Preparation and quality research of Rosa roxburghii compound fruit tea
刺梨（Rosa roxburghii）是一种属于蔷薇科的果实，富含维生素C、超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）及多种氨基酸，其营养丰富、滋补健身[1-2]。刺梨的功效包括抗氧化与抗衰老、免疫功能调节、糖脂代谢调节、微量元素调节、脏器保护、抗突变与抗癌等[3-5]。柠檬是芸香科柑橘属的一种小型常青乔木，含有大量的柠檬酸、橙皮苷、维生素C（vitamin C，VC）、D-柠檬烯等，具有很高的药用价值，其果实营养成分丰富，食用后可增强自身代谢能力，具有排除身体内的毒素、促进减肥、预防尿结石等作用[6-8]。金桔（Citrus japonica）又名金橘，含有丰富的维生素A、C、E以及类胡萝卜素，具有预防色素沉淀、延缓衰老、健胃化痰等作用[9-10]。金桔维生素P能抑制维生素C的氧化，具有增强微血管弹性的作用，对血管的健康很重要，可以作为辅助治疗心脏疾病、血管硬化和高血压的食物[11-12]。
刺梨作为贵州省地理标志农产品，具有很大的发展潜力，目前已开发的刺梨产品种类包括食品饮料类、药品类、保健品类、护肤品类[13-14]，而与刺梨相关的茶类产品在市场上很少见。刺梨复合果茶是由刺梨、柠檬、金桔、赤藓糖醇四种原料复配而成，功能营养丰富且互为补充。对于果茶的研究现状，在2010年左右果茶、纯茶等产品陆续上市，茶饮料的销售总量和零售价格逐年攀升高[15]，2014年茶叶饮料销售额达1 245.63亿元，国内茶饮料市场规模和总销售额达到一个高峰[16]。在2020年，新饮茶市场销售额超过1 000亿元[17]。目前市场上的饮料类商品不再是单一的碳酸饮料，种类极其丰富，含有果蔬汁饮料、乳饮料、植物蛋白饮料等[17]。刺梨果茶还具有维生素C含量高、抗氧化能力强等特点，其酸甜怡人的口感、金黄的色泽、天然营养型以及赤藓糖醇零热量的特点也符合当前多数消费者的消费喜好，适于各类人群饮用，是一款前景较好的果茶产品[18-19]。广大消费者对果茶的消费倾向已成为趋势，同时对茶饮料无糖和低糖的要求也在不断提高。本研究旨在确定刺梨复合果茶的最佳生产工艺并进行品质分析，以期为刺梨产品和复合果茶产品的开发提供参考。
刺梨（Rosa roxburghii）：贵州省盘州市某刺梨企业提供；柠檬、金桔：市购；赤藓糖醇（分析纯）：山东三元生物科技；2,6-二氯靛酚（纯度97%）：上海源叶生物科技有限公司；L（+）-抗坏血酸（纯度≥99%）：上海康朗生物科技有限公司；氯化钠（分析纯）：国药集团化学试剂有限公司；蛋白胨、MRS琼脂培养基：上海博微生物科技有限公司；碳酸氢钠、葡萄糖（分析纯）：天津市永大化学试剂有限公司；草酸（分析纯）：重庆茂业化学试剂有限公司。其他试剂均为国产分析纯。
FA2004N精密电子天平：上海菁海仪器有限公司；722S可见分光光度计：上海菁华科技仪器有限公司；ZD-2A型自动电位滴定仪：上海大普仪器有限公司；DK-98-ⅡA电热恒温水浴锅：天津市泰斯特仪器有限公司；LD-3电动离心机：上海上登实验设备有限公司。
1.3.1 刺梨复合果茶制备的工艺流程及操作要点
鲜果（刺梨、柠檬、金桔）→预处理→切片→干燥处理→果干→复配→冲泡→刺梨复合果茶
操作要点：
原料的筛选及预处理：选取无腐烂、病虫害，果实大、肉厚，充分成熟的新鲜刺梨、柠檬、金桔，分别去核去籽，清洗干净切片。
干燥：分别对刺梨、柠檬、金桔进行干燥，制成果干[20]，刺梨的干燥工艺为：热风60 ℃干燥240 min；柠檬的干燥工艺为：热风60 ℃干燥500 min；金桔的干燥工艺为：热风40 ℃干燥615 min。干燥标准参考DBS13/002—2015《食品安全地方标准代用茶》，干燥至水分含量15 g/100 g以下。
复配：分别将干燥后的刺梨、柠檬、金桔均匀切成颗粒状，加入赤藓糖醇复配。根据不同比例复配得到每袋质量为3 g的刺梨复合果茶。
冲泡：以6 g刺梨复合果茶+100 mL水的添加量，使用80 ℃水冲泡，得到刺梨复合果茶。
1.3.2 混料设计
本研究采用混料设计中的单纯形格子设计[21]。
首先定义实验目标：刺梨（a1）、柠檬（a2）、金桔（a3）、赤藓糖醇（a4），然后确定混料成分的约束条件：a1≥0.2，a2≥0.05，a3≥0.05，a4≥0.2，根据Zi-ai=（1-∑ai）xi，得出Z1=0.5X1+0.2、Z2=0.5X2+0.05、Z3=0.5X3+0.05、Z4=0.5X4+0.2，其中a为百分比，x为编码值，Z为实际取值。
