模糊感官评定与响应面法结合优化铁皮石斛原浆饮品配方
作者： 陈剑成 卢绍基 郭志煌 黄瑞文 邰吉 林春花 李小翠
摘要 ［目的］优化铁皮石斛原浆饮品配方，使其外观口感更佳。［方法］采用模糊感官评定与响应面法结合的方法，对铁皮石斛原浆饮品配方进行优化研究。［结果］最佳配方是以石斛原浆饮品的质量指标为基准，赤藓糖醇添加量6.00%、柠檬酸添加量0.01%、黄原胶添加量0.03%。在此配方下，可得到色泽黄绿色、特有的清香味、酸甜适中、口感柔和细腻、组织状态均匀、无沉淀分层现象的铁皮石斛原浆饮品，感官评分为84.78分。［结论］该研究为铁皮石斛健康产业深度开发提供科学依据。
关键词 铁皮石斛；响应面法；模糊感官评定法；原浆饮品；配方优化
中图分类号 TS 275.4 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2025）02-0187-05
doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2025.02.037
开放科学（资源服务）标识码（OSID）：
Formulation Optimization of Dendrobium officinale by Fuzzy Sensory Evaluation Method and Response Surface Methodology
CHEN Jian-cheng，LU Shao-ji，GUO Zhi-huang et al
（Xiamen Tasman Bioengineering Co.， Ltd.， Xiamen， Fujian 361000）
Abstract ［Objective］To optimize the formula of Dendrobium officinale puree drink and improve its appearance and taste.［Method］ The combination of fuzzy sensory evaluation and response surface methodology was used to optimize the formula of Dendrobium officinale puree drink.［Result］The optimal formula was based on the quality indicators of Dendrobium officinale puree drink， with an additive amount of 6.00% erythritol， 0.01% citric acid and 0.03% xanthan gum.Under this formula， a Dendrobium officinale puree drink with a yellow green color， unique fragrance， moderate sweetness and sourness， soft and delicate taste， uniform tissue state， and no sedimentation or layering phenomenon could be obtained， with a sensory score of 84.78 points. ［Conclusion］ This study provides a scientific basis for the deep development of the health industry of Dendrobium officinale.
Key words Dendrobium officinale;Response surface methodology;Fuzzy sensory evaluation method;Puree drink;Formulation optimization
铁皮石斛（Dendrobium officinale），有着特殊的药用价值，是我国珍贵的药食同源的中草药之一，被称为植物界大熊猫［1-2］。现在药理研究证明，铁皮石斛具有抗衰老、抗疲劳、抗肿瘤、滋养肺阴、提高免疫力、提高心脑血管功能、降血糖、降血脂、辅助降血压、防辐射护眼等功效［3-4］，适合开发相关的保健茶饮及复合饮品［5-6］；除此之外，在缓解糖尿病、调理肠胃不适症、急慢性咽炎、焦虑抑郁等疾病及调理亚健康状态上有很好的疗效［7-8］。铁皮石斛是石斛中上品，作为九大仙草之首，自古被称为“滋阴圣品”，是开发中医药和保健食品的重要原材料［9］。
铁皮石斛可单独制成饮料，也可以搭配其他的原辅料制成复合原浆饮品。高原等［10］将铁皮石斛根据开发工艺制成饮料，例如将铁皮石斛经过清洗、打浆、过滤、调配、均质等制成铁皮石斛饮料；张平［11］将铁皮石斛切断、打浆、胶体磨处理、过滤、浓缩石斛汁、调配、脱气等制成鲜榨铁皮石斛饮料；何超红等［12］将铁皮石斛与枳椇（干果）、葛根（干品）、枸杞（干果）热水浸提后，不同提取液按比例混合调配，经过罐装杀菌等技术制成铁皮石斛复合饮料，具有良好的酸甜度。综合以上制备工艺研究，总结出铁皮石斛原浆基本制作工艺为切段、打浆、胶体磨处理、过滤、离心、调配、匀质、脱气、罐装及杀菌等。该试验以铁皮石斛为试验材料，采用模糊数学感官评价法对铁皮石斛原浆风味进行感官评价，同时结合响应面法优化铁皮石斛原浆饮品的配方，以期获得最佳铁皮石斛原浆饮品的品质。
