金釵石斛花飲品的制備工藝與初步質(zhì)控研究

賴華清，黃吉麗，賈清馨，田 鑫，李 堯，馮 虹，王啟益，向麗萍，李桂琳，張建永

(1.遵義醫(yī)科大學 藥學院，貴州 遵義 563099；2.遵義市產(chǎn)品質(zhì)量檢驗檢測院，貴州 遵義 563000；3.云南省德宏熱帶農(nóng)業(yè)科學研究所，云南 瑞麗 678600))

金釵石斛(DendrobiumnobileLindl.)是我國傳統(tǒng)名貴中藥材[1]，主要生長在貴州、四川等地，具有益胃生津、滋陰清熱等功效?，F(xiàn)代藥理學研究證實具有抗腫瘤[2]、降低血糖[3-4]等藥理活性。金釵石斛花含有黃酮、多酚等[5]多種生物活性成分，近年來，已經(jīng)被開發(fā)成保健品。曲繼旭等證明金釵石斛花含有7種人體必需的氨基酸，且具有豐富的藥理活性[6]。胡志剛等研究表明金釵石斛莖和花中石斛堿的含量均符合《中國藥典》要求，因此可將金釵石斛花作為金釵石斛藥材的藥用部位和提取石斛堿等有效成分的生產(chǎn)原料[7]，并應用于食品上。

本研究的金釵石斛花飲品是通過冷凍干燥得到金釵石斛花干，首先通過水蒸氣蒸餾得到金釵石斛花露和金釵石斛花提取液，以金釵石斛花露和金釵石斛花提取液為主要原料，配以檸檬酸、木糖醇和純凈水，通過單因素實驗和正交實驗獲得最優(yōu)配方，感官性評價獲得良好的氣味和口感，依此配方制作的金釵石斛花飲品酸甜適中、香氣怡人。經(jīng)檢測，金釵石斛花飲品中的主要活性成分總黃酮和多酚的含量分別為0.29%和0.98%。該研究可為金釵石斛資源的開發(fā)提供更開闊的思路及理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器 金釵石斛花(貴州赤水國禮金釵石斛發(fā)展有限公司)；蘆丁標準品(南京杜萊生物科技有限公司)；沒食子酸標準品(成都埃法生物科技有限公司)；酒石酸鉀鈉、硫酸亞鐵(成都市科龍化工試劑廠)；亞硝酸鈉、氫氧化鈉(國藥集團化學試劑有限公司)；硝酸鋁(成都化夏化學試劑有限公司)；木糖醇、檸檬酸(鄭州博研生物科技有限公司)。

1510型Multiskan GO酶標儀(美國Thermo公司)；FA2004N型電子天平(上海菁海儀器有限公司)；BT125D 型十萬分之一電子分析天平(賽多利斯(中國)科學儀器有限公司)；KQ-100KDB型高功率數(shù)控超聲波清洗機(昆山市超聲儀器有限公司)；98-Ⅱ-B磁力攪拌電熱套(天津市泰斯特儀器有限公司)；HH-6型數(shù)顯恒溫水浴鍋(上海上登實驗設備有限公司)。

1.2 實驗方法

1.2.1 金釵石斛花飲品制備工藝流程

1.2.1.1 金釵石斛花冷凍干燥工藝流程

1.2.2.1 金釵石斛花的冷凍干燥 新鮮采摘的金釵石斛花于流動水中清洗，瀝水，置冷凍干燥機內(nèi)，干燥10 h后取出[8]，包裝，即得冷凍干燥的金釵石斛花干。

1.2.2.2 金釵石斛花露和金釵石斛花提取液的制備 金釵石斛花干剪碎，置于500 mL圓底燒瓶，加入20倍純凈水，浸泡30 min。圓底燒瓶加上揮發(fā)油提取器和球形冷凝管，進行蒸餾提取，提取時間為40 min，收集提取器中的金釵石斛花露以及圓底燒瓶中的金釵石斛花提取液。

