铁皮石斛熟地酸奶的研究与开发

孙思胜　覃成　张晓娟　郑宇　祝晓云　罗希榕　江村　余家奇　刘培洪　杨忠兰

摘要 為了充分开发药食两用材料铁皮石斛和熟地的利用价值，丰富酸奶的种类，以全脂奶粉、鲜铁皮石斛、熟地和木糖醇为原料，研究了铁皮石斛熟地酸奶的制作工艺。以感官品质为评价指标，通过单因素试验和正交试验，探讨铁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、菌种添加量以及发酵时间对铁皮石斛熟地酸奶品质的影响，确定其最佳工艺。铁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%，菌种添加量0.32%，得到产品的综合感官评分90.5。42 ℃条件下发酵 6 h后置于4 ℃冰箱后11 h得到的铁皮石斛熟地酸奶酸甜适中，口感爽滑，质地细腻，呈稳定均一的淡黄色，具有铁皮石斛特殊的青草香味，理化指标与微生物指标均符合国家标准要求。

关键词 铁皮石斛；熟地；木糖醇；酸奶

中图分类号 TS252.54文献标识码 A文章编号 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

药食两用材料，是指既被列入《中华人民共和国药典》中的物质，又是传统上作为食品具有食用历史的物质［1］。以药食两用材料加工而成的保健食品或食品，同时具备中药的保健功能和食品的营养功能，坚持长期食用，能有效降低不良饮食导致的潜在疾病风险，从而提高全社会的健康水平［2-3］。2019年国家卫健委等部门发布了新加9种药食两用物质，即党参、肉苁蓉、铁皮石斛、西洋参、黄芪、灵芝、山茱萸、天麻、杜仲叶等［4］。

铁皮石斛为兰科石斛属植物，因其表皮呈铁绿色而得名［5-6］。由于铁皮石斛具有广泛的保健功效，一直被视为石斛中的珍品，铁皮石斛的鲜茎可以直接食用［7］，通常加工成干品枫斗、石斛饼干［8］等。铁皮石斛中主要含有石斛多糖、石斛碱、氨基酸以及多种挥发性成分等活性物质［9］。现代药理学证明，铁皮石斛具有降血糖、抗衰老、抗肿瘤和提高免疫力等作用［10-12］。熟地黄为玄参科植物地黄的块根经过酒炖法或蒸法等制作工艺炮制而成，具有补血滋阴，填精益髓的功效［5］。熟地黄浸提液可以提高记忆力，具有抗焦虑、抗肿瘤及促进内皮细胞增殖作用［13］。此外，熟地可以配制保健酒［14］。

木糖醇是从农作物玉米芯、甘蔗等物质中提取出来的，是一种新型纯天然甜味剂。木糖醇在体内代谢不会诱导血糖增加且不需要胰岛素的参与，是糖尿病患者理想的甜味剂［15-16］。随着我国居民生活水平的不断提高，糖尿病患者显著增多。健康饮食对调节糖尿病患者的血糖起到积极作用［16］。酸奶具有较高的营养价值和生理功能，但目前适合糖尿病患者饮用的酸奶种类较少。

糖尿病患者具有阴虚的特点，铁皮石斛和熟地具有滋阴的功效［17］。笔者通过乳酸菌发酵的方法，研制出一种集铁皮石斛、熟地和酸奶的保健功能于一体的新品类酸奶，供给糖尿病患者食用，旨在丰富酸奶品种，同时也为开发我国丰富的铁皮石斛和地黄栽培资源提供新的思路和方向。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

全脂奶粉（内蒙古伊利实业集团股份有限公司）；铁皮石斛（漳浦扬基园艺发展有限公司）；熟地（怀参苑优质药材公司）；木糖醇（食品级，广东福正东海食品有限公司）；乳酸菌（嗜热链球菌和保加利亚乳杆菌（1∶1），北京川秀科技有限公司）；纯净水（娃哈哈）；氯化钠、酚酞指示剂（国药集团化学试剂有限公司）。

1.2 仪器与设备

EA2004B电子天平（上海佑科仪器仪表有限公司）；C21-RT2112电磁炉（广州美的生活电器制造有限公司）；DZ-2BCII真空干燥箱（上海贤德实验仪器有限公司）；SPX-250B智能生化培养箱（金坛市国旺实验仪器厂）；BCD-225SFM冰箱（青岛海尔股份有限公司）；WYT-4型手持糖度计（上海精密仪器仪表有限公司）；PHS-3C型 pH计（上海佑科仪器仪表有限公司）。

