缪晓丹，徐丽红，宋仙水，宋敏全，吕捷

(1.浙江省农业科学院 农产品质量标准研究所，浙江 杭州 310021；2.兰溪市农林产品质量安全中心，浙江 兰溪 321100；3.浙江铁枫堂生物科技股份有限公司，浙江 乐清 325600)

铁皮石斛(Dendrobiumofficinale)为兰科石斛属多年生草本植物，是我国传统的名贵中药材[1-4]。石斛作为药用最早载于《神农本草经》，距今有2 000多年的历史。公元220—450年出版的《名医别录》中有石斛药用的记载，其有“强阴益精、厚肠胃、补内孢不足、轻身延年”之功效，素有“千金草”之称[1，4]。

铁皮石斛鲜品具有营养成分保存完整、药用功能完善且易于人体吸收等优点，但其采后在贮藏和运输过程中会发生虫蛀、霉变等现象，且由于所含纤维和黏液多，咀嚼时口感较差。针对这一问题，通过采后及时加工，对铁皮石斛营养成分保存以及口感改善方面起到至关重要的作用。

铁皮石斛的主要加工。一是加工成干品，如铁皮枫斗[5]等，不易霉烂、变质和虫蛀；二是切成段，干燥或低温烘干；三是提取其中的有效成分或综合成分制成中成药、保健品等，如铁皮枫斗颗粒、铁皮枫斗浸膏、铁皮石斛饮料等[6]。在加工过程中，不同的加工条件将影响其药用功效和价值。通过选择适当的加工方式，将有效保障铁皮石斛的品质。

目前对铁皮石斛人工栽培、种植条件等方面开展的研究较多，同时对加工方式方面的研究也不少，因研究方向各不相同，对其品质影响的研究结果也各不一致。在已有研究的基础上，本试验将真空冷冻干燥、微波干燥和加权平均法评价品质影响应用到铁皮石斛上，设计了不同加工方式在不同干燥温度下对铁皮石斛的理化品质及烘干成本的影响研究，为铁皮石斛的加工方式提供一些可参考的研究依据。

1 材料与方法

1.1 材料

供试样品为三年生的长势均匀的乐清本地种铁皮石斛鲜茎段，由浙江铁枫堂生物科技股份有限公司(浙江省乐清市龙西乡北垟村)提供。

1.2 处理设计

取同一地块相同品种的三年生铁皮石斛鲜茎段，采用7种不同的加工方式(分别用T1～T7表示)。T1为传统铁皮枫斗加工法，即将鲜条切至6～8 cm长，边加热边扭成螺旋形或弹簧状，做成铁皮枫斗，再分别在5种干燥温度(60 ℃、70 ℃、80 ℃、90 ℃、100 ℃，下同)下鼓风烘干；T2为鲜条烘烤-揉搓-切片鼓风烘干，即将鲜条先烘烤10 min，搓揉后再烘烤5 min，再搓再烤至叶鞘基本脱落，切成约3 mm的薄片，分别在5种干燥温度下鼓风烘干；T3为鲜条切段热风干燥，即将鲜茎条切至5～7 cm长，分别在5种干燥温度下鼓风烘干；T4为鲜条微波后热风干燥，即将鲜条置于微波环境中，设定微波强度为中火，间歇加热至金黄色并有爆鸣声后，分别在5种干燥温度下鼓风烘干；T5为鲜条直接热风干燥，即将鲜茎条整根分别在5种干燥温度下鼓风烘干；T6为鲜条切片真空冷冻干燥，即将鲜条切成厚度约3 mm斜片，置于-18 ℃预冻8 h以上，然后置于真空冷冻干燥机中烘干；T7为鲜条微波干燥处理，即将整根鲜条置于微波中，采用中火间歇加热至烘干。共27个处理，每处理重复3次，样品(干样，含水率达到12.0%时视为试验烘干终点)100 g。试验通过研究不同加工方式及不同干燥温度对铁皮石斛理化品质(多糖、浸出物)和烘干成本的影响，旨在筛选出铁皮石斛品质最佳的加工方式和干燥温度。

1.3 采收时间

2019年2月26日采收三年生石斛花蕾开花前的植株为本试验样品。

1.4 测定方法

铁皮石斛多糖、浸出物均以干样测定。新鲜铁皮石斛经不同加工方式处理后，于不同干燥温度下烘干，研磨成粉末，过0.28 mm的筛，混匀后置干燥密闭容器中，待测。多糖、浸出物测定方法分别参照2015年版《中国药典》测定法[3]。

