石斛花含片的研制及品質分析

張卉，李順平，敖冬慧，陳軍文，趙明，唐卿雁*

（1.云南農業大學 食品科學技術學院，云南 昆明 650201；2.云南農業大學 西南中藥材種質創新與利用國家地方聯合工程研究中心，云南 昆明 650201；3.云南農業大學 云南省藥用植物生物學重點實驗室，云南 昆明 650201；4.云南大學 生命科學學院，云南 昆明 650201）

鼓槌石斛（Dendrobium chrysotoxum Lindl）也稱金弓石斛，是蘭科石斛屬多年生附生草本植物[1]，在我國云南、四川、廣西等地均有分布[2]。鼓槌石斛的副產物——石斛花，色澤金黃且略有清香，味甘性溫，富含多種揮發油成分，不僅具有很高的觀賞價值，還可作為飲品及菜肴的配料，是一種集食用及觀賞于一身的石斛種類[3-4]。石斛花營養豐富，含有氨基酸、黃酮、石斛多糖、石斛堿等多種活性成分[5-6]，具有滋陰清熱[7]、生津養胃[8-9]、安神明目[10-11]、抗氧化[12-14]、抗高血糖[16-17]、抗腫瘤[18-20]、保護心血管系統[21-23]等功效。目前，石斛花的加工形式單一，市面上的石斛花產品主要以花茶為主[23-25]，其開發的產品形式單一，以鼓槌石斛花為原料的含片產品較少，還需進一步開發。為提升石斛花的經濟價值，對石斛花進行精深加工，開發多元化的產品，本研究以鼓槌石斛花粉末為主要原料，研制鼓槌石斛花含片，通過單因素試驗及響應面法分析對其工藝和配方進行優化。對產品的理化指標和微生物指標進行測定，以期制備出具有獨特風味和適宜口感的石斛含片，為石斛花精深加工提供參考和依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

鼓槌石斛花：產自云南龍陵。

甘露醇（食品級）：瀟博生物科技有限公司；羧甲基淀粉鈉（食品級）：河南中潤食品有限公司；三氯蔗糖（食品級）：山東康寶生化科技有限公司；硬脂酸鎂（食品級）：瀟博生物科技有限公司；薄荷腦（食品級）：匯泉生物科技有限公司；75%乙醇（分析純）：南昌華鑫醫藥化工有限公司；聚維酮K30（食品級）、微晶纖維素（食品級）：河南萬邦實業有限公司。

1.2 主要儀器設備

AR224CN 型電子天平：常州奧豪斯儀器有限公司；GZX-GF101-3-BS-II 電熱恒溫鼓風干燥箱：上海躍進醫療器械有限公司；XM-2500 粉碎機：浙江永康市鉑歐五金制品有限公司；SMS TA.XT Plus 質構儀：北京微訊超技儀器技術有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 鼓槌石斛花含片制備工藝流程

鼓槌石斛花→烘干→粉碎→制粒→二次烘干→壓片→滅菌→包裝→成品。

1.3.2 操作要點

干燥：將新鮮的石斛花烘干，使其可用手捏碎至小片狀為止。

粉碎：將烘干的石斛花原料粉碎，過100 目篩網，制成石斛花原料。

制粒：擬定每組試驗物料總用量為10 g，將填充劑（甘露醇、羧甲基淀粉鈉、聚維酮K30）與鼓槌石斛花粉末及三氯蔗糖混勻，并用適量75%乙醇溶解，用于濕潤混合原料，并制粒。

二次烘干：用不銹鋼盤盛放石斛顆粒，單層均勻鋪開，放入烘箱，在45 ℃下烘烤10 min，除去石斛顆粒中剩余的酒精。

壓片：壓片前加入潤滑劑（硬脂酸鎂）和薄荷腦，混合均勻后放入壓片模具中進行壓片。

滅菌：將含片放入烘箱，溫度調整至80 ℃，加熱殺菌15 min。

1.3.3 單因素試驗設計

1.3.3.1 鼓槌石斛花粉添加量的確定

固定甘露醇添加量為30%，三氯蔗糖添加量為1.5%，薄荷腦添加量為0.5%，其他工藝和條件不變，添加不同含量的鼓槌石斛花粉末（35%、40%、45%、50%、55%）制備鼓槌石斛花含片，進行感官評定，確定鼓槌石斛花粉的最佳添加量。

