◎ 朱文娟，王 艺，曹鑫雨，王欢莉，刘忠权

（盐城师范学院 海洋与生物工程学院，江苏 盐城 224007）

芦苇叶中可分离得到糖类、黄酮类、酚酸及甾体类等物质，其中，芦苇茎叶黄酮类成分为芦苇的主要有效成分。类黄酮可预防与活性氧有关的动脉硬化、癌症、糖尿病、帕金森氏病等疾病，有抗衰老作用[1]。

食品中的风味物质是指能对人的嗅觉（气味）和味觉（滋味）产生刺激而获得感觉的物质，含量极少，但对食品的风味贡献极大。风味物质及其分子结构缺乏普遍规律性，并且性质不稳定。食品中风味物质的提取方法有：液-液萃取（LLE）、顶空固相微萃取法、同时蒸馏萃取法（SDE）、超临界流体萃取法（SFE）等。本试验在芦苇叶萃取工艺优化的基础上将其制成固体饮料，产品具有风味独特、功能性强、携带食用方便、易储存、保质期较长等优势，可为芦苇加工产品的开发和市场开拓提供思路。

1 材料与方法

1.1 材料

采摘不同成熟度芦苇叶，经烘干、粉碎与过筛制成芦苇叶粉末，密封保存。嫩芦苇叶：叶长15 cm左右；成熟芦苇叶：30 cm左右；过老芦苇叶：45 cm左右。

1.2 芦苇叶风味物质提取的工艺优化

1.2.1 萃取方法

萃取方法采用同时蒸馏萃取法。采用同时蒸馏萃取装置，将芦苇叶置于蒸馏烧瓶中，加入超纯水和沸石，加热控温保持沸腾。另一端加20 mL溶剂（乙酸乙酯）60 ℃水浴加热。连续萃取2 h，收集萃取液。

1.2.2 同时蒸馏萃取法工艺优化

风味阈值代表某种香气成分在芦苇叶中可感受到的最低含量，芦苇叶香味种类为5类，即果香味、粽香味、生青味、树脂味及青草香味。以传统加工工艺中成熟芦苇叶30 cm、料液比1∶10、100 ℃处理3 h为标准，每种类型香味物质的权重为0.2，综合值为风味阈值。试验组中单种风味浓郁或不足时调整阈值权重为0.1～0.3，以不同工艺提取物中风味阈值为指标，根据芦苇叶成熟度、溶剂、萃取温度、萃取时间，设计4因素3水平正交试验试验，见表1。

表1 正交试验水平因素表

1.3 芦苇叶类黄酮提取工艺优化

1.3.1 芦丁标准曲线绘制

0.2 mg·mL-1芦丁标准储备液配制：准确称取0.006 g芦丁标准品，用95%乙醇定容至30 mL；5% NaNO2溶液配制：准确称取0.5 g NaNO2，用蒸馏水定容至10 mL；10% Al(NO3)3溶液配制：准确称取1 g Al(NO3)3，用蒸馏水定容至10 mL；4% NaOH溶液配制：准确称取4 g NaOH，用蒸馏水定容至100 mL；30%乙醇溶液配制：准确量取30 mL，用蒸馏水定容至100 mL[3]。

标准曲线绘制方法：准确吸取0.2 mg·mL-1的芦丁标准储备液0.0 mL、1.0 mL、2.0 mL、3.0 mL、4.0 mL、5.0 mL和6.0 mL置于10 mL具塞试管中并按顺序编号，加入5% NaNO2溶液0.3 mL，放置6 min后，加10%的Al(NO3)3溶液0.3 mL，放置6 min，加4% NaOH溶液4.0 mL，用30%的乙醇溶液稀释至刻度，摇匀，放置15 min后，以0号为空白分别测定上述标准溶液在波长507 nm处的吸光度，横坐标为芦丁含量，纵坐标为光密度值，绘制标准曲线。

1.3.2 芦苇叶类黄酮提取得率的测定

取1 mL提取液置于10 mL的具塞试管中，以下从1.3.1中“加入5% NaNO2溶液0.3 mL”开始，按标准曲线的制定方法进行测定，根据吸光度和标准曲线计算提取液中类黄酮的含量。

芦苇叶类黄酮得率计算如式（1）：

式中：c为提取液中类黄酮浓度（mg·mL-1），v为提取液体积（mL），w为芦苇叶干量（g）。

1.3.3 单因素试验及正交试验设计

（1）单因素试验设计。①不同水浴时间对芦苇叶汁中类黄酮提取量的影响：在100℃、料液比1∶100条件下，设定水浴时间分别为20 min、40 min、60 min、 80 min、100 min、120 min、140 min、160 min和 180 min提取芦苇叶汁，以类黄酮得率为指标确定提取最佳时间。②不同料液比对芦苇叶汁中类黄酮提取量的影响：试验以1 g处理成熟芦苇叶为原料，最佳提取时间下，温度为100 ℃，料液比设计为水的添加量为20～200 mL等10个梯度，即设定料液比分别为1∶20、1∶40、1∶60、1∶80、1∶100、1∶120、1∶140、1∶160、1∶180和1∶200进行芦苇叶汁提取，以类黄酮得率为指标确定最佳料液比。③不同水浴温度对芦苇叶汁中类黄酮提取量的影响：试验在最佳提取时间、最佳提取料液比下，设定水浴温度分别为20 ℃、40 ℃、60 ℃、80 ℃和100 ℃提取芦苇叶汁，以类黄酮得率为指标确定提取最佳时间。

