Ortogonalni dizajn i senzorska procjena funkcionalnog napitka koji sadrži ekstrakte Cistanche, Meda i Lyciuma
Nov 21, 2025
2 Rezultati i rasprava
2.1 Optimizacija formulacije i procesa za Cistanche Blend liker
Tablica 3. Senzorska procjena rezultata glasovanja svakog uzorka
| Broj | Aroma - Izvrsna | Aroma - zadovoljavajuća | Aroma - loša | Okus - Izvrstan | Okus - Zadovoljavajući | Okus - loš | Boja - Izvrsna | Boja - Zadovoljavajuća | Boja - loše | Izgled - odličan | Izgled - Zadovoljavajući | Izgled - Loš | Senzorski rezultati |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 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 |
Tablica 4. Dizajn ortogonalnog testa i rezultati
| Broj | A: Ekstrakt Cistanche deserticola (razina) | B: Med (razina) | C: Ekstrakt Lyciuma (razina) | Senzorski rezultati |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
| O: Ekstrakt Cistanche deserticola | B: Dušo | C: Ekstrakt Lyciuma | |
|---|---|---|---|
| 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 |
Utezi: Aroma=0.230, Okus=0.360, Boja=0.210, Izgled=0.200
Na temelju optimalnih uvjeta ekstrakta Cistanche dobivenih iz preliminarnih jednofaktorskih testova i metodologije odzivne površine, proveden je ortogonalni eksperiment s tri faktora na tri razine. Odabrani čimbenici bili su dodane količine ekstrakta Cistanche (A), meda (B) i ekstrakta goji bobica (C), s rezultatom senzorske procjene neizrazite matematike kao odgovorom. 3-faktorski, 3-razinski ortogonalni dizajn uređen je prema L9(3^4) ortogonalnoj tablici.
Cistanche Deserticola liker
Usluga podrške Wecistanche-najvećeg izvoznika cistanche u Kini:
E-pošta:wallence.suen@wecistanche.com
2.2 Fizikalno-kemijska svojstva uzoraka vina tretiranih različitim metodama odležavanja
Slika. 1 Toplinska karta fizikalno-kemijskih indeksa uzoraka vina s različitim tretmanima ubrzavanja starenja
Kao što je prikazano u tablicama 3 i 4, redoslijed utjecaja omjera sirovina na senzorsku ocjenu bio je B (dodatak meda) > A (dodatak ekstrakta Cistanche) > C (dodatak ekstrakta goji bobica). Optimalna kombinacija bila je A2B2C3, što odgovara 100 mL ekstrakta goji bobica, 10 mL meda i 14 mL ekstrakta goji bobica, odnosno 80,6% ekstrakta goji bobica, 8,1% meda i 11,3% ekstrakta goji bobica. Provedeno je pet validacijskih ispitivanja pod optimalnom formulacijom, dajući konačni senzorski rezultat od 7,114, viši od svake stavke u tablici, što ukazuje na dobru točnost optimizirane formule.
Usporedbom fizikalno-kemijskih pokazatelja pokusnih likera (Slika 1.) utvrđeno je da u odnosu na kontrolu (CK) sva tri odležana uzorka (WB, CS i HXT) pokazuju smanjeni sadržaj alkohola. Najmanji pad dogodio se kod CS-a, oko 0,5% vol, a slijedi WB s oko 1,29% vol. To može biti zbog sudjelovanja etanola u sintezi estera ili zbog toplinske razgradnje [28,29]. Budući da starenje s aktivnim ugljenom može lako uzrokovati gubitak etanola [18], skupina HXT pokazala je najveće smanjenje, do 3,01% vol. Organske kiseline su važni čimbenici arome u likeru Cistanche i uvelike ukazuju na kvalitetu likera [30]. Podaci su pokazali da se, osim za CS, ukupna kiselost u druge dvije tretirane skupine značajno smanjila (P < 0,05). U međuvremenu, budući da aktivnom ugljenu nedostaje selektivnost u adsorpciji, ukupna kiselost u HXT bila je značajno niža nego u drugim tretmanima (P <0,05), što je dovelo do najvišeg pH u HXT, dok se pH u drugim tretiranim skupinama nije značajno promijenio. Ovi su nalazi u skladu s Gong Dexuan et al. [31]. U usporedbi s CK, sadržaj topivih krutih tvari smanjio se u sva tri tretmana starenja, pri čemu CS ima najviše topivih krutih tvari među tretiranim skupinama, vjerojatno zato što ultrazvučna kavitacija i toplinski učinci ubrzavaju biokemijske reakcije i pojačavaju aktivnost amilaze, potičući razgradnju škroba do reducirajućih šećera [32]. Analiza antioksidativnog kapaciteta pokazala je da su i CS i WB značajno povećali ukupni antioksidativni kapacitet (P <0,05), pri čemu je CS povećao T‑AOC za 56,02% u odnosu na CK. Ukratko, različite metode starenja utjecale su na fizikalno-kemijska svojstva mješavine Cistanche. Među njima, CS je dao relativno bolji ukupni antioksidativni kapacitet, ukupnu kiselost i topljive krutine, što je korisno za poboljšanje kvalitete.
