李 敬 尤 颖, 赵庆生 李 航 常森林

（1. 河北经贸大学 石家庄 050061；2. 中国科学院过程工程研究所 北京 100190）

连翘（Forsythia suspensa）为木犀科连翘属植物，具有清热解毒、消肿散结，疏散风热等多种药用功效（孙建瑞等，2017）。如，“连花清瘟胶囊”中含有连翘果，研究表明，连翘果中的连翘苷通过抑制核因子kappaB 信号通路的激活，有效抑制新型冠状病毒的复制（Wanget al. 2021），对新冠肺炎有良好的治疗效果，如，“连花清瘟胶囊”中含有连翘果。《中华本草》中记载，连翘叶“性寒，主治心肺积热”（国家中药管理局编委会, 1999），连翘叶中也含有连翘苷、连翘酯苷A、连翘脂素等多种化学成分，并且连翘苷、连翘酯苷的含量远高于连翘果中的含量（范毅等，2015; 张旭等，2021）。

连翘具有保持水土的生态功能，在我国山西、河南、河北等地广泛种植，仅在山西安泽县的天然连翘林总面积达10 万 hm2，每年秋季有大量落叶， 造成资源浪费 (龙沈飞等, 2019；任子蓓等，2016)。若能对连翘叶中功能成分进行系统分析，并且开发以连翘叶为原料的食品， 不仅可以提高连翘的经济效益, 保护自然资源, 也可使主要分布在华北地区的连翘林得以保护， 并为农民增收、乡村振兴做贡献。2017 年，山西省颁布了《食品安全地方标准 连翘叶》，将连翘叶列入食品范畴（山西省食品安全地方标准审评委员会,2017），为连翘叶及其提取物产品开发奠定了基础。速溶茶粉是一种携带方便、冲泡简单、深受年轻消费者的喜爱的新型饮料，并且有效成分容易被人体吸收（Srivastav, 2012；罗龙新, 2019）。目前已开发的有黑果枸杞（Lycium ruthenicum）速溶粉、桑叶速溶茶粉，研究数据表明均保持较高的功能成分（杨冬彦, 2018a；2019；冯晓新, 2021），关于连翘叶速溶茶的研究未见报道。

本文以不同处理的连翘叶为原料，研究连翘叶速溶茶的制备工艺，并对制备的连翘叶速溶茶进行感官评价及成分分析，以期为连翘叶速溶茶的工业化生产提供工艺参数，为连翘叶资源的综合开发利用提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

1.1.1 试验材料 3 种连翘叶（阴干连翘叶、炒制杀青的连翘叶、杀青发酵的连翘叶），源自山西省临汾安泽县。

1.1.2 试剂 连翘苷、连翘酯苷A、连翘脂素、槲皮素标准品（纯度均>98%）均购自成都德思特生物技术有限公司；没食子酸采购自北京市兴津化工厂；三氯甲烷采购自天津市福晨化学试剂厂；高效液相色谱仪所用试剂为色谱纯；其余均为国产分析纯，购自国药集团化学试剂有限公司；水为蒸馏水和超纯水。

1.2 试验方法

1.2.1 连翘叶提取工艺试验 以杀青发酵的连翘叶速溶茶得率为响应值，分析料液比、浸提时间、温度、提取次数对连翘叶速溶茶得率的影响，通过试验确定提取次数为2 次，采用Design-Expert 8.0.软件进行响应面试验设计，以优化试验条件。因素水平设计见表1（Raymond， 2008）。

表1 因素水平设计Tab. 1 Factors and levels of orthogonal test

1.2.2 干燥方法对连翘叶速溶茶的影响 分别用热风干燥、冷冻干燥和喷雾干燥对连翘叶水提物进行干燥，制备连翘叶速溶茶（杨冬彦， 2018b）。

1.2.3 理化性质测定 溶解时间参照果香型固体饮料标准参照(QB/T 3623—1999）；稳定性、堆积密度、吸湿率测定参照杨冬彦（2018b)的方法。

1.2.4 感官评价 根据固体饮料标准GB/T 29602—2013（国家标准化管理委员会, 2013），对连翘叶速溶茶进行感官评价。其中，色泽20 分，组织形态30 分，滋味30 分，气味20 分，共计100 分。由10 名人员对连翘叶速溶茶进行评分，结果取平均值。

1.2.5 污染物砷、铅含量测定 分别参照《食品中总砷和无机砷的测定》（GB 5009.11—2014）（中华人民共和国国家卫生和计划生育委员会，2014）和《食品中铅的测定》（GB 5009.12—2017）（中华人民共和国国家卫生和计划生育委员会，2017）分别测定砷含量、铅含量。

