，药食同源植物[9-10]，其葛根淀粉及葛根黄酮类化合物的含量较高[11]，广泛应用于粮食、功能食品中[12-13]。粉葛味甘凉，具有生津止渴，解酒毒等作用[14]。本研究使用的火山粉葛是国家地理标志性产品、韶关地区重点开发的农产品之一，具有极高的食用价值和保健价值[15-16]。绿茶是中国常见的茶类，其主要功能成分是茶多酚，茶多酚具有抗菌、抗动脉粥样硬化、抗氧化、抗辐射、美白等功效[17-21]。
目前粉葛茶已有相关研究，文献[22]以葛根纤维提取物为原料进行红茶菌发酵制得色泽均匀、酸甜可口的发酵葛根茶饮料。但是鲜见粉葛与榕树须制作凉茶的研究。
本研究首次将火山粉葛与榕树须结合，考察粉葛浸提液、榕树须浸提液、绿茶浸提液的添加量与白砂糖添加量对凉茶色泽、气味、口感、组织状态的影响，通过优化配方，制成清热解毒、风味独特的粉葛榕树须凉茶，并为其工业化生产提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
小叶榕树须：采自韶关学院校园内；火山粉葛：广东省韶关市曲江区大塘镇竹园火山粉葛合作社；高山绿茶：广州市大臻鸿食品有限公司；白砂糖（食品级）：市售；芦丁标准品（纯度99%）：广州分析测试中心科力技术开发公司；葛根素对照品（纯度99%）：西安天宝生物科技有限公司；咖啡因对照品（纯度≥98%）：上海纯优生物科技有限公司；无水乙醇（分析纯）：上海展云化工有限公司；亚硝酸钠（分析纯）：西陇科学股份有限公司；氢氧化钠（分析纯）：天津市大众试剂研发中心；硝酸铝（分析纯）、磷酸二氢钠（分析纯）、硫酸亚铁（分析纯）、酒石酸钾钠（分析纯）：天津市大茂化学试剂；磷酸二氢钾（分析纯）：（罗恩试剂）上海易恩化学技术有限公司。
1.2 仪器与设备
800Y粉碎机：永康市铂欧五金制品有限公司；TD4B低速离心机：湖南平凡科技有限公司；DHG-9053A电热恒温鼓风干燥箱：上海精密实验设备有限公司；UV756紫外可见分光光度计；上海佑科仪器仪表有限公司；HZ-D（Ⅲ）循环水式真空泵：上海锦赋实验仪器设备有限公司；RE-52AA旋转蒸发器：上海雅荣生化设备仪器有限公司；NDJ-1手持折光仪：上海越平科学仪器有限公司；WGZ-1浊度计：上海昕瑞仪器仪表有限公司。
1.3 方法
1.3.1 粉葛凉茶生产工艺流程及操作要点
操作要点如下。
1）榕树须浸提液制备：选用新鲜榕树须，在干燥箱60℃下烘80 min，用粉碎机粉碎，过60目筛网，粉碎的榕树须在温度90℃，料液比1∶20（g/mL）的条件下浸提240 min，然后用洁净纱布过滤，得到榕树须浸提液。
2）粉葛浸提液制备：选用无霉烂的粉葛，在80℃下烘210 min，用粉碎机粉碎，过60目筛网，粉碎的粉葛在浸提温度90℃，料液比1∶10（g/mL）的条件下浸提120 min，然后用洁净纱布过滤，得到粉葛浸提液。
3）绿茶浸提液制备：绿茶在浸提温度60℃，料液比 1∶10（g/mL）的条件下浸提 30 min，然后用洁净纱布过滤，得到绿茶浸提液。
4）调配：按质量百分数为榕树须浸提液添加量30%，粉葛浸提液添加量35%，绿茶浸提液添加量10%，白砂糖添加量1%的配比进行调配，调配后在30 MPa压力下均质两次，使饮料色泽清亮透明，达到良好的感官要求。
5）灌装：采取热灌装方式。将茶饮料加热至90℃以上，输送至灌装机时，汁温降至86℃～88℃，将茶汁灌入耐热PET瓶中，由封口机进行密封。
6）杀菌：采取高温杀菌方式。将茶汁加热到135℃，灭菌3 s～6 s。
1.3.2 粉葛浸提液制备单因素试验
最适浸提温度的确定：以浸提液总黄酮含量为考察指标，浸提时间 90 min，料液比 1∶20（g/mL），浸提温度分别为 50、60、70、80、90 ℃，考察浸提温度对浸提效果的影响。
