李秀花，孔维凤，蒋依婷，琚飞龙，徐艺昕，梁进，孙玥，李雪玲

（安徽农业大学茶与食品科技学院安徽省农产品加工工程实验室，安徽 合肥 230036）

奶片的生产技术在20世纪60年代初于欧洲工业发达国家已有相关研究。我国于20世纪80年代初引进该技术，现已形成了成熟的生产工艺和完全配套的生产设备[1]。但以奶粉为原料制作奶片，口感较为单一，因此许多研究人员开始研究风味不同、功能不同的咀嚼奶片。李家磊等[2]在奶粉中加入薏苡仁多糖研制出具有保健作用的奶片；Shu等[3]将营养价值高的山羊奶粉与益生菌粉混合，研制出益生羊奶片。LEE等[4]将纳米蛋壳和牡蛎壳添加到奶片中，研制出钙含量丰富的新型奶片。叶美玉[5]以山楂和党参为原料研制出党参山楂健脾养胃咀嚼片；贺莹等[6]利用猴头菇制成猴头菇发酵乳粉末，加入脱脂奶粉中研制出猴头菇益生菌奶片。胡新等[7]以胡萝卜、草莓和黄瓜、香蕉为原料，分别加入到奶粉中研制出胡萝卜-草莓奶片和黄瓜-香蕉奶片。

石斛，又名仙斛兰韵、不死草，营养价值丰富。近年来，石斛因药食两用的特性日益受到人们的关注，石斛中含有石斛多糖、芪类化合物、黄酮类化合物、生物碱类化合物和其它类成分，其中石斛多糖具有提高免疫力[8]、降血糖[9]、降血脂[10]、抗衰老[11]、抗肿瘤[12]的作用；石斛生物碱可用于预防和治疗关节炎，保护消化道黏膜急性或慢性损伤，特别用于防治消化道慢性溃疡[13]。此外，据研究发现，石斛还具有润肺止咳、护嗓润喉的作用[14]。

近年来石斛产品不断被研发，如石斛饼干、石斛胶囊、石斛颗粒[15]、石斛花功能性酒[16]等。目前石斛已经成为国内外保健食品、医疗药物等领域研究的热点[17]。奶粉与石斛粉复配压片，可以改变普通奶片的风味，增加石斛特有的草木清香；提高普通奶片的营养价值；还可以改善纯石斛咀嚼片粘牙、难以下咽的特性。同时，该产品也符合食品市场的需求，方便、快捷且兼具功能。另外，石斛的这种加工方式可以使保健功能充分发挥。

本试验旨在以紫皮石斛和奶粉作为原料，对配方和制作工艺进行优化，以达到改善风味、提高营养价值的目的。以DPPH自由基清除能力、ABTS+自由基清除能力、总酚含量作为评价指标，分析石斛奶片的抗氧化特性，为其产品开发提供一定的理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂、仪器

1.1.1 材料

石斛粉：安徽省斛生记生物科技有限公司；奶粉：内蒙古伊利实业集团股份有限公司；微晶纤维素（食品级）：湖州市菱湖新望化学有限公司；乳糖（食品级）：山东百龙创园生物科技股份有限公司；麦芽糊精（食品级）：市售；木糖醇（食品级）：南京甘汁园糖业有限公司；微粉硅胶（食品级）：恒锐食品生物科技有限公司

1.1.2 试剂

DPPH、ABTS（分析纯）：美国 sigma公司；过硫酸钾（分析纯）：无锡市展望化工试剂有限公司；福林酚试剂（分析纯）：北京索莱宝科技有限公司；无水甲醇、没食子酸、碳酸钠（分析纯）：国药集团化学试剂有限公司。

1.1.3 仪器与设备

800Y型高速多功能粉碎机：永康市铂欧五金制品有限公司；769YP-15A粉末压片机：天津市科器高新技术公司；JM-A10002电子天平：诸暨市超泽衡器设备有限公司；DHG-9053A电热恒温鼓风干燥箱：上海申贤恒温设备厂；HC-3514高速离心机：安徽中科中佳科学仪器有限公司；SHY-2A数显水浴恒温振荡器：常州普天仪器制造有限公司；UV-9000紫外可见分光光度计：上海元析仪器有限公司。

1.2 方法

1.2.1 工艺流程

1.2.2 操作要点

1）原辅料过筛：石斛粉、奶粉、木糖醇过80目筛，备用。

2）配料、混合均匀：按一定比例称取各原料，混合、搅拌均匀。

3）加入润滑剂：称取0.2 g微粉硅胶，添加至混合粉中，搅拌均匀，搅拌时间不宜过长。

4）压片：使用压片机，压制成片。

5）烘干：设置烘箱温度为60℃，时间为60 min。

6）冷却：冷却至26℃。

1.2.3 石斛奶片配方单因素试验

1.2.3.1 石斛粉与奶粉质量比的确定

在固定微晶纤维素和乳糖添加量75%、麦芽糊精添加量50%、木糖醇添加量9%的条件下，选取不同的石斛粉和奶粉质量比为 2∶8、3∶7、4∶6、5∶5、6∶4 进行试验。

