养心草,学名景天三七,又称土三七、养心菜、费菜等,为蔷薇目景天科多年生草本植物,分布于我国华北、华东等地区。《名贵中药谱》和《现代中药临床手册》等中医论著认为,养心草具有降血压血脂、活血化瘀、宁心平肝、清热凉血功效,并有降低苯丙胺毒性和扩张冠状动脉作用;同时对吐血、失眠、惊悸意症也有较好的疗效。外用还能达到消肿止血的效果,故有养心草、救心菜之称)。近年来,作为一种新兴保健蔬菜,养心草逐渐受到重视与推广,包括对其抗氧化物质的分离提取、功效成分的药学及临床应用研究以及食用开发等。
除了已有记载的功效外,养心草还具有高钙的特点。其钙含量每百克高达331 mg,是牛奶钙含量的3倍,普通蔬菜钙含量的10倍以上钙是骨骼的基本组分,但是从日常食物中摄取的钙量还不足人体所需量的50%,如何有效补钙一直是消费者关心的问题。在这一市场需求背景下,养心草高钙食品值得深入研究和系统开发。但是植物来源钙易在加工过程中沉淀流失,不易被吸收利用。本研究针对养心草钙含量高、食用效率低的问题,利用过量有机酸对钙的结合与稳定作用,研制出植物源高钙饮料。旨在为养心草功能食品开发提供理论依据和技术支撑。
成都市佳味添成饮料科技研究所就是做饮料配方为主的研究机构,研究所不光专注饮料产品开发和技术领域,公司还对包装设计,市场调查,营销策划等多方位领域不断深入和力量建设。开展饮料行业的技术前沿研究,真正做到专家领衔、骨干支撑、学员跟进的技术团队力量建设,为饮料产业的健康发展贡献力量。
操作要点
(1)原料选择。挑选无虫害、外观完整、色泽良好的干制养心草花或者叶作为原料。其中,干花中钙的含量明显高于叶部,为最优原料。干花挑选应尽量完整,无异常变色,无虫害。
(2)浸提。按料液比添加去离子水,进行煮沸浸提。本工艺环节用水需为去离子水,以去除水溶液中离子对产品后续酸度调节的干扰。
(3)冷却。将浸提液冷却至室温,以达到不影响酸度稳定性的目的。
(4)调节酸度。在测定浸提液中钙浓度的基础上,核算所需酸的最低用量,以确保浸提液中游离钙被充分结合。加酸过程须配合搅拌与pH监测,保持浸提液呈微酸性,提高钙的结合效率和稳定性。
(5)杀菌、灌装。高压蒸汽灭菌的条件为95 ℃,900 s,静置、冷却至室温。
单因素试验
(1)浸提时间对浸提效果的影响:称取5份1.00 g养心草分别置于5个烧杯中,加入100 mL.去离子水,80 ℃恒温水浴浸提,分别在10,20,30、40,50 min后,用绢布过滤后,将滤液定容至100 mL,测定浸提率及钙溶出量。每个实验重复3次。
(2)料液比对浸提效果的影响:称取5份1.00 g干燥养心草分别置于5个烧杯中,依次加入10,20,30,40,50 mL去离子水,于80 ℃恒温水浴浸提30 min。用绢布过滤后,将滤液定容至100 mL,测定浸提率及钙浓度。每个实验重复3次。
(3)水浴温度对浸提效果的影响:称取5份1.00 g干燥养心草分别置于5个烧杯中,加入100 mL去离子水,分别置60,、70,80、90、100℃水浴中浸提30 min,用绢布过滤后,将滤液定容至100 mL,测定浸提率及钙含量。每个实验重复3次。
养心草不同部位钙浸提量的比较
养心草主要食用部位包括花和叶。为了对原料进行选择,本研究对比分析了不同部位浸提液中的钙含量,实验相同浸提条件下,即温度为80 ℃,料液比为1:40(g:mL)时养心草花与叶浸提液中钙的质量浓度,随浸提时间的变化均不明显。但花中浸提出的钙质量浓度始终大于叶部,前者约为后者的1.6-1.9倍。
这说明养心草花中钙的含量更丰富,且组织柔软,易于提取,养心草花部更适合作为原料。因此,本研究以养心草干花作为原料,下文所述原料皆为养心草干花。
浸提工艺优化:为获得有效的浸提工艺,以养心草有效成分包括干物质浸出率和浸提液中钙质量浓度为指标,对料液比、浸提温度和浸提时间进行了单因素实验和正交优化设计。
料液比对养心草有效成分没出量的影响
随着料液比的增大,浸提液中钙质量浓度和干物质含量均有所增加,表明浸提液中钙质量浓度与干物质的浸出率间呈正相关。当料液比达到1:40时,二者均达到最大值,即1:40料液比对有效成分的浸提效果最佳。
浸提温度对养心草有效成分浸出量的影响
随着浸提温度升高,养心草浸提液中钙质量浓度和干物质浸出率逐渐增大,二者均在90℃达到最大值。但是浸提温度继续升高,特别是超过95 ℃后,有效成分浸出量趋向平缓并开始下降。这可能是由于部分有效成分高温变性,溶解性降低导致,但是高温影响钙浸出量的原因还有待分析。综上,最佳浸提温度为90℃。感官分析也表明,最佳浸提温度条件下得到的浸提液色泽鲜亮,呈淡黄色,并具有养心草的清淡香气。
浸提时间对养心草有效成分浸出量的影响如图4所示,有效成分浸出量随浸提时间的增加而增大。当浸提时间超过40 min后,浸提液中钙质量浓度和干物质浸出率均开始下降,表明最佳浸提时间为40 min。
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