铁皮石斛红枣复合乳酸菌饮料的加工工艺研究

潘 斌，刘顺春，黄松辉

（宁德职业技术学院生物技术系，福建福安 355000）

铁皮石斛，为兰科石斛兰花属多年生附生草本植物，铁皮石斛具有独特的药用价值，据《本草纲目》记载“有强阴益精，厚肠胃，补内绝不足，长肌肉，益智除惊，轻身延年的功效”。千百年来就极受医家、病家重视。现代化学和药理研究表明，铁皮石斛的主要有效成分是多糖，多糖含量高达20%～30%。因其所含的石斛多糖、生物碱、氨基酸、微量元素等成分具有增强机体免疫能力、抗氧化、抗衰老、降低血糖、养阴生津、强肾益精、抑制肿瘤细胞、缓解体力疲劳等独特功效[1-3]。红枣，又名大枣，其维生素含量非常高，有“天然维生素丸”的美誉，具有滋阴补阳、补血之功效。酸奶具有缓解乳糖不耐症、整肠、抗菌、改善便秘、调节肠道菌群、降血脂、降低胆固醇、抗肿瘤和活化免疫细胞等重要保健功能。长期食用酸奶，不但可以补充营养，提高食用者的健康状况，而且对一些疾病也具有一定的疗效和预防作用。功能型酸奶较一般酸奶来说有更为丰富的营养价值和研究价值[4-5]。

试验以鲜铁皮石斛、红枣与牛乳为主要原料，工艺上采用双螺杆挤压工艺结合超微粉碎集成技术和现代发酵技术制成铁皮石斛复合保健酸奶，这样既扩大铁皮石斛、红枣的应用范围，有效利用资源，又使铁皮石斛等功效在酸奶中得以应用，增加新的保健酸乳品种，并兼有广泛的养生作用，满足人们对不同功能性保健乳品的要求，具有一定的实际应用价值和广阔的市场应用前景。

研发的新产品营养全面、风味优良、口感细腻，是一种新型的保健乳酸菌饮料，填补了市场空白，为我国铁皮石斛等资源的合理利用和酸乳新品种的开发开辟了一条新途径。

1 材料与方法

1.1 原料与仪器

1.1.1 原料

铁皮石斛、红枣、鲜奶、白砂糖、魔芋粉、乳酸菌，均为市售。

1.1.2 试验仪器

电磁炉、锅、真空冷冻干燥机，北京博医康实验仪器有限公司产品；JJ-2B型组织捣碎匀浆机，金坛市荣华仪器制造有限公司产品；JYZ-B521型九阳榨汁机，九阳股份有限公司产品；SW-CJ-2D型超净工作台，苏州净化设备公司产品；YXD804b280型灭菌锅，上海博讯实业公司产品；PYX-DHS-3型培养箱、SF-400型天平、ACS-30A型电子秤，福州科迪电子技术有限公司产品；冰箱、GYB40-10S型均质器，上海东华高压均质机厂产品；FJ-12HB型电热式发酵箱，多利食品机械有限公司产品；pH计，上海伟业仪器厂产品。

1.2 试验方法

1.2.1 工艺流程

铁皮石斛：清洗→切段→加水→打浆→过滤→铁皮石斛汁。

铁皮石斛汁+超微红枣粉+鲜奶+糖→调配→预热→均质→杀菌→冷却→接种→无菌灌装→发酵→冷藏后熟→成品。

1.2.2 操作要点

（1） 铁皮石斛汁的制备。选用表面无病虫害、无腐烂变质的、无机械损伤的新鲜铁皮石斛。铁皮石斛在清洗后放入打浆机中，加水（8倍），打成浆，用4层纱布过滤，并挤压，得铁皮石斛汁备用。

（2）超微红枣粉的制备。经冷冻升华干燥，采用双螺杆挤压工艺结合超微粉碎集成技术制成。

（3）调配均质。将铁皮石斛汁、红枣、鲜奶、糖按照一定比例混合预热，均质处理，均质温度65℃，均质压力22 MPa。

（4）灭菌、冷却、接种、无菌灌装、发酵。将均质好的料液进行巴氏杀菌，加热至95℃，维持5 min杀菌，然后冷却至40℃，接入乳酸菌发酵剂，无菌灌装，并在42℃条件下恒温发酵7 h。

（5）冷藏。将发酵好的产品迅速冷却至10℃以下，然后迅速置于0～4℃下保存12 h，经检验合格后即为成品。

1.3 试验设计

首先采用单因素试验，选取铁皮石斛汁添加量、红枣粉添加量、鲜奶添加量、白砂糖添加量进行单因素试验。在单因素试验的基础上，以铁皮石斛汁添加量、红枣粉添加量、鲜奶添加量、白砂糖添加量为因素，设计四因素三水平的正交试验来确定产品的最佳配方。

