添加铁皮石斛功能成分的配方奶粉的制备工艺

雷惊云，晋皖豫，常佳，孔慧梅，陈京

1.浙江中医药大学生命科学学院（杭州 310053）；2.浙江省金华职业技术学院医学院（金华 321017）

铁皮石斛是干燥的兰科植物的茎，被称为“人间仙草”“千金草”，具滋阴清热、益胃生津等功效，富含黄酮、多糖、石斛碱、酚类和氨基酸等成分。研究表明，铁皮石斛拥有诱导骨髓间充质干细胞（BMSCs）神经元分化、增强免疫力、对抗机体氧化、保护肝脏、清咽润肺、抗疲劳、改善肠胃功能、增加骨密度、抗肿瘤、降血压、降血糖及预防辐射性损伤方面等[1-3]作用。传统的铁皮石斛制品如胶囊、石斛粉末、石斛枫斗等，大多通过加工铁皮石斛茎获得，几乎没有使用铁皮石斛的花或叶为原料加工得到[4]。近年来，由于铁皮石斛扩大了人工种植的面积，铁皮石斛茎的生产量不断提高，但采收茎的同时，大量叶、花等非药用部位一直作为副产品而被丢弃，在一定程度上造成资源的浪费。

研究表明，铁皮石斛叶富含黄酮、多糖及生物碱等化学成分[5-7]。通过利用红外光谱技术测定铁皮石斛不同部位活性成分及其含量，结果表明，铁皮石斛不同部位的活性成分基本一致，仅含量有所差异[8]，所以铁皮石斛的叶和茎药用功效类似。

通过专利检索发现，已开发的铁皮石斛多糖食品、保健品种类较多，覆盖面较广，但无配方奶粉。奶粉是用鲜牛乳或山羊乳作为原材料，干燥后加入矿物质、维生素等得到的冲泡饮品。近年来，由于配方奶粉的出现，国产奶粉的质量和类型发生巨大变化[9]。配方奶粉因能额外添加各种营养物质，从而满足不同群体的需要，逐渐流行起来，获得消费者认可。

为充分利用铁皮石斛的各个部位并增加其利用价值，此次试验应用喷雾干燥技术，对添加含铁皮石斛非资源部位有效成分的奶粉进行工艺优化。增添牛奶的营养之余，也对铁皮石斛的非药用部位进行合理利用，达到节约资源、资源价值创新和环境保护的目的，并对促进铁皮石斛这种资源植物的循环综合利用和经济产业的发展产生积极作用。

1 材料与方法

1.1 试验药材

铁皮石斛叶（采摘自浙江磐安），经过学校张水利教授的鉴定，该品种为兰科植物铁皮石斛（Dendrobium officinaleKimura et Migo）。将铁皮石斛叶干燥后粉碎成粉末备用。

1.2 试验仪器与设备

DJ-A1000型电子天平（福州华志科学仪器有限公司）；UV-5500紫外可见光光度计（上海元析仪器有限公司）；YC-019实验室喷雾干燥机（上海雅程仪器设备有限公司）；ST-105A型红外水分测定仪（厦门易仕特仪器有限公司）。

1.3 试验试剂

纤维素酶、果胶酶（浙江一诺生物科技有限公司）；芦丁标准品（上海士锋生物科技有限公司，批号：18092775）；葡萄糖（天津市科密欧化学试剂有限公司）；乳糖、倍他环糊精（安徽山河药用辅料股份有限公司）。

1.4 试验方法

1.4.1 铁皮石斛叶样品中多糖和黄酮的提取

取铁皮石斛叶粉末，按照文献[10]采用酶解法提取多糖，药液醇沉后静置离心得多糖。药渣按照文献[11]加70%乙醇50 ℃超声提取总黄酮。

1.4.2 含量的测定

采用苯酚-硫酸法测定多糖含量[10]。采用亚硝酸钠-硝酸铝法测定总黄酮含量[11]。

1.4.3 奶粉辅料添加比例正交设计

按照1.4.1的提取方法提取铁皮石斛叶中的多糖和黄酮，选取提取液与牛奶体积比、乳糖添加量、环糊精添加量3个因素，按照表1 进行正交试验，将提取液与牛奶、乳糖、环糊精按比例混合后进行喷雾干燥后得到配方奶粉。

表1 奶粉配方优化正交试验水平设计表

1.4.4 奶粉品质考察指标

1.4.4.1 感官评分标准[12]

随机选择10人作为评审人，以表2的评分标准对奶粉的色泽、粉末状态、气味及滋味进行评分，除去得分最高的一个分数和得分最低的一个分数，取平均分作为感官评定得分。

表2 感官评分标准

1.4.4.2 含水量测定

使用水分测定仪测定含水量，平行测定3次取平均值。

1.4.4.3 得率

按正交试验设计方案中的奶粉配方，配制与试验组同等辅料添加比例和密度的混合乳，放置在90℃水浴锅上使水分蒸发，至混合乳基本无水分变为固态后，转入干燥箱内60 ℃干燥至恒重，称重，计算得率。

2 结果与分析

2.1 标准曲线的绘制

以葡萄糖浓度或芦丁浓度为横坐标，相应的吸光度为纵坐标进行线性回归，得到多糖和总黄酮的回归方程：y=0.010 1x-0.046 1，R2=0.999 1；y=0.012 2x-0.042 6，R2=0.998 9。

2.2 正交试验结果

选取提取液与牛奶体积比、乳糖添加量、环糊精添加量3个因素，进行正交试验。以得率、含水量、感官评定为指标，对不同辅料添加比例制得的奶粉进行评定。结果见表3和表4。

表3 奶粉配方工艺正交试验结果

表4 奶粉配方工艺正交方差分析表

结果表明：提取液与牛奶体积比、乳糖添加量、环糊精添加量均具有显著性差异（P＜0.05），其最佳的奶粉配方条件为A2B1C1，即提取液与牛奶体积比10︰90、乳糖添加量0.05 g/mL、环糊精添加量0.04 g/mL。

2.3 优化工艺的验证

按上述最优工艺参数进行试验，计算得出奶粉的平均得率为67.25%，SRSD=1.68%（＜3%），表明试验重复性较好。

3 结论与讨论

通过酶解法提取多糖、超声法提取黄酮，采用正交试验对奶粉配方工艺进行考察，并以得率、含水量、感官评定为指标，制备添加含有铁皮石斛有效成分的奶粉。结果表明，最佳辅料添加量为提取液与牛奶体积比10︰90，乳糖添加量0.05 g/mL，环糊精添加量0.04 g/mL。

经过最佳工艺制备的铁皮石斛奶粉不仅颜色佳，有光泽，粉质细腻，口感好，添加了铁皮石斛多糖和黄酮后使该奶粉除了具有奶粉固有的蛋白质等营养物质外，还增添了提高免疫力、抗氧化、改善肠胃功能等功效，具有较高营养价值，能够满足消费者的需求，适合在现代社会进行生产推广。此次试验通过探索中药材与食品、饮品更加多样化的结合方式，给人们带来更加健康的生活。同时，对铁皮石斛非资源部位进行合理利用，实现资源价值的创新和环保的目标，有助于推动铁皮石斛和其他珍稀中药材的全面高效的利用。