1.2.6 成分测定 水分和灰分含量测定参照《固体饮料标准》（GB/T 29602—2013）（国家标准化管理委员会, 2013）；蛋白质含量测定使用考马斯亮蓝法（曲春香, 2006）；黄酮含量测定使用紫外分光光度法；采用苯酚-硫酸法测定总糖含量（吕建平, 2014）；连翘苷、连翘酯苷A（孙建瑞, 2017）和连翘脂素含量测定采用液相色谱法（梅建凤, 2016）。

1.2.7 膜分离提取速溶茶多糖 通过1.2.2 选定干燥方式制得3 种速溶茶粉：阴干连翘叶速溶茶粉（FSLD）, 炒制杀青连翘叶速溶茶粉（FSL-G）和杀青发酵连翘叶速溶茶粉（FSL-B）。取连翘叶速溶茶FSL-D、FSL-G、FSL-B 各20 g， 加200 mL 蒸馏水溶解，按照1∶4 的比例加入800 mL 的4 ℃预冷乙醇，静置2 h，离心。将沉淀物进行冷冻干燥，48 h 后得粗多糖（FSLDP，FSL-GP，FSL-BP）；采用Sevag 法对粗多糖进行纯化（Burns, 2020）对粗多糖进行纯化；随后用超滤膜对连翘叶多糖进行分离，得到不同分子量分布范围的多糖，分别命名为FSL-BP<1 kDa、3 kDa 10 kDa。

1.2.8 多糖抗氧化活性及红外表征 DPPH（2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl）自由基清除试验、ABTS（（2,2'-azino-bis（3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid））自由基清除试验参照Garzon（2009）。红外光谱（Infrared Spectrum，FT-IR）利用傅里叶变换红外光谱仪（Nicolet iS50）进行检测。

1.3 数据分析

所有试验至少重复3 次，数据统计采用SPSS20.0进行处理。数据结果以平均值±标准偏差的方式展示，显著水平为P<0.05；绘图采用Origin8.0、EXCEL 软件。

2 结果与分析

2.1 连翘叶速溶茶制备工艺优化

2.1.1 连翘叶速溶茶提取工艺单因素优化 料液比、提取时间、提取次数、提取温度对连翘叶速溶茶得率的影响见图1。连翘叶速溶茶得率随着料液比、提取时间、提取次数都有先上升后下降的趋势，提取温度对连翘叶速溶茶得率影响较大。较优提取条件为料液比为1∶20 g·mL-1、提取时间150 min、温度80 ℃、提取次数2 次。

图1 料液比（a）、提取时间（b）、提取次数（c）、提取温度（d）对连翘叶速溶茶得率的影响Fig. 1 Effects of solid-liquid ratio (a), extraction time (b), extraction times (c) and extraction temperature (d) on yield of Forsythia suspensa leaf instant tea

2.1.2 连翘叶速溶茶提取工艺响应面优化 以连翘叶速溶茶得率为响应值，根据表1 的数据，由Design-Expert 8.0 软件得到连翘叶速溶茶得率的预测模型：响应面试验结果见表2。该模型回归显著（P<0.01），方程拟合良好。通过方差分析和回归模型响应面分析图（图2）可知，一次项C 因素对结果有显著影响；二次项A2、交互项BC 对试验结果影响极显著，二次项B2对试验结果影响显著。

图2 各因素对连翘叶速溶茶得粉率的交互影响Fig. 2 Response surface showing the interaction of various factors on the yield of Forsythia suspensa leaf instant tea powder

表2 响应面试验结果Tab. 2 2Experimental results for orthogonal test analysis

通过响应曲面优化，较佳工艺参数为：料液比1∶20.14 g/mL，提取温度90 ℃，提取时间180 min，预测为15.876 1%。在最佳工艺条件下进行验证试验，结果分别为15.16%、15.32%、15.40%，平均速溶茶得率为15.30%，与理论值相比其相对误差约为0.576%。

2.1.3 连翘叶速溶茶干燥方式研究 由图3 可知，干燥方式对连翘苷和连翘脂素的影响较大，喷雾干燥得到的连翘苷和连翘脂素含量分别为4.85%和0.11%，均高于热风干燥、冷冻干燥所得连翘苷和连翘脂素含量。这可能是由于喷雾干燥的干燥时间短，对功能成分的损失比较小。干燥方式对连翘酯苷A 的含量基本无影响。