Cistanche Deserticola liker
2.3 Parametri boje uzoraka s različitim tretmanima starenja
Mjerne vrijednosti boja za različite stare uzorke prikazane su na slici 2. Vrijednosti L* sva tri stara uzorka bile su više od CK, pri čemu je WB pokazao najviši L*, 45,97% veći od CK. Vrijednosti a* HXT i CK bile su najniže i nisu se značajno razlikovale (P > 0,05), dok je CS imao najviši a* sa značajnim razlikama u odnosu na druge skupine (P < 0,05). Vrijednost b* bila je najviša u HXT, praćena WB, što ukazuje na više žućkastih nijansi u HXT i WB, što je u skladu s vizualnim rezultatima na slici 3. To može biti zato što WB povećava sudare među molekulama karotenoida, uzrokujući prekid π-orbitalnog elektrona [33], što olakšava otpuštanje i otapanje karotenoida iz organela i staničnih stijenki, potičući oslobađanje karotenoida iz matrica. Cab vrijednost uključuje doprinose ai b*; viši Cab označava koncentriraniju boju i veću zasićenost [34]. Sva tri tretmana starenja povećala su Cab, pri čemu je CS najveći, što ukazuje na najveću zasićenost boje. Kut nijanse (Hab) odražava ton boje; veće vrijednosti ukazuju na izraženije karakteristike boje. Kao što je prikazano na slici 2, WB je imao najjasnije značajke boje, a slijedi ga CS; CK i HXT dijele isto stanovanje. Chroma se povećava s tamnijom bojom tijela; CS i CK imali su najveću kromu, a slika 3 pokazuje jasnu razliku između CS i ostalih tretmana (P <0,05). Budući da niža nijansa podrazumijeva crveniju boju, a HXT je imao najveću nijansu dok su CK i CS imali najnižu i identičnu nijansu, HXT je iskrivio žutu, dok su CK i CS iskrivili crvenu. Sve u svemu, tri tretmana starenja proizvela su jasne razlike u boji; CS je dao svijetlu, živopisnu, meku crvenkasto-smeđu nijansu.
Slika. 2 Indeks boje uzoraka vina s različitim tretmanima ubrzavanja starenja
Slika. 3 Karakterizacija boja uzoraka vina s različitim tretmanima ubrzavanja starenja
2.4 Indeksi arome uzoraka pod različitim tretmanima starenja
Hlapljivi spojevi kritični su pokazatelji kvalitete okusa u miješanim likerima. Otkriveno je ukupno 58 hlapljivih spojeva, uključujući 7 viših alkohola, 5 masnih kiselina, 28 estera, 9 derivata benzena i 9 drugih spojeva (Slika 4A). Skupina CS imala je najveće ukupne hlapljive tvari od 20 884,69 ug/L, 10,10% više od CK (18 968,72 ug/L).
Viši alkoholi važne su komponente arome u Baijiu umaku; daju elegantne alkoholne note, povećavaju kompleksnost tijela i povećavaju percepciju slatkoće [35]. U usporedbi s CK, i WB i CS imali su više vrsta viših alkohola, a ukupni viši sadržaj alkohola u CS bio je značajno veći od CK, uključujući 1-pentanol, 1-heksanol i 1-nonanol, koji su zajedno doprinijeli zelenim, citrusnim i slatkim notama CS-u. Masne kiseline mogu donijeti neugodne užegle, siraste i masne mirise; ukupne masne kiseline u WB i CS smanjile su se za 44,78% odnosno 28,30% u odnosu na CK. Tijekom starenja, masne kiseline se esterificiraju s višim alkoholima u estere, čime se poboljšava kvaliteta arome [36].
U Cistanche mješavini likera, esteri čine preko 90% ukupnih hlapljivih tvari. Studije su identificirale etil acetat, etil heksanoat i etil butirat kao ključne estere u mješavinama likera [37]. U ovoj studiji, samo je CS pokazao značajno povećanje ukupnih estera u odnosu na CK (P < 0,05), s ukupnim etilnim esterima 11,57% većim od CK. CS je posjedovao bogatiji hlapljivi profil, uključujući etil acetat, izoamil acetat, etil dekanoat i izoamil butirat, kao i δ-dekalakton jedinstven za CS, zajedno tvoreći bogati buket. Budući da je CK nedostajala profinjena aroma iz netretiranih sirovina, starenje je pospješilo stvaranje cvjetnih i voćnih estera, poboljšavajući kvalitetu arome [28]. Štoviše, prema JIA [33] i drugima, povećanje estera znak je starenja, što ukazuje da tretmani ultrazvukom i mikrovalovima imaju učinak starenja na Cistanche blend liker [30].