最适浸提时间的确定：浸提温度为确定的最佳温度，料液比 1∶20（g/mL），浸提时间分别为 60、90、120、150、180 min，考察浸提时间对浸提效果的影响。
最适料液比的确定：浸提温度与浸提时间为各确定的最佳条件，料液比分别为 1∶10、1∶15、1∶20、1∶25、1∶30（g/mL），考察料液比对浸提效果的影响。
1.3.3 粉葛浸提液制备正交试验
根据单因素试验结果，设计L9（34）正交试验优化粉葛浸提液的最优制备工艺，所有试验平行测定3次。以总黄酮含量为指标，经正交优化分析得出粉葛浸提液的最优制备工艺，并在最优工艺条件下测定浸提液中总黄酮含量，验证优化试验的合理性。粉葛浸提液制备正交试验因素水平见表1。
表1 粉葛浸提液制备正交试验因素及水平
Table 1 Factors and levels in the orthogonal test for extraction of the dried roots of Pueraria thomsonii
水平 因素A1浸提温度/℃D1（空列）1 70 2 80 3 90 B1浸提时间/min C1料液比/（g/mL）60 1∶10 90 1∶15 120 1∶20
1.3.4 粉葛榕树须凉茶配方优化正交试验
在粉葛浸提液制备正交试验优化的基础上，设计L9（34）正交试验优化粉葛榕树须凉茶的最优制备工艺，所有试验平行测定3次。以可溶性固形物含量、茶多酚含量、感官评分、综合评分为指标，经正交试验优化分析得出粉葛榕树须凉茶的最优制备工艺，并在最优工艺条件下测定粉葛榕树须凉茶配方的合理性。粉葛榕树须凉茶配方正交试验因素水平见表2。
表2 粉葛榕树须凉茶配方正交试验因素及水平
Table 2 Factors and levels in the orthogonal test of the optimization of the herbal tea formulation
水平D白砂糖添加量/%1 30 1 2 40 2 3 50 3因素A榕树须浸提液添加量/%B粉葛浸提液添加量/%C绿茶浸提液添加量/%30 6 35 8 40 10
1.3.5 综合评分法确定粉葛榕树须凉茶配方
将茶多酚含量、感官评分和可溶性固形物含量定为考察指标，权重系数分别为0.4、0.3。各指标中以最高者为100分，按下列公式计算综合评分。
1.3.6 粉葛榕树须凉茶感官评分标准
以口感、气味、色泽、组织状态作为感官评定的指标。榕树须粉葛凉茶感官评价标准见表3。
表3 粉葛榕树须凉茶感官评价标准
Table 3 Sensory evaluation standard of herbal tea made from
aerial roots of Ficus microcarpa and dried roots of Pueraria thomsonii
评价指标 评分标准 分数色泽 呈淡褐色，清澈透亮 13～20颜色稍浅或微深，亮度稍差 5～12暗淡不透明 ＜5气味 具有原料特有的芳香，清新自然 13～20具有原料特有的芳香，香气稍淡 5～12香气太淡 ＜5口感 味道柔和，甘甜适口，滋味自然而浓郁 26～40稍有涩感 10～25苦涩味过重 ＜10组织状态 均匀透明，细腻无分层 13～20透明度较好，出现不明显分层 5～12不透明，出现明显分层 ＜5
1.3.7 预测粉葛榕树须凉茶货架寿命
参考许伟星等[23]的方法，采用食品加速寿命试验来测定产品的货架寿命。以菌落总数为考察指标，利用化学动力学来量化温度对变质反应的影响力，把产品分别存放在37、40℃的条件下，对茶饮料进行加速破坏试验，按一定时间间隔检测该条件下的茶饮料的菌落总数，计算Q10值，应用阿列纽斯（温度效应）方程计算产品在贮藏温度为20、26、32℃时的货架寿命tS。
式中：tSD为低温（0℃～4℃）下食品的货架期，d；T为被选定的货架温度与该最低温度的差值，℃。
1.3.8 粉葛总黄酮含量的测定