图3 不同干燥方式对连翘叶水提物中连翘苷、连翘酯苷A、连翘脂素的含量影响Fig. 3 Effects of different drying methods on the contents of phillyrin, forsythioside A and phillygenin in water extract of Forsythia suspensae leaves

2.2 原料选择对连翘叶速溶茶品质的影响

2.2.1 溶解时间 FSL-D、FSL-G、FSL-B 平均溶解时间分别为50.04 、55.19 和46.46 s，均小于60 s，其中FSL-B 的溶解性较好。

2.2.2 堆积密度 FSL-B 的堆积密度为0.43g·mL-1，低于FSL-D 和FSL-G 的堆积密度0.54 g·mL-1和0.47 g·mL-1，表明在一定体积下，FSL-B 的质量较轻。

2.2.3 稳定性 FSL-D、FSL-G、FSL-B 的K 值平均值分别为0.006、0.039 及0.003，均小于0.05，表明3 种连翘叶速溶茶的冲调稳定性均较好，无显著差别。

2.2.4 吸湿率 3 种连翘叶速溶茶的吸湿率如图4 所示。在室温条件下，在0~30 h 内，3 种速溶茶的吸湿率增长较快，随后增加较缓慢，在150 h 时逐渐达到平衡，此时FSL-D、FSL-G 和FSL-B 的吸湿率分别为21.27%、20.33%和16.78%，其中FSL-B 的引湿性相对较弱，更易于保存。

图4 3 种连翘叶速溶茶在RH 为 80%±2%下的吸湿百分率Fig. 4 Hygroscopic percentage of three kinds of Forsythia suspensa leaf instant tea powder at 80%±2% Rh

2.2.5 速溶茶感官评价 收集得到连翘叶速溶茶的感官评分，根据样品模糊关系矩阵式，3 种速溶茶均为一等品。其中FSL-B 的滋味、气味优于其他2 种连翘叶速溶茶，感官指标得分较高，这可能与发酵过程中生成的特殊香气和滋味有关（蔡丽, 2020）。

2.2.6 速溶茶污染物砷、铅含量分析 FSL-D、FSLG 和FSL-B 的砷含量分别为0.007 4、0.006 6 和0.006 9 mg·kg-1，铅含量分别为0.327 9、0.300 4 和0.325 7 mg·kg-1，符合国家食品安全标准GB 2762—2017 食品中污染物限量指标，固体饮料中砷含量<0.5 mg·kg-1、铅含量≤1.0 mg·kg-1。

2.2.7 速溶茶功能成分分析 速溶茶的功能成分分析如表3 所示。3 种连翘叶速溶茶的水分和灰分含量均符合固体饮料标准（国家轻工业局，1999），蛋白质含量均在11%以上，总酚含量为3.22%以上，总黄酮含量为4.44%以上，总糖含量为47.76%以上。3 种连翘叶茶中的连翘苷（C27H34O11）含量分别为3.69%（FSL-D）、3.33%（FSL-G）、3.82%（FSL-B）；在连翘酯苷A（C29H36O15）的含量方面，FSL-G 中含量较高，为19.96%， FSL-D、FSL-B 中分别为14.76%和15.50%。

表3 3 种连翘叶速溶茶成分含量表Tab. 3 Composition content table of three kinds of Forsythia suspensa leaf instant tea powder

2.2.8 速溶茶粗多糖 由表4 可知， FSL-B 中粗多糖含量较高，为26.22%，经脱蛋白纯化后，FSL-DP-D、FSL-GP-D、 FSL-BP-D 的多糖含量分别为25.09%、30.64%和31.36%，比纯化前的多糖含量分别提高了28.40%、26.14%及19.60%。

表4 连翘叶速溶茶多糖得率及含量Tab. 4 4yield and content of crude polysaccharide of three kinds of Forsythia suspensa leaf instant tea powder

2.3 分子量对FSL-BP-D 多糖的影响

2.3.1 自由基清除能力测试 采用超滤膜分离不同分子量的多糖，并进行抗氧化活性分析，结果见图5。样品对ABTS 自由基的清除能力与DPPH 自由基清除能力相似，随着样品分子量的增加，样品的抗自由基清除能力越来越强。分子量大于10 kDa 多糖对DPPH自由基和对DPPH 自由基的IC50 分别为107 µg·mL-1与42 µg·mL-1，均优于未进行膜分离之前的多糖。

