金钗石斛花饮品的制备工艺与初步质控研究

赖华清，黄吉丽，贾清馨，田 鑫，李 尧，冯 虹，王启益，向丽萍，李桂琳，张建永

(1.遵义医科大学 药学院，贵州 遵义 563099；2.遵义市产品质量检验检测院，贵州 遵义 563000；3.云南省德宏热带农业科学研究所，云南 瑞丽 678600))

金钗石斛(DendrobiumnobileLindl.)是我国传统名贵中药材[1]，主要生长在贵州、四川等地，具有益胃生津、滋阴清热等功效。现代药理学研究证实具有抗肿瘤[2]、降低血糖[3-4]等药理活性。金钗石斛花含有黄酮、多酚等[5]多种生物活性成分，近年来，已经被开发成保健品。曲继旭等证明金钗石斛花含有7种人体必需的氨基酸，且具有丰富的药理活性[6]。胡志刚等研究表明金钗石斛茎和花中石斛碱的含量均符合《中国药典》要求，因此可将金钗石斛花作为金钗石斛药材的药用部位和提取石斛碱等有效成分的生产原料[7]，并应用于食品上。

本研究的金钗石斛花饮品是通过冷冻干燥得到金钗石斛花干，首先通过水蒸气蒸馏得到金钗石斛花露和金钗石斛花提取液，以金钗石斛花露和金钗石斛花提取液为主要原料，配以柠檬酸、木糖醇和纯净水，通过单因素实验和正交实验获得最优配方，感官性评价获得良好的气味和口感，依此配方制作的金钗石斛花饮品酸甜适中、香气怡人。经检测，金钗石斛花饮品中的主要活性成分总黄酮和多酚的含量分别为0.29%和0.98%。该研究可为金钗石斛资源的开发提供更开阔的思路及理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器 金钗石斛花(贵州赤水国礼金钗石斛发展有限公司)；芦丁标准品(南京杜莱生物科技有限公司)；没食子酸标准品(成都埃法生物科技有限公司)；酒石酸钾钠、硫酸亚铁(成都市科龙化工试剂厂)；亚硝酸钠、氢氧化钠(国药集团化学试剂有限公司)；硝酸铝(成都化夏化学试剂有限公司)；木糖醇、柠檬酸(郑州博研生物科技有限公司)。

1510型Multiskan GO酶标仪(美国Thermo公司)；FA2004N型电子天平(上海菁海仪器有限公司)；BT125D 型十万分之一电子分析天平(赛多利斯(中国)科学仪器有限公司)；KQ-100KDB型高功率数控超声波清洗机(昆山市超声仪器有限公司)；98-Ⅱ-B磁力搅拌电热套(天津市泰斯特仪器有限公司)；HH-6型数显恒温水浴锅(上海上登实验设备有限公司)。

1.2 实验方法

1.2.1 金钗石斛花饮品制备工艺流程

1.2.1.1 金钗石斛花冷冻干燥工艺流程

1.2.2.1 金钗石斛花的冷冻干燥 新鲜采摘的金钗石斛花于流动水中清洗，沥水，置冷冻干燥机内，干燥10 h后取出[8]，包装，即得冷冻干燥的金钗石斛花干。

1.2.2.2 金钗石斛花露和金钗石斛花提取液的制备 金钗石斛花干剪碎，置于500 mL圆底烧瓶，加入20倍纯净水，浸泡30 min。圆底烧瓶加上挥发油提取器和球形冷凝管，进行蒸馏提取，提取时间为40 min，收集提取器中的金钗石斛花露以及圆底烧瓶中的金钗石斛花提取液。