1.3.3.2 甘露醇添加量的確定

固定鼓槌石斛花粉添加量為45%，三氯蔗糖添加量為1.5%，薄荷腦添加量為0.5%，其他工藝和條件不變，添加不同含量的甘露醇（15%、20%、25%、30%、35%）制備鼓槌石斛花含片，進行感官評定，確定甘露醇的添加量。

1.3.3.3 三氯蔗糖添加量的確定

固定鼓槌石斛花粉添加量為45%，甘露醇添加量為30%，薄荷腦添加量為0.5%，其他工藝和條件不變，添加不同含量的三氯蔗糖（0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%）制備鼓槌石斛花含片，進行感官評定，確定三氯蔗糖的添加量。

1.3.3.4 薄荷腦添加量的確定

固定鼓槌石斛花粉添加量為45%，三氯蔗糖添加量為1.5%，甘露醇添加量為30%，其他工藝和條件不變，添加不同含量的薄荷腦（0.1%、0.3%、0.5%、0.7%、0.9%）制備鼓槌石斛花含片，進行感官評定，確定薄荷腦的添加量。

1.3.3.5 黏合劑的選擇

根據預試驗篩選，固定羧甲基淀粉鈉添加量為6%，聚維酮K30 添加量為15%，硬脂酸鎂添加量為2%，分別選用蒸餾水、75%乙醇、微晶纖維素作為黏合劑，制備鼓槌石斛花含片，觀察壓片制粒情況并進行感官評定，確定黏合劑種類。

1.3.3.6 烘干溫度的確定

在其他工藝不變的條件下，分別在不同溫度（25、35、45、55、65 ℃）條件下制備鼓槌石斛花含片，觀察粉末濕潤情況及壓片情況并進行感官評定，確定烘干溫度。

1.3.4 響應面優化

結合單因素試驗結果，利用Box-Behnken 響應面設計試驗，響應面因素和水平設計見表1。

表1 響應面分析因素和水平Table 1 Response surface analysis factors and levels

1.3.5 感官評分

由10 名食品專業的學生組成感官評定成員，采用百分制進行打分，分別從色澤、風味、組織形態、口感4項指標對鼓槌石斛花含片進行感官評分，每項指標各占25 分，評分標準見表2。

表2 石斛花含片感官評分標準Table 2 Sensory score criteria of Dendrobium flower buccal tablets

1.3.6 產品質量指標

硬度：參照朱振元等[26]的方法測定。

脆碎度：參照《中國藥典》2020 版[27]進行測定。

崩解時間：采用容器傾倒法測定[28]。

菌落總數：參照GB 4789.2—2016《食品安全國家標準食品微生物學檢驗菌落總數的測定》[29]進行測定。

大腸桿菌：參照GB 4789.3—2016《食品安全國家標準食品微生物學檢驗大腸菌群計數》[30]進行測定。

1.4 數據統計與分析

本試驗使用Excel 2016 對數據進行整理，Origin 2018 軟件繪圖，采用Design-Expert 10 進行響應面優化分析。

2 結果與討論

2.1 單因素試驗

2.1.1 鼓槌石斛花粉添加量的確定

鼓槌石斛花粉添加量對感官評分的影響如圖1 所示。

圖1 鼓槌石斛花粉添加量對石斛花含片感官評分的影響Fig.1 Effects of flower powder addition amount of Dendrobium on sensory score of Dendrobium flower buccal tablets

由圖1 可知，當鼓槌石斛花添加量逐漸增加時，含片的感官評分先增后減，在鼓槌石斛花添加量為45%時，含片感官評分最高，含片口感最佳；當添加量超過45%時，鼓槌石斛花味過重，評分開始下降。因此確定鼓槌石斛花添加量45%進行后續試驗。

