傅山药膳八珍汤（“头脑”）的工艺优化及其抗氧化活性

Process optimization and antioxidant activity of Fushan medicinal diet Bazhen soup ("Tounao")

摘要

目的 通过对药膳八珍汤中各原料的用量配比及加工时间进行研究，优化药膳八珍汤的加工工艺，并对成品的抗氧化能力和理化指标进行检测，为药膳八珍汤方便食品的研究开发提供试验基础。 方法 本研究以羊肉、莲藕、山药为主要原料，搭配黄芪、生姜等药食同源药材，以感官评分为指标，结合单因素控制变量法与Box-Behnken响应曲面试验设计，建立关键工艺参数与感官指标间的数学回归模型，通过模型验证获得药膳八珍汤的最优工艺参数组合。 结果 药膳八珍汤的最佳加工工艺为莲藕煮制3 min、山药煮制7 min、羊肉煮制52 min；每1 kg羊肉煮制时加水量为6 L、黄芪用量为16 g、生姜用量为39 g；面糊汤汤底中羊汤用量为90 mL/L、面粉用量为96 g/L、黄酒用量为92 mL/L；药膳八珍汤的DPPH自由基清除率为70.76%；理化指标与微生物检测均符合《食品安全国家标准》。 结论 采用优化后工艺所制备的八珍汤成品展现出良好的口感特性，羊肉、莲藕、山药软硬适中，组织结构紧密均匀，面糊汤粘稠度适中，汤质均匀，口感细腻，入口醇厚。试验过程中采用的模型经过多组重复试验验证，数据可靠，试验结果为八珍汤的工业化生产提供了重要的理论依据和实践指导。

Abstract

Objective This study aimed to optimize the processing technology of the medicated diet Bazhen decoction by investigating the ratio of raw materials and cooking time. The antioxidant capacity and physicochemical properties of the final product were evaluated to provide an experimental basis for the development of instant food products based on this traditional medical soup. Method Using mutton， lotus root， and yam as the main ingredients， supplemented with medicinal and edible herbs such as Radix Astragali， Rhizoma Zingiberis Recens， sensory evaluation was employed as the key indicator. A mathematical regression model between key processing parameters and sensory scores was established using single-factor experiments combined with Box-Behnken response surface methodology （RSM）. The optimal processing parameters were determined through model validation. Result The optimal processing conditions for the medicated diet Bazhen decoction were as follows： lotus root cooked for three min， yam for seven min， and mutton for 52 min. For every 1 kg of mutton， the recommended additions were 6 L water， 16 g astragalus，and 39 g ginger. The batter soup base required 90 mL/L of mutton broth， 96 g/L of flour， and 92 mL/L of yellow rice wine. The DPPH radical scavenging rate of the decoction reached 70.76%. All physicochemical and microbiological indicators complied with China’s National Food Safety Standard. Conclusion The optimized Bazhen decoction exhibited excellent sensory qualities， with mutton， lotus root， and yam，demonstrating a tender yet firm texture and uniform structure. The batter soup had moderate viscosity，a smooth consistency， and a rich， mellow flavor. The model was validated through repeated experiments，ensuring data reliability. The results provided an important theoretical foundation and practical guidance for the industrial production of Bazhen decoction， with significant reference value for process optimization and antioxidant performance improvement.

Graphical abstract

关键词

八珍汤 / 傅山 / 头脑 / 工艺优化 / 响应曲面法

Key words

Bazhentang / Fushan / Tounao / Process optimization / Response surface method

药膳八珍汤又称“头脑”，是山西太原一带有名的早餐，距今已有300多年的历史。“头脑”由明末清初医学家傅山先生为其母亲研制，具有良好的补益滋养之效，后傅山将其传于民间饭店^［1］，现已被列入国家非物质文化遗产保护名录^［2］。

药膳八珍汤由山药、莲藕、羊肉、黄芪、良姜、黄酒、酒糟、煨面8种食材组成^［3］，食用时佐以腌韭菜为引。山药滋补脾胃、补虚羸、除寒热邪气^［4-6］；莲藕健脾开胃、排毒养颜、通便止泻、清热凉血^［7］；羊肉温补肾阳、补虚温中^［8］；黄芪是补气良药，以补虚为主，具有增强机体免疫力、益气养血、补气固表、生津养血等功效^［9-12］；良姜辛温性热，温散寒邪，健脾开胃^［13-14］；黄酒温饮和中，少饮行气，性热能引药入经；酒糟富含营养和能量，能增进食欲^［15-16］；煨面经过高温蒸制，可厚肠胃、补虚乏、促消化^［17］。腌韭菜含有丰富营养物质，可暖胃补肾，起佐食引子的作用^［18］。8种食材相互结合，相辅相成制成药膳，温补不腻，强身健体，为冬日滋补之上品，药膳养生的不二之选^［19］。

