摘要［目的］優(yōu)化鐵皮石斛原漿飲品配方，使其外觀口感更佳。［方法］采用模糊感官評(píng)定與響應(yīng)面法結(jié)合的方法，對(duì)鐵皮石斛原漿飲品配方進(jìn)行優(yōu)化研究。［結(jié)果］最佳配方是以石斛原漿飲品的質(zhì)量指標(biāo)為基準(zhǔn)，赤蘚糖醇添加量6.00%、檸檬酸添加量0.01%、黃原膠添加量0.03%。在此配方下，可得到色澤黃綠色、特有的清香味、酸甜適中、口感柔和細(xì)膩、組織狀態(tài)均勻、無(wú)沉淀分層現(xiàn)象的鐵皮石斛原漿飲品，感官評(píng)分為84.78分。［結(jié)論］該研究為鐵皮石斛健康產(chǎn)業(yè)深度開(kāi)發(fā)提供科學(xué)依據(jù)。

關(guān)鍵詞鐵皮石斛；響應(yīng)面法；模糊感官評(píng)定法；原漿飲品；配方優(yōu)化

中圖分類號(hào)TS275.4"文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A"文章編號(hào)0517-6611（2025）02-0187-05

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2025.02.037

開(kāi)放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

FormulationOptimizationofDendrobiumofficinalebyFuzzySensoryEvaluationMethodandResponseSurfaceMethodology

CHENJian-cheng，LUShao-ji，GUOZhi-huangetal

（XiamenTasmanBioengineeringCo.，Ltd.，Xiamen，F(xiàn)ujian361000）

Abstract［Objective］TooptimizetheformulaofDendrobiumofficinalepureedrinkandimproveitsappearanceandtaste.［Method］ThecombinationoffuzzysensoryevaluationandresponsesurfacemethodologywasusedtooptimizetheformulaofDendrobiumofficinalepureedrink.［Result］TheoptimalformulawasbasedonthequalityindicatorsofDendrobiumofficinalepureedrink，withanadditiveamountof6.00%erythritol，0.01%citricacidand0.03%xanthangum.Underthisformula，aDendrobiumofficinalepureedrinkwithayellowgreencolor，uniquefragrance，moderatesweetnessandsourness，softanddelicatetaste，uniformtissuestate，andnosedimentationorlayeringphenomenoncouldbeobtained，withasensoryscoreof84.78points.［Conclusion］ThisstudyprovidesascientificbasisforthedeepdevelopmentofthehealthindustryofDendrobiumofficinale.

KeywordsDendrobiumofficinale;Responsesurfacemethodology;Fuzzysensoryevaluationmethod;Pureedrink;Formulationoptimization

鐵皮石斛（Dendrobium officinale），有著特殊的藥用價(jià)值，是我國(guó)珍貴的藥食同源的中草藥之一，被稱為植物界大熊貓^［1-2］。現(xiàn)在藥理研究證明，鐵皮石斛具有抗衰老、抗疲勞、抗腫瘤、滋養(yǎng)肺陰、提高免疫力、提高心腦血管功能、降血糖、降血脂、輔助降血壓、防輻射護(hù)眼等功效^［3-4］，適合開(kāi)發(fā)相關(guān)的保健茶飲及復(fù)合飲品^［5-6］；除此之外，在緩解糖尿病、調(diào)理腸胃不適癥、急慢性咽炎、焦慮抑郁等疾病及調(diào)理亞健康狀態(tài)上有很好的療效^［7-8］。鐵皮石斛是石斛中上品，作為九大仙草之首，自古被稱為“滋陰圣品”，是開(kāi)發(fā)中醫(yī)藥和保健食品的重要原材料^［9］。

鐵皮石斛可單獨(dú)制成飲料，也可以搭配其他的原輔料制成復(fù)合原漿飲品。高原等^［10］將鐵皮石斛根據(jù)開(kāi)發(fā)工藝制成飲料，例如將鐵皮石斛經(jīng)過(guò)清洗、打漿、過(guò)濾、調(diào)配、均質(zhì)等制成鐵皮石斛飲料；張平^［11］將鐵皮石斛切斷、打漿、膠體磨處理、過(guò)濾、濃縮石斛汁、調(diào)配、脫氣等制成鮮榨鐵皮石斛飲料；何超紅等^［12］將鐵皮石斛與枳椇（干果）、葛根（干品）、枸杞（干果）熱水浸提后，不同提取液按比例混合調(diào)配，經(jīng)過(guò)罐裝殺菌等技術(shù)制成鐵皮石斛復(fù)合飲料，具有良好的酸甜度。綜合以上制備工藝研究，總結(jié)出鐵皮石斛原漿基本制作工藝為切段、打漿、膠體磨處理、過(guò)濾、離心、調(diào)配、勻質(zhì)、脫氣、罐裝及殺菌等。該試驗(yàn)以鐵皮石斛為試驗(yàn)材料，采用模糊數(shù)學(xué)感官評(píng)價(jià)法對(duì)鐵皮石斛原漿風(fēng)味進(jìn)行感官評(píng)價(jià)，同時(shí)結(jié)合響應(yīng)面法優(yōu)化鐵皮石斛原漿飲品的配方，以期獲得最佳鐵皮石斛原漿飲品的品質(zhì)。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

