张雅玲 冯煦洸 戎宁平 郁新弟 涂宏建 贾福怀
摘 要:目的:以铁皮石斛为主要原料,配以葡萄籽提取物、低聚果糖和纯净水,研究铁皮石斛葡萄籽饮品的配方及工艺。方法:采用单因素试验,以感官评分为判断依据,考察不同的料水比、提取温度、提取时间对铁皮石斛汁液品质的影响;以感官评分为判断标准,通过正交实验优化铁皮石斛汁液的提取制备工艺,确定铁皮石斛葡萄籽饮品的配方。结果:铁皮石斛料水比为1∶90,在90 ℃下提取100 min制得铁皮石斛汁液色香味俱佳,铁皮石斛葡萄籽饮品的最优工艺配方为铁皮石斛用量80%,葡萄籽提取物用量0.03%,低聚果糖用量10%,按此配方制得的铁皮石斛葡萄籽饮品甜度适宜,色泽、香气俱佳。结论:本研究能进一步为铁皮石斛产业多样性开发提供理论参考。
关键词:铁皮石斛;葡萄籽提取物;工艺
Study on the Formula of Dendrobium officinale
Grape Seed Drink
ZHANG Yaling1,2, FENG Xuguang1,2, RONG Ningping1,2, YU Xindi1,2, TU Hongjian1,2, JIA Fuhuai1,2
(1.Ningbo Yu Fang Tang Biological Science and Technology Co., Ltd., Ningbo 315010, China;
2.Yufangtang Key Agricultural Enterprise Research Institute of Natural Health Products, Ningbo 315010, China)
Abstract: Objective: Using Dendrobium officinale as the main raw material, together with grape seed extract, oligofructose and purified water, to study the formula of the processing technology of compound drink of Dendrobium officinale with grape seed. Method: Single factor test was used, and sensory score was used as the basis for judgment. The effects of different material-water ratio, extraction temperature and extraction time on the quality of Dendrobium officinale drink were investigated. The orthogonal experimental method was selected, and the sensory score was used as the judgment standard to optimize the extraction and preparation process of Dendrobium officinale juice, to determine the formula of Dendrobium officinale grape seed drink. Result: The ratio of Dendrobium officinale material to water was 1∶90, and the extract of Dendrobium officinale was extracted at 90 ℃ for 100 min to obtain Dendrobium officinale juice with excellent color and fragrance. The optimal technological formula of Dendrobium officinale grape seed drink: the dosage of Dendrobium officinale is 80%, the dosage of grape seed extract is 0.03%, and the dosage of fructooligosaccharide is 10%. The Dendrobium officinale grape seed drink prepared according to this formula has suitable sweetness, good color and aroma. Conclusion: This study can further provide a theoretical reference for the development of Dendrobium officinale industrial diversity.
