鐵皮石斛熟地酸奶的研究與開發(fā)

孫思勝　覃成　張曉娟　鄭宇　祝曉云　羅希榕　江村　余家奇　劉培洪　楊忠蘭

摘要 為了充分開發(fā)藥食兩用材料鐵皮石斛和熟地的利用價值，豐富酸奶的種類，以全脂奶粉、鮮鐵皮石斛、熟地和木糖醇為原料，研究了鐵皮石斛熟地酸奶的制作工藝。以感官品質(zhì)為評價指標(biāo)，通過單因素試驗和正交試驗，探討鐵皮石斛浸提液添加量、熟地浸提液添加量、木糖醇添加量、奶粉添加量、菌種添加量以及發(fā)酵時間對鐵皮石斛熟地酸奶品質(zhì)的影響，確定其最佳工藝。鐵皮石斛浸提液添加量5%，熟地浸提液添加量6%，木糖醇添加量11%，奶粉添加量17%，菌種添加量0.32%，得到產(chǎn)品的綜合感官評分90.5。42 ℃條件下發(fā)酵 6 h后置于4 ℃冰箱后11 h得到的鐵皮石斛熟地酸奶酸甜適中，口感爽滑，質(zhì)地細膩，呈穩(wěn)定均一的淡黃色，具有鐵皮石斛特殊的青草香味，理化指標(biāo)與微生物指標(biāo)均符合國家標(biāo)準(zhǔn)要求。

關(guān)鍵詞 鐵皮石斛；熟地；木糖醇；酸奶

中圖分類號 TS252.54文獻標(biāo)識碼 A文章編號 0517-6611（2024）08-0155-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.08.036

Development and Research of Yogurt with the Dendrobium officinale and Prepared Rehmannia Root

SUN Si-sheng1， QIN Cheng1， ZHANG Xiao-juan2 et al

（1.Department of Modern Agriculture of Zunyi Vocational and Technical College/Key Laboratory of Protection， Development and Utilization of Characteristic Biological Resources in Karst Area， Zunyi， Guizhou 563006；2. Institute of Systems Engineering，Academy of Military Science，Beijing 100010）

Abstract In order to fully develop the utilization value of medicinal and edible materials of fresh Dendrobium officinale and prepared rehmannia root， enrich the types of yogurt. Using whole milk powder， fresh Dendrobium officinale， prepared rehmannia root and xylitol as raw materials， the production process of Dendrobium officinale prepared rehmannia root yogurt was studied. With the sensory quality as the evaluation index， the effects of the addition of Dendrobium officinale extract， the addition of prepared rehmannia root extract， the addition of xylitol， the addition of milk powder， the addition of strain and the fermentation time on the quality of yogurt with Dendrobium officinale and prepared rehmannia root were investigated by single factor test and orthogonal experiment to determine the optimum production conditions.? The results showed that the optimum formula and process were as follows：the addition Dendrobium officinale extract was 5%， the addition of prepared rehmannia root extract was 6%， the addition of xylitol was 11%， the addition of milk powder was 17%， the addition of strain was 0.32%， the fermentation temperature was 42℃， and the fermentation time was 6 h. Solidified yogurt with the Dendrobium officinale and prepared rehmannia root with good quality was obtained under the conditions， showing a stable and uniform light yellow， moderate sweet and sour， smooth taste， delicate texture， with the special grass flavor of Dendrobium officinale. Its physical and chemical indexes and microbial indexes all meet the requirements of national standards.

Key words Dendrobium officinale;Prepared rehmannia root;Xylitol;Yogurt

藥食兩用材料，是指既被列入《中華人民共和國藥典》中的物質(zhì)，又是傳統(tǒng)上作為食品具有食用歷史的物質(zhì)［1］。以藥食兩用材料加工而成的保健食品或食品，同時具備中藥的保健功能和食品的營養(yǎng)功能，堅持長期食用，能有效降低不良飲食導(dǎo)致的潛在疾病風(fēng)險，從而提高全社會的健康水平［2-3］。2019年國家衛(wèi)健委等部門發(fā)布了新加9種藥食兩用物質(zhì)，即黨參、肉蓯蓉、鐵皮石斛、西洋參、黃芪、靈芝、山茱萸、天麻、杜仲葉等［4］。