1.1.1試材。鐵皮石斛，3年限，采自廈門塔斯曼生物工程有限公司的GAP種植基地；赤蘚糖醇、檸檬酸、維生素C、黃原膠，均為食品級(jí)，購(gòu)自廈門圣爾康食品有限公司；30mL異形袋，材質(zhì)PET/AL/PA/RCPP，購(gòu)自廈門坤桀塑膠工業(yè)有限公司。

1.1.2

儀器設(shè)備。恒溫水浴鍋（型號(hào)DF-101S，上海力辰邦西儀器有限公司）；電子天平（型號(hào)PMK224ZH，奧豪斯儀器有限公司）；pH計(jì)（型號(hào)PB-10，賽多利斯科學(xué)儀器有限公司）；手持式糖度計(jì)（型號(hào)LB32T，廣州市速為電子科技有限公司）；破壁機(jī)（型號(hào)JYL-Y99，廣東美的生活電器制造有限公司）；電磁爐（型號(hào)C21-IH02E6，浙江蘇泊爾家電制造有限公司）；膠體磨（型號(hào)JM-F65，江蘇班德瑞不銹鋼有限公司）；離心機(jī)（型號(hào)TG16-WS，湖南湘儀實(shí)驗(yàn)室儀器開(kāi)發(fā)有限公司）；超純水機(jī)（型號(hào)AXLC1810，重慶阿修羅科技發(fā)展有限公司）；可調(diào)式高速勻漿機(jī)（型號(hào)FSH-2，常州國(guó)華電器有限公司）；蒸汽式殺菌鍋（型號(hào)R20，諸誠(chéng)鼎力機(jī)械有限公司）。

1.2試驗(yàn)方法

1.2.1工藝流程及操作要點(diǎn)。

1.2.1.1

工藝流程。鐵皮石斛原漿飲品的工藝流程為鐵皮石斛—挑揀—除雜清洗—切斷—打漿—過(guò)濾—膠體磨處理—離心—調(diào)配—?jiǎng)驖{—加熱—滅菌—灌裝—成品。

1.2.1.2

操作要點(diǎn)。

（1）原料的挑揀與除雜清洗。對(duì)鐵皮石斛鮮條進(jìn)行挑揀表皮無(wú)霉變的，用流動(dòng)清水充分洗凈瀝干，除去夾帶泥沙和雜質(zhì)。

（2）打漿、過(guò)濾及膠體磨處理。取鐵皮石斛切段1～2cm，加入去離子水，以不同料液比進(jìn)行打漿后，分別采用100目濾網(wǎng)進(jìn)行過(guò)濾，棄去濾渣取濾液待用。對(duì)濾液重復(fù)“加水打漿—煮沸—過(guò)濾”3次過(guò)濾，取濾渣按5倍體積的水，打漿獲得漿液；過(guò)濾，取濾液；合并所有濾液，并過(guò)膠體磨處理，再用離心機(jī)以4000r/min重復(fù)離心1遍，所得上清液為鐵皮石斛原漿。

（3）輔料調(diào)配。在鐵皮石斛原漿中按配方比例進(jìn)行添加輔料和添加劑，依次添加黃原膠、檸檬酸、赤蘚糖醇，不斷攪拌，使其配料能夠充分溶解。黃原膠先與部分赤蘚糖醇充分混合均勻，緩慢加入熱水使其充分溶解后加入鐵皮石斛原漿中。

（4）均質(zhì)、脫氣。將提前配制好的料液，設(shè)置高速勻漿（FSH-2）2.0萬(wàn)r/min，均勻1～2次，預(yù)熱至70～75℃進(jìn)行脫氣，保持5min，使料液中氣體脫出，保證品質(zhì)。