1.2.3.2 微晶纤维素和乳糖添加量的确定

在固定石斛粉与奶粉质量比4∶6、麦芽糊精添加量50%、木糖醇添加量9%的条件下，选取不同的微晶纤维素和乳糖（质量比2∶1）添加量57%、63%、69%、75%、81%进行试验。

1.2.3.3 麦芽糊精添加量的确定

在固定石斛粉与奶粉质量比4∶6、微晶纤维素和乳糖添加量75%、木糖醇添加量9%的条件下，选取不同的麦芽糊精添加量30%、40%、50%、60%、70%进行试验。

1.2.3.4 木糖醇添加量的确定

在固定石斛粉与奶粉质量比4∶6、微晶纤维素和乳糖添加量75%、麦芽糊精添加量50%的条件下，选取不同的木糖醇添加量3%、6%、9%、12%、15%进行试验。

1.2.4 综合评分的计算

在单因素试验中以石斛奶片的综合评分作为考察指标，评定各单因素对石斛奶片质量的影响。综合评分采用加权法获得，计算公式如下。

综合评分=感官（60%）+质构（40%）

1.2.4.1 石斛奶片压锭强度的测定

选择直径36 mm圆柱型探头（P/36R）对奶片压锭强度进行测试试验，前速度为1 mm/s，测试速度为0.2 mm/s，后测试速度为5 mm/s，距离为4 mm，触发力为20 g。选取5片，计算平均值作为最终结果[18]。根据市售样品接受度制定石斛奶片压锭强度标准。

式中：A为市售样品所能接受的压锭强度（16 500 g）；X为石斛奶片实际测定的压锭强度。

1.2.4.2 石斛奶片感官评价

由6名食品专业感官评定人员组成评定小组，分别对石斛奶片的感官品质进行评分，取其平均值作为最终感官分值，感官评分标准见表1。

表1 石斛奶片感官评价Table 1 Sensory evaluation of Dendrobium milk tablets

1.2.5 石斛奶片配方优化响应面设计

在单因素试验的基础上，选取对试验影响较大的微晶纤维素和乳糖添加量、麦芽糊精添加量、木糖醇添加量为试验因子，以产品的综合评分为响应值，利用Design expert 8.0.6软件进行响应面优化试验设计，运用Box-Behnken设计三因素三水平的中心组合试验，考察试验因子间交互作用，优化石斛奶片的配方，Box-Behnken设计因素水平表见表2。

表2 Box-Behnken设计因素水平Table 2 Level of Box-Behnken design factors

1.2.6 石斛奶片抗氧化特性研究

取2 g样品过80目筛，加入40 mL浓度为80%甲醇，混合液在摇床上以220 r/min、37℃提取2 h，在4 000 r/min条件下离心5 min，取上清液待用。

1.2.6.1 DPPH自由基清除能力的测定

参照贡小辉[19]和龚庆芳等[20]的试验方法并进行适当调整，用无水甲醇将DPPH配制成0.1 mmol/L的溶液，取2 mL DPPH溶液与2 mL提取液混合，避光反应30 min，用紫外分光光度计于波长517 nm处测定吸光度，全程避光。

式中：A样为2 mL提取液和2 mL DPPH溶液反应后的吸光度；A空白为2 mL无水甲醇和2 mL DPPH溶液反应后的吸光度；A对照为2 mL提取液和2 mL无水甲醇反应后的吸光度。

1.2.6.2 ABTS+自由基清除能力的测定

参照张勇[21]和王洁洁等[22]的试验方法并进行适当调整，分别配制7 mmol/L的ABTS溶液和2.4 mmol/L的过硫酸钾溶液，按体积比1∶1混合，避光反应12 h，直至自由基生成。然后用无水甲醇稀释，直至吸光度为0.70±0.02。最后取0.5 mL样品溶液，加入4 mL ABTS溶液，反应6 min，于波长734 nm处测定吸光度。

式中：A样为0.5 mL提取液和4 mL ABTS溶液反应后的吸光度；A空白为0.5 mL无水甲醇和4 mL ABTS溶液反应后的吸光度；A对照为0.5 mL溶液和4 mL无水甲醇反应后的吸光度。