1.5 品质评价标准

铁皮石斛经不同加工方式处理后，再在不同干燥温度下烘干，得到铁皮石斛干样，其品质评价标准参照2015年版《中国药典》，其中多糖≥25.0%，醇溶性浸出物≥6.5%，水分≤12.0%。

1.6 数据处理与分析

品质指标数据由Excel 2003软件和SPSS 19.0软件计算，将其结果进行显著性分析，P<0.05表示差异显著，P<0.01表示差异极显著。加权平均法的公式：

X=α1β1+α2β2+…+αiβi。

式中，X为某一指标的结合加权评分，αi为各项的品质含量，βi为每个品质指标对应的权重。

2 结果与分析

2.1 不同加工方式对铁皮石斛品质的影响

由表1可知，对铁皮石斛鲜样进行不同加工处理，多糖平均含量排在前六的处理分别为T3(100 ℃)、T1(70 ℃)、T7、T3(90 ℃)、T1(90 ℃)、T6，各处理间未达显著性差异；相比T5(60 ℃)及更低的处理，差异达显著水平，相比T3(60 ℃)及更低的处理，差异达极显著水平。

浸出物平均含量排在前六的分别为T6、T7、T4(70 ℃)、T5(70 ℃)、T3(80 ℃)、T3(60 ℃)。T6、T7与其他处理间差异达显著水平。T3(100 ℃)处理的多糖含量最高为40.28%，浸出物含量为17.07%；其次是T1(70 ℃)，多糖含量为39.78%，浸出物含量为17.07%。所有处理的铁皮石斛多糖和浸出物含量以干基计算均达到《中国药典》2015版的规定，即多糖含量≥25.0%，浸出物含量≥6.5%，说明27种加工处理均能有效保存铁皮石斛中多糖和浸出物的含量。

分析不同处理结果发现，当烘干温度较低时，茎条失水而发生缓慢收缩，且茎条截面产生大小不一的空隙；当烘干温度较高时，茎条失水速度加快，收缩严重，形成少空隙或无空隙的截面组织，从而使多糖损失减少。故烘干温度较高利于多糖的保存。T7在微波干燥过程中，因微波穿透性强，加热均匀，干燥速率快，铁皮石斛快速干燥，多糖和浸出物损失较少。T6在真空冷冻干燥过程中，既隔绝了空气，又进行了冷冻处理，隔绝空气和冷冻处理都减缓了石斛加热烘干过程中的呼吸作用，减少呼吸作用消耗的能量，从而减少了有效成分的损失。

2.2 不同加工方式对铁皮石斛品质的加权平均研究

本试验主要研究的质量指标为多糖和浸出物。由表1可知，并未找到一种多糖和浸出物均处于最高的加工方式，故将采用加权平均的处理方式对品质进行评价。多糖和浸出物是铁皮石斛药用价值的主要质量指标，因此，选这2项在石斛品质评价中作为加权评分因子。根据铁皮石斛固有的特点和药用指标达到药典要求的难易程度，即在种植、加工过程中，多糖平均含量比浸出物平均含量更容易达到药典要求，同时结合石斛行业专家的经验知识，确定给多糖和浸出物分配的权重分别为40%和60%，依此寻找最佳加工方式。

表1 不同加工方式对铁皮石斛品质的影响

由表2可知，铁皮石斛鲜条经27种方法加工处理后，所得铁皮石斛干制品采用加权平均法对其品质进行评价。结果表明，T6处理的加权平均值最高为28.03%，其次是T7处理的为27.86%，再次为T3(90 ℃)处理的为26.88%，且T6、T7处理相对T4(100 ℃)、T5(90 ℃)、T5(100 ℃)处理差异达极显著水平，而T3(90 ℃)处理与T5(100 ℃)处理间差异呈显著水平。说明T6处理是保存多糖和浸出物含量最高的加工方式，其次是T7和T3(90 ℃)。考虑到T6处理加工成本较高，能耗较大，而T7、T3(90 ℃)处理所保存的多糖和浸出物含量虽次于T6，但其加工过程中能耗较低。故综合考虑认为，T7、T3(90 ℃)处理均为较优的加工方式，有条件的企业也可以考虑使用T6处理。

