鐵皮石斛紅棗復合乳酸菌飲料的加工工藝研究

潘 斌，劉順春，黃松輝

（寧德職業技術學院生物技術系，福建福安 355000）

鐵皮石斛，為蘭科石斛蘭花屬多年生附生草本植物，鐵皮石斛具有獨特的藥用價值，據《本草綱目》記載“有強陰益精，厚腸胃，補內絕不足，長肌肉，益智除驚，輕身延年的功效”。千百年來就極受醫家、病家重視。現代化學和藥理研究表明，鐵皮石斛的主要有效成分是多糖，多糖含量高達20%～30%。因其所含的石斛多糖、生物堿、氨基酸、微量元素等成分具有增強機體免疫能力、抗氧化、抗衰老、降低血糖、養陰生津、強腎益精、抑制腫瘤細胞、緩解體力疲勞等獨特功效[1-3]。紅棗，又名大棗，其維生素含量非常高，有“天然維生素丸”的美譽，具有滋陰補陽、補血之功效。酸奶具有緩解乳糖不耐癥、整腸、抗菌、改善便秘、調節腸道菌群、降血脂、降低膽固醇、抗腫瘤和活化免疫細胞等重要保健功能。長期食用酸奶，不但可以補充營養，提高食用者的健康狀況，而且對一些疾病也具有一定的療效和預防作用。功能型酸奶較一般酸奶來說有更為豐富的營養價值和研究價值[4-5]。

試驗以鮮鐵皮石斛、紅棗與牛乳為主要原料，工藝上采用雙螺桿擠壓工藝結合超微粉碎集成技術和現代發酵技術制成鐵皮石斛復合保健酸奶，這樣既擴大鐵皮石斛、紅棗的應用范圍，有效利用資源，又使鐵皮石斛等功效在酸奶中得以應用，增加新的保健酸乳品種，并兼有廣泛的養生作用，滿足人們對不同功能性保健乳品的要求，具有一定的實際應用價值和廣闊的市場應用前景。

研發的新產品營養全面、風味優良、口感細膩，是一種新型的保健乳酸菌飲料，填補了市場空白，為我國鐵皮石斛等資源的合理利用和酸乳新品種的開發開辟了一條新途徑。

1 材料與方法

1.1 原料與儀器

1.1.1 原料

鐵皮石斛、紅棗、鮮奶、白砂糖、魔芋粉、乳酸菌，均為市售。

1.1.2 試驗儀器

電磁爐、鍋、真空冷凍干燥機，北京博醫康實驗儀器有限公司產品；JJ-2B型組織搗碎勻漿機，金壇市榮華儀器制造有限公司產品；JYZ-B521型九陽榨汁機，九陽股份有限公司產品；SW-CJ-2D型超凈工作臺，蘇州凈化設備公司產品；YXD804b280型滅菌鍋，上海博訊實業公司產品；PYX-DHS-3型培養箱、SF-400型天平、ACS-30A型電子秤，福州科迪電子技術有限公司產品；冰箱、GYB40-10S型均質器，上海東華高壓均質機廠產品；FJ-12HB型電熱式發酵箱，多利食品機械有限公司產品；pH計，上海偉業儀器廠產品。

1.2 試驗方法

1.2.1 工藝流程

鐵皮石斛：清洗→切段→加水→打漿→過濾→鐵皮石斛汁。

鐵皮石斛汁+超微紅棗粉+鮮奶+糖→調配→預熱→均質→殺菌→冷卻→接種→無菌灌裝→發酵→冷藏后熟→成品。

1.2.2 操作要點

（1） 鐵皮石斛汁的制備。選用表面無病蟲害、無腐爛變質的、無機械損傷的新鮮鐵皮石斛。鐵皮石斛在清洗后放入打漿機中，加水（8倍），打成漿，用4層紗布過濾，并擠壓，得鐵皮石斛汁備用。

（2）超微紅棗粉的制備。經冷凍升華干燥，采用雙螺桿擠壓工藝結合超微粉碎集成技術制成。

（3）調配均質。將鐵皮石斛汁、紅棗、鮮奶、糖按照一定比例混合預熱，均質處理，均質溫度65℃，均質壓力22 MPa。

（4）滅菌、冷卻、接種、無菌灌裝、發酵。將均質好的料液進行巴氏殺菌，加熱至95℃，維持5 min殺菌，然后冷卻至40℃，接入乳酸菌發酵劑，無菌灌裝，并在42℃條件下恒溫發酵7 h。

（5）冷藏。將發酵好的產品迅速冷卻至10℃以下，然后迅速置于0～4℃下保存12 h，經檢驗合格后即為成品。

1.3 試驗設計

首先采用單因素試驗，選取鐵皮石斛汁添加量、紅棗粉添加量、鮮奶添加量、白砂糖添加量進行單因素試驗。在單因素試驗的基礎上，以鐵皮石斛汁添加量、紅棗粉添加量、鮮奶添加量、白砂糖添加量為因素，設計四因素三水平的正交試驗來確定產品的最佳配方。