Derivati benzena i drugi spojevi također značajno doprinose. Etil benzoat, etil fenilacetat, furfural i 2-nonanon bili su u izobilju u CS, dajući ugodne ružičaste, cvjetne i karamelne note, pozitivno povećavajući kompleksnost arome.
Generirana je toplinska karta kako bi se vizualizirale razlike u sadržaju hlapljivih tvari među tretmanima (Slika 4B). CS je jasno pokazao više razine mnogih hlapljivih tvari, uključujući 1-nonanol, etil acetat, izoamil acetat, izoamil butirat, δ-dekalakton, etil fenilacetat i furfural. WB je imao relativno veći sadržaj geranil acetona i lauril alkohola. HXT je općenito pokazao niže sadržaje u svim klasama, vjerojatno zato što je aktivni ugljen adsorbirao i uklonio neke spojeve arome dok je uklanjao neugodne okuse [38].
Slika. 4 Analiza hlapljivih spojeva u uzorcima pića s različitim sadržajem tretmana za ubrzavanje starenja
2.5 Diferencijalni aroma spojevi među tretmanima starenja
Korištenjem 58 otkrivenih hlapljivih spojeva kao zavisnih varijabli i različitih tretmana kao nezavisnih varijabli, ortogonalna parcijalna diskriminantna analiza najmanjih kvadrata (OPLS-DA) učinkovito je razlikovala četiri skupine (Slika 5A). Snaga objašnjenja modela za X (R^2X) bila je 0,999, za Y (R^2Y) bila je 0,997, a sposobnost predviđanja (Q^2) bila je 0,962; i s R^2 i Q^2 > 0,5, model je bio prihvatljiv [39]. Nakon 200 permutacijskih testova (Slika 5B), presjek regresijske linije Q^2 s osi y bio je manji od 0, što ukazuje da nema prekomjernog prilagođavanja i valjanu provjeru modela; stoga su rezultati prikladni za diferencijalnu analizu.
Analizirani su markerski spojevi s VIP > 1 u OPLS-DA modelu (sedam estera, jedan viši alkohol i jedan drugi spoj). Kombinirana toplinska karta (Slika 6) pokazuje da je većina spojeva markera arome, posebno estera, bila značajno viša u CS nego u drugim uzorcima (P < 0,05). Ovi spojevi su pojačali cvjetne i voćne note, dodatno pokazujući da ultrazvučno odležavanje pozitivno poboljšava kvalitetu arome Cistanche mješavine likera.
2.6 Senzorska procjena uzoraka pod različitim tretmanima starenja
Težine pokazatelja određene su anketom korisnika i metodama uparenih usporedbi, a rezultati su normalizirani kako bi se dobio skup težina. Metoda nejasne sveobuhvatne evaluacije kvantificira odnose između višestrukih senzorskih čimbenika i idealizira njihove bitne atribute i dinamičke procese, čime se smanjuje subjektivnost između indeksa evaluacije i senzornih čimbenika i poboljšava znanstvena strogost i točnost rezultata [40]. Uzorak CS postigao je najviši senzorski rezultat, 7,691. Ovaj uzorak pokazao je živopisnu crvenkasto-smeđu boju i najveći ukupni antioksidativni kapacitet (2,59), što pokazuje blisku povezanost (Slika 1).
3 Zaključci
Cistanche mješavina likera razvijena je korištenjem Cistanche, meda i goji bobica kao sirovina. Putem jednofaktorskih testova i optimizacije površine odgovora, te koristeći neizrazitu matematičku senzorsku procjenu kao kriterij, ortogonalni dizajn odredio je optimalnu formulaciju od 80,6% ekstrakta Cistanche, 8,1% meda i 11,3% ekstrakta goji bobica, prema kojoj je najviša senzorska ocjena bila 7,114. Naknadno su primijenjene tri metode starenja - ultrazvuk, mikrovalna pećnica i aktivni ugljen - kako bi se procijenio njihov utjecaj na kvalitetu pića. Sve tri utjecale su na aromu i fizikalno-kemijska svojstva. Značajno je da je ultrazvuk značajno povećao ukupni antioksidativni kapacitet (P < 0,05) uz zadržavanje relativno malih promjena u osnovnim fizikalno-kemijskim pokazateljima; tretirana tekućina izgledala je crvenkasto-smeđa; vrste i sadržaji hlapljivih spojeva značajno su porasli (P < 0,05); a senzorska ocjena (7.691 bod) pokazala je optimalnu aromu i okus. Ukratko, ultrazvučna obrada pokazuje snažan potencijal primjene u mješavinama likera za poboljšanje kvalitete Cistanche mješavine likera i pruža podršku podacima za proizvodnju.
