李 宏, 刘秀嶶, 易 霞, 石萍萍, 吴昕怡, 周继伟,李 谦,田 浩

(1.云南省农业科学院 农产品加工研究所，云南 昆明 650221；2.云南农业大学 热带作物学院，云南 普洱 665099)

三七(Panaxnotoginseng(Burk.) F.H.Chen)又名田七、人参三七等，主产区为云南省文山壮族苗族自治州、红河哈尼族彝族自治州，其产量占全国95%[1]，具有很高的药用价值.三七以干燥的根和根茎入药[2]，茎叶作为其副产物，虽然资源丰富，但是价格低廉、利用率不足其产量的5%[3-4].云南当地少数民族素有用茎叶制作菜肴或作为茶饮的习惯[2, 5].现代药理学研究表明，三七茎叶无毒，具有改善睡眠、抗炎、保护心肌、预防治疗心血管疾病等作用[6-11].含有三七皂苷(Fa、Fc、Fe、SY1和SY2)和人参皂苷(Rb1、Rc、Rb2和Rb3)等活性成分[11-15]，以及黄酮、矿质元素、蛋白质、粗纤维、氨基酸等营养成分[3, 16]，现已被收录为新食品原料，极具开发价值.

茶在世界各地都广受欢迎，更是我国传统的营养健康食物资源[17].我国素有饮茶的养生习惯，近年以茶叶为主要原料加工而成的茶饮料发展迅速，其既具有茶叶的风味又具有营养保健的作用[18].但目前针对三七茎叶茶饮料产品工艺的开发较少，仅有杜仲三七保健茶是以三七茎叶为主要原料[19].因此本研究以云南三七茎叶部分和红茶为主要原料，以感官评分为指标，采用响应面法对三七茎叶红茶饮料的配方进行优化，为三七茎叶的茶保健功能产品的开发及三七茎叶的进一步应用提供一定的借鉴.

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

材料：三七茎叶，购于文山圣农道地药材种植农民专业合作社；安石红茶，保山昌宁红安石茶厂；玉堂蔗糖，上海市糖业烟酒有限公司；英轩无水柠檬酸，潍坊英轩实业有限公司；均为食品级.

仪器：BJ-150多功能粉碎机，上海拜杰实业有限公司；JA-20002电子天平，广州玉治仪器有限公司；AL204-IC万分之一天平，梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司；立式压力蒸汽灭菌器，上海博迅实业有限公司医疗设备厂；H2-16K台式高速离心机，湖南可成仪器设备有限公司.

1.2 实验方法

1.2.1 工艺流程

图1 三七茎叶红茶饮料工艺流程图

三七茎叶粉末：选取新鲜三七茎叶，除去杂草和腐烂部分，用流水快速清洗干净，在 50 ℃ 下鼓风干燥 18 h，粉碎后过 0.301 mm，备用.

三七茎叶提取液制备：称取 30 g 三七茎叶粉末，加入 1 L 水，水沸后以文火提取 30 min，提取液用 0.077 mm 筛子过滤，获取三七茎叶提取液的质量为 200 g.

红茶提取液制备：称取红茶 8 g，加入 1 L 的沸水，浸泡 10 min，趁热用布氏漏斗抽滤后获得红茶提取液，提取液质量为 910 g.

调配：在 910 g 红茶提取液中加入 50 g 三七提取液，再加入 30 g 蔗糖和 0.1 g 柠檬酸，充分溶解后，补水至 1 000 g.

过滤：用布氏漏斗过滤，去除饮料内未溶解的杂质.

灌装：玻璃瓶灌装饮料.

手性药物领域在1997年于伦敦举办的国际药物成分大会上发生了根本性地改革，对于已经开发上市的消旋体药物或者非对映异构体的混合物而言，可以将其转换为单一的活性对映体进行开发，这种方式被称之为手性转换（chiral switch）［10‐11］。该政策无疑扩大了手性药物的专利保护范围并延长了药物的专利寿命。值得注意的是，给定药物的手性转换并不一定意味着外消旋体以前已经上市而手性转换的基本标准是药物手性状态的改变。手性转换的优势包括：（1）通过提高药效，降低毒性以及更好的选择性来改善药物的治疗指数；（2）药物起效更快；（3）降低药物‐药物间的相互作用；（4）降低患者药物的暴露剂量。

灭菌：在 115 ℃ 下高温高压灭菌 15 min，获得成品.