（5）灌裝。將鐵皮石斛原漿裝入已滅好菌的異形袋，異型袋用紫外臭氧消毒。

（6）高溫殺菌及檢驗(yàn)。將罐裝好的鐵皮石斛原漿異形袋（高溫蒸煮級(jí)）移至殺菌釜95℃條件下保持30min殺菌。殺菌完畢的異形袋，用流動(dòng)水進(jìn)行冷卻處理，目的是防止爆袋，再用冷風(fēng)進(jìn)行散熱，并對(duì)滅菌的產(chǎn)品進(jìn)行理化。

1.2.2鐵皮石斛打漿料液比的確定。取瀝干后鐵皮石斛切段加入一定比例純凈水，分別以15∶1000、25∶1000、35∶1000（g∶mL）的料液比打漿進(jìn)行比較，綜合以鐵皮石斛原漿液體的色澤、組織形態(tài)、香氣、滋味和氣味的感官評(píng)分為評(píng)價(jià)指標(biāo)確定石斛打漿最佳料液比。

1.2.3鐵皮石斛原漿飲品制作配方研究。

1.2.3.1

單因素試驗(yàn)。單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)以赤蘚糖醇添加量、檸檬酸添加量、穩(wěn)定劑添加量（均以復(fù)合飲品質(zhì)量為基準(zhǔn)）3個(gè)主要因素對(duì)鐵皮石斛原漿飲品的口味影響較為顯著，運(yùn)用模糊感官評(píng)定法，對(duì)3個(gè)因素分別進(jìn)行單因素試驗(yàn)，每個(gè)因素5水平。其單因素試驗(yàn)具體如下：固定工藝過(guò)程中其他2個(gè)因素，赤蘚糖醇添加量（3%、4%、5%、6%、7%）、檸檬酸添加量（0.005%、0.010%、0.020%、0.040%、0.080%）、黃原膠添加量（0.005%、0.010%、0.020%、0.040%、0.080%）分別進(jìn)行單因素試驗(yàn)分析，確定鐵皮石斛原漿中各因素較優(yōu)的用量，考察分析各因素對(duì)原漿飲品的品質(zhì)影響，為響應(yīng)面試驗(yàn)篩選各因素水平^［13-14］。

1.2.3.2 模糊感官評(píng)定。模糊綜合評(píng)定小組由10名經(jīng)過(guò)培訓(xùn)的食品專業(yè)技術(shù)員組成，男女各半，評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。分別從色澤、香味、口感和組織狀態(tài)4個(gè)方面對(duì)鐵皮石斛原漿飲品進(jìn)行評(píng)審，分設(shè)優(yōu)（90）、良（80）、中（70）、差（60）4個(gè)級(jí)別，即評(píng)價(jià)因素集U=（U U2，U U4），其中U1、U2、U3、U4分別代表色澤、香味、滋味、組織狀態(tài)；評(píng)語(yǔ)集X=（X X2，X X4），其中X1、X2、X3、X4分別代表優(yōu)、良、中、差。采用用戶調(diào)查法，參照相關(guān)文獻(xiàn)^［15-18］，根據(jù)各指標(biāo)在復(fù)合飲料評(píng)價(jià)中的作用，設(shè)定權(quán)重集A=（A A2，A A4），此次評(píng)價(jià)中色澤、香味、口味、組織狀態(tài)4個(gè)因素的權(quán)重分別為0.15、0.25、0.35、0.25，即A=（0.15，0.25，0.35，0.25），總和為 將綜合評(píng)定結(jié)果集中，各個(gè)向量分別乘以其對(duì)應(yīng)的分值后進(jìn)行加和，用矩陣乘法計(jì)算樣品對(duì)各個(gè)因素的綜合隸屬度（Y）：Y=X·R^［19］，最后計(jì)算每個(gè)產(chǎn)品的綜合評(píng)分^［20］。

1.2.3.3 響應(yīng)面試驗(yàn)。在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)赤蘚糖醇添加量、檸檬酸添加量、黃原膠添加量3因素3水平的響應(yīng)面試驗(yàn)^［21-22］。采用Design-Expert 13.0進(jìn)行分析，以模糊感官評(píng)分為響應(yīng)值，確定鐵皮石斛原漿飲品的最佳配方。