目前八珍汤还没有商品化生产的方便食品，本研究以感官评价为指标，优化八珍汤配方和制作工艺，并检测其抗氧化能力，为八珍汤方便食品的研究开发提供依据。

1 材料与方法

1.1　材料

莲藕（山西洪洞）、山药（山西太原）、羊肉（山西朔州）、花椒（山西芮城）、大葱（山西太原）、生姜（山西太原）均为市售；黄芪：山西国泰中药股份有限公司，经山西中医药大学张朔生教授鉴定为豆科植物蒙古黄芪（Astragalus membranaceus （Fisch.） Bge.var.mongholicus （Bge.） Hsiao.）的干燥根；面粉：金龙鱼麦芯小麦粉；黄酒：黍米特型半甜黄酒，山西省代县代康实业有限公司；纯净水：自制。

1.2　仪器与设备

不锈钢锅（ZNB-3822NJF）：广东振能不锈钢实业有限公司；Supor电磁炉（C22-IM06A）：浙江苏泊尔股份有限公司；高压灭菌锅（DY04-13-44-00）：上海东亚压力容器制造有限公司。

1.3　制作工艺流程

莲藕洗净切片，山药削皮切滚刀块；不锈钢锅烧开水，将莲藕和山药分别投入锅中，小火煮制一段时间后捞出备用。选羊腿肉切块，洗净后冷水入锅焯水，撇去浮沫捞出；另起锅烧开水，加入黄芪、生姜、葱、花椒，水沸后放入焯好的羊肉，小火煮熟，捞出羊肉备用，羊汤过滤去配料，留汤备用。将生面粉均匀铺在笼屉上，蒸1 h后取出晾凉，碾压成细末状，过筛，即为煨面。煨面加入冷水搅拌成糊状，过筛，得到面浆。取羊汤烧开后转小火，加入面浆和黄酒，持续搅动至浓稠，停火。将羊肉、莲藕、山药和面糊汤分别装入真空袋，真空包装后放入高压灭菌锅，121 ℃灭菌，制得成品^［20］。制作工艺流程如图1所示。

1.4　加工工艺优化

1.4.1　莲藕、山药煮制时间单因素试验

选取直径约3~4 cm的山药，切成滚刀块备用；莲藕切成约0.5 cm的厚片备用。清水烧开，将山药煮制1、2、3、4、5 min，莲藕煮制5、6、7、8、9 min，探究煮制时间对口感的影响。

1.4.2　羊肉煮制单因素试验

本试验过程中固定原料添加量为羊肉1 kg、大葱35 g、花椒1 g，煮制流程见1.3。

加水量6 L、黄芪15 g、生姜40 g，探究不同煮制时间（30、40、50、60、70 min）对羊肉口感的影响；黄芪15 g、生姜40 g、煮制50 min，探究不同加水量（5、6、7、8、9 L）对羊肉口感的影响；加水量6 L、生姜40 g、煮制50 min，探究黄芪不同用量（10、15、20、25、30 g）对羊肉口感的影响；加水量6 L、黄芪15 g、煮制50 min，探究生姜不同用量（20、30、40、50、60 g）对羊肉口感的影响。

1.4.3　羊肉煮制响应面优化试验

根据单因素试验结果，以羊肉煮制时间、加水量、黄芪用量和生姜用量为自变量，单因素试验筛选出的最优结果设计-1、0、1共3水平，以感官评分为响应值，采用Design-Expert V8.0.6 软件分析处理，Box-Behnken中心组合试验研究料包各因素对感官评分的影响。响应面因素与水平设计见表1。

1.4.4　面糊汤单因素试验

取不同羊汤体积（0、100、200、300、400 mL），加水稀释至1000 mL，煮沸，加入80 g煨面和 60 mL黄酒，小火加热10 min，探究羊汤用量对面糊汤感官评分的影响。

取羊汤100 mL，加水稀释至1000 mL，煮沸，加入不同量的煨面（60、80、100、120、140 g）和 60 mL黄酒，小火加热10 min，探究面粉用量对面糊汤感官评分的影响。