确定响应变量：选取感官评定值除以10、维生素C含量（单位为g/100 g）作为试验评价指标（保留两位小数）。确定拟合指标数据的多项式模型：选取二次式，然后选择合适的格子设计表，列出实验方案。该研究中因子个数p=4（刺梨、柠檬、金桔、赤藓糖醇）、函数方程次数（d=2）。利用Design-Expert 8.0.6进行试验设计，得出实验方案如表1所示。各实验点指标值yi或yij在试验结束后可对应得出。
表1 单纯形格子法优化果茶复配比实验方案
Table 1 Experimental scheme of simplex lattice method for fruit tea compound ratio
试验号 X1 Z1 X2 Z2 X3 Z3 X4 Z4 指标值1234567891 0 1000 0100 y1 y2 y3 y4 0.5 0.5 0.5 0.5 00100 0.7 0.2 0.2 0.2 0.45 0.45 0.45 0.2 0.2 0.2 00 000100 000 0.5 0.5 0 0.05 0.55 0.05 0.05 0.3 0.05 0.05 0.3 0.3 0.05 0.5 0 0.5 0 0.5 0.05 0.05 0.55 0.05 0.05 0.3 0.05 0.3 0.05 0.3 0.5 0 0.5 0.5 0.2 0.2 0.2 0.7 0.2 0.2 0.45 0.2 0.45 0.45 y12 y13 y14 y23 y24 y34
1.3.3 刺梨复合果茶感官评定方法
由10人组成评分小组，去掉一个最高分和一个最低分后，取平均值为最终得分。刺梨复合果茶的感官评分标准见表2。
表2 刺梨复合果茶感官评分标准
Table 2 Sensory evaluation standards for Rosa roxburghii compound fruit tea
项目 评分标准 分值/分色泽（25分）香味（25分）口感（30分）滋味（20分）色泽均匀、橙黄色、鲜亮、浑浊度一致色泽不均、暗黄色、无亮泽颜色暗沉、有分层现象果香馥郁、有刺梨柠檬金桔香味、协调怡人香味清淡、果香微弱无果香味，有异味具有刺梨柠檬金桔味、酸甜适中、味感协调果味较淡、微甜或微酸无果味、酸甜比失调严重滋味纯正、有原果味、后味强滋味平淡、原果味淡、后味弱滋味不纯、无原果味、无后味16～25 8～15＜8 16～25 8～15＜8 21～30 10～20＜10 16～20 10～15＜10
1.3.4 最佳配方的确定
将感官评定分数除以10，与维生素C含量各占50%后作为综合指标值，用软件JMP pro 16进行分析，得到最终的最佳配方。综合指标值计算公式如下：
1.3.5 理化指标测定
维生素C：采用GB 5009.86—2016《食品安全国家标准食品中抗坏血酸的测定》中2,6-二氯靛酚滴定法测定[22]；总酸：采用GB 12456—2021《食品中总酸的测定》中的酸碱指示剂滴定法进行测定[23]；pH：冲泡后的刺梨复合果茶冷却至室温后，用实验室pH计测定pH[24]；水分：采用GB 5009.3—2016《食品安全国家标准食品中水分的测定》中直接干燥法测定[25]。
1.3.6 微生物指标测定
菌落总数：根据GB 4789.2—2022《食品微生物学检验菌落总数测定》检测[26]；大肠杆菌：根据GB 4789.3—2016《食品微生物学检验大肠菌群计数》中的平板记数法[27]。
1.3.7 抗氧化能力分析
通过测定1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl，DPPH）自由基清除率和羟基自由基清除率对最刺梨复合果茶的抗氧化能力进行综合评价[28]。
（1）DPPH自由基清除率
取1 mL样品与2 mL DPPH溶液避光反应30 min，在波长517 nm处测吸光度值为A1，l mL样品与2 mL无水乙醇溶液测定吸光度值为A2，1 mL无水乙醇溶液与2 mL DPPH溶液测定吸光度值为A3。DPPH自由基清除率计算公式如下：
（2）羟基自由基清除率
取1 mL样品、1 mL硫酸亚铁、1 mL水杨酸、1 mL双氧水混合均匀、37 ℃反应30 min，在波长510 nm处测吸光度值为A1，蒸馏水代替双氧水吸光度值为A2，蒸馏水代替样品吸光度值为A3。DPPH自由基清除率计算公式如下：
1.3.8 数据处理
每组实验进行3次平行。采用Excel 2010、JMP pro 16软件进行数据分析，Origin 2021作图。
刺梨复合果茶的感官评定结果见表3。由表3可知，第6组的感官评分最高，为71.0分。第8组的感官评分最低，为64.5分。
表3 刺梨复合果茶感官评定结果
Table 3 Sensory evaluation results of Rosa roxburghii compound fruit tea
