草果理化特性分析及其速溶茶飲調(diào)配

薛亞杰 ，胡榮鎖 ，姚美芹，張彥軍 ，谷風(fēng)林 ，徐飛

1. 中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院香料飲料研究所（萬(wàn)寧 571533）；2. 云南農(nóng)業(yè)大學(xué)熱帶作物學(xué)院（普洱 665000）；3. 海南省特色熱帶作物適宜性加工與品質(zhì)控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（萬(wàn)寧 571533）

草果（Amomum tsaokoCrevost et Lemarie）是姜科豆蔻屬的多年生常綠叢生草本植物。主要種植在我國(guó)云南省怒江、文山等地。果實(shí)入藥能治痰積聚、除瘀消食、治療瘧疾等，也是常用的調(diào)味香料[1-2]。草果作為藥食同源的中藥材和調(diào)味品，其發(fā)展越來(lái)越受到重視。但是目前90%以上的草果主要用于整果添加食用，較少被應(yīng)用于中成藥調(diào)配和其他領(lǐng)域，其藥用及保健價(jià)值有待開(kāi)發(fā)[3]。復(fù)合保健茶飲屬于茶飲料的一種。文獻(xiàn)報(bào)道復(fù)合保健茶飲料主要有花卉茶、藥茶、菌茶等[4]。楊紹蘭等[5]以秋季柿葉為原料，西洋參、麥冬等中藥材進(jìn)行拼配，配制成湯色、香氣、滋味俱佳的柿葉復(fù)合茶，具有潤(rùn)喉利咽、美容安神的保健功效。李欣等[6]報(bào)道葛根冬麥復(fù)合茶能顯著降低高血糖人群空腹血糖和餐后血糖。周才碧等[7]報(bào)道復(fù)合茶對(duì)高脂血癥小鼠的體重、肝系數(shù)、肝組織形態(tài)及肝臟有機(jī)酸代謝均有影響。

草果和紅茶都是種類繁多且營(yíng)養(yǎng)豐富的食材，紅茶中的茶色素還有抗氧化、抗菌等多重功效[8]。將兩種食材進(jìn)行科學(xué)搭配，研發(fā)草果復(fù)合茶飲料，試驗(yàn)在分析草果理化特性基礎(chǔ)上，通過(guò)采用草果浸膏和紅茶、生姜、山楂等速溶粉進(jìn)行配方工藝研究，為草果綜合利用開(kāi)發(fā)提供理論支撐。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

草果原料（云南省怒江州瀘水市）；速溶紅茶粉（江蘇澗輝食品有限公司）；紅糖粉（云南滇鵬糖業(yè)有限公司）；速溶山楂粉、速溶生姜粉（均為市售）。

7890B-5977B氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀（美國(guó)安捷倫公司）；Alpha MOS電子鼻分析系統(tǒng)（配有6種金屬氧化物電極和AlphaSoft 12.0工作站，法國(guó)Alpha M.O.S公司）；Malvern MASTERSIZER 3000粒徑分析儀（英國(guó)Malvern公司）；R-220SE旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀（瑞士BUCHI公司）；YZN50多功能真空濃縮機(jī)（北京東華原醫(yī)療設(shè)備有限責(zé)任公司）；XY-102MV水分測(cè)定儀（常州市幸運(yùn)電子設(shè)備有限公司）。

1.2 草果粉末制備及理化特征分析

草果經(jīng)日曬干燥后，研磨成粉，分析草果的水分、總灰分、蛋白質(zhì)、氨基酸等理化特性。

1.2.1 水分測(cè)定

稱取1 g草果粉末，利用水分測(cè)定儀測(cè)定，重復(fù)測(cè)定3次，取平均值。

1.2.2 灰分測(cè)定

根據(jù)GB 5009.4—2016規(guī)定執(zhí)行。

1.2.3 蛋白質(zhì)測(cè)定

稱取50~60 mg草果粉，置于樣品錫紙杯，利用杜馬斯定氮儀測(cè)量蛋白質(zhì)含量，同時(shí)做不同梯度標(biāo)準(zhǔn)曲線。

1.2.4 氨基酸分析

稱取1 g草果粉于20 mL安瓿管中，加入1 mL 6 mol/L HCl（250 mL純鹽酸，定容至500 mL，加0.5 g苯酚），抽真空封管，在110 ℃水解22 h，冷卻過(guò)濾；取100 μL濾液置于氮吹儀上，氮吹蒸發(fā)至干；加入5 mL樣品稀釋液，使氨基酸濃度達(dá)到50~250 mol/mL，振蕩混勻，用0.22 μL濾膜過(guò)濾后，供上機(jī)測(cè)定使用。