2.1.2 甘露醇添加量的確定

甘露醇具有清涼的甜味，可覆蓋鼓槌石斛花特有的藥材香味。甘露醇添加量對感官評分的影響結果如圖2 所示。

圖2 甘露醇添加量對鼓槌石斛花含片感官評分的影響Fig.2 Effect of mannitol addition on sensory score of Dendrobium flower buccal tablet

由圖2 可知，當甘露醇添加量逐漸增加時，含片的感官評分也逐漸增大；當甘露醇添加量為30%時，含片感官評分最高，此時含片口感最佳；但當添加量超過30%時，評分開始下降。因此確定甘露醇添加30%進行后續試驗。

2.1.3 三氯蔗糖添加量的確定

為獲得良好的口感需加入甜味劑進行矯味，三氯蔗糖甜味非常接近蔗糖，甜度高、熱量低，同時亦不會引起齲齒，故選取三氯蔗糖作為甜味劑，其添加量對石斛含片感官評分的影響如圖3 所示。

圖3 三氯蔗糖添加量對鼓槌石斛花含片感官評分的影響Fig.3 Effect of sucralose supplemental level on sensory score of Dendrobium flower buccal tablet

如圖3 所示，當三氯蔗糖添加量逐漸增加時，含片的感官評分先增后減，當三氯蔗糖添加量為1.5%時，含片感官評分最高，此時含片口感最佳。但當其添加量超過1.5%時，甜度過高，感官評分開始下降。因此確定三氯蔗糖添加量1.5%進行后續試驗。

2.1.4 薄荷腦添加量的確定

適宜的薄荷腦添加量可以增加鼓槌石斛花含片的風味，促進食欲；薄荷腦添加量較少時，清涼的感覺不明顯；當薄荷腦添加量過多，清涼感過重甚至會出現苦味。不同薄荷腦添加量對石斛花含片感官評分的影響如圖4 所示。

由圖4 可知，當薄荷腦添加量為0.5%時，感官評分最高，此時含片清爽可口，滋味較好。因此確定薄荷腦添加量為0.5%。

2.1.5 黏合劑的確定

為使粉末更好地黏合起來，本試驗選用了3 種黏合劑，分別是蒸餾水、75%乙醇和微晶纖維素，黏合劑的種類對鼓槌石斛花含片品質的影響如表3 所示。

由表3 可知，在加工過程中，選用蒸餾水作為黏合劑會使原料的黏度增加，導致加工困難、造成原料的浪費；而微晶纖維素改變了產品的外觀，顏色不均勻；75%乙醇極大改善了原料的黏度，使加工工藝相對容易進行，故選用75%乙醇作為黏合劑。

2.1.6 烘干溫度的確定

鼓槌石斛花制粒過程中，經濕潤過后需要2 次干燥，干燥時間為10 min。烘干的溫度會影響鼓槌石斛花含片的品質，烘干溫度過低，產品粉末濕潤，水分活度大，壓片困難，形成含片的硬度較低；烘干溫度過高，產品粉末干燥，水分活度較小，不易手工壓片，使產品硬度過低，成品較為松散。不同烘干溫度對鼓槌石斛花含片品質影響如表4 所示。

表4 烘干溫度對鼓槌石斛花含片品質影響Table 4 Influence of drying temperature on quality of Dendrobium flower buccal tablets

結果表明，烘干溫度為45 ℃時，含片壓片成型穩定，水分含量較為適中，品質較優，故確定干燥溫度為45 ℃。

2.2 響應面優化

2.2.1 二次響應面回歸模型的建立與分析響應面試驗結果如表5 所示。

表5 響應面試驗設計與結果Table 5 Response surface analysis scheme and results

通過Design-Expert 10 設計試驗數據進行多元回歸分析，得到制作條件與感官評分之間的二次多項式模型為感官評分（Y）=81.36-0.73A+0.57B-0.6C-0.13AB-0.025AC+1.13BC-3.59A2-1.09B2-2.74C2。

