罗汉果荷叶复合饮料的

制备与优化

引用格式

包洪亮,马永杰,王青怡,等.罗汉果荷叶复合饮料的制备与优化[J].农产品加工,2025,(20):18-23.

基金项目

河南省科技攻关项目（252102210168）；河南省高等学校重点科研项目（25B550008）。

摘   要

以罗汉果、荷叶和蜂蜜为原料，辅以纳米纤维素，制备出一款复合饮料。采用单因素试验分析罗汉果、荷叶、蜂蜜、纳米纤维素、柠檬酸、黄原胶和羧甲基纤维素钠的用量对产品品质的影响；通过响应面优化试验、感官评价和验证试验得到复合饮料的最佳配方中各组分用量为罗汉果汁82 mL，荷叶汁30 mL，蜂蜜汁5.50 mL，糖浆5.50 mL，纳米纤维素0.16 g，柠檬酸0.10 g，黄原胶0.15 g，羧甲基纤维素钠0.10 g。此配方制备的复合饮料酸甜适中、口感细腻且清爽，呈现出均匀透亮的外观，在色泽和香气方面表现均出色。

关 键 词

罗汉果；荷叶；纳米纤维素；复合饮料

正   文

罗汉果是我国第一批被批准的药食同源材料，其味甘、性凉，被归入肺经和大肠经，是中医药中常用的药材之一^[1-3]。罗汉果甜苷是天然的甜味剂，甜味强度为蔗糖的400倍，这种甜味剂不仅口感上佳，且不产生热量，对于糖尿病患者和肥胖人群来说，是一个理想的选择，可当作天然、健康的代糖甜味剂使用^[4]。

荷叶被列入“食药两用”的名单，其活性成分主要包括黄酮类化合物、生物碱、挥发油、萜类、多糖和有机酸等，这些成分的协同效应使得荷叶能够降低脂肪、减轻体重、降低血糖、抑制细菌生长、抗氧化，且具有保护神经系统和心血管系统的功能^[5-6]。

纳米纤维素是从天然纤维、木材、食品加工废物、农业残留物、棉花和其他木质纤维素材料中获得的一种纳米结构材料，在食品科学领域受到越来越多的关注，可用于生产饼干、饮料、奶油、冰激凌、汤、布丁等产品^[8-9]。纳米纤维素在食品行业应用越来越成熟，具有不被人体消化吸收的特点，有促进肠道蠕动、改善肠道菌群平衡等功效，也可作为增稠剂和稳定剂应用在食品添加剂领域^[10]。此外，纳米纤维素具有的抗菌活性可减少或抑制食品的微生物腐败并延长其保质期^[8]。因此，将纳米纤维素应用到饮料中，不仅为纳米纤维素在食品方面的应用提供了新思路，也助力了饮料行业的发展。

近年来，饮料市场发展迅速，产业规模不断扩大，随着消费意识和观念的不断转变，具有特殊生理活性的复合型饮料受到广泛青睐^[11-12]。以罗汉果、荷叶和蜂蜜为原料，辅以纳米纤维素，制备出一款保质期久、性质稳定、营养价值高、口感爽口、多姿多彩、品质好且符合大众需求的健康复合饮料。

1   材料与方法

1.1   材料与试剂

材料：罗汉果，产自广西桂林；荷叶，产自湖北省黄冈市黄梅县；蜂蜜，购自百花京东官方旗舰店；纳米纤维素，闪思科技提供；无水柠檬酸，河南省郑州市新郑侯庄工业园提供；黄原胶，河南中辰生物科技有限公司提供；羧甲基纤维素钠，上海申光食用化学品有限公司提供。

试剂：芦丁（≥98%），上海源叶生物科技有限公司提供；无水甲醇（分析纯）、无水乙醇，天津市德恩化学试剂有限公司提供；亚硝酸钠，天津市北联精细化学品开发有限公司提供；硝酸铝，上海麦克生化科技有限公司提供；氢氧化钠、淀粉指示剂、无水葡萄糖、硫酸、苯酚，天津市凯通化学试剂有限公司提供。