2結(jié)果與分析

2.1打漿料液比的確定以不同料液比打漿后對(duì)鐵皮石斛原漿飲品進(jìn)行感官評(píng)分，結(jié)果發(fā)現(xiàn)（表2），當(dāng)打漿料液比為15∶1000時(shí)，飲品的組織狀態(tài)過(guò)稀，口感略稀薄，整體沒(méi)有黏稠感，且呈現(xiàn)水樣狀態(tài)，沒(méi)有石斛香味且較淡，綜合評(píng)分為65分；當(dāng)料液比為35∶1000時(shí)，溶液組織狀態(tài)濃稠，很難過(guò)濾，綜合評(píng)分為70分；當(dāng)料液比為25∶1000時(shí)，綜合各項(xiàng)指標(biāo)均較理想，綜合評(píng)分75分。

2.2鐵皮石斛原漿飲品各原輔料單因素試驗(yàn)

2.2.1赤蘚糖醇添加量的確定。赤蘚糖醇是新一代健康代糖產(chǎn)品，能量值為0，人體攝入不增加脂肪。赤蘚糖醇添加量對(duì)石斛原漿飲品的色澤、香氣、口感、組織形態(tài)指標(biāo)綜合評(píng)分的影響見(jiàn)圖1。由圖1可知，當(dāng)赤蘚糖醇添加量在6%以下時(shí)，隨著赤蘚糖醇添加量的增加，鐵皮石斛原漿飲品的甜度適中、口感較好，赤蘚糖醇具有良好的甜味調(diào)和作用，因而感官評(píng)分也隨之增高；當(dāng)赤蘚糖醇添加量超過(guò)6%時(shí)，影響原漿飲品口感，感官評(píng)分逐漸降低。因此，赤蘚糖醇最佳添加量為6%。

2.2.2

檸檬酸添加量的確定。檸檬酸添加量對(duì)鐵皮石斛飲品的色澤、香氣、口感、組織形態(tài)綜合評(píng)分的影響見(jiàn)圖2。由圖2可知，當(dāng)檸檬酸添加量在0.01%以下時(shí)，隨著檸檬酸添加量的增加，感官評(píng)分逐漸增高；當(dāng)檸檬酸添加量為0.01%時(shí)，感官評(píng)分最高，為88分；當(dāng)檸檬酸添加量超過(guò)0.01%時(shí)，感官評(píng)分逐漸降低。因此，檸檬酸最佳添加量為0.01%。

2.2.3

黃原膠添加量的確定。黃原膠添加量對(duì)鐵皮石斛原漿飲品的色澤、香氣、口感、組織形態(tài)綜合評(píng)分的影響見(jiàn)圖3。由圖3可知，當(dāng)黃原膠添加量在0.02%以下時(shí)，隨著黃原膠添加量的增加，感官評(píng)分逐漸增高；當(dāng)黃原膠添加量為0.02%時(shí)，感官評(píng)分最高，為85分；當(dāng)黃原膠添加量超過(guò)0.02%時(shí)，感官評(píng)分逐漸降低。因此，黃原膠最佳添加量為0.02%。

2.3響應(yīng)面試驗(yàn)中模糊感官評(píng)定

通過(guò)評(píng)定小組各成員對(duì)響應(yīng)面17組試驗(yàn)分別進(jìn)行評(píng)定，將評(píng)價(jià)結(jié)果綜合起來(lái)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，其結(jié)果見(jiàn)表3。

由感官評(píng)價(jià)結(jié)果（表3）可知，以試驗(yàn)組合1號(hào)為試驗(yàn)結(jié)果為例，將其評(píng)價(jià)結(jié)果寫成矩陣形式：

R1=0.10.70.20

00.70.30

00.30.70

0.10.80.10

模糊關(guān)系綜合評(píng)判集：

Y1=A×R1=（0.15，0.25，0.35，0.25）×

0.10.70.20

00.70.30

00.30.70

0.10.80.10=（0.040，0.585，0.375，0）

感官評(píng)分：Z1=0.040×90+0.585×80+0.375×70+0×60=76.65。

同理可得其余試驗(yàn)組合的感官評(píng)分：Z2=79.70，Z3=78.20，Z4=84.95，Z5=81.37，Z6=80.76，Z7=90.95，Z8=79.24，Z9=86.70，Z10=85.0Z11=80.25，Z12=86.85，Z13=83.25，Z14=87.97，Z15=81.8Z16=80.25，Z17=82.59。

2.4鐵皮石斛原漿飲品配方優(yōu)化試驗(yàn)