1.2.6.3 总酚含量的测定

总酚含量采用福林酚法[23-24]进行测定并进行适当调整。

标准曲线的绘制：精密称取没食子酸标准品0.011g，用蒸馏水溶解并定容至100mL，得到浓度为0.11mg/mL的标准液,准确吸取 0、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2、1.4、1.6 mL置于25 mL的棕色容量瓶中，加蒸馏水至6 mL。然后加入福林酚试剂0.5 mL，混匀，在0.5 min～8 min内加入1.5 mL 20%的碳酸钠溶液，充分混匀后定容，30℃条件下避光0.5 h。以不加标准液6 mL蒸馏水为空白对照，于760 nm处测定吸光度，每个样品平行测定3次。以没食子酸在反应体系中的质量浓度C为横坐标，吸光度A为纵坐标，绘制标准曲线，得到线性回归方程：y=9.438 6x-0.032 1，R2=0.996 8。

供试品溶液的制备：准确量取制备的样品提取液0.5 mL于50 mL容量瓶中，加入9.5 mL蒸馏水，摇匀，再加入0.5 mL的福林酚试剂，混匀。在0.5 min～8 min内加入1.5 mL 20%的碳酸钠溶液，充分混匀后定容，30℃条件下避光0.5 h。以没食子酸标准液为空白对照，于760 nm处测定吸光度，每个样品平行测定6次。

1.2.7 数据处理

采用Origin 9.0作图、SPSS 26.0和Design-Expert 8.0.6软件中的Box-Benhnken对数据进行处理。

2 结果与分析

2.1 单因素试验

2.1.1 石斛粉与奶粉质量比对石斛奶片综合评分的影响石斛粉与奶粉质量比对石斛奶片综合评分的影响见图1。

图1 石斛粉与奶粉质量比对石斛奶片综合评分的影响Fig.1 Influence of the quality ratio of Dendrobium powder and milk powder on comprehensive score of Dendrobium milk tablets

由图1可知，石斛粉与奶粉质量比对石斛奶片综合评分影响较大。随着石斛粉添加量的增加、奶粉添加量的减少，石斛风味增加，奶粉味减弱，石斛奶片的综合评分呈现上升趋势，当石斛粉与奶粉质量比为4∶6时，综合评分达到最大值。随着石斛粉添加量的进一步增加，石斛奶片出现硬度下降，粉质感增强，过于粘牙的现象，综合评分呈现下降趋势。因此，综合考虑各影响因素，石斛奶片中石斛粉与奶粉质量比选取4∶6为宜。

2.1.2 微晶纤维素和乳糖添加量对石斛奶片的影响

乳糖和微晶纤维素的复配，可充分结合两者各自的优势，产生相加作用，改善片剂的硬度。微晶纤维素和乳糖添加量对石斛奶片综合评分的影响见图2。

图2 微晶纤维素和乳糖添加量对石斛奶片综合评分的影响Fig.2 Effects of microcrystalline cellulose and lactose supplementation on comprehensive score of Dendrobium milk tablets

由图2可知，随着微晶纤维素和乳糖添加量的增加，石斛奶片的综合评分呈现上升趋势，原因是随着微晶纤维素和乳糖添加量的增加，硬度呈现上升趋势[25]，粉质感减弱，口感较好；随着微晶纤维素和乳糖添加量的进一步增加，石斛奶片硬度过大，影响口感。因此，通过各因素综合考虑，选取添加量为75%为宜。

2.1.3 麦芽糊精添加量对石斛奶片综合评分的影响

麦芽糊精作为辅料，在压片时可以提高奶片的硬度，改善结构，促进产品成型，同时还可以缓解石斛的粘牙特性[26]，降低甜度，改善风味，预防潮解[27]，延长保质期。麦芽糊精添加量对石斛奶片综合评分的影响见图3。

图3 麦芽糊精添加量对石斛奶片综合评分的影响Fig.3 Effect of dextrin amount on comprehensive score of Dendrobium milk tablets

由图3可知，麦芽糊精添加量对石斛奶片综合评分的影响呈现先上升后下降的趋势。随着麦芽糊精添加量的增加，石斛奶片的硬度上升，粉质感减弱，甜度减弱，综合评分呈现上升趋势；当麦芽糊精添加量高于50%时，硬度过大，影响口感，分数呈现下降趋势。因此，通过综合考虑各因素，选取麦芽糊精的最佳添加量为50%。

2.1.4 木糖醇添加量对石斛奶片的影响

木糖醇作为甜味剂，在防龋齿[28]、不增加血糖值、作为糖尿病人食品等方面，显示了比山梨醇、麦芽糖醇、甘露醇等醇的优越性[29]。木糖醇添加量对石斛奶片综合评分的影响见图4。

图4 木糖醇添加量对石斛奶片综合评分的影响Fig.4 Effect of xylitol addition on comprehensive score of Dendrobium chewable milk tablets

由图4可知，木糖醇的添加量对石斛奶片的综合评分影响较大，使综合评分呈现先上升后下降的趋势。随着木糖醇添加量的增加，石斛奶片甜度增加，硬度上升，粉质感减弱；当木糖醇添加量高于9%时，综合评分呈现下降趋势，主要原因可能是木糖醇添加量多，石斛奶片过甜，对感官评价产生一定的影响。因此，选择9%作为最佳添加量。

