石斛花功能饮品的制作工艺及优化

王佳萌 陈宝怡 费 继 杨帮顺 陈 瑞

（皖西学院，安徽 六安 237012）

霍山石斛为中国兰科石斛属草本，又名“米斛”“龙头凤尾草”，原产于安徽六安，适宜在半阴、温暖、湿润的环境中生长。其主要使用部位为茎干，可以入药、泡茶和炖汤等，咀嚼后有强烈的回味。对霍山石斛体内活性物质的研究，也大多是以茎部为研究对象进行的。石斛花的利用相对较少，很多作为废料被丢弃掉，造成了浪费。霍山石斛的石斛花中也含有丰富的营养物质，如蛋白质、氨基酸、多糖、维生素C 和脂肪等，部分次生代谢物如多酚、单宁、黄酮也在石斛花中被检测到。一些公司尝试用霍山石斛的石斛花为原料开发新产品，主要是将干燥的石斛花制成花茶，以延长石斛花的保质期。但干燥过程中的高温度容易破坏石斛花的色泽和营养物质。石斛花深加工的研究，可以有效提高石斛产业的价值。

在霍山石斛的石斛花深加工方面，石斛花新型运动功能饮品市场广阔[1-2]。石斛花新型运动功能饮品的成功开发可以增加人们的选择。此外，石斛花中的多糖具有良好的抗氧化、抗疲劳作用，而且安全性较高[3-4]，能够减轻长期亚健康所带来的负面效应。运动疲劳与自由基的生成有很大关系，剧烈的运动会产生大量的自由基，导致肝、骨骼肌的线粒体脂质过氧化，导致机体的生物膜功能下降[5-8]。与其他蛋白、氨基酸相比，多糖具有良好的溶解性能，并能快速在体内转运，降低能量消耗，使其更易于被人体吸收和使用。本研究将霍山石斛的鲜花作为运动饮料原料[9-11]，研制一款运动功能饮品，为石斛花功能饮品开发提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

霍山石斛（产于大别山区的安徽省霍山县）；赤藓糖醇（erythritol）、柠檬酸（citric acid）、黄原胶（xanthan gum）、羧甲基纤维素钠（Sodium carboxymethyl cellulose）均为食品级；无水葡萄糖（阿拉丁）；试验的用水为去离子水。

电子天平（ME-104，南京智诺）；粉碎机（WFM-10，江阴万通）；提取锅（TQG 型，武汉显海）；均质机（JZH50-80，上海锦竹）；高速冷冻离心机（Cen-Lee16K，湖南湘立）；超低温冰箱（MDF-86V340E-80，安徽美菱）。

1.2 试验方法

1.2.1 工艺流程石斛花功能饮品工艺流程如图1 所示。具体流程：石斛花提取液的制备：霍山石斛的石斛花粉碎后，按照1∶25（m∶V）的料水比加纯净水、在80 ℃的条件下，微波辅助浸取1 h，过滤得到石斛花提取液；调配：按照比例将辅料纯净水、柠檬酸、葡萄糖，添加到石斛花的提取液中，搅拌均匀后，用均质机在50 ℃下均质20 min；灌装杀菌：将成品料液加热至80 ℃，灌装密封，90 ℃杀菌20 min。

图1 石斛花功能饮品工艺流程

1.2.2 优化设计以石斛花提取液添加量30%、葡萄糖添加量5%和柠檬酸添加量0.2%为基础，改变石斛花提取液添加量（20%、25%、30%、35%、40%）、葡萄糖添加量（3%、4%、5%、6%、7%）和柠檬酸添加量（0.10%、0.15%、0.20%、0.25%、0.30%），研究霍山石斛花提取液添加量（A）、葡萄糖添加量（B）和柠檬酸添加量（C）对饮料感官评定的影响。

在上述单因素试验的基础上，以石斛花功能饮品的感官评定为指标，设计正交试验，确定石斛花功能饮品中霍山石斛提取液、葡萄糖及柠檬酸的最佳添加量。

1.2.3 感官评价石斛花功能饮品的感官评定小组由20 人组成，分别从石斛花功能饮品的香气、色泽、口感和组织形态4 个方面对石斛花功能饮品进行评价，具体评定标准见表1。

表1 石斛花功能饮品感官评定标准 单位：分

1.2.4 抗疲劳试验设计将小鼠随机分为4 组（n=10），灌胃给药，灌胃频率为1 次/d，连续30 d，灌胃剂量分别为低剂量组（10 mL/kg）、中剂量组（20 mL/kg）、高剂量组（30 mL/kg）。用0.9%的生理盐水灌胃作为空白对照组。灌胃期间小鼠可自由进食和饮水。末次灌胃30 min后，将小鼠置于50 cm×50 cm×50 cm 的玻璃水槽中（水深30 cm、水温25 ℃），记录小鼠在玻璃水槽中的游泳开始至力竭完全没入水中10 s，即力竭运动时间。