将粉葛浸提液减压浓缩至原体积的一半。取浓缩后的滤液10 mL于50 mL量瓶中，加95%乙醇溶液20 mL～30 mL，超声振荡溶解，冷却后加95%乙醇至刻度，摇匀。精密吸取2.0 mL置于50 mL量瓶中，加水至刻度。同时吸取2.0 mL乙醇同法处理作空白对照，于250 nm处测定吸光度。由回归方程计算测试液中总黄酮质量浓度，计算样品中总黄酮含量。参照杨树平等[24]的试验方法，以吸光度Y1为纵坐标，葛根素质量浓度X1（mg/mL）为横坐标，绘制葛根素对照品标准曲线，得回归方程为Y1=82.825X1-0.113 5，R2=0.999 4。葛根素对照品质量浓度在0.004 g/L～0.020 g/L内线性关系良好。
1.3.9 咖啡因含量的测定
用移液管准确吸取10 mL试液至100 mL容量瓶中，加入4 mL 0.01 mol/L盐酸和1 mL碱式乙酸铅溶液，用水定容至刻度，混匀，静置澄清过滤。准确吸取滤液25 mL，注入50 mL容量瓶中，加入0.1 mL 4.5 mol/L硫酸溶液，加水稀释至刻度，混匀，静置澄清过滤。在波长274 nm处以试剂空白溶液作参比，测定吸光度。由回归方程计算测试液中咖啡因量浓度，并计算样品中咖啡因含量。参照孙超等[25]的试验方法，以吸光度Y2为纵坐标，咖啡因质量浓度X2（μg/mL）为横坐标，绘制咖啡因对照品标准曲线，得回归方程为Y2=0.052X2-0.0005，R2=0.999 8。咖啡因对照品质量浓度在4 μg/mL～20μg/mL内线性关系良好。咖啡因含量计算公式如下。
1.3.10 茶多酚含量的测定
茶多酚总量采用GB/T 21733—2008《茶饮料》中附录A中茶多酚的检测方法[26]进行测定。
1.3.11 样品浊度的测定
取样时摇匀样品，使用浊度计测定样品的浊度。
1.3.12 可溶性固形物含量的测定
样品可溶性固形物含量采用NY/T 2637—2014《水果和蔬菜可溶性固形物含量的测定折射仪法》中的检测方法[27]进行测定。
1.4 数据分析
用Microsoft 2010、prism作图软件和正交设计助手软件进行数据统计分析。
2 结果与分析
2.1 粉葛浸提液制备工艺条件确定
2.1.1 浸提温度对粉葛浸提效果的影响
浸提温度对粉葛浸提效果的影响见图1。
图1 浸提温度对粉葛浸提效果的影响
Fig.1 Effect of temperature on the extraction of the dried roots of Pueraria thomsonii
由图1可知，随着浸提温度上升，浸提液中总黄酮含量呈先上升后下降的趋势，最佳浸提温度为80℃，其原因可能是温度越高分子运动的速率越快，从而使黄酮类物质更易溶于溶剂中，可是温度过高会破坏黄酮类化合物的结构及生物活性，还会增加其它杂质的析出，导致含量急剧下降。因此，选取浸提温度80℃为正交优化依据。
2.1.2 料液比对粉葛浸提效果的影响
料液比对粉葛浸提效果的影响见图2。
图2 料液比对粉葛浸提效果的影响
Fig.2 Effect of material-to-liquid ratio on the extraction of dried roots of Pueraria thomsonii
由图2可知，随着溶剂体积不断增大，浸提液中总黄酮含量先增大后减少，最佳料液比为1∶15（g/mL），因此选取料液比为1∶15（g/mL）为正交优化依据。
2.1.3 浸提时间对粉葛浸提效果的影响
浸提时间对粉葛浸提效果的影响见图3。
图3 浸提时间对粉葛浸提效果的影响
Fig.3 Effect of time on the extraction of dried roots of Pueraria thomsonii