试验号 1 2 3 45 6 7 8 9 10平均值 64.8 67.0 69.7 69.0 65.8 71.0 68.2 64.5 68.3 70.7
刺梨复合果茶的维生素C含量如表4所示。由表4可知，第1组的维生素C含量最高，为7.09 g/100 g，第10组的维生素C含量最低，为1.75 g/100 g。
表4 刺梨复合果茶维生素C含量测定结果
Table 4 Determination results of vitamin C content of Rosa roxburghii compound fruit tea
试验号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10维生素C含量/-1（g·100 g） 7.09 1.79 1.79 1.88 3.93 4.06 3.77 2.14 1.82 1.75
以感官评分和维生素C含量各占比50%为评价指标，计算刺梨复合果茶的综合指标，结果见表5。
表5 刺梨复合果茶综合指标计算结果
Table 5 Calculation results of comprehensive indexes of Rosa roxburghii compound fruit tea
试验号 X1 Z1 X2 Z2 X3 Z3 X4 Z4 综合指标值123456 7891 0 1000 0100 0.5 0.5 0.5 0.5 0 010 0 0.7 0.2 0.2 0.2 0.45 0.45 0.45 0.2 0.2 0.2 0 0 000100 000 0.5 0.5 0 0.05 0.55 0.05 0.05 0.3 0.05 0.05 0.3 0.3 0.05 0.5 0 0.5 0 0.5 0.05 0.05 0.55 0.05 0.05 0.3 0.05 0.3 0.05 0.3 0.5 0 0.5 0.5 0.2 0.2 0.2 0.7 0.2 0.2 0.45 0.2 0.45 0.45 6.78（y1）4.33（y2）4.47（y3）4.48（y4）5.45（y12）5.93（y13）5.48（y14）4.40（y23）4.42（y24）4.50（y34）
由表5可知，第1组的指标值最高为6.78，第2组的指标值最低为4.33。对表5中的结果进行拟合分析，结果发现，此试验结果的决定系数R2为0.999 6，拟合程度好，调整决定系数R2为0.999 8，均方根误差为2.652e-7，响应均值为5.024，权重和为10，表明这个模型可行度高，可信度好。用软件分析后得感官评分占50%、维生素C含量占50%的综合指标值下，得到刺梨复合果茶的最佳配方为刺梨70%、柠檬5%、金桔5%、赤藓糖醇20%。在此条件下，维生素C含量为7.09 g/100 g，感官评分为61分，综合指标值为：7.09×0.5+（61/10）×0.5=6.60。
2.4.1 感官指标
本试验制备的刺梨复合果茶色泽均匀、颜色呈鲜亮的金黄色，所泡出的茶汤通透清润，拥有浓郁的果香，且果香协调、沁人心脾，刺梨清香突出，产品特色得到充分展现。该果茶入口酸甜、原果味突出，味感协调、滋味纯正、后味强。相较于刺梨干、柠檬干、金桔干单一的果香，刺梨复合果茶果味更丰富、浓郁。
2.4.2 理化指标
在最佳配方条件下，刺梨复合果茶的维生素C含量为7.09 g/100 g，总酸含量（以柠檬酸计）为80.62 g/kg，pH为3.46，水分含量为9.30 g/100 g，参照DBS 13/002—2015《食品安全地方标准代用茶》，刺梨复合果茶相关理化指标符合要求。
2.4.3 抗氧化能力
在最佳配方条件下，刺梨复合果茶的DPPH自由基清除率为98.43%、羟基自由基清除率为23.36%；而刺梨干、柠檬干、金桔干的DPPH自由基清除率分别为95.98%、93.26%、94.27%、羟基自由基清除率分别为16.11%、13.89%、14.66%，经比较得出刺梨复合果茶的抗氧化能力比三种原料都更好。
本研究选取刺梨、柠檬、金桔、赤藓糖醇四种原料进行复合果茶制备，原料经干燥后，采用混料设计中的单纯形格点设计，以感官评分、维生素C含量为指标，确定刺梨复合果茶的最佳配方为：刺梨70%、柠檬5%、金桔5%、赤藓糖醇20%，该复合果茶的维生素C含量为7.09 g/100 g、总酸含量为80.62 g/kg、pH为3.46，DPPH自由基清除率为98.43%、羟基自由基清除率为23.36%。本研究制备得到的刺梨复合果茶，茶汤清润、色泽金黄、酸甜可口、滋味纯正、果香协调、刺梨清香突出，且维生素C含量高、抗氧化能力强，符合现代人群的消费偏好，是一款具有良好市场前景的健康产品。本研究为刺梨资源的多元化开发提供了新的方向。
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