复合酶法制备金钗石斛鲜果饮工艺

李夏，谢光杰，徐丽萍*

四川化工职业技术学院（泸州 646000）

金钗石斛（Dendrobium nobileLindl.）为兰科石斛属多年生草本植物，主要分布在我国贵州、四川、云南、广西、广东等地区，为《中国药典》收录的主要药用石斛之一[1]。其具有生津健胃、滋阴清热等作用，用于热病津伤，口干烦渴，胃阴不足，食少干呕，病后虚热不退，阴虚火旺，目暗不明[1]。金钗石斛的化学成分主要有生物碱、多糖等，其特征性成分主要为石斛碱[2-3]。石斛碱具有清热解毒、降低血糖、抗肿瘤等功效，有研究表明，石斛碱在缓解大鼠的糖性白内障症状[4]，减轻或缓解脑部缺血性损伤[5]，抑制肿瘤细胞增殖并诱导细胞凋亡[6-7]等方面具有良好应用。徐雅囡等[8]研究显示，金钗石斛中所含黄铜、多糖、生物碱等活性成分均高于其他种类石斛。

市售的石斛商品主要有胶囊剂、口服液、浸膏等，商品形式主要为药品，很难起到使用石斛进行日常保健的作用。近年来，消费者保健意识的提高，为迎合消费者的保健需求[9]，金钗石斛商品市场亟待拓宽。试验以金钗石斛为原料，通过复合酶法制备生物碱含量高的金钗石斛汁，与雪梨汁、蔗糖、柠檬酸等辅料进行调配，研制一种具有日常保健功能的金钗石斛雪梨饮，用于中老年人群日常保健、癌症预防及抗癌放化疗期间的辅助调理。

1 材料与方法

1.1 材料与设备仪器

1.1.1 试验材料

金钗石斛、雪梨、苹果、橙子、草莓、西柚（均为市售）；蔗糖；纤维素-果胶复合酶、柠檬酸（均为食品级）。

1.1.2 仪器与设备

榨汁机（九阳股份有限公司）；HH-s6型恒温水浴锅（双列六孔）；721型紫外光分光光度计；JA2003型电子天平；TDZ5型离心机；电磁炉；旋转真空蒸发仪。

1.2 试验方法

1.2.1 金钗石斛鲜果饮制备工艺流程

1.2.2 工艺要点

1.2.2.1 金钗石斛汁的制备

选择市售新鲜金钗石斛，取其茎部，在清水中洗净后切成3 cm长的小段冷冻，按1∶1比例加入去离子水，破碎打浆，石斛浆按复合酶解正交试验结果浸提生物碱，于90 ℃灭酶10 min，冷却至室温，按3 000 r/min离心5 min[10]，经3层纱布进行过滤，使用旋转真空蒸发仪浓缩至原体积1/2，杀菌后冷却，得到金钗石斛汁。

1.2.2.2 雪梨汁的制备工艺流程[11]

根据正交试验结果，选择市售新鲜雪梨，使用清水洗净果皮，去皮后将果肉切丁，于90 ℃水温漂烫1.5 min，护色后进行打浆，用3层纱布过滤，杀菌后冷却。

1.2.2.3 混合调配

将石斛汁、雪梨汁、蔗糖、柠檬酸按试验最优组合比例混合。

1.2.2.4 灌装、灭菌、冷却

将调配好的的金钗石斛雪梨饮灌装、封口，杀菌20 min（杀菌温度95 ℃），冷却后即制成金钗石斛鲜果饮。

1.3 金钗石斛鲜果饮评价指标

1.3.1 感官指标

选择20名年龄分布在老、中、青3个阶段并具有一定食品感官评价经验的人员组成品鉴小组，从颜色（20分）、香气（30分）、液体状态（20分）和口感（30分）4个感官方面评价金钗石斛鲜果饮（总分100分），具体评分标准见表1[12]。