由图3可知，随着浸提时间的增加，浸提液中总黄酮含量先增大后减少，之后含量趋于平稳，最佳浸提时间为90 min，其原因可能是随着浸提时间的延长，粉葛中的总黄酮不断溶于浸提液中，含量不断升高，当总黄酮全部溶出后，较长的浸提时间可能导致黄酮类物质发生降解，含量下降。因此选取浸提时间90 min为正交优化依据。
2.1.4 粉葛浸提液制备工艺优化
粉葛浸提液制备的正交试验结果与分析见表2和表3。
表2 粉葛浸提液制备正交试验结果
Table 2 Results of orthogonal test for extraction of the dried roots of Pueraria thomsonii
试验号 A浸提温度/℃（g/mL） D（空列） 总黄酮含量/%1 1（70） 1（60） 1（1∶10） 1 1.35 2 1 2（90） 2（1∶15） 2 0.65 3 1 3（120） 3（1∶20） 3 0.72 4 2（80） 1 2 3 0.91 5 2 2 3 1 0.77 6 2 3 1 2 1.40 B浸提时间/min C料液比/7 3（90） 1 3 2 0.75 8 3 2 1 3 1.37 2 1 1.00 K1 0.907 1.003 1.373 1.040 K2 1.027 0.930 0.853 0.933 K3 1.040 1.040 0.747 1.000 R 0.133 0.110 0.626 0.107因素顺序 C>A>B最优组合 A3B3C1 9 3 3
表3 方差分析
Table 3 Analysis of variance
注：*表示差异显著（p＜0.05）。
因素 偏差平方和 自由度 F值 F临界值 显著性A 0.032 2 0.173 3.110 B 0.019 2 0.102 3.110 C 0.674 2 3.633 3.110 *D 0.017 8 0.092 3.110误差
由表2和表3可知，各个因素对粉葛浸提液中总黄酮含量的影响大小顺序为C>A>B，即料液比＞浸提温度＞浸提时间。根据K值大小可知，理论最佳组合为A3B3C1，即浸提温度90℃，浸提时间120 min，料液比1∶10（g/mL）。经过验证试验，在最优制备条件下，粉葛浸提液总黄酮含量为1.43%，粉葛香气浓郁。
2.2 粉葛榕树须凉茶配方优化
粉葛榕树须凉茶配方优化试验结果与分析见表4和表5。
表4 粉葛榕树须凉茶配方优化试验结果与分析
Table 4 Experimental results and analysis of the optimization of the herbal tea formulation
试验号 A榕树须浸提液添加量/%综合评分1 1（30） 1（30） 1（6） 1（1） 86 208.09 6.0 94.91 2 1 2（35） 2（8） 2（2） 82 196.35 7.0 93.02 3 1 3（40） 3（10） 3（3） 79 193.09 8.0 92.24 B粉葛浸提液添加量/%C绿茶浸提液添加量/%D白砂糖添加量/%感官评分茶多酚含量/（mg/kg）可溶性固形物含量/%4 2（40） 1 2 3 81 146.12 7.0 82.84 5 2 2 3 1 73 194.40 6.5 87.51 6 2 82 130.47 7.5 82.23 7 3（50） 1 3 2 80 142.21 7.5 83.70 8 3 2 1 3 87 112.85 8.0 82.31 2 3 1 9 1 83 169.61 6.0 84.22 82 82 85 81 79 81 82 81 83 81 77 82 4 3 3 2感官评分K1 K2 K3 R 1 8因素顺序最优组合1 C＞A＞B=D A3B1C1D3
续表4 粉葛榕树须凉茶配方优化试验结果与分析
Continue table 4 Experimental results and analysis of the optimization of the herbal tea formulation