1.3 基础配方

铁皮石斛熟地酸奶的基础配方：奶粉的添加量为17%，木糖醇的添加量为11%，菌种的添加量为0.32%，熟地浸提液的添加量为6%，铁皮石斛浸提液的添加量为5%。

1.4 工艺流程

全脂奶粉→加水复原→复原乳→预热（50～60 ℃）→加糖→加入铁皮石斛和熟地提取浸提液→杀菌→冷却40～45 ℃→添加菌种→灌装→发酵→后熟→成品

1.5 单因素试验

试验以奶粉添加量、木糖醇添加量、菌种添加量、发酵时间、熟地浸提液添加量以及铁皮石斛浸提液添加量6个因素作为单因素试验的对象，探讨其对铁皮石斛熟地酸奶品质的影响。

1.6 正交试验

在单因素试验的基础上，对铁皮石斛熟地酸奶品质起主要作用的铁皮石斛浸提液添加量、熟地浸提液添加量、木糖醇添加量和发酵时间4因素3水平采用L9（34）进行正交试验，以感官评价标准为依据，考察4个因素对铁皮石斛熟地酸奶的影响。试验因素和水平见表1。

1.7 感官评价标准

随机选择有经验品评者10人，采用百分制评分检验法，对铁皮石斛酸奶的色泽、气味、滋味、组织状态进行评价。具体评价标准见表2［18-19］。

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果

2.1.1 奶粉添加量对铁皮石斛熟地酸奶品质的影响。

当奶粉添加量11%时，铁皮石斛熟地酸奶组织状态不均匀破裂，色泽不亮，感官评分不高（66.5）；当奶粉添加量17%时，铁皮石斛熟地酸奶表面光滑，组织状态均匀，口感爽滑细腻，无粗糙感，综合感官评分最高（81.0）；当奶粉添加量不断增加时，铁皮石斛熟地酸奶口感粗糙，逐渐被浓重的奶粉味所掩盖。因而，奶粉的最佳添加量为17％（图1）。

2.1.2 木糖醇添加量对铁皮石斛熟地酸奶品质的影响。

酸奶的甜度是影响其口感的重要因素。当木糖醇添加量7%时，铁皮石斛熟地酸奶发酵效果不好，口感较酸，组织状态不均匀，有乳清析出，评分较低（66.5）；當木糖醇添加量11%时，铁皮石斛熟地酸奶组织状态均匀，口感酸甜爽口，无粗糙感，综合感官评分最高（82.0）；当木糖醇添加量不断增加时，抑制了菌种的增殖速率，延长了发酵时间，使酸奶在规定的时间内凝块不均匀，口感过甜，发酵乳独特的风味丧失。可见，木糖醇的最适添加量为11%（图2）。

2.1.3 菌种添加量对铁皮石斛熟地酸奶品质的影响。

从图3可以看出，随着菌种添加量的增加，铁皮石斛熟地酸奶综合感官评价呈先升高后降低趋势。当菌种添加量为3.2%时，铁皮石斛熟地酸奶酸甜适中，表面光滑，口感爽滑细腻，质地均匀，感官评分最高（82.5）；当菌种添加量小于3.2%时，铁皮石斛熟地酸奶偏甜，有粗糙感，组织不均匀；当菌种添加量大于3.2%时，铁皮石斛熟地酸奶偏酸，有粗糙感，有乳清析出。这是由于接种量过大不仅加速了发酵的进程，加速了乳酸菌的衰亡，导致乳酸菌总数下降；而且会加快产酸速度，使蛋白脱水收缩，导致乳清析出，组织状态粗糙，从而使综合感官评分降低。

2.1.4 发酵时间对铁皮石斛熟地酸奶品质的影响。

当发酵时间为4 h时，铁皮石斛熟地酸奶凝块组织状态不均匀；当发酵时间为6 h时，感官评分最高（82.5），酸奶发酵后味充分，口感爽滑细腻；当发酵时间增加到8 h时，铁皮石斛熟地酸奶有乳清析出，影响口感（图4）。可见，铁皮石斛熟地酸奶发酵的最佳时间为6 h。

2.1.5 熟地浸提液添加量对铁皮石斛熟地酸奶品质的影响。

熟地浸提液添加量过低，铁皮石斛熟地酸奶和普通凝固型酸奶颜色一致，熟地风味不明显；熟地浸提液添加量过高，铁皮石斛熟地酸奶变为土黄色，影响外观品质；当熟地浸提液添加量为6%时，感官评分最高（86.5），酸奶呈现淡黄色，具有光泽，颜色均一（图5）。因此，确定6%为最佳熟地浸提液添加量。