2.3 不同加工方式的铁皮石斛加工成本情况

2.3.1 不同干燥温度对铁皮石斛鲜条烘干时间的影响

将铁皮石斛鲜样采用5种不同处理(T1～T5)加工方式后，分别在5种不同干燥温度(60 ℃、70 ℃、80 ℃、90 ℃、100 ℃)下烘干。由表3可知，研究不同干燥温度对铁皮石斛烘干时间的影响发现，各处理随着干燥温度的升高，烘干时间逐渐变短。其中，100 ℃下，T1～T5烘干所需时间分别为2.51、4.10、4.63、3.66和4.68 h。可见100 ℃为铁皮石斛烘干最短时间，而铁皮石斛切片烘干时间<铁皮石斛切段烘干时间<铁皮石斛烤条烘干时间。

表2 不同加工方式下铁皮石斛品质的加权平均值

表3 不同干燥温度对铁皮石斛烘干时间的影响

铁皮石斛在加热烘干过程中，随着温度的升高，收缩加剧，鞘膜分离明显，失水速度增快，烘干时间变短，有利于节省时间成本；同时铁皮石斛烘干面积越大，干燥速率越快，烘干时间越短，故烘干时间最短的是铁皮石斛切片。

2.3.2 不同干燥温度对铁皮石斛烘干成本的影响

各处理中，不同干燥温度的前处理都是一致的，主要区别在于不同干燥温度加热引起的烘干时间的差异。在铁皮石斛烘干过程中，电热恒温鼓风干燥箱电源电压为220 V，频率为50 Hz，消耗功率为1 640 W，工作室尺寸是600 mm×550 mm×600 mm，室内设有两层搁板，排铺密度是8 kg·m-2。一般工商业平均电价约为1.05元·kWh-1，结合各干燥温度下的烘干时间，计算10 kg铁皮石斛鲜样的烘干成本发现，各处理随着干燥温度的升高，烘干成本逐渐变少。

由表4可知，T1(100 ℃)烘干需8.19元，T2(100 ℃)烘干需13.37元，T3(100 ℃)烘干需15.10元，T4(100 ℃)烘干需11.94元，T5(100 ℃)烘干需15.26元。可见，铁皮石斛干燥过程中，烘干时间越短，能耗越少，烘干成本越低，经济效益越高。

表4 不同干燥温度对10 kg铁皮石斛烘干成本的影响

对T6、T7处理进行烘干成本核算。T6处理一次可烘干鲜石斛约1.6 kg，烘干时间为86.56 h，结合干燥机功率(850 W)和工商业电价得出，T6处理烘干折合10 kg鲜石斛的烘干成本为482.84元。T7处理烘干铁皮石斛鲜样(样品重量为400.06 g)所需时间为0.95 h，微波炉电源电压和功率分别为220 V和1 400 W，结合工商业电价，得出T7处理烘干折合10 kg铁皮石斛鲜样的烘干成本为17.44元。由此可见，T6鲜条切片真空冷冻干燥的烘干成本较高，能耗较大，T7处理的烘干成本略小于T3(90 ℃)的烘干成本。

3 小结

铁皮石斛鲜样经27种不同加工处理后，研究不同加工方式及不同干燥温度对铁皮石斛品质(多糖、浸出物)的影响。结果发现，27种处理所得铁皮石斛多糖和浸出物含量均符合2015版《中国药典》规定(多糖含量不得少于25.0%，浸出物含量不得少于6.5%)。传统铁皮枫斗加工法在5种干燥温度下烘干所得产品多糖和浸出物含量未达到显著性差异；而经加权平均综合考评石斛品质后可得，鲜条切片真空冷冻干燥(T6)、鲜条微波干燥处理(T7)、鲜条切段90 ℃热风干燥法(T3)处理的铁皮石斛多糖和浸出物含量明显优于其他处理。结合烘干成本可知，传统加工法(T1)操作复杂，人工成本消耗较多；鲜条切片真空冷冻干燥(T6)加工成本较高，且能耗较大。故当人工紧张或鲜品滞销时，首先推荐鲜条切段90 ℃热风干燥法代替传统加工法，该方法所得的产品品质较好，烘干成本较低且操作简单；其次推荐微波干燥法，该方法所得产品的加权评价和烘干成本均优于鲜条切段90 ℃热风干燥法，但操作较复杂；最后有条件的企业也可以选择鲜条切片真空冷冻干燥，该方法所得产品品质最佳，但操作复杂，加工成本较高。