取羊汤100 mL，加水稀释至1000 mL，煮沸，加入80 g煨面和不同量黄酒（20、60、100、140、180 mL），小火加热10 min，探究黄酒用量对面糊汤感官评分的影响。

1.4.5　面糊汤响应面优化试验

以羊汤用量、面粉用量和黄酒用量为自变量，以感官评分为响应值，采用Design-Expert V8.0.6软件分析处理，Box-Behnken中心组合试验研究面糊汤各因素对感官评分的影响。响应面因素与水平设计见表2。

1.4.6　感官评分标准

将不同加工工艺条件下制作的莲藕、山药、羊肉、肉汤和面糊汤进行感官评价。由10位食品专业实验员（男女各5位）作为感官评价实验员，从组织状态、色泽、滋味、口感等方面对上述成品进行评价^［21］，评分标准见表3~表5。

1.5　面糊汤体外抗氧化能力测定

取八珍汤面糊汤成品，参考《GB/T 39100-2020多肽抗氧化性测定》中DPPH法进行测定。将50 mL面糊汤加入离心管中，离心15 min，取上清液，用无水乙醇将上清液分别稀释2、4、6、8、10、12倍。将稀释后的上清液各取0.1 mL加入到96孔板中，加入DPPH溶液0.1 mL，混匀后25 ℃避光静置30 min，在517 nm处用酶标仪测量溶液的吸光度值A_i；再取稀释后的各上清液0.1 mL到96孔板中，加入无水乙醇溶液0.1 mL，避光反应 30 min，在波长517 nm处用酶标仪测量溶液的吸光度值A₀；取无水乙醇和DPPH溶液各0.1 mL加入到96孔板中，避光反应30 min后，在波长517 nm处用酶标仪测量溶液的吸光度值A_j。每一组吸光度值按上述步骤平行测定3次，取其平均值。

DPPH自由基清除率%=［A₀-（A_i-A_j）］÷A₀×100

1.6　八珍汤理化指标检验

pH值的测定参照《GB 5009.237-2016 食品pH值的测定》；粗脂肪含量的测定参照《GB 5009.6-2016 食品中脂肪的测定》；蛋白质含量的测定参照《GB 5009.5-2010 食品中蛋白质的测定》；重金属铅的测定参照《GB 5009.12-2017 食品中铅的测定》；重金属汞的测定参照《GB 5009.17-2017 食品中汞的测定》；重金属砷的测定参照《GB 5009.11-2014 食品中砷的测定》；水分的测定参照《GB 5009.3-2016食品中水分的测定》。

1.7　八珍汤微生物指标检验

菌落总数的测定参照GB 4789.2-2016《食品微生物学检验 菌落总数测定》；大肠菌群的测定参照GB 4789.3-2016《食品微生物学检验 大肠菌群计数》。

1.8　数据分析

所有试验均重复3次，试验结果以平均值±标准差表示。试验数据均采用SPSS 22.0进行统计分析，用Origin 9.0对单因素数据进行绘图，用Design-Expert V8.0.6软件进行响应曲面试验设计及结果分析。

2 结果与分析

2.1　八珍汤加工工艺优化结果

2.1.1　莲藕、山药煮制时间单因素试验结果

莲藕煮制时间在3 min时口感爽口微甜，山药煮制7 min时味道甘甜，软硬适中，达到评分最高点。因此莲藕和山药最佳煮制时间分别为3 min和7 min。

2.1.2　羊肉煮制单因素试验结果

经考察，羊肉煮制时间为50 min、加水量为6 L、黄芪用量为15 g、生姜用量为40 g时，羊肉口感最佳，肉汤形态良好，没有羊膻味与过重的药材味。

2.1.3　羊肉煮制响应面试验结果

结合单因素试验结果，经Design-Expert V8.0.6 软件分析处理后，得出Box-Behnken中心组合试验方案与结果（表6）。通过Box-Behnken中心组合设计及结果分析，建立了煮制时间（A）、加水量（B）、黄芪用量（C）、生姜用量（D）对感官评分（Y）的多元二次回归方程：感官评分（Y）=95.00+1.37A-0.67B+0.88C+0.58D-0.25AB+1.88AC-0.50AD+1.25BC+1.00BD-8.25CD-2.71A²-7.15B²-5.58C²-7.77D²。方差分析结果显示，该回归模型极显著（P<0.000 1），失拟性不显著（P失拟=0.167 0>0.05），说明模型拟合效果良好，能够准确模拟试验数据；R²=0.988 4， R_adj²=0.976 8，即模型在取值范围内符合响应值97.68%的变化。A、C对感官评分有极显著影响，B、D对感官评分有显著影响；在因素交互作用中，AC、CD对感官评分具有极显著影响，BC、BD有显著影响。在所选的各因素中，对感官评分的影响因素排序为：A>C>B>D，即煮制时间>黄芪用量>加水量>生姜用量（表7）。

