羅洺楚，謝文佩*

廣西中醫(yī)藥大學(xué)食品科學(xué)系（南寧 530200）

鐵皮石斛是多年生蘭科（Orchidaceae）石斛屬（DendrobiumSw.）草本植物，是一種傳統(tǒng)的名貴中藥材，具有益胃生津、滋陰清熱的功效，被譽(yù)為“中華九大仙草之首”[1-2]。鐵皮石斛葉是鐵皮石斛的葉片，呈披針形，長(zhǎng)3~4 cm，寬0.9~1.1 cm，氣清香，味微甜[3]，占鐵皮石斛植株質(zhì)量的45%，是鐵皮石斛鮮條采收后的副產(chǎn)物。研究顯示鐵皮石斛含有多糖、聯(lián)芐類、生物堿類等多類活性成分[4-6]，具提升免疫、抗氧化、抗疲勞、抗腫瘤等功效[7-9]。而鐵皮石斛葉與鐵皮石斛的成分基本一致[10]，只是存在含量的差異[11]。周桂芬等[12]從鐵皮石斛葉中鑒定出了8個(gè)黃酮碳糖苷類化合物，其中每種黃酮碳糖苷的含量均比莖部位高10倍以上，而且鐵皮石斛莖、葉具有相同的多糖成分，葉多糖含量約為莖部位的1/3。2018年國(guó)家衛(wèi)計(jì)委將鐵皮石斛葉納入地方特色食品管理，標(biāo)志著其可作為地方特色食品使用。鐵皮石斛種植面積正在逐年擴(kuò)大，廣西種植面積約3.3 km2，鐵皮石斛葉年產(chǎn)量高達(dá)4萬 t左右，但總體綜合利用程度不高。由于鐵皮石斛鮮葉表面附有蠟質(zhì)層，經(jīng)過參照紅茶工藝加工，有助于提升葉子有效溶出物，控制酸澀度。為使鐵皮石斛葉子這一廢棄物得到高效處理與資源化利用，擬以經(jīng)預(yù)處理的鐵皮石斛葉子為試材，探究鐵皮石斛葉粉碎粒徑的大小，再配以廣西特產(chǎn)茉莉花和羅漢果等原料增加香氣和甜味，研制一款具有一定保健功效、口味協(xié)調(diào)的袋泡茶。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

1.1.1 材料

鐵皮石斛葉（收集于廣西武鳴縣）；干羅漢果（購(gòu)自桂林）；干茉莉花（購(gòu)自廣西橫縣）；PET無紡布抽線茶包過濾袋（產(chǎn)自鴻泰包裝有限公司）。

1.1.2 試劑

硫酸（廉江市愛廉化試劑有限公司）；無水乙醇（成都市科龍化工試劑廠）；苯酚、亞硝酸鈉（天津博迪化工股份有限公司）；無水葡萄糖、蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品（上海融禾醫(yī)藥科技發(fā)展有限公司）；氫氧化鈉（成都金山化學(xué)試劑有限公司）；硝酸鋁（天津市大茂化學(xué)試劑廠）。以上試劑均為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

759s紫外-可見分光光度計(jì)（INESA上海儀電分析儀器有限公司）；SHB-Ⅲ循環(huán)水式多用真空泵（鄭州長(zhǎng)城科工貿(mào)有限公司）；DHG-9146A型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥機(jī)（上海精宏設(shè)備有限公司）；UPC-Ⅱ-20T型優(yōu)普系列超純水器（四川優(yōu)普超純科技有限公司）；OSB-2100型油浴鍋（上海愛朗儀器有限公司）；pH計(jì)（雷磁PHS-3E）。

1.3 方法

1.3.1 工藝流程及操作要點(diǎn)

羅漢果、茉莉花↘

鐵皮石斛葉預(yù)處理→粉碎→過篩→裝袋→包裝

鐵皮石斛葉預(yù)處理：為了提升葉子有效溶出物、控制酸澀度，參考傳統(tǒng)紅茶加工工藝對(duì)鐵皮石斛葉進(jìn)行預(yù)處理：萎凋12 h；經(jīng)過單動(dòng)式揉捻機(jī)揉捻至葉片緊卷成條；于30 ℃發(fā)酵8 h，高溫（105 ℃）烘焙20 min，然后低溫（80 ℃）烘至含水量約6%。

