Ortogonální design a senzorické hodnocení funkčního nápoje obsahujícího cistanche, med a extrakty z lycia
Nov 21, 2025
2 Výsledky a diskuse
2.1 Optimalizace receptury a procesu pro směsný likér Cistanche
Tabulka 3. Senzorické hodnocení výsledků hlasování každého vzorku
| Číslo | Aroma - vynikající | Aroma - uspokojivé | Aroma - špatné | Chuť - výborná | Chuť - uspokojivá | Chuť - špatná | Barva - výborná | Barva - vyhovující | Barva - Špatná | Vzhled - vynikající | Vzhled - Uspokojivý | Vzhled - Špatný | Smyslové skóre |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 3 | 5 | 2 | 3 | 4 | 3 | 5 | 4 | 1 | 4 | 3 | 3 | 5.741 |
| 2 | 5 | 2 | 1 | 3 | 6 | 2 | 4 | 7 | 0 | 7 | 3 | 0 | 6.398 |
| 3 | 4 | 4 | 1 | 4 | 5 | 1 | 6 | 3 | 1 | 6 | 4 | 0 | 6.104 |
| 4 | 5 | 1 | 0 | 5 | 4 | 1 | 6 | 2 | 2 | 7 | 2 | 1 | 6.530 |
| 5 | 7 | 2 | 0 | 8 | 1 | 0 | 7 | 2 | 0 | 7 | 3 | 0 | 7.076 |
| 6 | 6 | 3 | 0 | 7 | 2 | 0 | 6 | 3 | 0 | 6 | 4 | 0 | 6.416 |
| 7 | 4 | 4 | 1 | 6 | 3 | 0 | 5 | 4 | 0 | 4 | 5 | 0 | 5.876 |
| 8 | 5 | 3 | 1 | 6 | 2 | 1 | 6 | 3 | 0 | 5 | 4 | 0 | 6.512 |
| 9 | 2 | 4 | 3 | 4 | 4 | 3 | 4 | 5 | 2 | 4 | 3 | 4 | 5.837 |
Tabulka 4. Návrh a výsledky ortogonálního testu
| Číslo | A: Extrakt z Cistanche deserticola (úroveň) | B: Med (úroveň) | C: Extrakt z lycia (úroveň) | Smyslové skóre |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 1 | 1 | 1 | 5.741 |
| 2 | 1 | 2 | 2 | 6.398 |
| 3 | 1 | 3 | 3 | 6.104 |
| 4 | 2 | 1 | 2 | 6.530 |
| 5 | 2 | 2 | 3 | 7.076 |
| 6 | 2 | 3 | 1 | 6.416 |
| 7 | 3 | 1 | 3 | 5.876 |
| 8 | 3 | 2 | 1 | 6.512 |
| 9 | 3 | 3 | 2 | 5.837 |
| A: Extrakt z Cistanche deserticola | B: Zlato | C: Lycium extrakt | |
|---|---|---|---|
| K₁ | 18.243 | 18.147 | 17.994 |
| K₂ | 20.022 | 19.986 | 19.440 |
| K₃ | 18.225 | 18.357 | 19.056 |
| R² | 1.797 | 1.839 | 1.446 |
Závaží: Aroma=0.230, Chuť=0.360, Barva=0.210, Vzhled=0.200
Na základě optimálních podmínek extraktu Cistanche získaných z předběžných jednofaktorových testů a metodologie reakčního povrchu byl proveden ortogonální experiment se třemi faktory na třech úrovních. Vybranými faktory byla přidaná množství extraktu Cistanche (A), medu (B) a extraktu z plodů goji (C), přičemž jako odpověď bylo skóre senzorického hodnocení fuzzy matematiky. 3faktorový, 3úrovňový ortogonální návrh byl uspořádán podle ortogonální tabulky L9(3^4).