1 材料与方法
1.1 试验材料
1.1.1 试材。铁皮石斛，3年限，采自厦门塔斯曼生物工程有限公司的GAP种植基地；赤藓糖醇、柠檬酸、维生素C、黄原胶，均为食品级，购自厦门圣尔康食品有限公司；30 mL异形袋，材质PET/AL/PA/RCPP，购自厦门坤桀塑胶工业有限公司。
1.1.2
仪器设备。恒温水浴锅（型号DF-101S，上海力辰邦西仪器有限公司）；电子天平（型号PMK224ZH，奥豪斯仪器有限公司）；pH计（型号PB-10，赛多利斯科学仪器有限公司）；手持式糖度计（型号LB32T，广州市速为电子科技有限公司）；破壁机（型号JYL-Y99，广东美的生活电器制造有限公司）；电磁炉（型号C21-IH02E6，浙江苏泊尔家电制造有限公司）；胶体磨（型号JM-F65，江苏班德瑞不锈钢有限公司）；离心机（型号TG16-WS，湖南湘仪实验室仪器开发有限公司）；超纯水机（型号AXLC1810，重庆阿修罗科技发展有限公司）；可调式高速匀浆机（型号FSH-2，常州国华电器有限公司）；蒸汽式杀菌锅（型号R20，诸诚鼎力机械有限公司）。
1.2 试验方法
1.2.1 工艺流程及操作要点。
1.2.1.1
工艺流程。铁皮石斛原浆饮品的工艺流程为铁皮石斛—挑拣—除杂清洗—切断—打浆—过滤—胶体磨处理—离心—调配—匀浆—加热—灭菌—灌装—成品。
1.2.1.2
操作要点。
（1）原料的挑拣与除杂清洗。对铁皮石斛鲜条进行挑拣表皮无霉变的，用流动清水充分洗净沥干，除去夹带泥沙和杂质。
（2）打浆、过滤及胶体磨处理。取铁皮石斛切段1～2 cm，加入去离子水，以不同料液比进行打浆后，分别采用100目滤网进行过滤，弃去滤渣取滤液待用。对滤液重复“加水打浆—煮沸—过滤”3次过滤，取滤渣按5倍体积的水，打浆获得浆液；过滤，取滤液；合并所有滤液，并过胶体磨处理，再用离心机以4 000 r/min重复离心1遍，所得上清液为铁皮石斛原浆。
（3）辅料调配。在铁皮石斛原浆中按配方比例进行添加辅料和添加剂，依次添加黄原胶、柠檬酸、赤藓糖醇，不断搅拌，使其配料能够充分溶解。黄原胶先与部分赤藓糖醇充分混合均匀，缓慢加入热水使其充分溶解后加入铁皮石斛原浆中。
（4）均质、脱气。将提前配制好的料液，设置高速匀浆（FSH-2）2.0万r/min，均匀1～2次，预热至70～75 ℃进行脱气，保持5 min，使料液中气体脱出，保证品质。
（5）灌装。将铁皮石斛原浆装入已灭好菌的异形袋，异型袋用紫外臭氧消毒。
（6）高温杀菌及检验。将罐装好的铁皮石斛原浆异形袋（高温蒸煮级）移至杀菌釜95 ℃条件下保持30 min杀菌。杀菌完毕的异形袋，用流动水进行冷却处理，目的是防止爆袋，再用冷风进行散热，并对灭菌的产品进行理化。
1.2.2 铁皮石斛打浆料液比的确定。取沥干后铁皮石斛切段加入一定比例纯净水，分别以15∶1 000、25∶1 000、35∶1 000（g∶mL）的料液比打浆进行比较，综合以铁皮石斛原浆液体的色泽、组织形态、香气、滋味和气味的感官评分为评价指标确定石斛打浆最佳料液比。
1.2.3 铁皮石斛原浆饮品制作配方研究。
1.2.3.1
单因素试验。单因素试验设计以赤藓糖醇添加量、柠檬酸添加量、稳定剂添加量（均以复合饮品质量为基准）3个主要因素对铁皮石斛原浆饮品的口味影响较为显著，运用模糊感官评定法，对3个因素分别进行单因素试验，每个因素5水平。其单因素试验具体如下：固定工艺过程中其他2个因素，赤藓糖醇添加量（3%、4%、5%、6%、7%）、柠檬酸添加量（0.005%、0.010%、0.020%、0.040%、0.080%）、黄原胶添加量（0.005%、0.010%、0.020%、0.040%、0.080%）分别进行单因素试验分析，确定铁皮石斛原浆中各因素较优的用量，考察分析各因素对原浆饮品的品质影响，为响应面试验筛选各因素水平［13-14］。
1.2.3.2 模糊感官评定。模糊综合评定小组由10名经过培训的食品专业技术员组成，男女各半，评定标准如表1所示。分别从色泽、香味、口感和组织状态4个方面对铁皮石斛原浆饮品进行评审，分设优（90）、良（80）、中（70）、差（60）4个级别，即评价因素集U=（U U2，U U4），其中U1、U2、U3、U4分别代表色泽、香味、滋味、组织状态；评语集X=（X X2，X X4），其中X1、X2、X3、X4分别代表优、良、中、差。采用用户调查法，参照相关文献［15-18］，根据各指标在复合饮料评价中的作用，设定权重集A=（A A2，A A4），此次评价中色泽、香味、口味、组织状态4个因素的权重分别为0.15、0.25、0.35、0.25，即A=（0.15，0.25，0.35，0.25），总和为 将综合评定结果集中，各个向量分别乘以其对应的分值后进行加和，用矩阵乘法计算样品对各个因素的综合隶属度（Y）：Y=X·R［19］，最后计算每个产品的综合评分［20］。
1.2.3.3 响应面试验。在单因素试验的基础上，设计赤藓糖醇添加量、柠檬酸添加量、黄原胶添加量3因素3水平的响应面试验［21-22］。采用Design-Expert 13.0进行分析，以模糊感官评分为响应值，确定铁皮石斛原浆饮品的最佳配方。
2 结果与分析