刘晓伟，王静静，邵征，潘路路

长垣烹饪职业技术学院（新乡 453400）

鬼针草（Bidens pilosa L.）属菊科鬼针草属[1]，也称鬼钗草、婆婆针等，它是一种一年生草药，具有悠久的药用历史和丰富的野生资源，遍布全国[2]。主要常用的中药有鬼针草、三叶鬼针草、金盏银盘鬼针草和小叶鬼针草四大类。鬼针草具有清热解毒、凉血止血、化痰、消肿、降血压、抗肝纤维化的功效，常用于咽喉痛、肝炎、感冒发热和蛇虫咬伤[3-9]。近年来，各国学者对鬼针草属进行广泛研究，已知鬼针草中含有多种生物活性，如黄酮类、挥发性成分、酚类、氨基酸、微量元素和维生素等[10-13]，将鬼针草与蜂蜜结合，研制一种复合饮料，为鬼针草的综合利用提供途径。

1 材料与方法

1.1 试验材料

鬼针草（苏州天灵中药饮片有限公司）；白砂糖（一级品）；蜂蜜（商水县源巢国际农民专业合作社）；无水柠檬酸（食品级）。

1.2 试验设备

C21-WT2112美的电磁炉（广东美的生活电器制造有限公司）；800Y研磨机（永康市铂欧五金制品有限公司）；JJ223BC分析天平（常熟市双杰测试仪器厂）；FJ200高压均质机（韬越（上海）机械科技有限公司）；LMQ.C50EJ立式灭菌器（山东新华医疗器械股份有限公司）；TGL-15B高速台式离心机（上海安亭科学仪器厂）。

1.3 试验方法

1.3.1 工艺流程

1.3.2 操作要点

1) 粉碎：为更充分浸提鬼针草中功能成分，需将鬼针草先用组织粉碎机粉碎。

2) 加水煮制：粉碎后的鬼针草通过试验确定煮制时间和添加水量。

3) 过滤：为防止产生大量泡沫，白砂糖、蜂蜜、柠檬酸温水中溶解后需进行过滤。

4) 调配：根据鬼针草蜂蜜饮料的感官评分，采用响应面法优化工艺参数，确定相关因素最佳水平。响应面因素水平如表1所示。

表1 因素水平表

5) 定容：复合饮料混合液定容到250 mL。

1.3.3 饮料感官评价标准

从食品班级挑选具有感官评定基础的20人，组成评定小组，按照GB 7101—2015《食品安全国家标准 饮料》，最终选择色泽、滋味、气味、状态作为产品感官评定指标[14]。感官评定总分是100分，对结果求平均值。饮料感官评分标准及所占分值如表2所示。

1.4 数据处理

运用Microsoft Office 2003，对单因素试验结果进行处理，各因素显著性通过方差分析进行判断；响应面试验设计采用Design-Expert 8.0软件进行，每个水平重复3次试验，最后求平均值。通过分析得到最优因子水平，并用F值（p＜0.05）研究模型与因子的显著性。

表2 鬼针草蜂蜜饮料感官评价标准

1.5 建立鬼针草蜂蜜饮料模糊数学感官评价系统

根据感官评价标准，设定2个评定域：因素集和评语集。因素集U={u1，u2，u3，u4}，其中u1=色泽，u2=滋味，u3=气味，u4=状态；评语集V={V1，V2，V3，V4}；其中，V1=优，V2=良，V3=中，V4=差。依据表2鬼针草蜂蜜饮料的感官评价标准，作为权重系数分配的基础，总和为1，即鬼针草蜂蜜饮料的权重集W={0.2，0.4，0.3，0.1}。从U到V的一个模糊映射R。

式中：Y为综合评判集，W为权重集，R为模糊矩阵。

2 结果与分析

2.1 鬼针草煮制时间和添加水量的确定

称取一定量的鬼针草，粉碎后按照加水量1∶20，1∶30和1∶40 g/mL进行煮制，煮制时间20，30和40 min。通过感官评价确定最佳煮制时间和加水量，结果见表3。

从满足工艺和节约成本角度考虑，选择添加水量1∶30 g/mL、煮制时间20 min制备鬼针草原液。

表3 鬼针草加水量、煮制时间对原液质量的影响

2.2 单因素试验

2.2.1 鬼针草原液添加量的确定

鬼针草原液添加量的多少以感官品质为依据进行确定，试验结果如图1。

从图中可以看出，鬼针草原液添加量60 mL时，感官品质最佳，添加量小于60 mL时，蜂蜜味重，鬼针草味太淡；添加量大于60 mL，鬼针草后味重，不易接受。选择添加60 mL鬼针草原液作为最佳添加量，并优化响应面。