表1 金钗石斛鲜果饮感官评分标准表

1.3.2 微生物指标

参照GB/T 4789.21—2003《食品卫生微生物学检验冷冻饮品、饮料规定的方法检验》。

1.3.3 可溶性固形物指标

参照GB/T 12143—2008《饮料通用分析方法》检验可溶性固形物指标。

1.3.4 总生物碱含量的测定[13]石斛汁中总生物碱含量测定使用酸性染料比色法。标准溶液制备：取100 mL容量瓶，加入1 mg干燥至恒重的石斛碱标准品，用三氯甲烷定容至刻度。

绘制标准曲线：取5只10 mL的容量瓶，分别向其中加入1.0，2.0，3.0，4.0和5.0 mL上述标准液，用三氯甲烷分别定容至刻度，移入60 mL分液漏斗中，向分液漏斗中加入5.0 mL pH 4.5缓冲液和2.0 mL浓度0.04%的溴甲酚绿溶液，剧烈摇晃5 min，使其混合均匀，静置30 min。准确吸取5.0 mL液体，加入1.0 mL氢氧化钠乙醇溶液（浓度0.01 mol/L），摇匀，于620 nm处测吸光度，绘制标准曲线，得线性回归方程：y=0.153x-0.031 6（r=0.998 8）。

待测样品经同法处理后测定总生物碱含量。

2 结果与分析

2.1 复合酶法浸提生物碱

纤维素-果胶复合酶可以破坏葡萄糖键，加速研磨或压榨过程中细胞壁的破坏，加速细胞内有效物质的释放，同时果胶酶可以降低压榨后果汁的黏稠度，改变流体特征，对提高有效成分的提取率有辅助作用[14]。

陈敏等[15]研究显示，冷冻预处理对石斛汁中总生物碱溶出影响较大，将石斛茎冷冻预处理后榨汁，总生物碱溶出量大，因此试验均使用冷冻预处理的金钗石斛茎部。

2.1.1 生物碱酶解浸提单因素试验

2.1.1.1 酶解时间对石斛汁中总生物碱溶出量影响

在温度40 ℃、pH 4.5，加酶量10 mg/mL条件下，考察酶解时间对总生物碱溶出量影响，结果见表2。

表2 酶解时间对石斛汁中总生物碱溶出量影响表

2.1.1.2 酶解温度对石斛汁中总生物碱溶出量影响

在加酶量10 mg/mL、体系pH 4.5、酶解时间30 min条件下，考察酶解温度对总生物碱溶出量影响，结果见表3。

表3 酶解温度对石斛汁中总生物碱溶出量影响表

2.1.1.3 酶解pH对石斛汁中总生物碱溶出量影响

在温度40 ℃、加酶量10 mg/mL、酶解时间30 min条件下，考察酶解pH对总生物碱溶出量影响，结果见表4。

表4 酶解pH对石斛汁中总生物碱溶出量影响表

2.1.1.4 加酶量对石斛汁中总生物碱溶出量影响

在温度40 ℃、酶解时间30 min、pH 4.5条件下，考察加酶量对总生物碱溶出量影响，结果见表5。

表5 加酶量对石斛汁中总生物碱溶出量影响表

2.1.2 总生物碱溶出量正交试验

根据单因素试验的结果，设计四因素三水平的正交试验，确定总生物碱溶出量的最优条件组合。正交试验因素水平设计表见表6，结果见表7。

表6 总生物碱溶出量正交试验因素水平表

表7 总生物碱溶出量正交试验结果表

结果分析可知：4个因素中，影响金钗石斛总生物碱溶出量的主次顺序为C＞B＞A＞D，即酶解pH＞酶解温度＞酶解时间＞加酶量；最佳组合为A2B3C3D2，即在温度45 ℃、pH 5.0、酶量15 mg/mL条件下酶解30 min后，测得金钗石斛总生物碱得率为0.521%，确认为最佳条件。