1.2.2.3 混合調(diào)配 將金釵石斛花露、金釵石斛花提取液、檸檬酸、木糖醇按配比混合，加入純凈水，均質(zhì)，使其充分混合。

1.2.2.4 殺菌、灌封、冷卻 將金釵石斛花飲品裝于滅菌瓶中，于90 ℃水浴鍋中滅菌40 min，取出迅速冷卻，罐封，即得成品。

1.2.3 單因素實驗 通過單因素試驗[9-10]，確定金釵石斛花露、金釵石斛花提取液、檸檬酸、木糖醇的最佳配比，并對不同比例原料進行調(diào)配選擇。

1.2.3.1 金釵石斛花露的添加量 金釵石斛花露的添加量單因素實驗設計見表1，調(diào)配飲料，分別進行感官評價。

表1 金釵石斛花露的添加量單因素實驗設計

1.2.3.2 金釵石斛花提取液的添加量 金釵石斛花提取液的添加量單因素實驗設計見表2，調(diào)配飲料，分別進行感官評價。

表2 金釵石斛花提取液的添加量單因素實驗設計

1.2.3.3 檸檬酸的添加量 檸檬酸的添加量單因素實驗設計見表3，調(diào)配飲料，分別進行感官評價。

表3 檸檬酸的添加量單因素實驗設計

1.2.3.4 木糖醇的添加量 木糖醇的添加量單因素實驗設計見表4，調(diào)配飲料，分別進行感官評價。

表4 木糖醇的添加量單因素實驗設計

1.2.4 正交試驗 根據(jù)單因素預實驗結果，確定各因素的大致范圍，設計金釵石斛花飲品正交試驗因素和水平，如下表5，進行金釵石斛花飲品正交試驗，根據(jù)感官評價標準表打分。

表5 金釵石斛花飲品正交試驗因素和水平

1.2.5 感官評價 通過感官評價方法[11-12]，選取10位具有食品背景的專業(yè)人員，按照表6進行感官評價，以平均值作為金釵石斛花露飲品評價指標的結果。

表6 金釵石斛花飲品感官評分標準

續(xù)表

1.2.6 總黃酮含量測定

1.2.6.1 蘆丁標準曲線的繪制 本文參考文獻中報道的方法[13]，配制質(zhì)量濃度為0.2 mg/mL的蘆丁標準液。分別吸取蘆丁標準液0、1.5、3.0、4.5、6.0、7.5、9.0和10.5 mL于25 mL容量瓶中，分別加入Na2NO2溶液、 Al(NO3)3溶液、NaOH溶液，于波長510 nm處測吸光度值。以蘆丁標準溶液濃度為橫坐標，以吸光度值為縱坐標繪制標準曲線。

1.2.6.2 金釵石斛花飲品中總黃酮含量的測定 精密稱取金釵石斛花飲品20 mL，乙醇定容至50 mL，按1.2.6.1的方法操作測得總黃酮濃度。

1.2.7 多酚含量測定

1.2.7.1 沒食子酸標準曲線的繪制 本文參考文獻中報道的方法[14]，采用酒石酸亞鐵顯色法，配制1 mg/mL的沒食子酸標準液，吸取沒食子酸對照品液0.25、0.5、1、1.5、2和2.5 mL，分別置25 mL容量瓶中，加酒石酸亞鐵溶液，用磷酸緩沖液定容至刻度，于波長535 nm處測定吸光度。以沒食子酸標準溶液濃度為橫坐標，以吸光度值為縱坐標繪制標準曲線。

1.2.7.2 金釵石斛花飲品多酚含量的測定 精密稱取金釵石斛花飲品2.5 mL，置25 mL容量瓶中，按1.2.7.1的方法操作測得多酚濃度。

1.2.8 理化指標的測定 按照國家標準GB/T 12456-2008進行總酸的檢測[15]；pH計測定pH。

1.2.9 微生物指標的測定 按照國家標準GB 4789.2-2016測定菌落總數(shù)、大腸菌群和致病菌指標。

1.3 數(shù)據(jù)分析處理方法 以上每個試驗重復3次，結果取平均值。采用GraphPad Prism 8軟件進行分析，并用SPSS 20.0軟件進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析。

2 結果

2.1 單因素實驗結果

2.1.1 金釵石斛花露添加量對產(chǎn)品感官評分的影響 圖1中：當金釵石斛花露添加量為30% 時，金釵石斛花飲品香味濃、口感好，感官評分最高。當金釵石斛花露添加量為20%時，金釵石斛花飲品香味淡、整體風味不佳；當金釵石斛花露添加量為40%時，金釵石斛花飲品香味不協(xié)調(diào)，口感變差，影響了整體評分。

圖1 金釵石斛花露的添加量

2.1.2 金釵石斛花提取液添加量對產(chǎn)品感官評分的影響 圖2中：當金釵石斛花提取液添加量為3%時，金釵石斛花飲品香味濃、口感好、顏色呈微紅色，感官評分最高。當金釵石斛花露添加量為2%時，金釵石斛花飲品香味淡、顏色偏淡；當金釵石斛花露添加量為5%時，金釵石斛花飲品顏色加深，口感變苦，影響了整體評分。

圖2 金釵石斛花提取液的添加量

2.1.3 檸檬酸添加量對產(chǎn)品感官評分的影響 圖3中：當檸檬酸添加量為0.1% 時，金釵石斛花飲品酸味適中，感官評分最高。當檸檬酸添加量為0.05%時，金釵石斛花飲品酸味偏淡；當檸檬酸添加量為0.25%時，金釵石斛花飲品酸味偏重，影響了整體評分。