（2）正交试验设计。以类黄酮得率为指标，设计正交试验研究不同水浴时间、料液比、水浴温度对类黄酮得率的影响，确定最佳因素水平。正交试验因素与水平如表2所示。

表2 正交试验因素与水平设计表

1.4 芦苇固体饮料的制备

芦苇固体饮料制备中的芦苇汁原料为风味物质提取液与类黄酮提取液按体积比1∶4.25（V/V）配制而成，以下对辅料配方进行优化。

1.4.1 不同辅料添加量对产品品质的影响

响应面设计。以绵白糖（A）、柠檬酸（B）和CMC-Na（C）添加量为自变量，感官评定得分（R）为响应值，进行3因素3水平响应面分析试验，优化辅料配方[4]，响应面分析试验因素与水平见表3。

表3 响应面分析试验因素与水平设计表

1.4.2 感官评价

确定色泽、形态、滋味和香气为产品感官评定的4个指标，并分别赋予各指标一定分值，选择20名相关人员组成评价小组，分别对产品进行评定打分，将各产品的4个指标得分值相加，即为各产品的综合分值。感官评价具体评分标准见表4。

表4 感官评定标准表

1.4.3 真空冷冻干燥优化设计

设定预冻温度为-20 ℃，探讨不同预冻时间（0 h、3 h、6 h、9 h和12 h）对产品出粉率、含水量的影响[3]。

（1）出粉率测定方法。精确称取一定量的芦苇叶（W1），105 ℃烘干至恒重质量（W2），式（2）式（3）为总固形物质量分数计算公式：

式中：M1为冷冻干燥后芦苇粉质量（g），W为冷冻干燥前的总固形物质量（g），M2为冷冻干燥前辅料的添加量（g）。

（2）含水量测定方法。精确称取一定量的芦苇叶（W1），采用干燥法（105 ℃）处理6 h至恒重（W2），测定样品质量差。式（4）为含水量计算公式：

2 结果与分析

2.1 风味物质提取工艺优化结果

从表5可知，极差R越大，说明该因素与芦苇叶风味阈值的范围越相关，4个因素中影响风味阈值大小主次关系为：温度＞溶剂＞时间＞成熟度；芦苇叶风味物质提取的最佳组合为：A2B3C1D2，即温度 60 ℃，溶剂40 mL，时间为3 h，芦苇叶长30 cm的成熟芦苇叶。

表5 芦苇叶风味物质提取工艺条件优化直观分析表

2.2 不同工艺条件对芦苇叶中类黄酮得率的影响

2.2.1 单因素试验

水浴时间、水浴温度和料液比对类黄酮的影响均为动态变化（图1～图3）。最佳水浴时间为120 min， 最佳水浴温度为60 ℃，类黄酮含量达峰值。类黄酮在不同料液比下出现两个峰值，在100 ℃水浴、120 min条件下，类黄酮得率在加水量为180 mL即料液比为1∶180时达到最高值，为（2.20±0.19）%。

图1 不同加水量对类黄酮得率的影响图

图2 不同水浴温度对类黄酮得率的影响图

图3 不同水浴时间对类黄酮得率的影响图

2.2.2 正交试验

选取时间、液料比、温度为考察因素，并选择适当的因素水平，对芦苇叶类黄酮提取工艺进行优化，结果如表6所示。结果表明，各种因素对类黄酮提取效果影响的主次顺序依次为：水温＞时间＞料液比。最优组合为A3B1C3，该组合下，类黄酮得率最高。因此，最佳提取条件为：液料比1∶170，70 ℃ 水浴130 min。

表6 芦苇叶类黄酮提取加工工艺条件优化直观分析表

2.3 不同辅料添加量对产品品质的影响

2.3.1 对感官评价的响应面分析结果

运用Design-Expert 8.0.6.1软件对表7的试验结果进行拟合得到辅料添加量的影响因素的回归方程：

表7 响应面分析数据表

由表8的方差分析数据可知，应用Design-Expert 8.0.6.1软件得到的数据模型显著，而失拟项不显著，这说明本试验得到的数据模型的回归方程拟合度良好，试验结果可靠。由回归模型得到的方程最优组合为：绵白糖5%、柠檬酸0.10%、CMC-Na 0.07%，其预测感官评分值为84分。进行3组平行试验，经方差分析，3个平行组间差异不显著（p＞0.05），表明该最优参数所得产品感官较为稳定。

表8 方差分析结果表

2.3.2 真空冷冻干燥

由表9可知，预冻时间为6 h的条件下，出粉率达到最大值，为（1.97±0.52）%，出粉率高于其他组 （p＞0.05），含水量显著低于其他组（p＜0.05）。因此，真空冷冻干燥的最佳预冻时间为6 h。

表9 预冻时间对饮料出粉率、含水量的影响表

3 结论

（1）芦苇叶风味物质提取采用同时蒸馏萃取法，以芦苇叶长30 cm的成熟芦苇叶为原料，最佳工艺为：温度60 ℃，溶剂40 mL，时间为3 h。

（2）芦苇叶中类黄酮提取最佳工艺为：水浴温度70 ℃，时间130 min，料液比为1∶170。

（3）固体饮料制备中，以风味物质提取液与类黄酮提取液按体积比1∶4.25配制而成芦苇汁为原料，最佳辅料添加为：5%绵白糖，0.10%柠檬酸，0.07% CMC-Na，真空冷冻干燥6 h，产品品质最佳。