1.2.3 三七红茶饮料单因素试验

1) 三七茎叶提取液添加量对饮料品质的影响 在保持3%蔗糖和0.01%柠檬酸添加量不变的条件下，分别配制 1 000 g 三七茎叶提取液添加量为7%、6%、5%、4%和3%的饮料，考察三七茎叶提取液添加量对饮料品质的影响，并进行感官评分.

2) 柠檬酸添加量对饮料品质的影响 在保持5%的三七茎叶提取液和3%蔗糖添加量不变的条件下，分别配制 1 000 g 柠檬酸添加量为0.002 5%、0.005%、0.01%、0.015%、0.02%的饮料，考察柠檬酸添加量对饮料品质的影响，并进行感官评分.

3) 蔗糖添加量的选择 在保持5%的三七茎叶提取液和0.01%柠檬酸添加量不变的条件下，分别配制 1 000 g 蔗糖添加量为1%、2%、3%、4%、5%的饮料，考察蔗糖添加量对饮料品质的影响，并进行感官评分.

1.2.4 三七红茶饮料感官品质评定

选择10名具有一定基础专业知识和较好的口感敏锐性的专业人员进行评审，评审员根据三七红茶饮料的色泽、风味、流动性综合打分，总分100分，感官评分标准[20]见表1.

表1 三七红茶饮料的感官评分表

续表

1.2.5 三七红茶饮料响应面试验设计

以单因素试验结果为基础，以感官评分为指标，选取三七茎叶提取液、蔗糖和柠檬酸添加量3个因素，应用Design Expert 8.0.5.0的Box-Benhnken设计3因素3水平试验，确定三七茎叶红茶饮料最佳配方.

2 结果与分析

2.1 单因素实验结果

2.1.1 三七茎叶提取液添加量对三七红茶饮料感官品质的影响

单因素方差结果显示，组间平方和为391.600，组内平方和为56.400，其中组间平方和的F值为34.716，显著性为0.000(P<0.05)，因此不同三七茎叶提取液添加量对三七红茶饮料感官有显著影响.如图2(a)所示(图中不同小写字母表示差异达0.05显著水平)，随着三七茎叶提取液在体系中占比的减少，饮料感官评分呈现先增加后减少的趋势，当三七茎叶提取液添加量为5%时，感官评分最高，三七红茶饮料能充分体现三七茎叶回甘的特点和红茶的醇厚风味，产品风味独特，味道协调，色泽明亮，澄清.当三七茎叶提取液添加量小于5%时，虽茶汤色泽明亮，但三七茎叶回甘风味被掩盖，味道偏淡.当三七茎叶提取液添加量大于5%时，三七茎叶苦涩味明显，遮盖红茶风味，且茶汤色泽暗淡.综合分析，确定三七茎叶提取液添加量优化范围为4%～6%之间.

2.1.2 柠檬酸添加量对三七红茶饮料品质的影响

单因素方差结果显示，组间平方和为 1 170.960，组内平方和为139.600，其中组间平方和的F值为41.940，显著性为0.000(P<0.05)，因此不同柠檬酸添加量对三七红茶饮料感官有显著影响.结果如图 2(b) 所示(图中不同小写字母表示差异达0.05显著水平)，随着柠檬酸添加量的逐渐增大，三七茎叶红茶饮料的感官评分呈先增加后降低的趋势.当 1 000 g 饮料中，柠檬酸添加量为0.01%时，三七茎叶红茶饮料的感官评分最高，酸甜比适宜，口感饱满.当柠檬酸添加量低于0.01%时，酸甜度不足，口感不佳，风味淡，没有层次感.当柠檬酸添加量高于0.01%时，呈现刺激性味道，且酸味重，口感差.因此，确定柠檬酸添加量优化范围为0.005%～0.015%之间.

