鐵皮石斛紅棗復(fù)合乳酸菌飲料的加工工藝研究

潘 斌，劉順春，黃松輝

（寧德職業(yè)技術(shù)學(xué)院生物技術(shù)系，福建福安 355000）

鐵皮石斛，為蘭科石斛蘭花屬多年生附生草本植物，鐵皮石斛具有獨(dú)特的藥用價(jià)值，據(jù)《本草綱目》記載“有強(qiáng)陰益精，厚腸胃，補(bǔ)內(nèi)絕不足，長肌肉，益智除驚，輕身延年的功效”。千百年來就極受醫(yī)家、病家重視?，F(xiàn)代化學(xué)和藥理研究表明，鐵皮石斛的主要有效成分是多糖，多糖含量高達(dá)20%～30%。因其所含的石斛多糖、生物堿、氨基酸、微量元素等成分具有增強(qiáng)機(jī)體免疫能力、抗氧化、抗衰老、降低血糖、養(yǎng)陰生津、強(qiáng)腎益精、抑制腫瘤細(xì)胞、緩解體力疲勞等獨(dú)特功效[1-3]。紅棗，又名大棗，其維生素含量非常高，有“天然維生素丸”的美譽(yù)，具有滋陰補(bǔ)陽、補(bǔ)血之功效。酸奶具有緩解乳糖不耐癥、整腸、抗菌、改善便秘、調(diào)節(jié)腸道菌群、降血脂、降低膽固醇、抗腫瘤和活化免疫細(xì)胞等重要保健功能。長期食用酸奶，不但可以補(bǔ)充營養(yǎng)，提高食用者的健康狀況，而且對一些疾病也具有一定的療效和預(yù)防作用。功能型酸奶較一般酸奶來說有更為豐富的營養(yǎng)價(jià)值和研究價(jià)值[4-5]。

試驗(yàn)以鮮鐵皮石斛、紅棗與牛乳為主要原料，工藝上采用雙螺桿擠壓工藝結(jié)合超微粉碎集成技術(shù)和現(xiàn)代發(fā)酵技術(shù)制成鐵皮石斛復(fù)合保健酸奶，這樣既擴(kuò)大鐵皮石斛、紅棗的應(yīng)用范圍，有效利用資源，又使鐵皮石斛等功效在酸奶中得以應(yīng)用，增加新的保健酸乳品種，并兼有廣泛的養(yǎng)生作用，滿足人們對不同功能性保健乳品的要求，具有一定的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值和廣闊的市場應(yīng)用前景。

研發(fā)的新產(chǎn)品營養(yǎng)全面、風(fēng)味優(yōu)良、口感細(xì)膩，是一種新型的保健乳酸菌飲料，填補(bǔ)了市場空白，為我國鐵皮石斛等資源的合理利用和酸乳新品種的開發(fā)開辟了一條新途徑。

1 材料與方法

1.1 原料與儀器

1.1.1 原料

鐵皮石斛、紅棗、鮮奶、白砂糖、魔芋粉、乳酸菌，均為市售。

1.1.2 試驗(yàn)儀器

電磁爐、鍋、真空冷凍干燥機(jī)，北京博醫(yī)康實(shí)驗(yàn)儀器有限公司產(chǎn)品；JJ-2B型組織搗碎勻漿機(jī)，金壇市榮華儀器制造有限公司產(chǎn)品；JYZ-B521型九陽榨汁機(jī)，九陽股份有限公司產(chǎn)品；SW-CJ-2D型超凈工作臺，蘇州凈化設(shè)備公司產(chǎn)品；YXD804b280型滅菌鍋，上海博訊實(shí)業(yè)公司產(chǎn)品；PYX-DHS-3型培養(yǎng)箱、SF-400型天平、ACS-30A型電子秤，福州科迪電子技術(shù)有限公司產(chǎn)品；冰箱、GYB40-10S型均質(zhì)器，上海東華高壓均質(zhì)機(jī)廠產(chǎn)品；FJ-12HB型電熱式發(fā)酵箱，多利食品機(jī)械有限公司產(chǎn)品；pH計(jì)，上海偉業(yè)儀器廠產(chǎn)品。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 工藝流程

鐵皮石斛：清洗→切段→加水→打漿→過濾→鐵皮石斛汁。

鐵皮石斛汁+超微紅棗粉+鮮奶+糖→調(diào)配→預(yù)熱→均質(zhì)→殺菌→冷卻→接種→無菌灌裝→發(fā)酵→冷藏后熟→成品。

1.2.2 操作要點(diǎn)