1.2.5 精油提取

參考胡椒粉精油[9]的提取方式，料液比1︰100（g/mL），稱取40 g草果粉末放入蒸餾瓶中，加入400 mL去離子水，利用水蒸氣蒸餾法，蒸餾5 h，得到草果精油，計(jì)算提取率。

1.3 草果粉粒徑分析

草果粉粒徑分析按照濕法測(cè)定，顆粒類型為非球形；折射率1.56；分散劑為水，折射率1.33；測(cè)定次數(shù)3次；測(cè)量遮光度限制為上限10、下限6；清潔類型：標(biāo)準(zhǔn)；攪拌速度2 000 r/min，從測(cè)量開(kāi)始連續(xù)超聲，穩(wěn)定時(shí)間20 s。

1.4 草果浸膏制備

草果浸膏制備借鑒包秀萍等[10]的方法略有修改。稱取1 kg草果粉，加入12 L去離子水，使用多功能真空濃縮機(jī)在80 ℃下浸提45 h，過(guò)濾溶液經(jīng)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀在80 ℃濃縮直至液體完全蒸發(fā)后取出，此時(shí)得到草果浸膏。

1.5 草果速溶茶飲制備

草果浸膏和速溶紅茶粉的調(diào)配，參考范喬[11]的方法。將草果浸膏與紅茶粉末按照3︰1，2︰1，1︰1，1︰2和1︰3的比例設(shè)置5個(gè)處理，3組重復(fù)。參考楊在俠[12]的方法，加入0.1 g速溶生姜粉、0.2 g速溶山楂粉、3 g紅糖粉到5個(gè)不同處理中，按料液比1︰50（g/mL）加水進(jìn)行沖泡。

1.6 草果速溶茶飲感官評(píng)價(jià)

依據(jù)GB/T 23776—2018《茶葉感官評(píng)審方法》，按照料液比1︰50（g/mL）進(jìn)行沖泡。對(duì)每種組合的草果紅茶飲料的口感、香氣、滋味、茶湯進(jìn)行感官評(píng)價(jià)，篩選出最佳調(diào)配比例。

表1 草果速溶茶飲感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

1.7 草果速溶茶飲電子感官分析

參考段夢(mèng)雅等[13]的方法并稍作改動(dòng)。取1 mL草果茶飲裝入電子鼻瓶中（重復(fù)6次），密封待檢。樣品在50 ℃下孵化120 s，頂空分析注射量1 500 μL，采集延遲210 s，注射器溫度60 ℃。使用電子鼻系統(tǒng)自帶的軟件（法國(guó)Alpha M.O.S公司的Alphashft 12.0工作站）分析響應(yīng)數(shù)據(jù)。傳感器檢測(cè)范圍[14-15]如表2所示。

表2 傳感器檢測(cè)范圍

1.8 草果速溶茶飲風(fēng)味分析

參考趙澤偉等[16]的方法稍作修改。取1 mL樣品置于20 mL固相微萃取瓶中，于65 ℃孵化30 min，吸附15 min，解吸附15 min。

色譜柱為ZB-5 MSI彈性石英毛細(xì)管柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm）。升溫程序：初始溫度45 ℃，保持2 min，以4 ℃/min升溫至250 ℃，保持2 min。載氣為氦氣，流量1.0 mL/min；不分流進(jìn)樣，溶劑延遲1.5 min，離子源溫度230 ℃；四極桿溫度150 ℃，電子能量70 eV；接口溫度280 ℃；質(zhì)量掃描范圍m/z30~450。

1.9 數(shù)據(jù)處理分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)用Excel，Origin軟件及儀器自帶軟件處理，差異顯著性水平P＜0.05，數(shù)據(jù)結(jié)果以平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 草果理化特性分析