1.2   试验方法

1.2.1   基本配方

配方中各组分的用量为罗汉果汁70 mL，荷叶汁30 mL，蜂蜜汁5.5 mL，糖浆5.5 mL，纳米纤维素0.21 g，柠檬酸0.15 g，黄原胶和羧甲基纤维素钠总质量0.25 g（质量比为2∶3）。

1.2.2   复合饮料的制备流程

首先，分别挑选出优质的罗汉果和荷叶，经清洗、破碎、浸提后，将得到的2种浸提液用干净纱布进行粗过滤，之后装进干净的离心管中，在一定转速下离心20 min，分别得到罗汉果汁和荷叶汁，备用；其次，将蜂蜜与蒸馏水均匀混合，制得蜂蜜汁；最后将3种原料混合调配，再加入适量的纳米纤维素、矫味剂、稳定剂等，试验得出各因素的最优添加量；再装入干净离心管中离心10 min，在100 ℃下杀菌处理15 min^[13]，待降温至50 ℃左右时灌装。

1.2.3   感官评定

依据GB 7101—2022标准中的感官要求，制定出详细的感官评价标准细则。邀请10名专业品鉴人员进行打分。

感官评价标准见表1。

1.2.4   单因素试验

单因素试验选择基本配方中的罗汉果汁、荷叶汁、纳米纤维素、柠檬酸、黄原胶和羧甲基纤维素钠，分别设置罗汉果汁用量50，60，70，80，90 mL；荷叶汁用量10，20，30，40，50 mL；纳米纤维素用量0.11，0.16，0.21，0.26，0.31 g；柠檬酸用量0.05， 0.10，0.15，0.20，0.25 g；黄原胶与羧甲基纤维素钠质量比为1∶4，2∶3，3∶2，4∶3，5∶0，依据感官评定结果判断各个因素对成品品质的影响程度。

1.2.5   响应面优化试验

通过单因素试验结果选择出对复合饮料品质影响较大的4个因素，每个因素选取3个水平进行响应面优化试验，并对最终的结果进行验证，由此得出复合饮料的最佳配方。

1.2.6   理化指标检测

可溶性固形物，使用糖度计测量，使用前需校准；总酸含量，按照GB 12456—2021中的方法检测；总黄酮含量，根据吴阳等人^[15]和王立业等人^[16]测定总黄酮含量的方法，并稍作修改。首先，配制质量浓度为0.2 mg/mL的芦丁标准溶液，取0，1，2，3，4，5 mL于25 mL容量瓶中并加甲醇溶液至10 mL。再各加50 g/L亚硝酸钠溶液1 mL，等待6 min；其次，向每个容量瓶中加入1 mL质量浓度为100 g/L的硝酸铝溶液，再次等待6 min；再加质量浓度为40 g/L的氢氧化钠溶液8 mL，并用甲醇溶液将总体积补充至25 mL，摇匀静置30 min，于波长510 nm处测量吸光度。通过以上测量数据绘制出折线图，其中横坐标代表芦丁溶液的质量浓度，纵坐标代表相应的吸光度。此图即为芦丁的标准曲线，将用于后续的定量分析，以确保试验结果的准确性和可靠性。

测定样品总黄酮含量：取3 g样品倒入合适容器中，加无水甲醇40 mL，在70 ℃下加热回流处理1 h，处理完成后经过滤操作收集滤液。剩余滤渣同上述步骤再处理，将2次滤液合并，然后加无水甲醇至100 mL，得样品液。取样品液10 mL，其余步骤同标准曲线制作方法，空白为对照组，根据测定得到的吸光度计算出样品中总黄酮的含量。

2   结果与分析

2.1   单因素试验结果与分析

2.1.1   罗汉果汁用量对成品品质的影响

罗汉果汁用量对成品品质的影响见图1。

由图1可知，随着罗汉果汁用量的不断增加，复合饮料的感官评分先上升后下降，且变化的幅度相对较大，故罗汉果汁是影响复合饮料品质的一个主要因素。罗汉果汁用量为50 mL时，所制备复合饮料的苦味和涩味较重，而罗汉果的香味和甘甜味并不明显，味道较为复杂，口感差；随着罗汉果汁用量的增加，罗汉果香味和甜味突出，荷叶涩味和苦味减轻，复合饮料品质逐渐变好；当增加到80 mL时，复合饮料澄清透亮，口感柔和细腻、酸甜可口，罗汉果、荷叶和蜂蜜口感协调，感官评分最高；当罗汉果汁用量为90 mL时，罗汉果的甘甜味较重，隐隐有种中药材味，覆盖其他味道，品质变差。