Liqour Cistanche Deserticola
Podpůrná služba Wecistanche-Největší vývozce cistanche v Číně:
E-mail:wallence.suen@wecistanche.com
2.2 Fyzikálně chemické vlastnosti vzorků vína ošetřených různými metodami zrání
Obr. 1 Tepelná mapa fyzikálně-chemických indexů vzorků vína s různými úpravami urychlujícími stárnutí
Jak je uvedeno v tabulkách 3 a 4, pořadí vlivu poměrů surovin na senzorické hodnocení bylo B (přídavek medu) > A (přídavek extraktu z cistanche) > C (přídavek extraktu z plodů goji). Optimální kombinace byla A2B2C3, což odpovídá 100 ml extraktu z cistanche, 10 ml medu a 14 ml extraktu z plodů goji, tj. 80,6 % extraktu z cistanche, 8,1 % medu a 11,3 % extraktu z bobulí goji. Bylo provedeno pět validačních zkoušek s optimální formulací, které poskytly konečné senzorické skóre 7,114, vyšší než každá položka v tabulce, což ukazuje na dobrou přesnost optimalizovaného vzorce.
Porovnáním fyzikálně-chemických indexů experimentálních louhů (obrázek 1) bylo zjištěno, že ve srovnání s kontrolou (CK) všechny tři stařené vzorky (WB, CS a HXT) vykazovaly snížený obsah alkoholu. K nejmenšímu poklesu došlo u CS, asi 0,5 % obj., následovala WB asi 1,29 % obj. To může být způsobeno tím, že se ethanol účastní syntézy esterů nebo podléhá tepelnému rozkladu [28,29]. Protože stárnutí aktivního uhlí může snadno způsobit ztrátu etanolu [18], skupina HXT vykázala největší pokles, a to až o 3,01 % obj. Organické kyseliny jsou důležitými přispěvateli aroma do likéru Cistanche a do značné míry indikují kvalitu likéru [30]. Data ukázala, že kromě CS se celková acidita v dalších dvou léčených skupinách významně snížila (P < 0,05). Mezitím, protože aktivní uhlí postrádá selektivitu v adsorpci, celková kyselost v HXT byla významně nižší než u jiných ošetření (P < 0,05), což vedlo k nejvyššímu pH u HXT, zatímco pH v ostatních skupinách ošetření se významně nezměnilo. Tato zjištění jsou v souladu s Gong Dexuan et al. [31]. Ve srovnání s CK se obsah rozpustných pevných látek snížil u všech tří ošetření stárnutím, přičemž CS měl nejvyšší rozpustné pevné látky mezi ošetřenými skupinami, pravděpodobně proto, že ultrazvuková kavitace a tepelné účinky urychlují biochemické reakce a zvyšují aktivitu amylázy, což podporuje rozklad škrobu na redukující cukry [32]. Analýza antioxidační kapacity ukázala, že CS i WB významně zvýšily celkovou antioxidační kapacitu (P < 0,05), přičemž CS zvýšila T‑AOC o 56,02 % oproti CK. Stručně řečeno, různé metody stárnutí ovlivnily fyzikálně-chemické vlastnosti směsného louhu Cistanche. Mezi nimi CS poskytoval relativně lepší celkovou antioxidační kapacitu, celkovou kyselost a rozpustné pevné látky, což je přínosné pro zlepšení kvality.
Liqour Cistanche Deserticola
2.3 Barevné parametry vzorků s různými úpravami stárnutí
Barevné metriky pro různě staré vzorky jsou znázorněny na obrázku 2. Hodnoty L* všech tří starých vzorků byly vyšší než CK, přičemž WB vykazoval nejvyšší L*, o 45,97 % vyšší než CK. Hodnoty a* HXT a CK byly nejnižší a významně se nelišily (P > 0,05), zatímco CS měla nejvyšší a* s významnými rozdíly od ostatních skupin (P < 0,05). Hodnota b* byla nejvyšší v HXT, následovaná WB, což indikovalo více nažloutlých odstínů v HXT a WB, což je v souladu s vizuálními výsledky na obrázku 3. To může být způsobeno tím, že WB zvyšuje srážky mezi molekulami karotenoidů, což způsobuje narušení π-orbitálních elektronů [33], což usnadňuje uvolňování a rozpouštění karotenoidů z karotenoidů z karotenoidů a stěn. Cab value zahrnuje příspěvky od aa b*; vyšší Cab označuje koncentrovanější barvu a vyšší sytost [34]. Všechny tři léčby stárnutí zvýšily Cab, přičemž CS je nejvyšší, což znamená největší sytost barev. Úhel odstínu (Hab) odráží barevný tón; vyšší hodnoty znamenají výraznější barevné charakteristiky. Jak ukazuje obrázek 2, WB měla nejvýraznější barevné rysy, následovaná CS; CK a HXT sdílely stejný Hab. Chroma se zvyšuje s tmavší barvou těla; CS a CK měly nejvyšší sytost a obrázek 3 ukazuje jasný rozdíl mezi CS a ostatními ošetřeními (P < 0,05). Vzhledem k tomu, že nižší odstín znamená červenější barvu a HXT měly nejvyšší odstín, zatímco CK a CS měly nejnižší a identický odstín, HXT zkreslila žlutou, zatímco CK a CS zkreslila červenou. Celkově tři ošetření stárnutím produkovaly zřetelné barevné rozdíly; CS poskytl jasný, živý, měkký červenohnědý odstín.