2.2 金钗石斛鲜果饮制备

2.2.1 金钗石斛鲜果饮调配单因素试验

2.2.1.1 调配用果汁的确定

在蔗糖10%、柠檬酸2%条件下，按照金钗石斛汁与新鲜果汁1∶1比例进行试验，品鉴小组按照1.3.1感官指标进行打分，试验结果见表8。

表8 调配果汁单因素试验的感官得分表

结果显示，使用雪梨作为调配果汁口味明显优于其他水果，故后续试验均使用雪梨作为调配果汁。

2.2.1.2 金钗石斛汁添加量对金钗石斛鲜果饮的影响

在雪梨汁30%、蔗糖10%、柠檬酸2%的条件下，研究金钗石斛汁添加量对感官评分的影响，结果见表9。

表9 金钗石斛汁添加量对金钗石斛鲜果饮感官评分的影响表

2.2.1.3 雪梨汁添加量对金钗石斛鲜果饮的影响

在金钗石斛汁30%、蔗糖10%、柠檬酸2%条件下，研究雪梨汁添加量对感官评分的影响，结果见表10。

表10 雪梨汁添加量对金钗石斛鲜果饮感官评分的影响表

2.2.1.4 蔗糖添加量对金钗石斛鲜果饮的影响

在金钗石斛汁30%、雪梨汁30%、柠檬酸2%的条件下，研究不同蔗糖添加量的感官评分结果，结果见表11。

表11 蔗糖添加量对金钗石斛鲜果饮感官评分的影响表

2.2.1.5 柠檬酸添加量对金钗石斛鲜果饮的影响

在金钗石斛汁50%、雪梨汁50%、蔗糖10%时，分析柠檬酸添加量对感官评分的影响，结果见表12。

表12 柠檬酸添加量对金钗石斛鲜果饮感官评分的影响表

2.2.2 金钗石斛鲜果饮调配正交试验

根据单因素试验的结果，设计四因素三水平的正交试验，确定金钗石斛鲜果饮的最优调配组合。其中，4个因素分别为金钗石斛汁添加量、雪梨汁添加量、蔗糖添加量、柠檬酸添加量，正交试验因素水平表见表13，结果见表14。

表13 金钗石斛鲜果饮调配正交试验因素水平表 单位：%

表14 金钗石斛鲜果饮调配正交试验结果表

结果分析可知，影响金钗石斛鲜果饮感官评分的各因素主次顺序为A＞C＞B＞D，即金钗石斛汁添加量＞蔗糖使用量＞雪梨汁添加量＞柠檬酸使用量。最佳组合为A2B1C2D2，即金钗石斛汁添加量30%、雪梨汁添加量30%、蔗糖使用量10%、柠檬酸使用量2%，其余为水。在此条件下进行试验，金钗石斛鲜果饮感官得分85.0分，确认为最佳条件。

3 结论

金钗石斛作为药食两用材料，在食品营养和日常保健领域具有极大优势，其市场潜力巨大。因此以金钗石斛为主要原料的功能型饮料如能规模化生产，将产生极大的经济效益。试验通过复合酶解法提高金钗石斛汁中总生物碱溶出量，配以新鲜果汁、蔗糖、柠檬酸进行饮料调配，对这2个关键工艺进行研究。

通过单因素试验及正交试验进行总生物碱酶解溶出量的优化，确定在温度45 ℃、pH 5.0、加酶量15 mg/mL条件下酶解30 min，金钗石斛总生物碱得率为0.521%，此条件组合最优，石斛汁总生物碱溶出量最大。

金钗石斛鲜果饮的最佳调配配方为金钗石斛汁添加量30%、雪梨汁添加量30%、蔗糖添加量10%、柠檬酸添加量2%。按该配方做出的饮料呈浅黄色，汤汁清亮，石斛清香气味浓郁，酸甜可口，广受好评。