Keywords: Dendrobium officinale; grape seed extract; technology
铁皮石斛(Dendrobium officinale)是兰科石斛属多年生草本植物,于民间素有“救命仙草”的美称[1]。铁皮石斛主要分布于安徽西南部、浙江东部、福建西部、广西西北部、四川和云南东南部等地区。2005版《中华人民共和国药典》记载,铁皮石斛具有益胃生津,滋阴清热等功效[2],属补益药中的补阴药,并且规定茎为其药用部位[3]。其主要成分为石斛多糖[4]、石斛碱、酚类、黄酮类和氨基酸等活性成分。此外,目前铁皮石斛被列为药食两用名录,研究表明,铁皮石斛有增强免疫力、抗氧化、抗肿瘤、降血脂和降血糖等药理作用。刘志勇等[5]研制了一款功能性鲜铁皮石斛饮品,简素平[6]以铁皮石斛为原料,研制了获得具有保健功能的酸奶。因此,铁皮石斛广泛应用于食品、保健品领域,具有深度的开发及利用价值。
“健康中国2030”战略的提出,推动了医药保健行业的发展,并且人们的健康意识日益增强,“食补”好于“药疗”的意识愈发强烈,越来越多人士意识到健康管理的重要性。在此保健浪潮推动下,铁皮石斛相关健康产品亦受到消费者的青睐。但市场调查表明,目前国内市场上铁皮石斛产品较稀少,且尚无畅销全国的知名企业。此外,国内市场上铁皮石斛产品存在种类单一、口感风味不佳、食用不便捷等情况。纵观目前市售的铁皮石斛产品多数为鲜铁皮石斛的粗加工,并且深加工、精加工产品的质量不乐观,严重影响铁皮石斛的附加值和经济效益。
葡萄籽提取物(Grape Seed Extract,GSE)是由葡萄籽中提取的一种多酚混合物,其多酚含量大于95%。葡萄籽提取物主要分为单体酚和聚合多酚,单体酚主要包含表儿茶素、没食子酸、儿茶素和表儿茶素、儿茶素的没食子酸酯,聚合多酚是不同聚合度的原花青素,通常由C4-C6或C4-C8键连接而成,其聚合度越低,抗氧化性越强。GSE对人体肝脏、心脏和大脑有很大益处,主要源于它具有抗氧化和自由基捕获的特性。此外GSE还具有金属螯合、蛋白质结合等生物活性,其中属抗氧化活性最为突出。其抗氧化性是维生素C的20倍,是维生素E的50倍。目前,GSE是研究发现最强的氧自由基清除剂和脂质过氧抑制剂,据研究表明,其能预防80多种因自由基引起的疾病,如心脏病、癌症、关节炎等。葡萄籽提取物因具有资源充足、效果确切、副作用很小等优点,被广泛应用于保健品、药品开发、化妆品等领域。
本研究将铁皮石斛与葡萄籽提取物结合,开发一款具有健脾滋阴、抗氧化等功效,适合普通消费者食用的铁皮石斛葡萄籽饮品,其具有较高的应用推广价值,这有利于推动铁皮石斛深加工产业的发展,提高其附加值,增加经济效益。
1 材料与方法
1.1 材料
铁皮石斛茎(干制),浙江铁枫堂生物科技股份有限公司;葡萄籽提取物,北京信达和众国际贸易有限公司;低聚果糖(质量分数≥70%),量子高科(广东)生物有限公司。
1.2 设备
ME3002E电子天平,梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司;多功能粉碎机,永康市红太阳机电有限公司;HH-4数显恒温水浴锅,国华电器有限公司;烧杯(500 mL、100 mL);目筛(50目、200目);MLS-3781L-PC杀菌锅,松下健康医疗器械株式会社。
1.3 实验方法
1.3.1 铁皮石斛葡萄籽饮品工艺流程
铁皮石斛葡萄籽饮品制作工艺流程:干铁皮石斛茎→粉碎→加水浸提→调配→灌装→杀菌→冷却→产品。
1.3.2 操作要点
(1)铁皮石斛汁液的制备。干制的铁皮石斛茎经粉碎机粉碎,过50目筛。加入适量水,在适宜温度下提取一定时间,过滤。
(2)调配。铁皮石斛汁液与一定比例的葡萄籽提取物混合,再用低聚果糖进行调配,并定量至100 g。
(3)杀菌。灌装封盖后置于灭菌锅中灭菌,灭菌条件为100 ℃,30 min,冷却后得到产品。
1.4 产品感官评分标准
采用综合评分法,对铁皮石斛汁液和铁皮石斛葡萄籽提取物饮品的香气(3分)、色泽(3分)、口感(4分)进行感官评价,每次以10位感官评价员(5男5女)分别进行评价计分,按照设计的感官评分标准打分(满分10分),并取10位成员的平均分值,计算总分。评分标准见表1。
1.5 铁皮石斛汁液提取条件优化