鐵皮石斛葉粉：將經(jīng)過預(yù)處理的鐵皮石斛葉粉碎，分別過孔徑為0.150，0.180，0.250和0.425 mm的篩網(wǎng)，按粒徑大小分別收集，按2 g/袋定量裝袋，備用。

羅漢果粉、茉莉花粉：羅漢果、茉莉花粉碎，分別過孔徑為0.250 mm的篩網(wǎng)，收集備用。

裝袋：取羅漢果粉、茉莉花粉、鐵皮石斛葉粉進(jìn)行復(fù)配，裝袋。

1.3.2 鐵皮石斛葉粉粒徑的確定試驗(yàn)

分別對(duì)不同粒徑大小的鐵皮石斛葉粉進(jìn)行感官評(píng)價(jià)以及測(cè)定pH、可溶性固形物、水浸出物、總多糖類物質(zhì)、總黃酮類物質(zhì)，分析確定鐵皮石斛葉的最佳粉碎粒徑。

1.3.3 響應(yīng)面法試驗(yàn)設(shè)計(jì)

在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，選取單因素試驗(yàn)中各最佳因素條件為中間水平[13]，以感官評(píng)分為響應(yīng)值，進(jìn)行三因素三水平的響應(yīng)面試驗(yàn)，如表1所示。

表1 響應(yīng)面試驗(yàn)因素水平表 單位：g

1.3.4 感官評(píng)定

將凈重2 g的鐵皮石斛葉袋泡茶，用300 mL的沸水浸泡3次，每次3 min，得到湯液，請(qǐng)10名經(jīng)過一定感官培訓(xùn)的同學(xué)按表2感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)分。

表2 鐵皮石斛葉粉袋泡茶的感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

1.3.5 理化指標(biāo)的測(cè)定

1) pH的測(cè)定：pH計(jì)。

2) 可溶性固形物含量的測(cè)定：折射法，每種試樣重復(fù)3次測(cè)試，取其平均值。

3) 水浸出物的測(cè)定：參考GB/T 8305—2013。鐵皮石斛葉粉用300 mL的沸水浸泡3次，每次3 min，茶湯抽濾后備用。將旋蒸瓶洗凈烘干，放置干燥器中冷卻至室溫后稱其質(zhì)量，記錄旋蒸瓶質(zhì)量；分別取每一泡茶湯的1/3到旋蒸瓶中進(jìn)行旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)，當(dāng)蒸發(fā)至剩少量水分時(shí)取下旋蒸瓶，放入烘箱中120 ℃烘至水分完全蒸發(fā)。取出旋蒸瓶，放置在干燥器中冷卻至室溫，稱其質(zhì)量。袋泡茶水浸出物質(zhì)量按式（1）計(jì)算，袋泡茶水浸出率按式（2）計(jì)算。

式中：M1、M2和M3為干燥旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)瓶與試樣干燥后的質(zhì)量，g；m為干燥旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)瓶的質(zhì)量，g。

4) 總多糖類物質(zhì)的測(cè)定：比色法[14]，以葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)溶液為對(duì)照品，制作標(biāo)準(zhǔn)曲線。

5) 總黃酮類物質(zhì)的測(cè)定：參考李芳等[15]方法，以蘆丁為標(biāo)準(zhǔn)品，制作標(biāo)準(zhǔn)曲線。

2 結(jié)果與分析

2.1 鐵皮石斛葉粉粒徑的確定試驗(yàn)