Obr. 2 Barevný index vzorků vína s různými úpravami urychlujícími stárnutí
Obr. 3 Barevná charakterizace vzorků vína s různými úpravami urychlujícími stárnutí
2.4 Aroma indexy vzorků při různých postupech stárnutí
Těkavé sloučeniny jsou kritickými indikátory kvality chuti ve směsných likérech. Bylo detekováno celkem 58 těkavých sloučenin, z toho 7 vyšších alkoholů, 5 mastných kyselin, 28 esterů, 9 derivátů benzenu a 9 dalších sloučenin (obrázek 4A). Skupina CS měla nejvyšší celkové těkavé látky na 20 884,69 ug/l, o 10,10 % vyšší než CK (18 968,72 ug/l).
Vyšší alkoholy jsou důležitými aromatickými složkami v omáčce-aroma Baijiu; dodávají elegantní alkoholické tóny, zvyšují komplexnost těla a zvyšují vnímání sladkosti [35]. Ve srovnání s CK měly WB i CS více druhů vyšších alkoholů a celkový vyšší obsah alkoholu v CS byl významně vyšší než CK, zejména včetně 1-pentanolu, 1-hexanolu a 1-nonanolu, které společně přispěly k CS zeleným, citrusovým a sladkým tónům. Mastné kyseliny mohou způsobit nepříjemný žluklý, sýrový a mastný zápach; celkové mastné kyseliny ve WB a CS se snížily o 44,78 % a 28,30 % oproti CK, v tomto pořadí. Během stárnutí se mastné kyseliny esterifikují vyššími alkoholy za vzniku esterů, čímž se zlepšuje kvalita aroma [36].
Ve směsném louhu Cistanche tvoří estery více než 90 % celkových těkavých látek. Studie identifikovaly ethylacetát, ethylhexanoát a ethylbutyrát jako klíčové estery ve směsných louzích [37]. V této studii pouze CS vykazovala signifikantní zvýšení celkových esterů oproti CK (P < 0,05), přičemž celkové ethylestery byly o 11,57 % vyšší než CK. CS měl bohatší profil těkavých látek, včetně ethylacetátu, isoamylacetátu, ethyldekanoátu a isoamylbutyrátu, stejně jako 8-dekalaktonu jedinečného pro CS, což společně tvoří bohatý buket. Protože CK postrádalo rafinované aroma z neošetřených surovin, stárnutí podpořilo tvorbu květinových a ovocných esterů, čímž se zlepšila kvalita aroma [28]. Navíc podle JIA [33] a dalších je zvyšující se množství esterů charakteristickým znakem stárnutí, což naznačuje, že ultrazvukové i mikrovlnné ošetření má účinky stárnutí na směsný likér Cistanche [30].
Významně přispívají také deriváty benzenu a další sloučeniny. Ethylbenzoát, ethylfenylacetát, furfural a 2-nonanon byly v CS hojné, dodávaly příjemné růžové, květinové a karamelové tóny, pozitivně zvyšující komplexnost aroma.