（1） 鐵皮石斛汁的制備。選用表面無病蟲害、無腐爛變質(zhì)的、無機(jī)械損傷的新鮮鐵皮石斛。鐵皮石斛在清洗后放入打漿機(jī)中，加水（8倍），打成漿，用4層紗布過濾，并擠壓，得鐵皮石斛汁備用。

（2）超微紅棗粉的制備。經(jīng)冷凍升華干燥，采用雙螺桿擠壓工藝結(jié)合超微粉碎集成技術(shù)制成。

（3）調(diào)配均質(zhì)。將鐵皮石斛汁、紅棗、鮮奶、糖按照一定比例混合預(yù)熱，均質(zhì)處理，均質(zhì)溫度65℃，均質(zhì)壓力22 MPa。

（4）滅菌、冷卻、接種、無菌灌裝、發(fā)酵。將均質(zhì)好的料液進(jìn)行巴氏殺菌，加熱至95℃，維持5 min殺菌，然后冷卻至40℃，接入乳酸菌發(fā)酵劑，無菌灌裝，并在42℃條件下恒溫發(fā)酵7 h。

（5）冷藏。將發(fā)酵好的產(chǎn)品迅速冷卻至10℃以下，然后迅速置于0～4℃下保存12 h，經(jīng)檢驗(yàn)合格后即為成品。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

首先采用單因素試驗(yàn)，選取鐵皮石斛汁添加量、紅棗粉添加量、鮮奶添加量、白砂糖添加量進(jìn)行單因素試驗(yàn)。在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，以鐵皮石斛汁添加量、紅棗粉添加量、鮮奶添加量、白砂糖添加量為因素，設(shè)計(jì)四因素三水平的正交試驗(yàn)來確定產(chǎn)品的最佳配方。

（1）感官評定。參照酸奶的感官評定方法，分別從色澤、氣味、滋味和組織狀態(tài)4個(gè)方面進(jìn)行評分，總分為100分。

感官評定方法見表1[6]。

（2） 理化指標(biāo)。可溶性固形物用折光儀測定；酸度用pH計(jì)。

表1 感官評定方法

（3）微生物指標(biāo)測定。大腸桿菌按GB 4789.3—2016檢驗(yàn)；致病菌按GB 29921—2013檢驗(yàn)；乳酸菌按GB4789.35—2016檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 鐵皮石斛汁添加量的選擇與分析

以感官評定為指標(biāo)，通過固定紅棗粉、鮮奶、白砂糖的添加量，改變不同的鐵皮石斛汁添加量，確定其最佳配比。

鐵皮石斛汁添加量對酸奶感官品質(zhì)的影響見表2。

由表2可知，鐵皮石斛添加量在30%時(shí)口感和顏色最佳。

表2 鐵皮石斛汁添加量對酸奶感官品質(zhì)的影響

2.2 紅棗粉添加量的選擇與分析

以感官評定為指標(biāo)，通過固定鐵皮石斛汁、鮮奶、白砂糖的添加量，改變紅棗粉添加量，確定其最佳配比。

紅棗粉添加量對酸奶的影響見表3。

表3 紅棗粉添加量對酸奶的影響

由表3可知，紅棗粉添加量在1.5%的時(shí)候顏色香味較佳。

2.3 鮮奶添加量的選擇與分析

以感官評定為指標(biāo)，通過固定鐵皮石斛汁、紅棗粉、白砂糖添加量，改變鮮奶添加量，確定其最佳配比。

鮮奶添加量對酸奶的影響見表4。

表4 鮮奶添加量對酸奶的影響

由表4可知，鮮奶添加量為50%時(shí)的產(chǎn)品效果較佳。

2.4 白砂糖添加量的選擇與分析

以感官評定為指標(biāo)，通過固定鐵皮石斛汁、紅棗粉、鮮奶的添加量，改變白砂糖添加量，確定其最佳配比。

白砂糖添加量對酸奶的影響見表5。

表5 白砂糖添加量對酸奶的影響

發(fā)酵液中加入適量白砂糖可改善成品的酸味，如果加糖量過多，不僅產(chǎn)品過甜，而且還會使混合乳液的滲透壓增大而阻礙乳酸菌的生長。由表5可知，白砂糖添加量在5.0%時(shí)口感較好。

2.5 正交試驗(yàn)

以鐵皮石斛汁添加量（A）、紅棗粉添加量（B）、鮮奶添加量（C）、白砂糖添加量（D） 為因素，感官評分為指標(biāo)，設(shè)計(jì)四因素三水平正交試驗(yàn)確定酸奶的最佳配方。