2.1.2   荷叶汁用量对成品品质的影响

荷叶汁用量对成品品质的影响见图2。

由图2可知，随着荷叶汁用量的不断增加，复合饮料的感官评分先上升后下降，且变化幅度较为显著。因此，荷叶汁是影响复合饮料品质的一个主要因素。荷叶汁用量为10 mL时，所制备的复合饮料中罗汉果的甘甜味较重，荷叶味并不突出，味道不太协调，感官评分稍差；当荷叶汁用量不断增多时，罗汉果味被掩盖，荷叶味不断增加，复合饮料的品质不断提高，但随着荷叶汁越来越多，复合饮料的苦味和涩味不断加重，与罗汉果和蜂蜜搭配越来越不协调，当加入的荷叶汁到达某一阈值时，复合饮料的品质开始下降。其中，荷叶汁用量为30 mL时，复合饮料澄清透亮，罗汉果、荷叶和蜂蜜口感协调，感官评分最高。

2.1.3   纳米纤维素用量对成品品质的影响

纳米纤维素用量对成品品质的影响见图3。

由图3可知，随着纳米纤维素用量的不断增多，可清晰地看到复合饮料感官评分呈现出的变化趋势，且变化的幅度相对较大，故纳米纤维素是影响复合饮料品质的主要因素。纳米纤维素用量为0.11 g时，复合饮料所呈现出的黏稠度、稳定性与后面几组相比明显逊色；加大纳米纤维素的用量，复合饮料的品质逐渐提升，当纳米纤维素用量达到0.16 g时，复合饮料的稳定性、黏稠度和口感均达到最佳状态，从而获得了最高的评价，同时产品液体的澄清度较好，无沉淀现象出现；当纳米纤维素用量增到0.21 g时，润滑度和黏稠度较上组稍有下降，之后几组随着纳米纤维素用量变多，稳定性越来越差，感官评分越来越低。

2.1.4   柠檬酸用量对成品品质的影响

柠檬酸用量对成品品质的影响见图4。

由图4可知，随着柠檬酸用量的不断增加，复合饮料的感官评分先上升后下降，且变化明显，故柠檬酸是关键影响因素。当柠檬酸用量为0.05 g，味道甜腻且伴有药味，评价稍差；当柠檬酸用量为0.10 g时，满足绝大多数人的口味，感官评价最好；柠檬酸用量大于0.10 g，酸味不断加重，与大多数人口味不符，感官评分降低。

2.1.5   黄原胶与羧甲基纤维素钠质量比对成品品质的影响

黄原胶与羧甲基纤维素钠质量比对成品品质的影响见图5。

由图5可知，黄原胶与羧甲基纤维素钠质量比为3∶2时，感官评价最佳，此时复合饮料澄清透明，均匀一致，黏稠度适宜，口感细腻柔和，无沉淀，优于其余几组。同时，可观察到复合饮料感官评分的变化幅度相对较小，故此因素不作为复合饮料的主要影响因素。

2.2   响应面优化试验与结果分析

2.2.1   试验设计与结果分析

基于单因素试验，选择4个显著影响结果的因素，以复合饮料的感官评分作为响应值，选择罗汉果汁、荷叶汁、纳米纤维素和柠檬酸的用量作为研究的4个自变量，利用Design Expert 13软件来规划一个四因素三水平的响应面试验，评估和优化出罗汉果荷叶复合饮料的最优配方。

响应面试验因素与水平见表2，响应面试验结果见表3，二次回归模型方差分析见表4。

在响应面试验中，根据表2所示的因素水平进行试验设计，使用Design Expert 13软件分析的数据，得出感官评分对罗汉果汁用量、荷叶汁用量、纳米纤维素用量和柠檬酸用量的二次多元回归方程：

Y=90.32+1.15A-0.40B-0.34C-0.02D+3.75AB-

0.70AC+0.30AD+1.05BC+0.90BD+3.28CD-

2.13A2-3.26B2-3.14C2-1.82D2.