Byla vytvořena tepelná mapa pro vizualizaci rozdílů v obsahu těkavých látek mezi ošetřeními (obrázek 4B). CS jasně vykazovala vyšší hladiny mnoha těkavých látek, včetně 1-nonanolu, ethylacetátu, isoamylacetátu, isoamylbutyrátu, 5-dekalaktonu, ethylfenylacetátu a furfuralu. WB měl relativně vyšší obsahy geranyl acetonu a laurylalkoholu. HXT obecně vykazoval nižší obsahy napříč třídami, pravděpodobně proto, že aktivní uhlí adsorbovalo a odstraňovalo některé aromatické sloučeniny a zároveň odstraňovalo nežádoucí příchutě [38].
Obr. 4 Analýza těkavých sloučenin ve vzorcích louhů s různými obsahy úpravy urychlující stárnutí
2.5 Rozdílné aromatické sloučeniny mezi ošetřeními proti stárnutí
Pomocí 58 detekovaných těkavých sloučenin jako závislých proměnných a různých úprav jako nezávislých proměnných, ortogonální parciální diskriminační analýza nejmenších čtverců (OPLS-DA) účinně rozlišila tyto čtyři skupiny (obrázek 5A). Vysvětlovací schopnost modelu pro X (R^2X) byla 0,999, pro Y (R^2Y) byla 0,997 a prediktivní schopnost (Q^2) byla 0,962; s R^2 i Q^2 > 0,5 bylo přizpůsobení modelu přijatelné [39]. Po 200 permutačních testech (obrázek 5B) byl průsečík regresní přímky Q^2 s osou y menší než 0, což ukazuje, že nedochází k překrytí a je validní ověření modelu; proto jsou výsledky vhodné pro diferenciální analýzu.
Byly analyzovány markerové sloučeniny s VIP > 1 v modelu OPLS-DA (sedm esterů, jeden vyšší alkohol a jedna další sloučenina). Kombinovaná teplotní mapa (obrázek 6) ukazuje, že většina markerových aromatických sloučenin, zejména esterů, byla významně vyšší v CS než v jiných vzorcích (P < 0,05). Tyto sloučeniny zvýraznily květinové a ovocné tóny, což dále dokazuje, že stárnutí pomocí ultrazvuku pozitivně zlepšuje kvalitu aroma směsného likéru Cistanche.
2.6 Senzorické hodnocení vzorků při různých ošetřeních stárnutím
Váhy indikátorů byly stanoveny uživatelským průzkumem a metodami párového porovnání a výsledky byly normalizovány, aby se získal soubor vah. Metoda fuzzy komplexního hodnocení kvantifikuje vztahy mezi více senzorickými faktory a idealizuje jejich základní atributy a dynamické procesy, čímž snižuje subjektivitu mezi hodnotícími indexy a senzorickými faktory a zlepšuje vědeckou přesnost a přesnost výsledků [40]. Vzorek CS dosáhl nejvyššího senzorického skóre, 7,691. Tento vzorek vykazoval živou červenohnědou barvu a nejvyšší celkovou antioxidační kapacitu (2,59), což ukazuje na úzkou souvislost (obrázek 1).
3 Závěry
Směsný likér Cistanche byl vyvinut s použitím Cistanche, medu a plodů goji jako surovin. Prostřednictvím jednofaktorových testů a optimalizace povrchu odezvy a pomocí fuzzy matematického senzorického hodnocení jako kritéria ortogonální design určil optimální složení jako 80,6 % extraktu z Cistanche, 8,1 % medu a 11,3 % extraktu z bobulí kustovnice, přičemž nejvyšší senzorické skóre bylo 7,114. Následně byly použity tři metody stárnutí – ultrazvuk, mikrovlnná trouba a aktivní uhlí – k vyhodnocení jejich vlivu na kvalitu likéru. Všechny tři ovlivnily aroma a fyzikálně chemické vlastnosti. Je pozoruhodné, že ultrazvuk významně zvýšil celkovou antioxidační kapacitu (P < 0,05) při zachování relativně malých změn základních fyzikálně-chemických indexů; upravený likér se jevil červenohnědý; výrazně vzrostly typy a obsahy těkavých látek (P < 0,05); a senzorické hodnocení (7,691 bodů) ukázalo optimální aroma a chuť. Stručně řečeno, ultrazvuková úprava ukazuje silný aplikační potenciál ve směsných louzích pro zlepšení kvality směsných louhů Cistanche a poskytuje datovou podporu pro výrobu.