正交試驗(yàn)因素與水平設(shè)計(jì)見表6，正交試驗(yàn)結(jié)果見表7。

表6 正交試驗(yàn)因素與水平設(shè)計(jì)/%

表7 正交試驗(yàn)結(jié)果

由表7極差分析結(jié)果可知，B因素，即棗汁添加量為最重要因素，其次是A因素，即鐵皮石斛汁添加量，再就是C因素即鮮奶添加量，最后是D因素，即白砂糖添加量，B＞A＞C＞D，所以第一因素紅棗粉對產(chǎn)品結(jié)果影響最大，第二是鐵皮石斛汁，第三是鮮奶，最后是白砂糖?？紤]到因素A成本較昂貴。因此，從降低成本考慮確定最佳組合為A2B2C2D2，即鐵皮石斛汁添加量30%，紅棗粉添加量1.5%，鮮奶添加量50%，白砂糖添加量5%。此外添加穩(wěn)定劑魔芋粉0.1%，在均質(zhì)溫度65℃，均質(zhì)壓力22 MPa下均質(zhì)，采用直投式乳酸菌種1 g/1 000 mL的量，在42℃下發(fā)酵7 h，pH值為4.0～4.2，可溶性固形物12.0%，可制得營養(yǎng)全面、風(fēng)味優(yōu)良、口感細(xì)膩的一種新型的石斛紅棗復(fù)合保健乳酸菌飲料。

2.6 鐵皮石斛紅棗乳酸菌飲料產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)

2.6.1 感官指標(biāo)

（1）色澤。紅褐色，色澤均勻一致；滋味與氣味具有鐵皮石斛、紅棗和發(fā)酵乳特有滋味、氣味，乳香味與鐵皮石斛、紅棗味協(xié)調(diào)，酸甜可口，柔和細(xì)膩，口感潤滑。

（2） 組織狀態(tài)。均勻細(xì)膩的乳狀液體，無分層，允許有少量沉淀。

2.6.2 營養(yǎng)指標(biāo)

蛋白質(zhì)≥1.0%，脂肪≥1.0%，酸度70～80°T，pH值為4.0～4.2，可溶性固形物12.0%。

2.6.3 衛(wèi)生指標(biāo)

總砷（以As計(jì)） ≤0.2mg/L，鉛（Pb） ≤0.05mg/L，銅 （Cu） ≤5.0 mg/L，苯甲酸≤0.03 g/kg。脲酶試驗(yàn)：陰性。

2.6.4 微生物指標(biāo)

菌落總數(shù)≤100 CFU/g，大腸菌群≤3 MPN/100 mL，霉菌≤30 CFU/g，酵母≤50 CFU/g，致病菌（沙門菌、志賀菌、金黃色葡萄球菌）不得檢出[6-7]。

3 結(jié)論

鐵皮石斛乳酸菌飲料發(fā)酵工藝的最優(yōu)組合為鐵皮石斛汁添加量30%，紅棗粉添加量1.5%，鮮奶添加量50%，白砂糖添加量5%，穩(wěn)定劑魔芋粉添加量0.1%，在均質(zhì)溫度65℃，均質(zhì)壓力22 MPa下均質(zhì)，采用直投式乳酸菌種1 g/1 000 mL的量，在42℃下發(fā)酵7 h，pH值為4.0～4.2，可溶性固形物12.0%可制得品質(zhì)優(yōu)良的鐵皮石斛乳酸菌飲料。該產(chǎn)品口感細(xì)膩爽滑、酸甜適中、色澤均勻，呈淺黃色，無分層現(xiàn)象，風(fēng)味協(xié)調(diào)，兼有鐵皮石斛和紅棗酸乳特有的風(fēng)味。鐵皮石斛鮮條保鮮時(shí)間不長久，也可采用雙螺桿擠壓工藝結(jié)合超微粉碎集成技術(shù)制成超微鐵皮石斛粉加工石斛乳酸菌飲料。石斛內(nèi)含有豐富的多糖類物質(zhì)，研究表明添加一定量的多糖可抑制乳酸菌飲料的后發(fā)酵過程，從而延緩酸度的上升，有利于改善乳酸菌飲料的品質(zhì)，延長乳酸菌飲料的保質(zhì)期[8]。

鐵皮石斛中固有的多種功能性成分，使其具有增強(qiáng)免疫力、抗氧化等功能，鐵皮石斛保健食品的開發(fā)，應(yīng)在初加工的基礎(chǔ)上大力加強(qiáng)對其深加工產(chǎn)品的開發(fā)，從而創(chuàng)造出更多方便食用的具有保健功能的鐵皮石斛產(chǎn)品。