响应面试验结果显示，羊肉煮制最佳工艺条件为：以1 kg羊肉计，炖煮时间51.62 min、加水量5.96 mL、黄芪用量15.90 g、生姜用量39.30 g，在此条件下理论感官评分为95.30分。采用响应面优化结果工艺条件进行验证试验，为方便试验操作，将试验条件更改为：炖煮时间52 min、加水量 6 L、黄芪用量16 g、生姜用量40 g。在此条件下进行3次重复试验验证，平均感官评分为95.22分，与理论预测值相接近，表明工艺优化后的参数可行，模型可用。

2.1.4　面糊汤单因素试验结果

经考察，羊汤用量为100 mL/L时汤汁略有羊肉味，无羊膻味；面浆浓稠度随面粉用量的增加而升高，面粉用量为100 g/L时面浆浓稠度适中，无结块；黄酒用量在100 mL/L时，口感香醇，面汤颜色适中，感官评分达到峰值（图5）。

2.1.5　面糊汤响应面试验结果

结合单因素试验结果，经Design-Expert V8.0.6 软件分析处理后，得出Box-Behnken中心组合试验方案与结果（表8）。通过Box-Behnken中心组合设计及结果分析，建立了羊汤用量（A）、面粉用量（B）、黄酒用量（C）的多元二次回归方程为：感官评分（Y）=96.28-2.84A-2.24B-3.18C-0.17AB+2.95AC+0.90BC-8.58A²-5.78B²-4.85C²。方差分析结果显示，回归模型极显著（P<0.01），失拟性不显著（P失拟= 0.085 3>0.05），说明模型拟合效果良好，能够正确模拟试验数据；R²=0.963 5，R_adj²=0.916 7，即模型在取值范围内符合响应值91.67%的变化。从各因素方差分析可知，A、C对感官评分有极显著影响，B对感官评分有显著影响；在因素交互作用中，AC有显著影响。在所选的各因素中，对感官评分的影响因素排序为：C>A>B，即黄酒用 量>羊汤用量>面粉用量（表9）。

响应曲面试验结果显示，面糊汤最佳工艺条件为每1 L汤底羊汤用量88.32 mL、面粉用量95.56 g、黄酒用量91.82 mL，在此条件下理论感官评分为97.528 1分。采用响应面优化结果工艺条件验证试验，为方便操作，将试验条件改为：羊汤用量90.0 mL/L、面粉用量96.0 g/L、黄酒用量92.0 mL/L。在此条件下进行3次重复试验验证，平均感官评分为97.4分，与理论预测值相接近，表明工艺优化后的参数可行，模型可用（图6）。

2.2　面糊汤抗氧化能力检测结果

面糊汤在稀释2、4、6、8、10、12倍后，DPPH自由基清除率分别为70.76%、44.04%、32.91%、28.78%、26.49%、21.67%（表10）。可以看出，随着稀释倍数的增加，DPPH自由基清除率呈现下降趋势（图7），表明面糊汤的抗氧化能力与浓度呈正相关，稀释倍数为2倍时，对DPPH自由基的清除效果最佳。

2.3　八珍汤理化指标检测结果

由表11测定结果可见，按最佳工艺加工制得的八珍汤成品，其各项理化指标检测均符合《食品安全国家标准》。pH值为5.37±0.08，脂肪含量为（4.4±0.36） g/100g，蛋白质含量为（19.3±0.72） g/100g，铅含量为（0.0762±0.006） mg/kg，总汞未检出，砷含量为（0.0306±0.003） mg/kg，水分含量为（49.56±1.72） g/100g。

2.4　八珍汤微生物指标检测结果

经检验八珍汤微生物指标均达《食品安全国家标准》，其中羊肉菌落总数不超过4×10⁴ cfu/g，大肠菌群不超过150 MPN/100 g；莲藕、山药菌落总数不超过1×10⁴ cfu/g，大肠菌群不超过 30 MPN/100 g；面糊汤菌落总数不超过 2×10⁴ cfu/g，大肠菌群不超过30 MPN/100g。