Reference
[1] Munire·Mutalifu, Aini·Ersman, Ye Yijie a kol. Diverzita endofytických bakterií v Cistanche a izolace a screening funkčních kmenů [J]. Mikrobiologie Čína, 2024: 1–19.
[2] Wang F, Li R, Tu P, et al. Total glycosides of Cistanche deserticola promote neurological function recovery by inducing neurovascular regeneration via Nrf-2/Keap-1 pathway in MCAO/R rats [J]. Frontiers in Pharmacology, 2020, 11: 236.
[3] Li Yingman. Studie funkčních faktorů a mechanismů Cistanche při oddalování stárnutí [D]. Tianjin: Tianjinská univerzita tradiční čínské medicíny, 2023, 9.–10.
[4] Chen A, Wan F, Ma G, a kol. Studie vysokofrekvenčního vakuového sušení o charakteristikách sušení a kvalitě plátků Cistanche a analýza rovnoměrnosti ohřevu [J]. Potraviny, 2024, 13(17): 2672–2672.
[5] Ministerstvo zdravotnictví Čínské lidové republiky. Národní standard bezpečnosti potravin Destilované lihoviny a jejich míchané lihoviny: GB 2757-2012 [S]. Peking: China Standards Press, 2013: 1.
[6] Zhang Jun, Zhang Dongxue, Zhou Guowang a kol. Vývoj kompozitní směsi likéru s rakytníkem a Hibiscus manihot [J]. Liquor-Making Science & Technology, 2017, (2): 33–36.
[7] Zhang Lipan, Guan Bingfeng, Hu Guifang a kol. Vývoj vína pivoňka–cornus–goji a jeho antioxidační aktivita [J]. Food Science and Technology, 2021, 46(4): 70–74.
[8] Raquel RS, Laura VA, Manuel SJ a kol. Optimalizace procesu macerace aromatických a léčivých rostlin v destilátech z matolin za účelem získání bylinných likérů a lihovin [J]. Journal of the Science of Food and Agriculture, 2016, 96(14): 4760–4771.
[9] Chen Jiangping. Technologie zpracování směsného likéru s okrou, goji a chryzantémou [J]. Moderní jídlo, 2018(8): 4.
[10] He Famei. Studium a funkční hodnocení omáčky-aroma medové směsi [D]. Univerzita Guizhou, 2020.
[11] Ball, David W. Chemické složení medu [J]. Journal of Chemical Education, 2007, 84(10): 1647–1650.
[12] Zhang Min. Účinky pivovarských procesů na polyfenolické antioxidační složky v medovině [D]. Guangzhou: South China Agricultural University, 2016: 27.–28.
[13] Zhang Miaomiao, Cao Guozhen, Miao Jianshun a kol. Pokroky ve fyzikálních metodách pro urychlení stárnutí vařených likérů [J]. Věda a technologie potravinářského průmyslu, 2015, 36(12): 395–399.
[14] Hu Li, Lu Zhen, Li Wei. Urychlení zrání zrna Baijiu aktivním uhlím pro použití v alkoholických nápojích [J]. Pivovarnictví, 2017, 44(02): 99–101.
[15] Wu Zhifei, Liu Zheng, Lu Yanxiang a kol. Účinky různých metod urychlení stárnutí na aroma omáčky Baijiu [J]. Výzkum a vývoj potravin, 2023, 44(16): 143–149.
[16] Zhu Meiling, Ni Shugan, Luo Gaojian a kol. Aplikace nového aktivního uhlí pro alkoholické nápoje ve směsných lihovinách [J]. Liquor-Making Science & Technology, 2022(4): 86–89.
[17] Wu Z, Lv S, Xiao P, a kol. Komplexní analýza rizikových faktorů (metanol, acetaldehyd a vyšší alkoholy) v alkoholických nápojích a jejich redukční strategie: GC–MS analýza a adsorpce a charakterizace modifikovaného aktivního uhlí [J]. Chemie potravin, 2024, 460: 140461.