鐵皮石斛為蘭科石斛屬植物，因其表皮呈鐵綠色而得名［5-6］。由于鐵皮石斛具有廣泛的保健功效，一直被視為石斛中的珍品，鐵皮石斛的鮮莖可以直接食用［7］，通常加工成干品楓斗、石斛餅干［8］等。鐵皮石斛中主要含有石斛多糖、石斛堿、氨基酸以及多種揮發(fā)性成分等活性物質(zhì)［9］。現(xiàn)代藥理學(xué)證明，鐵皮石斛具有降血糖、抗衰老、抗腫瘤和提高免疫力等作用［10-12］。熟地黃為玄參科植物地黃的塊根經(jīng)過酒燉法或蒸法等制作工藝炮制而成，具有補血滋陰，填精益髓的功效［5］。熟地黃浸提液可以提高記憶力，具有抗焦慮、抗腫瘤及促進內(nèi)皮細胞增殖作用［13］。此外，熟地可以配制保健酒［14］。

木糖醇是從農(nóng)作物玉米芯、甘蔗等物質(zhì)中提取出來的，是一種新型純天然甜味劑。木糖醇在體內(nèi)代謝不會誘導(dǎo)血糖增加且不需要胰島素的參與，是糖尿病患者理想的甜味劑［15-16］。隨著我國居民生活水平的不斷提高，糖尿病患者顯著增多。健康飲食對調(diào)節(jié)糖尿病患者的血糖起到積極作用［16］。酸奶具有較高的營養(yǎng)價值和生理功能，但目前適合糖尿病患者飲用的酸奶種類較少。

糖尿病患者具有陰虛的特點，鐵皮石斛和熟地具有滋陰的功效［17］。筆者通過乳酸菌發(fā)酵的方法，研制出一種集鐵皮石斛、熟地和酸奶的保健功能于一體的新品類酸奶，供給糖尿病患者食用，旨在豐富酸奶品種，同時也為開發(fā)我國豐富的鐵皮石斛和地黃栽培資源提供新的思路和方向。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

全脂奶粉（內(nèi)蒙古伊利實業(yè)集團股份有限公司）；鐵皮石斛（漳浦揚基園藝發(fā)展有限公司）；熟地（懷參苑優(yōu)質(zhì)藥材公司）；木糖醇（食品級，廣東福正東海食品有限公司）；乳酸菌（嗜熱鏈球菌和保加利亞乳桿菌（1∶1），北京川秀科技有限公司）；純凈水（娃哈哈）；氯化鈉、酚酞指示劑（國藥集團化學(xué)試劑有限公司）。

1.2 儀器與設(shè)備

EA2004B電子天平（上海佑科儀器儀表有限公司）；C21-RT2112電磁爐（廣州美的生活電器制造有限公司）；DZ-2BCII真空干燥箱（上海賢德實驗儀器有限公司）；SPX-250B智能生化培養(yǎng)箱（金壇市國旺實驗儀器廠）；BCD-225SFM冰箱（青島海爾股份有限公司）；WYT-4型手持糖度計（上海精密儀器儀表有限公司）；PHS-3C型 pH計（上海佑科儀器儀表有限公司）。

1.3 基礎(chǔ)配方

鐵皮石斛熟地酸奶的基礎(chǔ)配方：奶粉的添加量為17%，木糖醇的添加量為11%，菌種的添加量為0.32%，熟地浸提液的添加量為6%，鐵皮石斛浸提液的添加量為5%。

1.4 工藝流程

全脂奶粉→加水復(fù)原→復(fù)原乳→預(yù)熱（50～60 ℃）→加糖→加入鐵皮石斛和熟地提取浸提液→殺菌→冷卻40～45 ℃→添加菌種→灌裝→發(fā)酵→后熟→成品

1.5 單因素試驗

試驗以奶粉添加量、木糖醇添加量、菌種添加量、發(fā)酵時間、熟地浸提液添加量以及鐵皮石斛浸提液添加量6個因素作為單因素試驗的對象，探討其對鐵皮石斛熟地酸奶品質(zhì)的影響。

1.6 正交試驗

在單因素試驗的基礎(chǔ)上，對鐵皮石斛熟地酸奶品質(zhì)起主要作用的鐵皮石斛浸提液添加量、熟地浸提液添加量、木糖醇添加量和發(fā)酵時間4因素3水平采用L9（34）進行正交試驗，以感官評價標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，考察4個因素對鐵皮石斛熟地酸奶的影響。試驗因素和水平見表1。

1.7 感官評價標(biāo)準(zhǔn)

隨機選擇有經(jīng)驗品評者10人，采用百分制評分檢驗法，對鐵皮石斛酸奶的色澤、氣味、滋味、組織狀態(tài)進行評價。具體評價標(biāo)準(zhǔn)見表2［18-19］。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗結(jié)果