2 结果与分析

2.1 单因素试验

2.1.1 石斛花提取液的添加量对运动功能饮品感官评分的影响石斛花提取液的添加量对石斛花运动功能饮品感官评分的影响如图2所示。当霍山石斛的石斛花提取液添加量达到20%时，石斛花运动功能饮品的感官评分为69.7。当霍山石斛的石斛花提取液添加量为25%时，石斛花运动功能饮品的感官评分达到峰值，为84.1。随着石斛花提取液的继续添加，运动功能饮品的感官评分明显下降。当霍山石斛的石斛花提取液添加量为40%时，运动功能饮品的感官评分最差，仅为58.1。总体来说，石斛花运动功能饮品的感官评分随着石斛花提取液添加量的逐渐增加，呈先增大后减小趋势。

图2 石斛花提取液添加量对运动功能饮品感官评分的影响

2.1.2 葡萄糖添加量对运动功能饮品感官评分的影响葡萄糖添加量对石斛花运动功能饮品感官评分的影响如图3 所示。当葡萄糖的添加量达到3%时，运动功能饮品的感官评分为58.2，为最差值。随着葡萄糖的继续添加，运动功能饮品的感官评分逐渐上升。当葡萄糖的添加量达到5%时，石斛花运动功能饮品的感官评分为80.9。当葡萄糖的添加量为6%时，功能饮品的感官评分达到峰值，为83.2。随后葡萄糖含量的继续升高，对石斛花运动功能饮品的感官评分逐渐造成负面影响。当葡萄糖的添加量为7%时，石斛花运动功能饮品的感官评分下降到76.7。总体来说，高葡萄糖添加量的石斛花运动功能饮品，其感官评定分数高于低葡萄糖添加量的石斛花运动功能饮品。

图3 葡萄糖加量对运动功能饮品感官评分的影响

2.1.3 柠檬酸添加量对石斛花运动功能饮品感官评分的影响柠檬酸不仅可以增加饮品的酸甜口感，还可以起到防腐抑菌的作用，保证产品在货架期内的质量和口感可以保持稳定。柠檬酸添加量对石斛花运动功能饮品感官评分的影响如图4所示。当葡萄糖的添加量达到0.10%时，石斛花运动功能饮品的感官评分为61.9。当葡萄糖的添加量达到0.15%时，石斛花运动功能饮品的感官评分为81.1。当柠檬酸添加量为0.20%时，石斛花运动功能饮品的感官评分达到峰值，为85.1。随着柠檬酸含量的继续升高，石斛花运动功能饮品的感官评分下降。当葡萄糖的添加量达到0.30%时，石斛花运动功能饮品的感官评分下降到70.2。总体来说，石斛花运动功能饮品的感官评分随着柠檬酸添加量的逐渐增加，呈先增大后减小趋势。

图4 柠檬酸加量对石斛花运动功能饮品感官评分的影响

2.2 正交试验

石斛花运动功能饮品的综合感官的评分的均值及其极差如表2 所示。从分析结果来看，判断石斛花运动功能饮品的综合感官评定的影响因素顺序分别为石斛花提取液＞葡萄糖＞柠檬酸。另外，从综合的感官评分来分析，3 种因素的最佳组合方式为A2B1C1，即石斛花提取液含量为25%，葡萄糖含量为5%，柠檬酸含量为0.15%，此时，霍山石斛运动饮品色泽均匀、透亮，酸甜适中，综合感官最佳，综合评分为84.3。

表2 正交试验方案

2.3 石斛花运动功能饮品对运动能力的影响

2.3.1 对小鼠体重的影响由表3 可知，相对于空白对照组，高、中、低剂量组石斛花运动功能饮品饲喂的小鼠，在其生长周期中均发育正常，并且小鼠体重差异不大（P＞0.05）。饲喂30 d 后，高、中、低剂量组小鼠的平均体重分别是23.87、23.54、24.13 和24.01 g，这表明石斛花运动功能饮品未发现副作用，对小鼠的生长未产生负面影响。

表3 石斛花功能饮品对小鼠体重的影响 单位：g

2.3.2 对小鼠运动能力的影响运动耐力及运动持续时间是运动能力最直接的体现，小鼠游泳时间的长短可以反映小鼠运动能力的强弱。经高、中、低不同剂量组的石斛花运动功能饮品灌胃后的小鼠，游泳力竭时间，由对照组的293 s，分别提高到了402、459 和525 s，并且随着剂量的增大，对小鼠游泳时间的正面影响显著增强（P＜0.05）。这表明石斛花功能饮品可以明显提升小鼠运动能力。

3 结论

经正交试验发现，石斛花运动功能饮品的最佳工艺条件：霍山石斛的石斛花提取液25%、葡萄糖5.0%、柠檬酸0.15%。对石斛花功能饮品感官评分影响的关系为石斛花提取液添加量＞葡萄糖添加量＞柠檬酸添加量。小鼠运动能力试验表明：小鼠饲喂石斛花功能饮品30 d 后，小鼠体重变化无差异（P＞0.05），而游泳持续时间延长明显（P＜0.05）。由此表明，石斛花运动功能饮品对小鼠的运动能力具有一定促进作用。