1.2.2.3 混合调配 将金钗石斛花露、金钗石斛花提取液、柠檬酸、木糖醇按配比混合，加入纯净水，均质，使其充分混合。

1.2.2.4 杀菌、灌封、冷却 将金钗石斛花饮品装于灭菌瓶中，于90 ℃水浴锅中灭菌40 min，取出迅速冷却，罐封，即得成品。

1.2.3 单因素实验 通过单因素试验[9-10]，确定金钗石斛花露、金钗石斛花提取液、柠檬酸、木糖醇的最佳配比，并对不同比例原料进行调配选择。

1.2.3.1 金钗石斛花露的添加量 金钗石斛花露的添加量单因素实验设计见表1，调配饮料，分别进行感官评价。

表1 金钗石斛花露的添加量单因素实验设计

1.2.3.2 金钗石斛花提取液的添加量 金钗石斛花提取液的添加量单因素实验设计见表2，调配饮料，分别进行感官评价。

表2 金钗石斛花提取液的添加量单因素实验设计

1.2.3.3 柠檬酸的添加量 柠檬酸的添加量单因素实验设计见表3，调配饮料，分别进行感官评价。

表3 柠檬酸的添加量单因素实验设计

1.2.3.4 木糖醇的添加量 木糖醇的添加量单因素实验设计见表4，调配饮料，分别进行感官评价。

表4 木糖醇的添加量单因素实验设计

1.2.4 正交试验 根据单因素预实验结果，确定各因素的大致范围，设计金钗石斛花饮品正交试验因素和水平，如下表5，进行金钗石斛花饮品正交试验，根据感官评价标准表打分。

表5 金钗石斛花饮品正交试验因素和水平

1.2.5 感官评价 通过感官评价方法[11-12]，选取10位具有食品背景的专业人员，按照表6进行感官评价，以平均值作为金钗石斛花露饮品评价指标的结果。

表6 金钗石斛花饮品感官评分标准

续表

1.2.6 总黄酮含量测定

1.2.6.1 芦丁标准曲线的绘制 本文参考文献中报道的方法[13]，配制质量浓度为0.2 mg/mL的芦丁标准液。分别吸取芦丁标准液0、1.5、3.0、4.5、6.0、7.5、9.0和10.5 mL于25 mL容量瓶中，分别加入Na2NO2溶液、 Al(NO3)3溶液、NaOH溶液，于波长510 nm处测吸光度值。以芦丁标准溶液浓度为横坐标，以吸光度值为纵坐标绘制标准曲线。

1.2.6.2 金钗石斛花饮品中总黄酮含量的测定 精密称取金钗石斛花饮品20 mL，乙醇定容至50 mL，按1.2.6.1的方法操作测得总黄酮浓度。

1.2.7 多酚含量测定

1.2.7.1 没食子酸标准曲线的绘制 本文参考文献中报道的方法[14]，采用酒石酸亚铁显色法，配制1 mg/mL的没食子酸标准液，吸取没食子酸对照品液0.25、0.5、1、1.5、2和2.5 mL，分别置25 mL容量瓶中，加酒石酸亚铁溶液，用磷酸缓冲液定容至刻度，于波长535 nm处测定吸光度。以没食子酸标准溶液浓度为横坐标，以吸光度值为纵坐标绘制标准曲线。

1.2.7.2 金钗石斛花饮品多酚含量的测定 精密称取金钗石斛花饮品2.5 mL，置25 mL容量瓶中，按1.2.7.1的方法操作测得多酚浓度。

1.2.8 理化指标的测定 按照国家标准GB/T 12456-2008进行总酸的检测[15]；pH计测定pH。

1.2.9 微生物指标的测定 按照国家标准GB 4789.2-2016测定菌落总数、大肠菌群和致病菌指标。

1.3 数据分析处理方法 以上每个试验重复3次，结果取平均值。采用GraphPad Prism 8软件进行分析，并用SPSS 20.0软件进行数据统计分析。

2 结果

2.1 单因素实验结果

2.1.1 金钗石斛花露添加量对产品感官评分的影响 图1中：当金钗石斛花露添加量为30% 时，金钗石斛花饮品香味浓、口感好，感官评分最高。当金钗石斛花露添加量为20%时，金钗石斛花饮品香味淡、整体风味不佳；当金钗石斛花露添加量为40%时，金钗石斛花饮品香味不协调，口感变差，影响了整体评分。

图1 金钗石斛花露的添加量

2.1.2 金钗石斛花提取液添加量对产品感官评分的影响 图2中：当金钗石斛花提取液添加量为3%时，金钗石斛花饮品香味浓、口感好、颜色呈微红色，感官评分最高。当金钗石斛花露添加量为2%时，金钗石斛花饮品香味淡、颜色偏淡；当金钗石斛花露添加量为5%时，金钗石斛花饮品颜色加深，口感变苦，影响了整体评分。

图2 金钗石斛花提取液的添加量

2.1.3 柠檬酸添加量对产品感官评分的影响 图3中：当柠檬酸添加量为0.1% 时，金钗石斛花饮品酸味适中，感官评分最高。当柠檬酸添加量为0.05%时，金钗石斛花饮品酸味偏淡；当柠檬酸添加量为0.25%时，金钗石斛花饮品酸味偏重，影响了整体评分。