由表4可知，模型表现出极高的显著性，而失拟项不显著。经对p值分析，A、B、AB、CD、A2、B2、C2、D2均表现出极高的显著性；C、BD均表现出显著性；其余不显著。根据F值得到各因素对成品品质影响大小依次为A>B>C>D，即罗汉果汁用量>荷叶汁用量>纳米纤维素用量>柠檬酸用量，交互项的影响依次为CD>AB>BD>AD>AC>BC。

感官评分预测值与试验值对比见图6。

由图6可知，试验值基本在拟合直线附近，表明所用的试验模型可较为准确地预测试验结果，可更好地分析试验过程中的单因素变量。

2.2.2   各因素影响因子交互作用的分析

为了探究试验所选定的4个关键因素对复合饮料感官评分的交互作用，运用Design Expert 13软件绘制响应面图。

响应面3D曲面图见图7。

由图7（a）可知，当罗汉果汁用量不变时，若增加荷叶汁用量，感官评分先上升后下降。由图7（b）知，当荷叶汁用量不变时，若增加柠檬酸用量，感官评分先上升后下降。由图7（c）可知，当纳米纤维素用量不变时，若增加柠檬酸用量，感官评分先上升后下降。

综上所述，复合饮料的理论最佳配方为罗汉果汁用量81.86 mL，荷叶汁用量29.64 mL，纳米纤维素用量0.16 g，柠檬酸用量0.10 g。

2.3   验证试验结果

考虑到现实情况，为方便试验操作，将预测最佳条件调整为罗汉果汁用量82 mL，荷叶汁用量30 mL，纳米纤维素用量0.16 g，柠檬酸用量0.10 g。为了验证预测的准确性，做3次重复试验，感官评分平均值达到91.40分，与回归模型预测结果基本一致，表明响应面优化法分析出的最优配方具有一定准确性和可靠性，有着一定的实用价值。

验证试验感官评分见表5。

2.4   产品检测结果

2.4.1   感官指标检测

成品整体呈黄褐色，澄清透亮、口感清爽、细腻柔和、酸甜可口，品尝时伴有罗汉果特有的清香甘甜同时夹杂着荷叶的清凉口味，罗汉果、荷叶和蜂蜜三者协调柔和。

2.4.2   理化指标检测

1）可溶性固形物含量。使用手持糖度计来测定复合饮料中可溶性固形物的含量，进行3次平行试验。

可溶性固形物含量见表6。

2）总酸含量。按照国标的方法滴定3次，根据公式（1）计算总酸含量。

式中：X——总酸质量浓度，g/L；

c——氢氧化钠溶液浓度，mol/L；

V1——滴定过程中消耗的氢氧化钠溶液，mL；

V2——空白试验消耗的氢氧化钠溶液，mL；

k——0.064；

F——试样稀释倍数；

m——试样的质量，g。

总酸含量见表7。

3）总黄酮含量。

芦丁标准曲线见图8。

由图8可知，芦丁标准曲线线性关系良好，根据样品的吸光度计算出样品测定液芦丁含量，根据公式（2）进行计算。

式中：m1——样品测定液芦丁含量，%；

m——试样质量，g；

F——稀释倍数，g；

X——试样中的总黄酮含量，%。

计算得X=0.15%。

3   结论

根据单因素试验、响应面优化试验、感官评价和验证试验，得出最佳配方中各组分为罗汉果汁82 mL，荷叶汁30 mL，蜂蜜汁5.50 mL，糖浆5.50 mL，纳米纤维素0.16 g，柠檬酸0.10 g，羧甲基纤维素钠0.10 g，黄原胶0.15 g。经检测，得出复合饮料的可溶性固形物为9.09%，总酸质量浓度为3.17 g/L，总黄酮含量为0.15%。

该饮料中加入了纳米纤维素，使饮料的黏稠度增加，口感、润滑度更好，再配以较高营养价值的罗汉果和荷叶，成品不仅口感细腻柔和、酸甜可口，且具备一定的营养价值，能满足人们的健康消费观念，适用人群广泛，但需适宜饮用。

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