试验号 A榕树须浸提液添加量/%B粉葛浸提液添加量/%C绿茶浸提液添加量/%D白砂糖添加量/%感官评分茶多酚含量/（mg/kg）可溶性固形物含量/%综合评分茶多酚含量K1 K2 K3 R因素顺序最优组合可溶性固形物K1 K2含量 K3 R因素顺序最优组合综合 K1评分 K2 199.18 165.47 150.47 190.70 156.99 167.87 170.69 156.34 141.56 164.39 176.56 150.69 57.62 3.48 26.09 40.01 A＞D＞C＞B A1B2C3D1 7.0 6.8 7.2 6.2 7.0 7.2 6.7 7.3 7.2 7.2 7.3 7.7 0.2 0.4 0.6 1.5 D＞C＞B＞A A3B2C3D3 K3 R因素顺序最优组合93.63 86.49 85.83 88.22 84.19 87.61 86.69 86.32 83.41 87.12 88.70 86.69 10.22 1.12 2.87 1.90 A＞C＞D＞B A1B2C3D1
表5 方差分析
Table 5 Analysis of variance
注：*表示差异显著（p＜0.05）。
因素 偏差平方和 自由度 F值 F临界值 显著性A 193.851 2 3.607 3.110 *B 1.890 2 0.035 3.110 C 13.099 2 0.244 3.110 D 6.134 2 0.114 3.110误差 214.97 8
从表4和表5可看出，以感官评分为考察指标的优化提取工艺为A3B1C1D3，以茶多酚含量为考察指标的优化提取工艺为A1B2C3D1，以可溶性固形物含量为考察指标的优化提取工艺为A3B2C3D3。
采用综合评分法，综合评价各指标，优化提取的工艺为A1B2C3D1，即榕树须提取液添加量30%，粉葛提取液添加量35%，绿茶提取液添加量10%，白砂糖添加量1%。
经过验证试验，在最优提取工艺条件下，感官评分88，产品茶多酚含量达209.14 mg/kg，可溶性固形物含量达8%，综合评分为95.23，产品澄清透明、色泽稳定、香气自然而浓郁，口感柔和。
2.3 粉葛榕树须凉茶货架寿命
通过菌落总数和感官综合评价并结合多温度加速破坏条件下的保质期，在37℃和40℃的条件下分别进行加速破坏性试验，得出tS=8 d，运用阿列纽斯方程推算，Q10=3.86，代入到公式得贮藏温度20、26、32℃时货架寿命，结果见表6。
表6 不同贮藏温度货架寿命
Table 6 Shelf life at different temperatures
序号 贮藏温度/℃ 货架寿命/d 1 20 180 2 26 60 3 32 30
2.4 产品质量指标
粉葛榕树须凉茶符合NY/T 1713—2018《绿色食品茶饮料》[28]要求。产品澄清透明、色泽稳定、香气自然而浓郁，口感柔和，咖啡因含量为40 mg/kg、浊度为63.4 NTU。
3 结论
通过正交试验、方差分析和验证试验确定粉葛浸提液的最优制备工艺和粉葛榕树须凉茶最优配方，其中粉葛浸提液的最优制备工艺为浸提温度90℃，浸提时间 120 min，料液比 1∶10（g/mL）。在最优制备条件下，粉葛浸提液总黄酮含量为1.40%，粉葛香气浓郁。粉葛榕树须凉茶最优配方为榕树须提取液添加量为30%，粉葛提取液添加量为35%，绿茶提取液添加量为10%，白砂糖添加量为1%，在此工艺条件下得到的粉葛榕树须凉茶香气与口感俱佳，并且色泽自然，质地均匀，稳定性好，具有粉葛和榕树须典型的特殊香味，综合评分为95.23，产品的常温货架期为6个月。
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