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农业论文

铁皮石斛叶饮料的加工工艺

摘要:以浙江温州产铁皮石斛叶为主要原料,并复配石斛鲜茎、杭白菊、西洋参,研究了铁皮石斛叶饮料加工工艺及产品配方。采用正交试验确定了最优配方为石斛鲜茎0.50%、石斛干叶0.50%、杭白菊0.10%、西洋参0.025%,并对产品的稳定性及保质期进行研究。所得铁皮石斛叶饮料色泽淡黄,澄清透明,口味柔和清爽,风味独特。产品含有石斛多糖1000~1500mg·L-1。

关键词:铁皮石斛叶饮料加工工艺

铁皮石斛(DendrobiumofficinaleKimuraetMigo)又称黑节草,属兰科石斛属,为多年生附生草本植物,是一种珍贵的野生药用植物。铁皮石斛具有益胃生津、滋阴清热之功效,用于阴伤津亏、口干烦渴、胃阴不足、食少干呕、阴虚火旺、骨蒸劳热、目暗不明、病后虚热不退等症。《神农本草经》将其列为上品,道家养生经典《道藏》将它誉为“中华九大仙草”之首。民间称铁皮石斛为“救命仙草”,作为养生保健的极品。我国对铁皮石斛的利用由最初的采摘野生资源作为中药材,到后来的野生驯化栽培制成枫斗加以利用,近十几年来,组织培养技术在铁皮石斛种苗快速繁殖中的普及应用,加速了该产业的快速发展。浙江省铁皮石斛产业经过近20年的培育和发展,尤其是近5年来的快速发展,该产业形成了集科研、种植、加工、销售等较为完整的产业链。2012年全省铁皮石斛产业总产值近30亿元,成为全国铁皮石斛类产销量较大的省份。目前,大面积人工栽培也主要集中在浙江和云南省,仅浙江规模化的铁皮石斛生产基地就有上百个,种植面积已从2005年的233hm2发展到2012年的近933hm2,预计2017年产值可达百亿元。明代著名医学家李中梓在《本草通玄》中说:“石斛,甘可悦脾,咸能益肾,故多功于水土二脏,但气性宽缓,无捷奏之动,古人以此代茶,甚清膈上。”《药性》载石斛“专一味,夏日代茶,生津润喉,强阴健足力”,可见石斛泡饮代茶由来已久。目前,饮料行业的发展趋势是角逐功能饮料、保健饮品,并已成为行业新的增长点。开发铁皮石斛中式养生保健饮料,符合现代健康饮食及饮料产业的发展趋势。

铁皮石斛加工主要产品为枫斗,但加工成枫斗时,产生大量的叶片,且价格低廉,销售困难。近些年国内外学者对铁皮石斛化学成分的研究几乎全部集中在茎部,对叶的研究报道较少。最近几年人们发现铁皮石斛叶对高血压等症状有较好的辅助疗效,可作为保健茶饮用,说明铁皮石斛叶有很好的开发价值。因此,有必要对铁皮石斛叶进行深入研究,合理利用叶资源,将更有利于铁皮石斛产业的健康发展。铁皮石斛叶中也含有一定量的石斛多糖,叶中的多糖含量约为相应茎中的1/3。茎多糖主要由甘露糖和葡萄糖组成。叶多糖为酸性杂多糖,由甘露糖、半乳糖醛酸、葡萄糖、半乳糖和阿拉伯糖组成,但茎和叶多糖中均以甘露糖组成比例较高。茎中甘露糖和葡萄糖的含量均比相应叶中的高。不同种植基地铁皮石斛茎和叶多糖部位的指纹图谱相似性较好,相似度均在0.9以上。在铁皮石斛茎越来越多地被作为保健食品应用的背景下,石斛叶的废弃造成了资源浪费,可以考虑其相关应用。本文利用铁皮石斛叶片作为主要原料,复配其他植物提取液及辅料,开发出一种口感良好、低成本的铁皮石斛保健功能饮料。

  材料与方法

1.1  供试材料

铁皮石斛采于浙江温州铁枫堂基地,西洋参、杭白菊为市售产品。

1.2  工艺流程

工艺流程见图1。

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1.3  操作要点

清洗。选取表皮无霉变的新鲜铁皮石斛茎和叶,用流动水充分洗涤原料,除去泥沙和杂质。打浆、过滤。取石斛切段加入80℃沸水,以不同料液比打浆后,用300目滤布进行过滤,去滤渣取滤液(石斛汁)备用。

浸提。石斛叶采用热风干燥,加入杭白菊、西洋参等,混合后粉碎,90~95℃热水浸提30min。

调配。将石斛汁和石斛叶与杭白菊、西洋参的热水浸提液按比例混合,再按配方添加复合稳定剂、白砂糖、果葡糖浆、蜂蜜等,充分搅拌,保证配料充分溶解。复合稳定剂和部分白砂糖先混合均匀,加热水充分溶解过滤后加入。