2.1.1 鐵皮石斛葉粉粒徑對(duì)鐵皮石斛葉袋泡茶感官評(píng)分的影響

茶湯感官指標(biāo)主要分為湯色、香氣、滋味[16]。由圖1可知，隨著沖泡次數(shù)的增加，鐵皮石斛葉袋泡茶茶湯逐漸稀釋，其湯色、香氣和滋味逐漸變淡，澄清度則增高。在第一泡中，總體上茶湯滋味濃郁，但酸澀味較重，部分茶湯因?yàn)殍F皮石斛葉粒徑過小而有顆粒感；在第二泡時(shí)，茶湯酸澀味減弱，氣味清香，但滋味也隨之變淡。第一泡中，隨著粒徑的減小，滋味越來越濃厚，澄清度逐漸降低，其中鐵皮石斛葉粉碎粒徑為0.250 mm的茶湯味道渾厚且澄清度較高，粉碎粒徑為0.150 mm的茶湯非常渾濁且有顆粒感。第二泡中，粒徑為0.425 mm的茶湯，由于粒徑大，浸出的物質(zhì)少，滋味淡；粒徑大小分別為0.180 mm和0.150 mm時(shí)，由于顆粒小，在第一泡有少量粉末漏出，因此茶湯滋味較淡，粉碎粒徑為0.250 mm的茶湯滋味最渾厚。第三泡時(shí)，茶湯總體滋味淡，粒徑為0.150 mm的茶湯由于第一、第二泡時(shí)損失最多，因此滋味最淡，評(píng)分最低。

圖1 鐵皮石斛葉粉粒徑對(duì)鐵皮石斛葉袋泡茶感官評(píng)分的影響

2.1.2 鐵皮石斛葉粉粒徑對(duì)鐵皮石斛葉袋泡茶酸度的影響

由圖2可知，隨著沖泡次數(shù)的增加，單次沖泡pH逐漸升高，總酸含量不斷降低；隨著鐵皮石斛葉粉粒徑的減小，總酸含量呈先增多后減少的趨勢(shì)。當(dāng)鐵皮石斛葉粉粒徑為0.250 mm時(shí)，鐵皮石斛葉袋泡茶的pH最低，為5.02，說明其沖泡出的酸性物質(zhì)最多。

圖2 鐵皮石斛葉粉粒徑對(duì)鐵皮石斛葉袋泡茶酸度的影響

2.1.3 鐵皮石斛葉粉粒徑對(duì)鐵皮石斛葉袋泡茶可溶性固形物的影響

由圖3可知，隨著沖泡次數(shù)的增加，可溶性固形物的浸出率急劇下降，第一泡時(shí)可溶性固形物浸出率基本相同，第二泡時(shí)開始出現(xiàn)零浸出率；第三泡時(shí)，可溶性固形物的浸出率均為零；隨著鐵皮石斛葉粉粒徑的減小，每次浸泡可溶性固形物的浸出率差別不大。說明鐵皮石斛葉粉粒徑對(duì)可溶性固形物的浸出率影響不大。

圖3 鐵皮石斛葉粉粒徑對(duì)鐵皮石斛葉袋泡茶可溶性固形物的影響

2.1.4 鐵皮石斛葉粉粒徑對(duì)鐵皮石斛葉袋泡茶水浸出物的影響

由圖4可知，隨著沖泡次數(shù)的增加，單次沖泡的水浸出物含量不斷減少；隨著鐵皮石斛葉粉粒徑的減小，水浸出物總量呈先增加后減少的趨勢(shì)。當(dāng)鐵皮石斛葉粉粒徑為0.250 mm時(shí)，鐵皮石斛葉袋泡茶的水浸出物總量最大，為1.06 g，浸出率為53%。原料粒徑的大小是影響袋泡茶水浸出物量和茶湯澄清度的重要因素，而水浸出物的多少又直接影響制品的保健作用。原料粒徑過小時(shí)，在沖泡時(shí)會(huì)從濾紙袋中漏出，還會(huì)因其表面積過大產(chǎn)生吸附作用，導(dǎo)致擴(kuò)散滲透速度下降，浸出率有所下降[17]。