3 讨论

3.1　药膳八珍汤选材的探讨

本研究中所用原料均产自山西本土，在保证口感功效的同时，凸显出了地域特色，对山西本地药食同源药材的开发应用可起到推动作用。

研究中所用黄芪产自山西大同，味甘性温，归肺脾经，兼具补气升阳、固表止汗等功效，主要产于中国西北、华北与东北地区，而在内蒙古、山西甘肃等省份质量较好^［22］。羊肉选自山西怀仁羔羊，色泽均匀、有光泽，脂肪呈乳白色，肌纤维清晰、有韧性，煮沸后肉汤透明澄清，脂肪团聚于液面，膻味小，肉质鲜嫩，保水性好，熟肉率高，味道清香^［23］。平遥长山药具有抗衰老、抗氧化、抗肿瘤、调节胃肠道功能、调节免疫等作用，药用价值较高^［24-25］，因此本研究选用平遥长山药为食材原料。莲藕为“水八仙”之一，《神农本草经》中记载“藕可入药”，有清热祛瘀、生津止渴等功效。本研究选取的洪洞莲藕产自山西省临汾市洪洞县，根茎纺锤形，质肥嫩，皮色如玉，口感甜脆，粗纤维与矿物质含量高，可生食或入膳^［26-27］。花椒在烹饪时起到增味、增香、去腥等作用，山西芮城的花椒是中国最大的“大红袍”花椒生产基地，该花椒具有色艳、粒大、皮厚、味浓的特点，晒后不变色，为汤品增香去腥的核心香料。巴公大葱是山西省早期四大名优土特产之一，产于晋城市郊巴公乡，葱白肥厚、辛辣浓烈，具有抗菌促消化功效。生姜味辛，性微温，具有解表散寒、温中止呕、化痰止咳等功效。生姜有新姜和老姜之分，新姜辛辣味较弱，适合生食或用于烹饪嫩滑的菜肴；老姜辛辣味较强，适合用于炖煮、熬汤等烹饪方式，本研究选用老姜为原材料，温中散寒效果显著^［28-30］。

3.2　药膳八珍汤加工工艺的探讨

在工艺优化上，本研究通过系统的单因素试验与响应曲面法，精准确定了各原料的最佳用量及加工时间，能使其在口感、色泽与滋味上达最佳平衡，实现八珍汤优良的感官品质。抗氧化活性检测揭示出八珍汤对DPPH自由基的清除能力随稀释倍数增加而递减，这为评估八珍汤抗氧化性能提供了关键量化依据。理化与微生物指标检测表明，八珍汤蛋白质含量（19.3±0.72）%、脂肪（4.4±0.36）%，营养丰富，重金属含量合规，微生物指标达标。这些指标符合《食品安全国家标准》要求，可确保八珍汤安全可靠，适合广泛食用。

3.3　不足及展望

本研究是对八珍汤加工工艺的初步探索，研究中仍然存在需进一步完善的地方。首先在原料选择上，本研究仅选择山西本地的食材，未充分探究不同产地原料的品质差异对八珍汤口感及功效的影响，限制了工艺的普适性；在工艺研究方面，仅围绕传统烹饪流程优化，但并未对加工技术进行探索，可以沿此方向进行进一步探索，提高食品生产效率；在试验过程中，虽采用DPPH法对面糊汤进行了抗氧化能力检测，但并未对八珍汤整体产品及其保健作用进行深入研究。未来将着重对八珍汤原料、加工设备、保健作用等方面进行进一步研究，为八珍汤后续产品的研究开发提供更完善的试验依据。

4 结论

本研究采用单因素试验结合响应曲面法，以感官评价为指标，确定了药膳八珍汤的最佳加工条件为：莲藕、山药煮制时间分别为3 min、7 min；每1 kg羊肉煮制时间52 min、加水量6 L、黄芪用量16 g、生姜用量40 g；面糊汤中羊汤用量90 mL/L、面粉用量96 g/L、黄酒用量92 mL/L。在此工艺条件下加工制得的八珍汤成品组织均匀，色泽良好，肉香浓郁，DPPH自由基清除率为70.76%，各项理化及微生物指标均符合《食品安全国家标准》。

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基金资助

山西省重点研发计划项目(201903D321211)

山西省应用基础研究项目(202303021211176)

山西省中医药管理局科研课题(2022ZYYC104)

山西省高等学校科技创新项目(2020L0409)