(1)探究不同的料水比对铁皮石斛汁液的影响。干制铁皮石斛茎粉碎后按1∶60、1∶70、1∶80、1∶90和1∶100的料水比分别添加水,于100 ℃提取120 min,考察料水比对铁皮石斛汁液品质的影响。
(2)探究不同提取时间对铁皮石斛汁液的影响。干制铁皮石斛茎粉碎后加90倍水,于100 ℃恒温水浴锅下分别提取40 min、60 min、80 min、100 min和120 min,考察不同提取时间对铁皮石斛汁液品质的影响。
(3)探究不同提取温度对铁皮石斛汁液的影响。干制铁皮石斛茎粉碎后加90倍水,分别在70 ℃、80 ℃、90 ℃和100 ℃的恒温水浴锅中提取120 min,考量不同的提取温度对铁皮石斛汁液品质的影响。
1.6 铁皮石斛葡萄籽饮品的正交试验设计
基于实验室前期摸索,以铁皮石斛汁液用量、葡萄籽提取物用量和低聚果糖用量为因素进行3因素3水平的正交试验。正交试验因素水平见表2。
2 结果与分析
2.1 不同的料水比对铁皮石斛汁液的影响
由图1可知,评分最高的试验号为4号,即铁皮石斛汁液最佳配比为1∶90。其香气、色泽较佳,带有铁皮石斛特有风味,且微带的酸涩感,黏性适宜。
2.2 不同提取时间对铁皮石斛汁液的影响
由图2可知,在100 ℃下提取100 min取得的铁皮石斛汁液的香气、色泽偏好,具有铁皮石斛特征性风味,口感有黏性,略带酸涩感。因此,提取时间为100 min较佳。
2.3 不同提取温度对铁皮石斛汁液的影响
由图3可知,提取温度为90 ℃时,铁皮石斛汁液色泽、香气较佳,具有铁皮石斛固有风味,口感有黏性,且略有酸涩感,故确定90 ℃为最佳的提取温度。
2.4 铁皮石斛葡萄籽饮品的正交试验结果
由于铁皮石斛汁液具有其特征清香风味,并且略带酸涩感和微黏性的口感。因此,在此基础上以葡萄籽提取物和低聚果糖进行调配,能获得较佳的口感。本试验以铁皮石斛汁液用量、葡萄籽提取物用量和低聚果糖用量为因素进行3因素3水平的正交试验,正交结果表见表3。
从表3可知,各变量因子对铁皮石斛葡萄籽饮品的影响程度为A>C>B,即铁皮石斛汁液用量>低聚果糖用量>葡萄籽提取物用量。此饮品因主要成分为铁皮石斛汁液,故铁皮石斛原料色泽、风味、口感等特性,在很大程度上决定铁皮石斛葡萄籽饮品的品质。由K值分析,可确认原料最佳水平为A3、B2、C3,最佳方案为A3B2C3,即铁皮石斛汁液用量为80%,葡萄籽提取物用量为0.03%,低聚果糖用量为10%,折算原料配方为铁皮石斛2.6%,葡萄籽提取物用量为0.03%,低聚果糖用量为10%。
2.5 最优配方验证试验
为进一步考察最优配方的可靠性和稳定性,在以上确定的最佳工艺条件下(铁皮石斛汁液用量为80%,葡萄籽提取物用量为0.03%,低聚果糖用量为10%)进行3次平行试验,结果见表4。由表4可知,此工艺条件下的铁皮石斛葡萄籽饮品色泽、香味、口感最佳。
3 结论与讨论
葡萄籽提取物不仅具有较强的清除自由基的能力,能预防由自由基引发的疾病,而且具有降低毛细血管通透性的作用,可减轻水肿、淤伤。低聚果糖是一种典型的益生元,是符合当代健康理念的新型糖源。研究表明,其具有改善肠道菌群、减缓便秘状况、改善脂质代谢、增强免疫力等作用,基于其良好的理化特性及生理功效,被广泛应用于食品、保健品等行业,加入低聚果糖有助于丰富饮品保健功效,还可作矫味剂改善铁皮石斛略微酸涩感。
试验结果表明,铁皮石斛茎在料水比为1∶90,在90 ℃恒温水浴锅下提取时间为100 min取得的铁皮石斛汁液,其色香味更佳。从正交实验结果可见,指标受各因素的影响大小为A铁皮石斛用量>
C低聚果糖用量>B葡萄籽提取物,最优组合为A3B2C3,即铁皮石斛用量为80%,葡萄籽提取物用量为0.03%,低聚果糖用量为10%,所取得的铁皮石斛葡萄籽饮品甜度适宜,具有适宜的铁皮石斛特征风味,色泽、香气皆佳。
本研究获得的铁皮石斛葡萄籽饮品,色泽为浅棕红色,质地明亮,具有铁皮石斛固有风味,怡人的清香,风味独特,具有呵护肠胃、清除自由基的作用,对铁皮石斛产业发展具有重要的意义。
参考文献
[1]邵华,张玲琪,李俊梅,等.铁皮石斛研究进展[J].中草药,2004,35(1):109-112.
[2]肖穎.铁皮石斛多糖提取工艺的研究[J].信阳农林学院学报,2014(1):121-123.
[3]国家药典委员会.中华人民共和国药典[M].北京:中国医药科技出版社,2020.
[4]秦子芳,谭晓妍,宁慧娟,等.不同生长年限铁皮石斛多糖含量与特性分析[J].食品科学,2018,39(6):189-193.
[5]刘志勇,赖华清,熊耀坤,等.鲜铁皮石斛功能性饮品及其制备方法[J].食品工程,2019(4):11-15.
[6]简素平.铁皮石斛多糖的提取及其在酸乳中的应用[D].南昌:南昌大学,2015.