图1 鬼针草原液添加量优选试验

2.2.2 蜂蜜添加量的确定

基于感官评分优化添加的蜂蜜量，试验结果如图2。

结果表明，最佳蜂蜜添加量为5 g。蜂蜜添加量小，口感不细腻，添加量过多，饮料甜度过大，把鬼针草和蔗糖味道给掩盖。选择最佳添加量进行响应曲面优化试验。

图2 蜂蜜添加量优选试验

2.2.3 白砂糖添加量的确定

基于感官评分优化添加的白糖量，结果如图3。

结果表明，最佳白砂糖添加量为15 g。添加的白砂糖量超过15 g，饮料甜度过大，会失去蜂蜜润滑感；加入的白砂糖量少于15 g，饮料的甜度小，鬼针草的味过浓，口感不好。选择最佳添加量进行响应面优化试验。

2.2.4 柠檬酸添加量的确定

基于感官评分优化添加的柠檬酸的量，结果如图4。

结果表明，最佳柠檬酸添加量为0.1 g。柠檬酸的添加量超过0.1 g，饮料的酸度过大，口感差；柠檬酸添加量少于0.1 g，鬼针草味道强烈，口感不好。选择最佳添加量进行响应面优化试验。

图3 白砂糖添加量优选试验

图4 柠檬酸添加量优选试验

2.3 响应面试验

以鬼针草原液添加量、蜂蜜添加量、白砂糖添加量和柠檬酸添加量作为指标，以感官评价值为响应值进行Box-Behnken设计，结果如表4所示。

对表4的试验结果运用响应面分析软件进行二次多元回归拟合，获得回归方程Y=94.80+0.75A+3.50B-3.75C+0.67D-0.50AB+0.75AC-4.00AD+0.25BC-0.75BD-1.25CD-16.02A2-12.15B2-6.78C2-5.65D2。

从表5可以看出，回归模型具有很高的显著性（p＜0.000 1），表明试验误差小，方法可靠。试验的相关系数R2=0.995 6，表明试验相关性非常好；，表示模型可以解释的响应值变化，变异系数C.V.为1.17%，说明试验准确的高。由表5可以看出，一次项B、C的p值均小于0.01，表示达到及其显著水平，A、D达到显著水平（p＜0.05）；从F值可知，每个因素对饮料质量的影响顺序是C＞B＞A＞D，即加入白砂糖量＞蜂蜜添加量＞鬼针草原液添加量＞柠檬酸添加量；AD、A2、B2、C2、D2的p值均小于0.01，表示对产品感官评分有极显著影响。

鬼针草蜂蜜饮料响应曲面见图5。由图5可直观看出，因素AD交互作用显著，对感官分值影响大。当固定蜂蜜添加量和白砂糖添加量时，鬼针草原液添加量在60 mL左右、白砂糖添加量在13 g左右，此时饼干感官分值最大。

表4 Box-Behnken试验设计与结果

表5 响应面方差分析

图5 AD因素交互作用对饮料产品感官得分影响的响应曲面

对试验结果进行分析和预测采用回归方程代替试验真实点的方法。回归模型预测的鬼针草原液添加量60.05 mL、蜂蜜添加量5.28 g、白砂糖添加量13.59 g、柠檬酸添加量0.10 g，此时感官得分95.598 1分。

2.4 验证试验

根据最优化工艺条件，进行实际操作，产品感官评分为95分，与响应面预测理论值95.598 1分接近，说明依据响应面法建立的试验设计是可靠的，具有很好重现性[15]。

2.5 产品受欢迎度预测

采用模糊数学综合判定法，预测该产品在市场上的受欢迎度。

2.5.1 在校大专生受欢迎度评定

随机挑选20名18～23岁在校大专生，依据表6中各项指标，进行评判。

表6 在校大专生感官评定结果

由表6得模糊关系矩阵R。

模糊关系综合评判集Y=W×R={0.2，0.4，0.3，0.1}。

归一化处理后，Y=（0.78，0.11，0.055，0.055）。

将感官评分分配等级并赋值[16]，见表7。

在校大专生对产品感官综合评价得分T=Y×（95，80，65，30）T=88.125。说明产品投放到市场，将会有88.125%在校大专生喜欢。

表7 感官评价等级赋值

2.5.2 受中年人欢迎度评定

随机挑选20名40～45岁的中年教师，依据表8中各项指标，进行评判。评判结果如表8。

由表8得模糊关系矩阵R。

归一化处理后Y=（0.755，0.12，0.045，0.08）。

根据表7鬼针草蜂蜜饮料感官评价等级赋值，中年人对产品感官综合评价得分T=Y×（95，80，65，30）T=86.65。说明产品投放到市场，有86.65%中年消费者喜欢。

表8 中年人感官评定结果

3 结论

在单因素试验优化的基础上，采用响应曲法分析添加的鬼针草原液量、添加的蜂蜜量、白砂糖量和柠檬酸量对鬼针草蜂蜜饮料感官评分的影响，最终得到鬼针草蜂蜜饮料最佳工艺为：鬼针草原液制备按照鬼针草加水量1∶30 g/mL、煮制时间20 min制得；添加鬼针草原液60.05 mL、蜂蜜5.28 g、白砂糖13.59 g、柠檬酸0.10 g。制得鬼针草蜂蜜复合饮料，产品具有良好的口感和色泽。采用模糊数学综合评判法对产品受欢迎度进行预测，有88.125%在校大专生接受，86.65%中年人青睐，值得推广。