圖3 檸檬酸的添加量

2.1.4 木糖醇添加量對產(chǎn)品感官評分的影響 圖4中：當木糖醇添加量為5% 時，金釵石斛花飲品甜味適中，感官評分最高。當木糖醇添加量為3%時，金釵石斛花飲品甜味偏淡；當木糖醇添加量為7%時，金釵石斛花飲品甜味偏重，影響了整體評分。

圖4 木糖醇的添加量

2.2 正交實驗結果 由表7和表8可知：主要影響金釵石斛花飲品制作的因素的主次順序為C>B>A>D，即檸檬酸用量>金釵石斛花提取液用量>金釵石斛花露用量>木糖醇用量；最優(yōu)組合是A2B2C2D2，即金釵石斛花露30%，金釵石斛花提取液3%，檸檬酸0.1%，木糖醇5%。

表7 正交試驗結果

表8 實驗方差分析

續(xù)表

2.3 優(yōu)化配方驗證試驗 根據(jù)以上優(yōu)化配方和工藝進行驗證實驗，重復3次，得到的金釵石斛花飲品感官評分的平均值達到90.40分，制作的飲品顏色微紅，色澤均一，香氣怡人，滋味協(xié)調(diào)，感官品質(zhì)甚佳。

2.4 功能性成分測定結果

2.4.1 金釵石斛花總黃酮的測定結果 根據(jù)實驗結果，求得回歸方程為y = 1.7243x -0.0062，相關系數(shù)為R2= 0.9957，表明在該濃度范圍內(nèi)蘆丁濃度與吸光度線性關系良好。經(jīng)過最優(yōu)工藝條件得到的金釵石斛花飲品，測定其吸光度值，代入回歸方程，得到總黃酮含量為0.29%。

2.4.2 金釵石斛花多酚的測定結果 根據(jù)實驗結果，求得回歸方程為y = 3.8438x + 0.2181，相關系數(shù)R2= 0.9975，表明在該濃度范圍內(nèi)沒食子酸濃度與吸光度線性關系良好。經(jīng)過最優(yōu)工藝條件得到的金釵石斛花飲品，測定其吸光度值，代入回歸方程，得到多酚含量為0.98%。

2.5 金釵石斛花飲品的主要質(zhì)量指標

2.5.1 感官指標 研制出的金釵石斛花飲品如圖5所示，感官指標如表9。

表9 金釵石斛花飲品感官指標

圖5 金釵石斛花飲品成品樣圖

2.5.2 理化指標檢測結果 總酸(以檸檬酸計)為0.49 g/kg，Ph：4.5～5.5。

2.5.3 微生物檢測結果 金釵石斛花飲品微生物檢測結果如表10，所得飲品達到標準要求。

表10 金釵石斛花飲品微生物檢測結果

3 討論

金釵石斛是我國傳統(tǒng)名貴中藥材，貴州省赤水市為金釵石斛的道地產(chǎn)區(qū)，也是地理標志產(chǎn)品，金釵石斛花花形俏麗、顏色鮮艷，含有多種生物活性成分，如多糖、黃酮、揮發(fā)油等。近年來，石斛花已經(jīng)被開發(fā)成保健品，民間也多以花茶形式飲用。本研究所用原料金釵石斛花，采用現(xiàn)代化凍干技術，在零下40 ℃進行超低溫冷凍干燥，更好的保留金釵石斛花的營養(yǎng)成分、顏色、口感等。

白砂糖是最常見的食品甜味劑，但具有熱量高、糖尿病患者不宜食用等缺點。本研究所用甜味劑為木糖醇，和白砂糖相比，具有熱量低的優(yōu)勢，是糖尿病患者的理想甜味劑。此外還具有預防齲齒、保肝護肝、促進腸道益生菌增殖、調(diào)節(jié)胃腸道功能等作用。

金釵石斛花飲品研制中，采用單因素實驗和正交實驗進行工藝的優(yōu)化，分別對金釵石斛花露、金釵石斛花提取液、檸檬酸和木糖醇的添加量進行考察，最終得到飲品的最佳配方為：金釵石斛花露30%、金釵石斛花提取液3%、檸檬酸0.1%、木糖醇5%，依此配方制作的金釵石斛花飲品微紅透亮、酸甜適中、口感良好。為進一步考察飲品的主要成分，經(jīng)檢測，金釵石斛花飲品中的主要活性成分總黃酮和多酚的含量分別為0.29%和0.98%。對金釵石斛花飲品的理化指標和微生物指標進行檢測，均符合飲品要求，產(chǎn)品質(zhì)量符合相關標準。本研究對金釵石斛花飲品的制備工藝進行優(yōu)化并對飲品進行初步質(zhì)控研究，以期為金釵石斛花飲品的開發(fā)提供更開闊的思路及理論依據(jù)。