Reference
[1] Munire·Mutalifu, Aini·Ersman, Ye Yijie, et al. Raznolikost endofitnih bakterija u Cistanche i izolacija i probir funkcionalnih sojeva [J]. Microbiology China, 2024: 1–19.
[2] Wang F, Li R, Tu P, et al. Ukupni glikozidi Cistanche deserticola potiču oporavak neuroloških funkcija inducirajući neurovaskularnu regeneraciju putem Nrf-2/Keap-1 puta u MCAO/R štakora [J]. Frontiers in Pharmacology, 2020, 11: 236.
[3] Li Yingman. Studija o funkcionalnim čimbenicima i mehanizmima Cistanche u odgađanju starenja [D]. Tianjin: Sveučilište tradicionalne kineske medicine Tianjin, 2023., 9–10.
[4] Chen A, Wan F, Ma G, et al. Studija radiofrekvencijskog vakuumskog sušenja o karakteristikama sušenja i kvaliteti kriški Cistanche i analiza ravnomjernosti zagrijavanja [J]. Hrana, 2024, 13(17): 2672–2672.
[5] Ministarstvo zdravstva Narodne Republike Kine. Nacionalni standard za sigurnost hrane za destilirana alkoholna pića i njihove mješavine jakih alkoholnih pića: GB 2757-2012 [S]. Peking: China Standards Press, 2013: 1.
[6] Zhang Jun, Zhang Dongxue, Zhou Guowang, et al. Razvoj kompozitne mješavine likera s pasjim trnom i hibiskusom manihotom [J]. Liquor-Making Science & Technology, 2017, (2): 33–36.
[7] Zhang Lipan, Guan Bingfeng, Hu Guifang, et al. Razvoj božur-cornus-goji vina i njegova antioksidativna aktivnost [J]. Znanost i tehnologija o hrani, 2021., 46(4): 70–74.
[8] Raquel RS, Laura VA, Manuel SJ, et al. Optimizacija procesa maceracije aromatičnog i ljekovitog bilja u destilatima od komine grožđa za dobivanje biljnih likera i jakih alkoholnih pića [J]. Journal of the Science of Food and Agriculture, 2016., 96(14): 4760–4771.
[9] Chen Jiangping. Tehnologija prerade za mješavinu likera s bamijom, gojijem i krizantemom [J]. Moderna hrana, 2018. (8): 4.
[10] He Famei. Studija i funkcionalna procjena mješavine meda s aromom umaka [D]. Sveučilište Guizhou, 2020.
[11] Ball, David W. Kemijski sastav meda [J]. Journal of Chemical Education, 2007, 84(10): 1647–1650.
[12] Zhang Min. Učinci procesa proizvodnje piva na komponente polifenolnih antioksidansa u medovini [D]. Guangzhou: Južnokinesko poljoprivredno sveučilište, 2016.: 27–28.
[13] Zhang Miaomiao, Cao Guozhen, Miao Jianshun, et al. Napredak u fizikalnim metodama za ubrzavanje starenja alkoholnih pića [J]. Znanost i tehnologija prehrambene industrije, 2015, 36(12): 395–399.
[14] Hu Li, Lu Zhen, Li Wei. Ubrzanje sazrijevanja zrna Baijiu aktivnim ugljenom za upotrebu u alkoholnim pićima [J]. Pivarstvo, 2017, 44(02): 99–101.
[15] Wu Zhifei, Liu Zheng, Lu Yanxiang, et al. Učinci različitih metoda ubrzanja starenja na aromu umaka Baijiu [J]. Istraživanje i razvoj hrane, 2023., 44(16): 143–149.
[16] Zhu Meiling, Ni Shugan, Luo Gaojian, et al. Primjena novog aktivnog ugljena za alkoholna pića u miješanim likerima [J]. Liquor-Making Science & Technology, 2022(4): 86–89.
[17] Wu Z, Lv S, Xiao P, et al. Sveobuhvatna analiza čimbenika rizika (metanol, acetaldehid i viši alkoholi) u alkoholnim pićima i njihove strategije smanjenja: GC-MS analiza i modificirana adsorpcija i karakterizacija aktivnim ugljenom [J]. Kemija hrane, 2024, 460: 140461.