圖4 鐵皮石斛葉粉粒徑對(duì)鐵皮石斛葉袋泡茶水浸出物的影響

2.1.5 鐵皮石斛葉粉粒徑對(duì)鐵皮石斛葉袋泡茶多糖類物質(zhì)浸出率的影響

采用紫外-可見分光光度計(jì)分別測(cè)定其吸光度，以吸光度為縱坐標(biāo)，溶液濃度為橫坐標(biāo)進(jìn)行回歸，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，得到回歸方程y=0.005 3x+0.040 6（R=0.999 3）。計(jì)算多糖類物質(zhì)的浸出率，結(jié)果見圖5。隨著沖泡次數(shù)的增加，單次沖泡多糖類物質(zhì)含量不斷減少；隨著鐵皮石斛葉粉粒徑的減小，多糖類物質(zhì)的總浸出率先增大再減少后增大，在粒徑大小0.250 mm時(shí)達(dá)到最大值，在粒徑大小為0.180 mm時(shí)達(dá)到最小值。當(dāng)鐵皮石斛葉粉粒徑為0.250 mm時(shí)，鐵皮石斛葉袋泡茶中多糖類物質(zhì)總含量最大，其浸出率為9.52%。

圖5 鐵皮石斛葉粉粒徑對(duì)鐵皮石斛葉袋泡茶多糖類物質(zhì)浸出率的影響

2.1.6 鐵皮石斛葉粉粒徑對(duì)鐵皮石斛葉袋泡茶黃酮類物質(zhì)浸出率的影響

采用紫外-可見分光光度計(jì)測(cè)定其吸光度，以吸光度為縱坐標(biāo)，溶液濃度為橫坐標(biāo)進(jìn)行回歸，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，得到回歸方程y=0.006 2x（R=0.999 1）。計(jì)算黃酮類物質(zhì)的浸出率，結(jié)果見圖6。隨著沖泡次數(shù)的增加，單次沖泡黃酮類物質(zhì)含量不斷減少；隨著鐵皮石斛葉粉粒徑的減小，黃酮類物質(zhì)總量呈先增加后減少的趨勢(shì)。當(dāng)鐵皮石斛葉粉粒徑為0.250 mm時(shí)，鐵皮石斛葉袋泡茶的黃酮類物質(zhì)總含量最大，浸出率為0.22%。李慕春等[18]在研究粉碎處理對(duì)羅布麻葉茶主要指標(biāo)的影響中指出原料粒徑在0.180~0.425 mm范圍內(nèi)有利于黃酮的溶出。

圖6 鐵皮石斛葉粉粒徑對(duì)鐵皮石斛葉袋泡茶黃酮類物質(zhì)浸出率的影響

綜合感官評(píng)定和理化指標(biāo)的檢測(cè)結(jié)果，可確定鐵皮石斛葉粉的最佳粒徑大小為0.250 mm。

2.2 響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果分析

以羅漢果粉末添加量（A）、茉莉花粉末添加量（B）、鐵皮石斛葉粉末添加量（C）為因素，以感官評(píng)分為響應(yīng)值，用Design Expert 8.06響應(yīng)面軟件的Box-Behnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)三因素三水平試驗(yàn)，試驗(yàn)設(shè)計(jì)結(jié)果與分析見表3。方差分析表見表4。

表3 響應(yīng)面設(shè)計(jì)及結(jié)果

三項(xiàng)因素交互作用獲得的數(shù)學(xué)模型為：R=93.84+0.66A+1.84B+0.95C+0.25AB+0.12AC+0.23BC-14.95A2-1.29B2-7.92C2。

從表4可以看出模型的p值＜0.01，說明試驗(yàn)建立的模型極顯著；失擬項(xiàng)p=0.470 5，差異不顯著，說明回歸模型與實(shí)際情況吻合度高，試驗(yàn)誤差小，模型選擇合適。B，C，A2，B2，C2影響極顯著（p＜0.01），A，AC影響顯著（p＜0.05）。由F值可知，3個(gè)影響因素對(duì)感官評(píng)分的影響由高到低依次為B（茉莉花粉末添加量）＞C（鐵皮石斛葉粉末添加量）＞A（羅漢果粉末添加量）。因此，可以利用該回歸方程分析和預(yù)測(cè)鐵皮石斛葉保健袋泡茶制作工藝的最佳參數(shù)，同時(shí)該回歸方程能有效分析和預(yù)測(cè)各因素對(duì)鐵皮石斛葉保健袋泡茶感官評(píng)分的影響[19-20]。