图5 不同分子量多糖的ABTS（A）和DPPH（B）自由基清除能力Fig. 5 ABTS(A) and DPPH(B) radicalscavenging activityof polysaccharides with different molecular weight

2.3.2 红外光谱分析 对多糖进行红外光谱分析，结果见图6。研究发现多糖的FT-IR 光谱图在4 000~500 cm-1波数内有典型的吸收峰：3 700~3 100 cm-1内的宽吸收峰为O-H 伸缩振动，1 800~1 600 cm-1为 C=O伸缩振动峰，1 430~1 290 cm-1为-C-H 弯曲振动峰，1 200~1 000 cm-1为糖类C-O 伸缩振动峰。

图6 不同分子量多糖的红外光谱图Fig. 6 Infrared spectra of polysaccharides with different molecular weights

3 讨论

3.1 连翘叶速溶茶制备工艺优化

连翘叶速溶茶制备工艺分为提取和干燥两个阶段。在提取阶段，通过单因素实验和响应曲面实验对提取条件进行优化，最佳提取条件下提取率为15.30%。优于文献报道的12.50% （李可, 2021）。与茯砖速溶茶最大出粉率17.2%较接近 （曹霞, 2021）。在干燥阶段，喷雾干燥的干燥时间短，对功能成分的损失比较小，同时，喷雾干燥成本低的优势（Srivastavet al., 2012；杨海燕, 2016），因此采用喷雾干燥来制备连翘叶速溶茶。

3.2 原料选择对连翘叶速溶茶品质的影响

采用阴干连翘叶、炒制杀青连翘叶、杀青发酵连翘叶制备得到3 种速溶茶FSL-D、FSL-G、FSL-B。稳定性、污染物含量、溶解性、稳定性分析表明，3 种速溶茶均符合国家对于固体饮料的规定。吴茂玉等（2019）报道的破壁灵芝孢子粉的堆积密度在0.4~0.65 g·mL-1之间，与本研究中速溶茶的堆积密度较接近。杀青发酵连翘叶制备得到的FSL-B 表现都更佳，其中FSL-B 的滋味、气味优于其他2 种连翘叶速溶茶，感官指标得分较高，这可能与发酵过程中生成的特殊香气和滋味有关（蔡丽，2020），具有溶解速度快、堆积密度小、吸湿率低、感官评价高、多糖含量高的特点。因此，选择杀青发酵连翘叶作为制备速溶茶的原料。

3.3 分子量对FSL-BP-D 多糖的影响

对杀青发酵连翘叶速溶茶多糖FSL-BP-D 进行超滤分级分离，制得三种分子量多糖样品FSL-BP<1 kDa、3 kDa 10 kDa。对得到的多糖分别进行了ABTS、DPPH 自由基清除能力测试，结果表明分子量大的多糖样品抗氧化活性明显高于分子量小的多糖样品，这说明抗氧化活性集中在一定分子量范围的多糖中。通过对不同分子量多糖的红外图谱对比可以发现分子量大于10 kDa 的多糖多了一个小的碳碳双键的伸缩振动峰，同时随着分子量的增加，O-H 伸缩振动峰、C=O 键的伸缩振动峰及-C-H 弯曲振动峰逐渐削弱。

4 结论

研究采用响应面设计优化水提工艺，并考察干燥方式对功能成分的影响，然后利用阴干连翘叶、炒制杀青的连翘叶、杀青发酵的连翘叶为原料制备速溶茶粉，最后分析连翘叶速溶茶粉理化性质和功能成分。经响应面优化，在料液比1:20.14 g·mL-1、温度90 ℃的条件下，提取时间180 min，连翘叶速溶茶的平均得率最高。喷雾干燥更有利于连翘苷和连翘脂素等功能成分的保持。3 种连翘叶速溶茶粉冲调稳定性、吸湿性、污染物含量、总酚含量都符合行业标准，连翘苷含量在3.34%以上，连翘酯苷A 在14.76%以上，连翘脂素在0.13%以上。其中杀青发酵的连翘叶速溶茶粉具有堆积密度低、吸湿性弱的优点，并且感官评价分值高，更适宜于进一步开发研究。对其粗多糖进行分析发现，抗氧化性随着分子量增大而提高，且与O-H 伸缩振动峰、C=O 键的伸缩振动峰及-C-H 弯曲振动峰活性减弱相关。本研究采用水提工艺，无辅料添加，安全、环保、健康；同时速溶茶粉饮用方便、保质期长、健康美味，丰富了现有连翘产品种类，有望进一步开发成抗氧化等功能性产品，提高连翘种植经济效益。