均质。将配好的料液预热至55~65℃,在25~30MPa的压力下均质。杀菌。采取超高温瞬时杀菌(UHT,130℃、5s)。

灌装。将经过超高温瞬时杀菌的石斛饮料在85℃以上进行热灌装,留顶隙1.5cm左右,立即封盖。包装材料选用洗净后的玻璃瓶。

二次杀菌。结合沸水喷淋杀菌(95℃、15min),分段冷却至常温。

1.4  方法

1.4.  最佳配方的确定

从成本和口感2方面考虑,选取了干石斛叶、杭白菊、西洋参、石斛鲜茎为主要原料,分别进行单因素试验,在此基础上进行正交复配。通过感官评价打分得到最佳配方。

1~3水平,石斛鲜茎(A)分别为0.25%、0.50%和0.75%,石斛干叶(B)分别为0.25%、0.50%和0.75%,杭白菊(C)分别为0.050%、0.075%和0.100%,西洋参(D)分别为0.025%、0.050%和0.100%。

1.4.  产品品质评价

挑选10位有经验的研发人员,从色泽(30分)、风味(30分)、口感(40分)方面进行感官评价,满分为100分,去掉最高分和最低分后的算术平均值为该产品的最终得分。

1.4.  多糖含量测定方法

采用硫酸-苯酚法比色绘制标准曲线。以标准品溶液经过不同程度稀释后的糖浓度为横坐标(x)、吸光值为纵坐标(y),绘制葡萄糖标准曲线,得线性回归方程y=0.1393x+0.012(r=0.999)。通过测定吸光值,确定换算因素,计算铁皮石斛叶饮料多糖含量。

1.4.  复合稳定剂对石斛叶饮料稳定性的影响

单因素试验结果表明,海藻酸钠和黄原胶对石斛叶饮料稳定性有较明显效果。本试验采用海藻酸钠和黄原胶进行复配,分别采用海藻酸钠∶黄原胶2∶1、1∶1、1∶2、1∶3配比,分别选用0.10%、0.12%和0.15%浓度进行试验。取250mL石斛叶饮料,3500r·min-1离心10min,测定其离心沉淀率,3次重复,取算术平均值。

1.4.  产品的保质期测定

将石斛产品放在40℃恒温箱,每隔20d测定细菌总数、大肠菌群。

  结果与分析

2.1  最优配方的确定

从表1可知,各因素对产品的色泽、风味、口感有不同的影响。从极差分析可知,各因素影响的主次顺序为B>A>D>C,即石斛干叶>石斛鲜茎>西洋参>杭白菊。从正交试验结果可知,最优组合为A2B2C3D1,即铁皮石斛叶饮料最佳配方为石斛鲜茎0.50%,石斛干叶0.50%,杭白菊0.10%,西洋参0.025%。经多次验证结论一致。

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2.2  复合稳定剂对石斛饮料稳定性的影响

复配稳定剂试验结果(表2)表明,海藻酸钠∶黄原胶1∶1相对其他配比处理效果好,其中海藻酸钠∶黄原胶1∶1,用量0.15%效果最好,离心沉淀率最小,每250mL仅为0.05g,产品常温放置3个月后基本无沉淀。

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2.3  产品的保质期

表3结果表明,产品在40℃恒温经过100d贮存后,细菌总数≤10mL-1,大肠菌群数<1mL-1,达相关产品的标准,无产气变质现象。因此,确定最佳工艺条件下生产的石斛叶饮料,采用保质期的快速测定法(ASLT)测算[9],其保质期为12个月。

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2.4  产品质量标准

2.4.  感官指标

色泽。淡黄绿色,澄清透明,均匀一致,无明显沉淀物。

香气、口感和风味。酸甜适中,口感柔和细腻,无异味,具有铁皮石斛特有的香气和淡菊花香气。

2.4.  理化指标

可溶性固形物4%~5%,pH值5.5~6.0,石斛多糖1000~1500mg·L-1。

2.4.  微生物指标

菌落总数≤10mL-1,大肠菌群<1mL-1,肠道致病菌(沙门氏菌、志贺氏菌和金黄色葡萄球菌)无检出,符合国家饮料标准。

  小结与讨论

对铁皮石斛叶功能饮料的配方及加工工艺进行研究,得到的最佳配方为石斛鲜茎0.50%,石斛干叶0.50%,杭白菊0.10%,西洋参0.025%。研制的铁皮石斛叶功能饮料淡黄绿色,澄清透明,口感柔和细腻,具有铁皮石斛特有的香气和淡菊花香气。产品保质期12个月。

随着铁皮石斛人工引种、组培技术的日益成熟,种植面积不断扩大,资源匮乏问题逐渐得以缓解,但随之带来大量的石斛叶副产物目前尚未得到充分利用。2010年版《中国药典》规定石斛药用部位为茎,而叶属非药用部位。最近几年人们发现铁皮石斛叶对高血压等症状有较好的辅助疗效,可作为保健茶饮用,说明铁皮石斛叶具有很好的开发价值。因此,对铁皮石斛叶进行深入研究,合理利用铁皮石斛叶资源,开发新型健康饮品,有利于铁皮石斛产业的健康发展。


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