水是食品的主要組成成分，其在食品中的含量、分布和狀態(tài)對(duì)食品的外觀、質(zhì)構(gòu)、風(fēng)味、新鮮程度產(chǎn)生極大的影響[17]?；曳謩t是樣品灼燒后的殘?jiān)饕蔁o(wú)機(jī)鹽組成，是評(píng)價(jià)食品營(yíng)養(yǎng)的指標(biāo)之一[18]。蛋白質(zhì)在生物體內(nèi)起到十分重要的作用，從基礎(chǔ)的能量?jī)?chǔ)存到復(fù)雜的生物代謝都離不開(kāi)蛋白質(zhì)[19]。因此，分析草果理化特性對(duì)草果速溶茶飲調(diào)配具有一定的指導(dǎo)意義。表3顯示，草果粉含水率13.91%、灰分6.21%、蛋白質(zhì)4.80%、精油得率1.75 mL/100 g。對(duì)比海南熱帶特色香料胡椒，白胡椒及黑胡椒國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定水分在13%~14%，草果粉水分結(jié)果與胡椒水分相似。草果粉灰分低于加工黑胡椒粉國(guó)標(biāo)規(guī)定，高于白胡椒粉灰分。草果中蛋白質(zhì)含量和胡椒相似，低于花椒[20-21]。精油得率高于黑胡椒、青胡椒，低于白胡椒和胡椒鮮果（黑胡椒、白胡椒、青胡椒和胡椒鮮果的精油提取得率分別為1.718，1.867，1.487和3.229 mL/100 g）[22]。

表3 草果主要理化特征分析

現(xiàn)代營(yíng)養(yǎng)學(xué)研究表明，食品中的氨基酸種類、含量及其組成的比率是影響食品蛋白品質(zhì)的重要因素，是非常重要的營(yíng)養(yǎng)素和生物活性物質(zhì)，是衡量果實(shí)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的重要指標(biāo)之一[23]，能夠調(diào)節(jié)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)代謝、增強(qiáng)機(jī)體免疫力[24?25]，除此之外，氨基酸對(duì)食品的色、香和味等方面具有重要作用[26]。草果粉中氨基酸種類及含量如表4所示。草果包含6種必需氨基酸賴氨酸、苯丙氨酸、蘇氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、纈氨酸和10種非必需氨基酸，必需氨基酸含量為9.59%，非必需氨基酸的含量為10.12%。草果中必需及非必需氨基酸含量高于花椒中氨基酸含量[27]。

表4 草果中主要氨基酸種類及含量分析

2.2 草果粉粒徑分析

草果粉粒徑的大小與浸膏浸提效果具有直接關(guān)系。草果粉粒徑大小分析見(jiàn)表5，Dx(10)表示有10%的顆粒小于81.6 μm，Dx(50)表示有50%的顆粒小于724 μm，Dx(90)和Dx(99)含義以此類推。敖穎等[28]進(jìn)行菠蘿蜜淀粉的粒徑分析，標(biāo)準(zhǔn)差數(shù)值較大，說(shuō)明粉末顆粒大小均一性差，數(shù)值越小，說(shuō)明粉末顆粒大小越均一。表5顯示草果粉末平均粒徑在724 μm，徑距平均為2.489 μm，加權(quán)殘差為16.36%。該試驗(yàn)原料草果粉標(biāo)準(zhǔn)偏差稍大，這可能與草果中纖維較多，對(duì)粉末的粒徑有一定影響有關(guān)。

表5 草果粉粒徑分析

2.3 草果浸膏特征

草果、草果粉及浸膏外觀見(jiàn)圖1。草果呈長(zhǎng)橢圓形，具三鈍棱，長(zhǎng)2~4 cm，直徑1~2.5 cm，表面呈現(xiàn)灰棕色或者紅棕色，具縱溝及棱線，頂端有圓形突起的柱基，基部有果?；蛘吖：邸２莨け容^堅(jiān)硬，纖維較多，粉碎后有少量纖維，草果粉呈現(xiàn)土黃色，具有濃郁的草果清香。草果浸膏呈棕褐色膏狀液體，草果香氣較濃，易溶于水，滋味醇厚。浸膏得率為65.73 g，提取率為6.57%。