表4 感官得分回歸模型方法分析

通過Design-Expert 8.0.6軟件對(duì)回歸模型的分析，可以得到當(dāng)一個(gè)因素為零水平時(shí)，其他兩個(gè)因素的交互作用對(duì)響應(yīng)值的影響效果，結(jié)果見圖7~圖9。

由圖7可知，隨著羅漢果粉末添加量的增多，感官評(píng)分呈先升后降的趨勢(shì)；隨著茉莉花粉末含量的增加，感官評(píng)分的變化不大，略呈先升后降的趨勢(shì)。從圖形凸起的程度來看，兩者的交互作用不顯著，表明其對(duì)感官評(píng)分的影響不明顯。

圖7 羅漢果粉末添加量及茉莉花粉末添加量的交互作用對(duì)感官評(píng)分的影響

由圖8可知，隨著茉莉花粉末添加量的增多，感官評(píng)分的變化不大，略呈先升后降的趨勢(shì)；隨著鐵皮石斛葉粉末添加量增多，感官評(píng)分呈現(xiàn)先升后降的趨勢(shì)。從圖形凸起的程度來看，兩者的交互作用不顯著，表明其對(duì)感官評(píng)分的影響不明顯。

圖8 茉莉花粉末添加量及鐵皮石斛葉粉末添加量的交互作用對(duì)感官評(píng)分的影響

由圖9可知，隨著羅漢果粉末添加量的增多，感官評(píng)分呈先升后降的趨勢(shì)；隨著鐵皮石斛葉粉末添加量的增多，感官評(píng)分呈先升后降的趨勢(shì)。此外，響應(yīng)面向下開口，圖形曲面最陡，凸起的程度最大，說明兩者的交互作用顯著，其對(duì)感官評(píng)分有明顯的影響。

圖9 羅漢果粉末添加量及鐵皮石斛葉粉末添加量的交互作用對(duì)感官評(píng)分的影響

綜合響應(yīng)面圖形分析，可知當(dāng)羅漢果粉添加量為0.9 g、茉莉花粉添加量為0.7 g、鐵皮石斛葉粉添加量為1.6 g時(shí)感官評(píng)分最高，鐵皮石斛葉保健袋泡茶的品質(zhì)最好。

2.3 鐵皮石斛葉袋泡茶的品質(zhì)分析

鐵皮石斛葉袋泡茶香氣純正、滋味純和，茶湯棕黃色，水分為8.5%，灰分為7.5%，水浸出率為53%，符合GB/T 2690—2009《袋泡茶》的要求。

3 討論與結(jié)論

廣西每年鐵皮石斛鮮條采收后產(chǎn)生的鐵皮石斛葉高達(dá)4萬 t左右，由于鐵皮石斛鮮葉表面附有蠟質(zhì)層，內(nèi)含物不易溶出，而且經(jīng)過煮制后口感酸澀，一直未被廣泛接受和有效的綜合利用。通過參照紅茶工藝預(yù)處理后的鐵皮石斛葉制備袋泡茶，調(diào)和口味，便于沖泡。試驗(yàn)探究鐵皮石斛葉粉碎粒徑大小對(duì)鐵皮石斛葉袋泡茶浸出的酸度、可溶性固形物含量、水浸出物含量、多糖類物質(zhì)浸出率以及黃酮類物質(zhì)浸出率的影響，以及響應(yīng)面優(yōu)化茉莉花粉和羅漢果粉的配比試驗(yàn)。粉碎粒徑為0.250 mm的鐵皮石斛葉粉水浸出率為53%，多糖類物質(zhì)浸出率為9.52%，黃酮類物質(zhì)浸出率為0.58%，綜合品質(zhì)最好。按羅漢果粉、茉莉花粉以及鐵皮石斛葉粉分別為0.9，0.7和1.6 g（以3.2 g計(jì)）裝袋，沖泡出的茶湯湯色棕黃均勻，香氣濃郁怡人，滋味酸甜適中，有回甘。產(chǎn)品水分為8.5%，灰分為7.5%，水浸出物為53%，符合GB/T 2690—2009《袋泡茶》的要求。