（1）感官評定。參照酸奶的感官評定方法，分別從色澤、氣味、滋味和組織狀態4個方面進行評分，總分為100分。

感官評定方法見表1[6]。

（2） 理化指標。可溶性固形物用折光儀測定；酸度用pH計。

表1 感官評定方法

（3）微生物指標測定。大腸桿菌按GB 4789.3—2016檢驗；致病菌按GB 29921—2013檢驗；乳酸菌按GB4789.35—2016檢驗。

2 結果與分析

2.1 鐵皮石斛汁添加量的選擇與分析

以感官評定為指標，通過固定紅棗粉、鮮奶、白砂糖的添加量，改變不同的鐵皮石斛汁添加量，確定其最佳配比。

鐵皮石斛汁添加量對酸奶感官品質的影響見表2。

由表2可知，鐵皮石斛添加量在30%時口感和顏色最佳。

表2 鐵皮石斛汁添加量對酸奶感官品質的影響

2.2 紅棗粉添加量的選擇與分析

以感官評定為指標，通過固定鐵皮石斛汁、鮮奶、白砂糖的添加量，改變紅棗粉添加量，確定其最佳配比。

紅棗粉添加量對酸奶的影響見表3。

表3 紅棗粉添加量對酸奶的影響

由表3可知，紅棗粉添加量在1.5%的時候顏色香味較佳。

2.3 鮮奶添加量的選擇與分析

以感官評定為指標，通過固定鐵皮石斛汁、紅棗粉、白砂糖添加量，改變鮮奶添加量，確定其最佳配比。

鮮奶添加量對酸奶的影響見表4。

表4 鮮奶添加量對酸奶的影響

由表4可知，鮮奶添加量為50%時的產品效果較佳。

2.4 白砂糖添加量的選擇與分析

以感官評定為指標，通過固定鐵皮石斛汁、紅棗粉、鮮奶的添加量，改變白砂糖添加量，確定其最佳配比。

白砂糖添加量對酸奶的影響見表5。

表5 白砂糖添加量對酸奶的影響

發酵液中加入適量白砂糖可改善成品的酸味，如果加糖量過多，不僅產品過甜，而且還會使混合乳液的滲透壓增大而阻礙乳酸菌的生長。由表5可知，白砂糖添加量在5.0%時口感較好。

2.5 正交試驗

以鐵皮石斛汁添加量（A）、紅棗粉添加量（B）、鮮奶添加量（C）、白砂糖添加量（D） 為因素，感官評分為指標，設計四因素三水平正交試驗確定酸奶的最佳配方。

正交試驗因素與水平設計見表6，正交試驗結果見表7。

表6 正交試驗因素與水平設計/%

表7 正交試驗結果

由表7極差分析結果可知，B因素，即棗汁添加量為最重要因素，其次是A因素，即鐵皮石斛汁添加量，再就是C因素即鮮奶添加量，最后是D因素，即白砂糖添加量，B＞A＞C＞D，所以第一因素紅棗粉對產品結果影響最大，第二是鐵皮石斛汁，第三是鮮奶，最后是白砂糖。考慮到因素A成本較昂貴。因此，從降低成本考慮確定最佳組合為A2B2C2D2，即鐵皮石斛汁添加量30%，紅棗粉添加量1.5%，鮮奶添加量50%，白砂糖添加量5%。此外添加穩定劑魔芋粉0.1%，在均質溫度65℃，均質壓力22 MPa下均質，采用直投式乳酸菌種1 g/1 000 mL的量，在42℃下發酵7 h，pH值為4.0～4.2，可溶性固形物12.0%，可制得營養全面、風味優良、口感細膩的一種新型的石斛紅棗復合保健乳酸菌飲料。

2.6 鐵皮石斛紅棗乳酸菌飲料產品質量指標

2.6.1 感官指標

（1）色澤。紅褐色，色澤均勻一致；滋味與氣味具有鐵皮石斛、紅棗和發酵乳特有滋味、氣味，乳香味與鐵皮石斛、紅棗味協調，酸甜可口，柔和細膩，口感潤滑。

（2） 組織狀態。均勻細膩的乳狀液體，無分層，允許有少量沉淀。

2.6.2 營養指標

蛋白質≥1.0%，脂肪≥1.0%，酸度70～80°T，pH值為4.0～4.2，可溶性固形物12.0%。

2.6.3 衛生指標

總砷（以As計） ≤0.2mg/L，鉛（Pb） ≤0.05mg/L，銅 （Cu） ≤5.0 mg/L，苯甲酸≤0.03 g/kg。脲酶試驗：陰性。

2.6.4 微生物指標

菌落總數≤100 CFU/g，大腸菌群≤3 MPN/100 mL，霉菌≤30 CFU/g，酵母≤50 CFU/g，致病菌（沙門菌、志賀菌、金黃色葡萄球菌）不得檢出[6-7]。

3 結論

鐵皮石斛乳酸菌飲料發酵工藝的最優組合為鐵皮石斛汁添加量30%，紅棗粉添加量1.5%，鮮奶添加量50%，白砂糖添加量5%，穩定劑魔芋粉添加量0.1%，在均質溫度65℃，均質壓力22 MPa下均質，采用直投式乳酸菌種1 g/1 000 mL的量，在42℃下發酵7 h，pH值為4.0～4.2，可溶性固形物12.0%可制得品質優良的鐵皮石斛乳酸菌飲料。該產品口感細膩爽滑、酸甜適中、色澤均勻，呈淺黃色，無分層現象，風味協調，兼有鐵皮石斛和紅棗酸乳特有的風味。鐵皮石斛鮮條保鮮時間不長久，也可采用雙螺桿擠壓工藝結合超微粉碎集成技術制成超微鐵皮石斛粉加工石斛乳酸菌飲料。石斛內含有豐富的多糖類物質，研究表明添加一定量的多糖可抑制乳酸菌飲料的后發酵過程，從而延緩酸度的上升，有利于改善乳酸菌飲料的品質，延長乳酸菌飲料的保質期[8]。

鐵皮石斛中固有的多種功能性成分，使其具有增強免疫力、抗氧化等功能，鐵皮石斛保健食品的開發，應在初加工的基礎上大力加強對其深加工產品的開發，從而創造出更多方便食用的具有保健功能的鐵皮石斛產品。