2.2 响应面法优化石斛奶片配方结果分析

在单因素试验的基础上，对石斛奶片配方进行优化，以综合评分作为响应值，采用DesignExpert V8.0.6软件对微晶纤维素和乳糖添加量、麦芽糊精添加量和木糖醇添加量3个因素做进一步优化，运用Box-Behnken设计三因素三水平的响应面分析试验，响应面设计方案及试验结果见表3。

表3 响应面设计方案及结果Table 3 Response surface design scheme and results

回归模型的显著性检验及方差分析见表4。

表4 回归模型的显著性检验及方差分析Table 4 Significance test and analysis of variance of regression model

由表4可知，回归模型极显著，失拟项不显著，说明模型与试验数据拟合充分。相关系数R2=0.992 9，表明模型拟合性好，试验误差小。回归模型的校正决定系数R2adj=0.983 7，说明该模型能解释98.37%的响应值变化，仅有1.63%的变化不能用该模型解释，再次证明了模型的有效性。

对表3的数据进行回归拟合分析，得到的二次回归方程为Y=87.43-1.75A-0.56B+C-1.46AB-1.10AC+0.66BC-7.02A2-4.59B2-2.90C2。

表 4 回归方程的方差分析表明，A、C、AB、A2、B2、C2项达到极显著水平（P＜0.01），B和AC项达到显著水平（P＜0.05）。

根据回归方程做相应曲面图及其等高线,见图5～图7，考察所拟合的响应曲面形状，分析各因素对石斛奶片品质的影响。

图5 麦芽糊精添加量、微晶纤维素和乳糖添加量对综合评分影响的响应曲面图Fig.5 Response surface diagram of maltodextrin，microcrystalline cellulose and lactose addition on the comprehensive score

图6 木糖醇添加量、微晶纤维素和乳糖添加量对综合评分影响的响应曲面图Fig.6 Response surface diagram of xylitol，microcrystalline cellulose and lactose addition on the comprehensive score

图7 木糖醇添加量、麦芽糊精添加量对综合评分影响的响应曲面图Fig.7 Response surface diagram of xylitol and maltodextrin addition on the comprehensive score

综合表4和图5、图6、图7可知，影响综合评分的因素主次顺序为A微晶纤维素和乳糖添加量>C木糖醇添加量>B麦芽糊精添加量，所考察的3个因素影响均显著。AB与AC的交互作用显著，这与回归方程各项方差分析的结果相一致。

2.3 最佳配方与模型验证

利用Design-Expert对回归方程进行优化，得到最佳配方预测参数为微晶纤维素和乳糖添加量74.18%、麦芽糊精添加量49%、木糖醇添加量9.59%，综合评分87.653 6。考虑到试验可行性，将试验参数调整为微晶纤维素和乳糖添加量75%、麦芽糊精添加量50%、木糖醇添加量9.6%。

根据此配方进行3次重复试验验证回归模型的有效性，实际测得综合评分为87.495 7，与理论预测值（87.653 6）无显著性差异（P＜0.05），说明该模型的拟合程度较好，具有一定的参考价值。

2.4 石斛奶片的抗氧化特性

石斛奶片的抗氧化特性见图8。

图8 石斛奶片的抗氧化特性Fig.8 Antioxidant properties of Dendrobium milk tablets

由图8可知，石斛奶片的DPPH自由基清除率、ABTS+自由基清除率和总酚含量都高于普通奶片。其中，石斛奶片的DPPH自由基清除率为85.556 1%、ABTS+自由基清除率为62.0239%、总酚含量为1.12mg/g；对照奶片的DPPH自由基清除率为45.5466%、ABTS+自由基清除率为43.496 2%、总酚含量为0.64 mgGAE/g。因此，试验数据表明石斛奶片有一定的抗氧化能力，且高于对照奶片。

3 结论

以石斛粉和奶粉为原料复配研制石斛奶片，通过单因素试验和响应面试验得到最佳配方为石斛粉与奶粉质量比4∶6、微晶纤维素和乳糖添加量75%、麦芽糊精添加量50%、木糖醇添加量9.6%，在此条件下制备的石斛奶片综合评分最高（87.495 7），同时，该石斛奶片具有良好的抗氧化特性，其抗氧化能力高于对照奶片。石斛奶片与普通奶片相比风味独特，具有石斛特有的口感和色泽，并且具有一定的保健功能。另外，把石斛以粉料的形式作为食品辅料应用，可使其全草得到使用，改善了石斛的食用方式，且提高了石斛食用的便利性与便携性。石斛奶片的研制为石斛的开发应用提供一定的实践依据。