圖1 草果（A）、草果粉（B）及草果浸膏（C）外觀圖

2.4 草果速溶茶飲感官評(píng)價(jià)

草果速溶茶飲湯色外形圖見(jiàn)圖2，感官評(píng)價(jià)表見(jiàn)表6。結(jié)果顯示，在茶湯的亮度方面，速溶紅茶粉與草果浸膏比例3︰1的湯色較協(xié)調(diào)，明亮度稍低，呈棕紅色。速溶紅茶粉與草果浸膏比例1︰2和2︰1時(shí)，湯色亮度差別不太明顯，色彩尚鮮艷，呈暗紅色。速溶紅茶粉與草果浸膏比例1︰1時(shí)，色彩較鮮艷，亮度較差。速溶紅茶粉與草果浸膏比例1︰3的湯色明亮度最高，但紅茶顏色欠佳。5個(gè)處理的湯色區(qū)別不太明顯，感官外形分析顯示，速溶紅茶粉與草果浸膏比例3︰1的湯色呈現(xiàn)協(xié)調(diào)搭配的棕紅色，色調(diào)較佳。

圖2 不同比例草果速溶茶飲湯色圖

表6 草果速溶紅茶飲感官評(píng)價(jià)表

在草果速溶茶飲的滋味上，草果浸膏與速溶紅茶粉的比例不同，茶湯的滋味差異較為明顯。速溶紅茶粉與草果浸膏比例3︰1時(shí)得分最高，說(shuō)明草果浸膏比例少時(shí)茶湯口感鮮醇爽口，口感細(xì)膩，還具有淡淡草果清香。速溶紅茶粉與草果浸膏比例1︰3和1︰2時(shí)，茶湯滋味尚醇但有青澀粗糙感，草果味較重，可能由于草果浸膏比例增加與紅茶復(fù)配時(shí)產(chǎn)生了青澀口感，口感不協(xié)調(diào)。因此速溶紅茶粉與浸膏比例3︰1時(shí)滋味效果最佳。

在草果速溶茶飲的香氣上，5個(gè)不同比例的茶飲差別不明顯。隨著草果浸膏比例的增加，草果獨(dú)特的氣味逐步顯現(xiàn)，與茶葉的香氣逐漸融合，形成較為協(xié)調(diào)的速溶茶飲，但浸膏比例較大時(shí)草果味濃郁，未能體現(xiàn)醇厚的茶香。速溶紅茶粉與草果浸膏比例3︰1時(shí)，具有茶葉香味及草果淡淡清香，比例為1︰2，1︰1和2︰1時(shí)，草果的香氣與茶香融合度較差，香氣欠佳。

綜合外形、湯色、滋味、香氣和體現(xiàn)草果味茶特色等多種因素，速溶紅茶粉與草果浸膏比例3︰1時(shí)感官評(píng)價(jià)得分最高。

2.5 草果速溶茶飲電子感官分析

草果速溶茶飲電子感官分析如圖3所示，分別對(duì)不同比例草果速溶茶飲成分進(jìn)行電子鼻分析，揮發(fā)性物質(zhì)成分PCA中第一主成分（PC1）方差貢獻(xiàn)率為73.7%，第二主成分（PC2）方差貢獻(xiàn)率為19.2%，累計(jì)方差貢獻(xiàn)率為92.9%，說(shuō)明這2個(gè)PC均能夠反映樣本整體信息。5種比例樣本相互獨(dú)立，說(shuō)明彼此之間存在風(fēng)味差異。速溶紅茶粉與草果浸膏比例1︰3位于圖3的第二象限，比例3︰1位于圖3的第一象限，因此在PC1中，可以區(qū)分比例為1︰3和3︰1的樣本。比例1︰2和2︰1位于圖3的第四象限，說(shuō)明速溶紅茶粉與草果浸膏味3︰1時(shí)與其他比例的風(fēng)味相差較遠(yuǎn)，這與感官評(píng)價(jià)較為一致。