图3 柠檬酸的添加量

2.1.4 木糖醇添加量对产品感官评分的影响 图4中：当木糖醇添加量为5% 时，金钗石斛花饮品甜味适中，感官评分最高。当木糖醇添加量为3%时，金钗石斛花饮品甜味偏淡；当木糖醇添加量为7%时，金钗石斛花饮品甜味偏重，影响了整体评分。

图4 木糖醇的添加量

2.2 正交实验结果 由表7和表8可知：主要影响金钗石斛花饮品制作的因素的主次顺序为C>B>A>D，即柠檬酸用量>金钗石斛花提取液用量>金钗石斛花露用量>木糖醇用量；最优组合是A2B2C2D2，即金钗石斛花露30%，金钗石斛花提取液3%，柠檬酸0.1%，木糖醇5%。

表7 正交试验结果

表8 实验方差分析

续表

2.3 优化配方验证试验 根据以上优化配方和工艺进行验证实验，重复3次，得到的金钗石斛花饮品感官评分的平均值达到90.40分，制作的饮品颜色微红，色泽均一，香气怡人，滋味协调，感官品质甚佳。

2.4 功能性成分测定结果

2.4.1 金钗石斛花总黄酮的测定结果 根据实验结果，求得回归方程为y = 1.7243x -0.0062，相关系数为R2= 0.9957，表明在该浓度范围内芦丁浓度与吸光度线性关系良好。经过最优工艺条件得到的金钗石斛花饮品，测定其吸光度值，代入回归方程，得到总黄酮含量为0.29%。

2.4.2 金钗石斛花多酚的测定结果 根据实验结果，求得回归方程为y = 3.8438x + 0.2181，相关系数R2= 0.9975，表明在该浓度范围内没食子酸浓度与吸光度线性关系良好。经过最优工艺条件得到的金钗石斛花饮品，测定其吸光度值，代入回归方程，得到多酚含量为0.98%。

2.5 金钗石斛花饮品的主要质量指标

2.5.1 感官指标 研制出的金钗石斛花饮品如图5所示，感官指标如表9。

表9 金钗石斛花饮品感官指标

图5 金钗石斛花饮品成品样图

2.5.2 理化指标检测结果 总酸(以柠檬酸计)为0.49 g/kg，Ph：4.5～5.5。

2.5.3 微生物检测结果 金钗石斛花饮品微生物检测结果如表10，所得饮品达到标准要求。

表10 金钗石斛花饮品微生物检测结果

3 讨论

金钗石斛是我国传统名贵中药材，贵州省赤水市为金钗石斛的道地产区，也是地理标志产品，金钗石斛花花形俏丽、颜色鲜艳，含有多种生物活性成分，如多糖、黄酮、挥发油等。近年来，石斛花已经被开发成保健品，民间也多以花茶形式饮用。本研究所用原料金钗石斛花，采用现代化冻干技术，在零下40 ℃进行超低温冷冻干燥，更好的保留金钗石斛花的营养成分、颜色、口感等。

白砂糖是最常见的食品甜味剂，但具有热量高、糖尿病患者不宜食用等缺点。本研究所用甜味剂为木糖醇，和白砂糖相比，具有热量低的优势，是糖尿病患者的理想甜味剂。此外还具有预防龋齿、保肝护肝、促进肠道益生菌增殖、调节胃肠道功能等作用。

金钗石斛花饮品研制中，采用单因素实验和正交实验进行工艺的优化，分别对金钗石斛花露、金钗石斛花提取液、柠檬酸和木糖醇的添加量进行考察，最终得到饮品的最佳配方为：金钗石斛花露30%、金钗石斛花提取液3%、柠檬酸0.1%、木糖醇5%，依此配方制作的金钗石斛花饮品微红透亮、酸甜适中、口感良好。为进一步考察饮品的主要成分，经检测，金钗石斛花饮品中的主要活性成分总黄酮和多酚的含量分别为0.29%和0.98%。对金钗石斛花饮品的理化指标和微生物指标进行检测，均符合饮品要求，产品质量符合相关标准。本研究对金钗石斛花饮品的制备工艺进行优化并对饮品进行初步质控研究，以期为金钗石斛花饮品的开发提供更开阔的思路及理论依据。