2.1.1 奶粉添加量對鐵皮石斛熟地酸奶品質(zhì)的影響。

當(dāng)奶粉添加量11%時，鐵皮石斛熟地酸奶組織狀態(tài)不均勻破裂，色澤不亮，感官評分不高（66.5）；當(dāng)奶粉添加量17%時，鐵皮石斛熟地酸奶表面光滑，組織狀態(tài)均勻，口感爽滑細膩，無粗糙感，綜合感官評分最高（81.0）；當(dāng)奶粉添加量不斷增加時，鐵皮石斛熟地酸奶口感粗糙，逐漸被濃重的奶粉味所掩蓋。因而，奶粉的最佳添加量為17％（圖1）。

2.1.2 木糖醇添加量對鐵皮石斛熟地酸奶品質(zhì)的影響。

酸奶的甜度是影響其口感的重要因素。當(dāng)木糖醇添加量7%時，鐵皮石斛熟地酸奶發(fā)酵效果不好，口感較酸，組織狀態(tài)不均勻，有乳清析出，評分較低（66.5）；當(dāng)木糖醇添加量11%時，鐵皮石斛熟地酸奶組織狀態(tài)均勻，口感酸甜爽口，無粗糙感，綜合感官評分最高（82.0）；當(dāng)木糖醇添加量不斷增加時，抑制了菌種的增殖速率，延長了發(fā)酵時間，使酸奶在規(guī)定的時間內(nèi)凝塊不均勻，口感過甜，發(fā)酵乳獨特的風(fēng)味喪失?？梢姡咎谴嫉淖钸m添加量為11%（圖2）。

2.1.3 菌種添加量對鐵皮石斛熟地酸奶品質(zhì)的影響。

從圖3可以看出，隨著菌種添加量的增加，鐵皮石斛熟地酸奶綜合感官評價呈先升高后降低趨勢。當(dāng)菌種添加量為3.2%時，鐵皮石斛熟地酸奶酸甜適中，表面光滑，口感爽滑細膩，質(zhì)地均勻，感官評分最高（82.5）；當(dāng)菌種添加量小于3.2%時，鐵皮石斛熟地酸奶偏甜，有粗糙感，組織不均勻；當(dāng)菌種添加量大于3.2%時，鐵皮石斛熟地酸奶偏酸，有粗糙感，有乳清析出。這是由于接種量過大不僅加速了發(fā)酵的進程，加速了乳酸菌的衰亡，導(dǎo)致乳酸菌總數(shù)下降；而且會加快產(chǎn)酸速度，使蛋白脫水收縮，導(dǎo)致乳清析出，組織狀態(tài)粗糙，從而使綜合感官評分降低。

2.1.4 發(fā)酵時間對鐵皮石斛熟地酸奶品質(zhì)的影響。

當(dāng)發(fā)酵時間為4 h時，鐵皮石斛熟地酸奶凝塊組織狀態(tài)不均勻；當(dāng)發(fā)酵時間為6 h時，感官評分最高（82.5），酸奶發(fā)酵后味充分，口感爽滑細膩；當(dāng)發(fā)酵時間增加到8 h時，鐵皮石斛熟地酸奶有乳清析出，影響口感（圖4）?？梢姡F皮石斛熟地酸奶發(fā)酵的最佳時間為6 h。

2.1.5 熟地浸提液添加量對鐵皮石斛熟地酸奶品質(zhì)的影響。

熟地浸提液添加量過低，鐵皮石斛熟地酸奶和普通凝固型酸奶顏色一致，熟地風(fēng)味不明顯；熟地浸提液添加量過高，鐵皮石斛熟地酸奶變?yōu)橥咙S色，影響外觀品質(zhì)；當(dāng)熟地浸提液添加量為6%時，感官評分最高（86.5），酸奶呈現(xiàn)淡黃色，具有光澤，顏色均一（圖5）。因此，確定6%為最佳熟地浸提液添加量。

2.1.6 鐵皮石斛浸提液添加量對鐵皮石斛熟地酸奶品質(zhì)的影響。

從圖6可見，隨著鐵皮石斛浸提液添加量的增加，鐵皮石斛熟地酸奶綜合感官評分呈先升高后降低趨勢；當(dāng)鐵皮石斛浸提液添加量為5%時，感官評分最高，酸奶中鐵皮石斛的青草香味與乳酸菌發(fā)酵的香味達到完美融合；當(dāng)鐵皮石斛浸提液添加量過小時，酸奶中無鐵皮石斛的青草香味；當(dāng)鐵皮石斛浸提液添加量過大時，酸奶中鐵皮石斛的青草香味掩蓋了乳酸發(fā)酵的香味?？梢?，鐵皮石斛浸提液的最適添加量為5%。