2.4.1響應(yīng)面試驗(yàn)?zāi)Ｐ徒⑴c結(jié)果分析。在前期預(yù)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)，以赤蘚糖醇添加量（A）、檸檬酸添加量（B）、黃原膠添加量（C）為自變量，模糊感官總評(píng)分（Y）為響應(yīng)值，優(yōu)化鐵皮石斛原漿飲品配方，響應(yīng)面試驗(yàn)共設(shè)計(jì)17組，試驗(yàn)設(shè)計(jì)與評(píng)分結(jié)果具體如表4所示，方差分析結(jié)果如表5所示。分析表4和表5得出回歸方程：Y=87.48-1.37A+0.30B+0.70C+1.9750AB+0.6975AC-0.7625BC-1.81A2-4.21B2-4.06C2，其回歸模型的F值為7.44，P值為0.0074（P＜0.01），極顯著；模型失擬項(xiàng)P值為0.9058（P＞0.05），不顯著，表明該二次回歸模型是顯著，可用該模型預(yù)測(cè)鐵皮石斛原漿飲品配方優(yōu)化的試驗(yàn)結(jié)果。該回歸模型的相關(guān)系數(shù)（R2）=0.9054，變異系數(shù)（CV）=2.16%，說(shuō)明該模型的擬合程度良好，模型預(yù)測(cè)值與實(shí)測(cè)值間差異較小，可以用此模型對(duì)鐵皮石斛原漿飲品進(jìn)行預(yù)測(cè)。由表5可知，交互項(xiàng)AC、AB、BC對(duì)響應(yīng)值影響不顯著，一次項(xiàng)A、B、C對(duì)響應(yīng)值影響不顯著，二次項(xiàng)A2對(duì)響應(yīng)值影響不顯著，二次項(xiàng)B2、C2對(duì)響應(yīng)值影響顯著。各因素對(duì)原漿飲品感官評(píng)分的影響順序?yàn)锳（赤蘚糖醇添加量）＞C（黃原膠添加量）＞B（檸檬酸添加量）。

2.4.2

響應(yīng)面圖分析。從赤蘚糖醇添加量（A）與檸檬酸添加量（B）交互作用的響應(yīng)面和等高線圖（圖4）可以看出，赤蘚糖醇添加量（A）與檸檬酸添加量（B）交互作用對(duì)鐵皮石斛原漿飲品感官評(píng)分影響最為顯著，總體呈先上升后下降的趨勢(shì)，其添加量較低時(shí)，隨著赤蘚糖醇添加量（A）與檸檬酸添加量（B）的增加，鐵皮石斛原漿飲品口感和風(fēng)味感官評(píng)分均表現(xiàn)為上升趨勢(shì)；當(dāng)超過(guò)最佳添加量時(shí)，隨著各因素添加量的增加，鐵皮石斛原漿飲品感官評(píng)分指標(biāo)呈逐漸下降趨勢(shì)。

經(jīng)過(guò)軟件DesignExpen13.0分析得出鐵皮石斛原漿飲品的最佳配方：鐵皮石斛原漿飲品中赤蘚糖醇添加量（A）為5.95%，檸檬酸添加量（B）為0.01%，黃原膠添加量（C）為0.03%，其制得的鐵皮石斛原漿飲品的感官評(píng)分為84.91分。結(jié)合實(shí)際操作問(wèn)題將工藝條件修正為赤蘚糖醇添加量6.00%、檸檬酸添加量0.01%、黃原膠添加量0.03%，根據(jù)該配方進(jìn)行了3組驗(yàn)證試驗(yàn)，制得原漿飲品的平均感官評(píng)分為84.78分，與模型預(yù)測(cè)值基本一致，結(jié)果真實(shí)可靠。

3結(jié)論

通過(guò)響應(yīng)面法結(jié)合模糊感官評(píng)定結(jié)果對(duì)以鐵皮石斛原漿飲品進(jìn)行優(yōu)化配方基礎(chǔ)上，得到其最佳配方為赤蘚糖醇添加量5.95%、檸檬酸添加量0.01%、黃原膠添加量0.03%，結(jié)合實(shí)際操作問(wèn)題將工藝條件修正為赤蘚糖醇添加量6.00%、檸檬酸添加量0.01%、黃原膠添加量0.03%，在此條件下制得的鐵皮石斛原漿飲品感官得分是84.78分。在此時(shí)鐵皮石斛原漿飲品呈黃綠色，色澤自然，無(wú)明顯沉淀分層現(xiàn)象，酸甜適中，既有明顯的鐵皮石斛草本香味，又保留了鐵皮石斛原漿固有的細(xì)膩爽口感。

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