圖3 不同比例草果速溶茶飲PCA圖

2.6 草果速溶茶飲風(fēng)味成分分析

通過(guò)感官評(píng)價(jià)結(jié)合電子感官得到速溶紅茶粉與草果浸膏味3︰1時(shí)風(fēng)味較佳，對(duì)此比例下的草果速溶茶飲風(fēng)味進(jìn)行分析，見(jiàn)表7。結(jié)果顯示，草果速溶茶飲鑒定出風(fēng)味成分共計(jì)62種，主要成分為16種，其中醇類3種、醛類1種、酯類2種、烷烴類3種、烯烴類7種。草果速溶茶飲中主要風(fēng)味物質(zhì)以醇類（2-丁基-1-辛醇、2-乙基-1-己醇）、烯烴類（檸檬烯、α-蓽澄茄油烯、（-）-β-長(zhǎng)蒎烯、依蘭烯、可巴烯、石竹烯、大根香葉烯）為主，由于醇類、烯烴類等化合物間的相互作用在一定程度上影響揮發(fā)性化合物的釋放，最終影響草果茶飲整體風(fēng)味品質(zhì)，這與感官評(píng)價(jià)較為一致。

表7 最佳比例草果速溶茶飲風(fēng)味成分分析

3 結(jié)果與討論

草果屬于藥食同源，不僅是烹飪佐料的上品，而且在中藥上有廣泛用途，其果實(shí)入藥具有溫中燥濕之效，可治療脘腹脹痛、痞滿嘔吐、瘧疾寒熱、瘟疫發(fā)熱之疾。紅茶中的茶色素具有抗氧化、抗菌、抗病毒、消炎、降血糖和血脂、抗癌等多重功效。將2種食材進(jìn)行科學(xué)搭配，研發(fā)草果與紅茶的復(fù)合飲料，充分發(fā)揮草果和紅茶的營(yíng)養(yǎng)特點(diǎn)，為速溶液體濃縮茶的制備提供了一定理論支撐。結(jié)果表明，草果速溶茶飲的最佳工藝配方：草果浸膏0.1 g、紅茶速溶粉0.3 g、生姜粉0.1 g、山楂粉0.2 g、紅糖3 g。此配方下的草果速溶茶飲口感細(xì)膩、無(wú)澀味、茶湯色澤鮮艷，呈棕紅色，草果香味適中，適合大眾口味。在速溶紅茶中加入草果浸膏、紅糖、生姜、山楂后，能很好地融合紅茶、草果的不良口感，是老少皆宜的健康飲品，具有較為廣闊的應(yīng)用前景。

但試驗(yàn)所需草果浸膏提取率僅為6.57%，原料提取時(shí)間較長(zhǎng)，這對(duì)草果速溶茶飲的進(jìn)一步研究具有一定限制，后續(xù)需要進(jìn)一步優(yōu)化草果浸膏浸提工藝。

4 結(jié)論

為開(kāi)發(fā)草果新用途并研發(fā)草果系列產(chǎn)品，此次試驗(yàn)在研究草果理化特性基礎(chǔ)上以草果浸膏、速溶紅茶粉為主原料，紅糖粉、速溶生姜粉、速溶山楂粉等輔料按照不同比例調(diào)配草果速溶茶飲。采用電子感官和人為感官結(jié)合篩選確定物料最佳配比，利用頂空固相微萃取氣相色譜質(zhì)聯(lián)用技術(shù)分析茶飲產(chǎn)品的風(fēng)味品質(zhì)。結(jié)果表明：草果含水分13.91%、灰分6.21%、蛋白質(zhì)4.80%、必需氨基酸9.59%、非必需氨基酸10.12%、精油得率1.75 mL/100 g。草果速溶茶飲最佳配方為速溶紅茶粉+草果浸膏0.4 g（0.3 g+0.1 g）、速溶生姜粉0.1 g、速溶山楂粉0.2 g、紅糖粉3 g。按料液比1︰50（g/mL）加水進(jìn)行沖泡，此配方下的草果速溶茶飲口感、湯色、滋味、香氣俱佳。草果速溶茶飲風(fēng)味以醇類、烯烴類為主。速溶茶飲制備對(duì)草果產(chǎn)品新用途提供了一定的理論參考。