（1）感官评定。参照酸奶的感官评定方法，分别从色泽、气味、滋味和组织状态4个方面进行评分，总分为100分。

感官评定方法见表1[6]。

（2） 理化指标。可溶性固形物用折光仪测定；酸度用pH计。

表1 感官评定方法

（3）微生物指标测定。大肠杆菌按GB 4789.3—2016检验；致病菌按GB 29921—2013检验；乳酸菌按GB4789.35—2016检验。

2 结果与分析

2.1 铁皮石斛汁添加量的选择与分析

以感官评定为指标，通过固定红枣粉、鲜奶、白砂糖的添加量，改变不同的铁皮石斛汁添加量，确定其最佳配比。

铁皮石斛汁添加量对酸奶感官品质的影响见表2。

由表2可知，铁皮石斛添加量在30%时口感和颜色最佳。

表2 铁皮石斛汁添加量对酸奶感官品质的影响

2.2 红枣粉添加量的选择与分析

以感官评定为指标，通过固定铁皮石斛汁、鲜奶、白砂糖的添加量，改变红枣粉添加量，确定其最佳配比。

红枣粉添加量对酸奶的影响见表3。

表3 红枣粉添加量对酸奶的影响

由表3可知，红枣粉添加量在1.5%的时候颜色香味较佳。

2.3 鲜奶添加量的选择与分析

以感官评定为指标，通过固定铁皮石斛汁、红枣粉、白砂糖添加量，改变鲜奶添加量，确定其最佳配比。

鲜奶添加量对酸奶的影响见表4。

表4 鲜奶添加量对酸奶的影响

由表4可知，鲜奶添加量为50%时的产品效果较佳。

2.4 白砂糖添加量的选择与分析

以感官评定为指标，通过固定铁皮石斛汁、红枣粉、鲜奶的添加量，改变白砂糖添加量，确定其最佳配比。

白砂糖添加量对酸奶的影响见表5。

表5 白砂糖添加量对酸奶的影响

发酵液中加入适量白砂糖可改善成品的酸味，如果加糖量过多，不仅产品过甜，而且还会使混合乳液的渗透压增大而阻碍乳酸菌的生长。由表5可知，白砂糖添加量在5.0%时口感较好。

2.5 正交试验

以铁皮石斛汁添加量（A）、红枣粉添加量（B）、鲜奶添加量（C）、白砂糖添加量（D） 为因素，感官评分为指标，设计四因素三水平正交试验确定酸奶的最佳配方。

正交试验因素与水平设计见表6，正交试验结果见表7。

表6 正交试验因素与水平设计/%

表7 正交试验结果

由表7极差分析结果可知，B因素，即枣汁添加量为最重要因素，其次是A因素，即铁皮石斛汁添加量，再就是C因素即鲜奶添加量，最后是D因素，即白砂糖添加量，B＞A＞C＞D，所以第一因素红枣粉对产品结果影响最大，第二是铁皮石斛汁，第三是鲜奶，最后是白砂糖。考虑到因素A成本较昂贵。因此，从降低成本考虑确定最佳组合为A2B2C2D2，即铁皮石斛汁添加量30%，红枣粉添加量1.5%，鲜奶添加量50%，白砂糖添加量5%。此外添加稳定剂魔芋粉0.1%，在均质温度65℃，均质压力22 MPa下均质，采用直投式乳酸菌种1 g/1 000 mL的量，在42℃下发酵7 h，pH值为4.0～4.2，可溶性固形物12.0%，可制得营养全面、风味优良、口感细腻的一种新型的石斛红枣复合保健乳酸菌饮料。

2.6 铁皮石斛红枣乳酸菌饮料产品质量指标

2.6.1 感官指标

（1）色泽。红褐色，色泽均匀一致；滋味与气味具有铁皮石斛、红枣和发酵乳特有滋味、气味，乳香味与铁皮石斛、红枣味协调，酸甜可口，柔和细腻，口感润滑。

（2） 组织状态。均匀细腻的乳状液体，无分层，允许有少量沉淀。

2.6.2 营养指标

蛋白质≥1.0%，脂肪≥1.0%，酸度70～80°T，pH值为4.0～4.2，可溶性固形物12.0%。

2.6.3 卫生指标

总砷（以As计） ≤0.2mg/L，铅（Pb） ≤0.05mg/L，铜 （Cu） ≤5.0 mg/L，苯甲酸≤0.03 g/kg。脲酶试验：阴性。

2.6.4 微生物指标

菌落总数≤100 CFU/g，大肠菌群≤3 MPN/100 mL，霉菌≤30 CFU/g，酵母≤50 CFU/g，致病菌（沙门菌、志贺菌、金黄色葡萄球菌）不得检出[6-7]。

3 结论

铁皮石斛乳酸菌饮料发酵工艺的最优组合为铁皮石斛汁添加量30%，红枣粉添加量1.5%，鲜奶添加量50%，白砂糖添加量5%，稳定剂魔芋粉添加量0.1%，在均质温度65℃，均质压力22 MPa下均质，采用直投式乳酸菌种1 g/1 000 mL的量，在42℃下发酵7 h，pH值为4.0～4.2，可溶性固形物12.0%可制得品质优良的铁皮石斛乳酸菌饮料。该产品口感细腻爽滑、酸甜适中、色泽均匀，呈浅黄色，无分层现象，风味协调，兼有铁皮石斛和红枣酸乳特有的风味。铁皮石斛鲜条保鲜时间不长久，也可采用双螺杆挤压工艺结合超微粉碎集成技术制成超微铁皮石斛粉加工石斛乳酸菌饮料。石斛内含有丰富的多糖类物质，研究表明添加一定量的多糖可抑制乳酸菌饮料的后发酵过程，从而延缓酸度的上升，有利于改善乳酸菌饮料的品质，延长乳酸菌饮料的保质期[8]。

铁皮石斛中固有的多种功能性成分，使其具有增强免疫力、抗氧化等功能，铁皮石斛保健食品的开发，应在初加工的基础上大力加强对其深加工产品的开发，从而创造出更多方便食用的具有保健功能的铁皮石斛产品。