2.1.3 蔗糖添加量对三七红茶饮料感官评分的影响

单因素方差结果显示，组间平方和为 1 233.200，组内平方和为66.8，其中组间平方和的F值为92.305，显著性为0.000(P<0.05)，因此不同蔗糖添加量对三七红茶饮料感官有显著影响.结果如图2(c)所示(图中不同小写字母表示差异达0.05显著水平)，当 1 000 g 饮料中，当蔗糖添加量为3%时，感官评分最高，此时产品甜度适宜，口感饱满；当蔗糖添加量低于3%时，苦涩味明显，口感不饱满.当蔗糖添加量高于3%时，产品甜味重，掩盖了三七和红茶的特有风味.可能由于三七茎叶中含三七多糖，对三七红茶饮料起到一定的增甜作用，在调制过程中，减少蔗糖含量，可以降低生产成本.因此，确定蔗糖添加量范围为2%～4%之间.

图2 不同单因素对三七红茶饮料感官品质影响

2.2 响应面法优化实验

2.2.1 响应面优化试验设计与结果

根据单因素试验结果，应用Design-Expert 8.0.5.0软件中Box-Behnken 设计原理，选择三七茎叶提取液与HC的体积比(A)、蔗糖添加量(B)和柠檬酸添加量(C)设计3因素3水平(响应面试验因素及水平设计见表2)共17组试验，分析结果如表3所示.

表2 响应面试验因素及水平 %

表3 响应面设计方案及结果

应用Design-Expert 8.0.5.0 对表3的试验结果进行多元回归分析，获得三七茎叶红茶的回归方程为：Y=94.60-2.37A-1.63B+5.25C+0.50AB-3.25AC-0.25BC-4.80A2-8.30B2-9.05C2.

由表4可知，模型F值为50.86，P<0.001，该模型有极显著差异.失拟项P=0.113 0>0.05，差异不显著，R2=0.9849，表明模型有意义，可用该模型来分析和预测三七茎叶红茶饮料的配方.从结果分析可知因素A、C、AC、A2、B2、C2均对产品感官评分具有显著影响(P<0.01)，因素B对产品感官评分有影响(P<0.05).说明三七茎叶提取液与HC的体积比、蔗糖添加量对饮料感官品质有显著影响(P<0.01)，柠檬酸添加量对饮料感官品质有影响(P<0.05)，各因素对饮料感官评分的影响大小排序依次为C>A>B.

表4 回归方程方差分析表

2.2.2 交互作用分析

根据回归方程建立各因素响应曲面图，分析三七茎叶提取液、蔗糖添加量、柠檬酸的添加量对响应值的影响，各因子交互作用对于感官评分影响的响应面分析见图3.柠檬酸添加量与三七茎叶提取液添加量、柠檬酸与蔗糖添加量的响应面相对平缓，投影等高线呈圆形，所以交互作用不显著.而三七茎叶提取液添加量与蔗糖添加量响应面较陡峭，且投影等高线呈椭圆形，所以该2个因素交互作用显著.对回归模型数据结果进行推算，得到三七茎叶红茶饮料的最佳配比工艺条件为：三七茎叶提取液添加量为4.625%，柠檬酸的添加量为0.009%，蔗糖的添加量为3.359%.

图3 三七茎叶提取液添加量(A)、柠檬酸添加量(B)、蔗糖添加量(C)交互作用对感官评分影响的响应面(右)及等高线(左)

2.2.3 响应面优化三七茎叶红茶饮料配方验证实验

通过响应面法优化，按照优化后的三七茎叶红茶配方进行放大验证试验.为实际生产中，便于操作，对模型预测的最佳工艺进行适当调整，最佳工艺条件为：三七茎叶提取液添加量为5%，柠檬酸的添加量为0.01%，蔗糖的添加量为3%.通过感官评价最终获得感官评分96±1.而理论预测值为96.081.因此，差异不显著.说明该配方在实际生产中可行.

3 结语

本研究利用红茶对三七茎叶进行味道修正，掩盖三七茎叶的苦涩味.在单因素试验基础上，采用响应面法优化了三七红茶饮料工艺最佳工艺，结果表明，响应面法优化三七茎叶红茶饮料的最佳工艺配方为三七茎叶提取液添加量为5%，柠檬酸的添加量为0.1%，蔗糖的添加量为3%.该条件下感官评分为 96±1，与预测值接近.本研究在增加饮料品种的同时，为三七茎叶资源的有效开发利用提供了一定的借鉴.