回歸模型方差分析結果見表6。

表6 方差分析及結果Table 6 Analysis of variance and results

由表6 可知，模型P＜0.01，表明差異極顯著，具有統計學意義；失擬項的P=0.976 2，大于0.05，表明失擬項不顯著，說明回歸方程與實際情況吻合的較好。相關系數R2=0.962 3，接近于1，表明相關性良好。變異系數（C.V.）為1.03%，小于5%，表明方程有良好的重現性。信噪比為12.529，遠大于4，說明模型可信度較高。回歸方程各項方差分析結果表明：一次項A、交互項BC、二次項B2對感官評分有顯著影響；A2和C2對感官評分影響極顯著。通過綜合比較F 值可知，各因素對石斛花含片感官評分的影響大小分別為A（鼓槌石斛花粉添加量）＞C（三氯蔗糖添加量）＞B（甘露醇添加量）。

2.2.2 響應面及等高線分析

根據回歸模型建立響應曲面圖，見圖5。

圖5 兩兩因素交互作用對含片感官評分影響的響應面圖Fig.5 Response surface diagram of the interaction between two factors on buccal tablets sensory score

由圖5 可知，甘露醇添加量與三氯蔗糖添加量（BC）的響應面坡度陡峭，等高線接近橢圓形，表明它們的交互作用較強，對石斛花含片感官評分影響顯著；鼓槌石斛花粉添加量與甘露醇添加量（AB）和鼓槌石斛花粉添加量與三氯蔗糖添加量（AC）的響應面坡度相對平緩，等高線接近圓形，說明它們的交互作用對感官評分的影響不顯著。單因素和方差分析也表現出與其一致的結果。

2.2.3 最佳條件的確定和回歸模型的驗證

為驗證響應面分析法的可靠性，重復3 次水平試驗進行驗證，試驗結果如表7 所示。

表7 最佳條件的確定和回歸模型的驗證Table 7 The determination of optimal conditions and the verification of regression models

經單因素試驗和響應面優化分析確定了石斛花含片的最優工藝配方為鼓槌石斛花粉添加量44.48%、甘露醇添加量31.19%、三氯蔗糖添加量1.74%，感官評分81.48。結合實際生產情況，將其配方調整為石斛花粉添加量44%、甘露醇添加量31%、三氯蔗糖添加量1.50%。此時，含片的感官評分為80.40，與預測值較為接近。結果表明，響應面法優化所建立的試驗模型準確可靠，優化出的石斛花含片配方參數具有實用價值。

2.3 產品質量指標

2.3.1 理化指標

參照《中國藥典》2020 年版二部附錄[27]中的方法，隨機選取10 片鼓槌石斛含片并測定其理化指標，結果如表8 所示。

表8 石斛花含片理化指標檢測結果Table 8 Physical and chemical index test results of Dendrobium flower buccal tablets

由表8 可知，測量得到鼓槌石斛花含片平均片重0.38 g，片重范圍（0.37～0.39）g，片重差異為±5%，符合0.30 g 及以上的規定；含片硬度范圍在（43.56±3.00）kgf之間。含片脆碎度為（0.93±0.02）%，未發現有碎裂現象，減失質量為0.93%，均符合藥典規定。

2.3.2 含片感官評定結果

色澤：片劑表面色澤均勻，鼓槌石斛花表面呈淡黃色且無雜質。

氣味：鼓槌石斛花特有的香氣。

組織形態：質地緊實，表面光滑。

口感：清涼甘甜，風味協調。

2.3.3 含片微生物指標檢測結果

石斛花含片的微生物指標檢測結果見表9。

表9 石斛花含片微生物指標檢測結果Table 9 Detection results of microbial indexes of Dendrobium flower buccal tablet

3 結論

以鼓槌石斛花為原料，探討石斛花含片的加工工藝，并對含片的配方進行優化，最終確定產品的最佳配方為鼓槌石斛花粉添加量44%、甘露醇31%、三氯蔗糖1.50%、羧甲基淀粉鈉6%、聚維酮K30 15%、薄荷腦0.5%、硬脂酸鎂2%時，產品質量最佳。按照配方研制出的含片為淺黃色，表面光亮，顏色均勻，清涼甘甜，風味獨特，具有獨特的石斛花香味同時符合產品的衛生要求，本研究為鼓槌石斛花的進一步開發利用提供參考。