2.1.6 铁皮石斛浸提液添加量对铁皮石斛熟地酸奶品质的影响。

从图6可见，随着铁皮石斛浸提液添加量的增加，铁皮石斛熟地酸奶综合感官评分呈先升高后降低趋势；当铁皮石斛浸提液添加量为5%时，感官评分最高，酸奶中铁皮石斛的青草香味与乳酸菌发酵的香味达到完美融合；当铁皮石斛浸提液添加量过小时，酸奶中无铁皮石斛的青草香味；当铁皮石斛浸提液添加量过大时，酸奶中铁皮石斛的青草香味掩盖了乳酸发酵的香味。可见，铁皮石斛浸提液的最适添加量为5%。

2.2 正交试验结果

在单因素试验的基础上，铁皮石斛浸提液添加量、熟地浸提液添加量、木糖醇添加量和發酵时间分别用A、B、C和D表示，铁皮石斛熟地酸奶的正交试验因素设计与结果见表3。

由表3可知，各因素的极差表现为B＞A＞C＞D，即4个因素对铁皮石斛熟地酸奶的影响程度从大到小依次为熟地浸提液添加量、铁皮石斛浸提液添加量、木糖醇添加量、发酵时间；根据k值推断，最佳组合为A2B2C2D2，即铁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%，发酵时间6 h为铁皮石斛熟地酸奶的最适工艺配方。

2.3 验证试验

由直观分析的最优组合A1B2C2D2与正交表中直接对比分析的最优组合A2B2C2D2进行验证试验，结果见表4。由表4可知，组合A2B2C2D2的综合感官评分较高（90.5分），为最适配方，即铁皮石斛浸提液添加量为5%，熟地浸提液添加量为6%，木糖醇添加量为11%，发酵时间为6 h，奶粉添加量为17%，菌种添加量为0.32%。

2.4 产品指标

2.4.1 感官指标。

经该工艺制成的铁皮石斛熟地酸奶品质呈淡黄色，有光泽，颜色均一，具有铁皮石斛特殊的青草香味和纯正乳酸发酵的香味，酸甜适中，口感爽滑细腻，组织状态稳定。

2.4.2 理化指标。

在最佳工艺条件下进行铁皮石斛熟地酸奶的制作，测得的蛋白质含量为（2.8±0.10）%，脂肪含量为（3.0±0.20）%，酸度为（72±0.25）°T（中和 100 g 样品所需 0.1 mol/L NaOH 标准溶液的体积），可溶性固形物含量 12%，均符合GB 19302—2010要求。

3 结论

该研究以全脂奶粉、鲜铁皮石斛、熟地和木糖醇为原料，以木糖醇为辅料，对鲜铁皮石斛、熟地浸提液的最优配方及理化指标、微生物指标进行了探讨。通过单因素试验、正交设计试验及验证试验得出铁皮石斛熟地酸奶最佳制作工艺为奶粉添加量17%，木糖醇添加量11%，菌种添加量0.32%，熟地浸提液添加量6%，铁皮石斛浸提液添加量5%，在42 ℃条件下发酵6 h后置于4 ℃ 培养箱后熟11 h。制得的酸奶呈淡黄色，有光泽，颜色均一，具有铁皮石斛特殊的青草香味和纯正乳酸发酵的香味，酸甜适中，口感爽滑细腻，组织状态稳定。与传统普通酸奶相比，成本稍高，随着2种药食同源材料的加入，铁皮石斛和熟地的保健作用也会有所展现，且含糖量少，具有铁皮石斛的青草香味，更符合现代人对健康的追求，适宜糖尿病患者饮用，具有一定市场前景。

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基金项目 贵州省科技支撑计划项目（黔科合支撑〔2022〕一般117号，黔科合支撑〔2021〕一般267号，黔科合支撑〔2019〕2258号）；遵义市科技计划项目（遵市科合HZ字〔2022〕1号）；2020年度院级科研创新团队培养项目（遵职院办发〔2020〕87号）。

作者简介 孙思胜（1982—），男，河南范县人，副教授，博士，从事药食两用植物资源综合开发与利用研究。

*通信作者，教授，博士，从事辣椒遗传育种研究。

收稿日期 2023-05-17；修回日期 2023-06-27