2.2 正交試驗結(jié)果

在單因素試驗的基礎(chǔ)上，鐵皮石斛浸提液添加量、熟地浸提液添加量、木糖醇添加量和發(fā)酵時間分別用A、B、C和D表示，鐵皮石斛熟地酸奶的正交試驗因素設(shè)計與結(jié)果見表3。

由表3可知，各因素的極差表現(xiàn)為B＞A＞C＞D，即4個因素對鐵皮石斛熟地酸奶的影響程度從大到小依次為熟地浸提液添加量、鐵皮石斛浸提液添加量、木糖醇添加量、發(fā)酵時間；根據(jù)k值推斷，最佳組合為A2B2C2D2，即鐵皮石斛浸提液添加量5%，熟地浸提液添加量6%，木糖醇添加量11%，發(fā)酵時間6 h為鐵皮石斛熟地酸奶的最適工藝配方。

2.3 驗證試驗

由直觀分析的最優(yōu)組合A1B2C2D2與正交表中直接對比分析的最優(yōu)組合A2B2C2D2進行驗證試驗，結(jié)果見表4。由表4可知，組合A2B2C2D2的綜合感官評分較高（90.5分），為最適配方，即鐵皮石斛浸提液添加量為5%，熟地浸提液添加量為6%，木糖醇添加量為11%，發(fā)酵時間為6 h，奶粉添加量為17%，菌種添加量為0.32%。

2.4 產(chǎn)品指標(biāo)

2.4.1 感官指標(biāo)。

經(jīng)該工藝制成的鐵皮石斛熟地酸奶品質(zhì)呈淡黃色，有光澤，顏色均一，具有鐵皮石斛特殊的青草香味和純正乳酸發(fā)酵的香味，酸甜適中，口感爽滑細膩，組織狀態(tài)穩(wěn)定。

2.4.2 理化指標(biāo)。

在最佳工藝條件下進行鐵皮石斛熟地酸奶的制作，測得的蛋白質(zhì)含量為（2.8±0.10）%，脂肪含量為（3.0±0.20）%，酸度為（72±0.25）°T（中和 100 g 樣品所需 0.1 mol/L NaOH 標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積），可溶性固形物含量 12%，均符合GB 19302—2010要求。

3 結(jié)論

該研究以全脂奶粉、鮮鐵皮石斛、熟地和木糖醇為原料，以木糖醇為輔料，對鮮鐵皮石斛、熟地浸提液的最優(yōu)配方及理化指標(biāo)、微生物指標(biāo)進行了探討。通過單因素試驗、正交設(shè)計試驗及驗證試驗得出鐵皮石斛熟地酸奶最佳制作工藝為奶粉添加量17%，木糖醇添加量11%，菌種添加量0.32%，熟地浸提液添加量6%，鐵皮石斛浸提液添加量5%，在42 ℃條件下發(fā)酵6 h后置于4 ℃ 培養(yǎng)箱后熟11 h。制得的酸奶呈淡黃色，有光澤，顏色均一，具有鐵皮石斛特殊的青草香味和純正乳酸發(fā)酵的香味，酸甜適中，口感爽滑細膩，組織狀態(tài)穩(wěn)定。與傳統(tǒng)普通酸奶相比，成本稍高，隨著2種藥食同源材料的加入，鐵皮石斛和熟地的保健作用也會有所展現(xiàn)，且含糖量少，具有鐵皮石斛的青草香味，更符合現(xiàn)代人對健康的追求，適宜糖尿病患者飲用，具有一定市場前景。

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基金項目 貴州省科技支撐計劃項目（黔科合支撐〔2022〕一般117號，黔科合支撐〔2021〕一般267號，黔科合支撐〔2019〕2258號）；遵義市科技計劃項目（遵市科合HZ字〔2022〕1號）；2020年度院級科研創(chuàng)新團隊培養(yǎng)項目（遵職院辦發(fā)〔2020〕87號）。

作者簡介 孫思勝（1982—），男，河南范縣人，副教授，博士，從事藥食兩用植物資源綜合開發(fā)與利用研究。

*通信作者，教授，博士，從事辣椒遺傳育種研究。

收稿日期 2023-05-17；修回日期 2023-06-27