黑果枸杞提取物泡騰片的制備及其質(zhì)量評(píng)價(jià)

王青霞，李建穎，楊 航

天津商業(yè)大學(xué)生物技術(shù)與食品科學(xué)學(xué)院 天津市食品生物技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 國(guó)家級(jí)食品與藥品實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心，天津300134

黑果枸杞(LyciumruthenicumMurr.)，別名為“蘇枸杞”，藏藥醫(yī)書(shū)中稱“旁瑪”，屬茄科枸杞屬，多分布在新疆、甘肅、青海、寧夏等西北地區(qū)[1,2]。黑果枸杞中含有大量的花青素、多糖、維生素以及多種微量元素[3,4]。黑果枸杞具有很高的藥用價(jià)值和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，能滋補(bǔ)肝腎、抗腫瘤、降低血糖、降低血脂[5-7]，其抗氧化活性遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于維生素C[8]，有著良好的抗炎癥等功效[9,10]。但黑果枸杞中花青素極不穩(wěn)定，待進(jìn)一步開(kāi)發(fā)利用。

泡騰片在國(guó)內(nèi)外受到消費(fèi)者的青睞，以酸和堿作為崩解劑，遇水后發(fā)生中和反應(yīng)，產(chǎn)生大量二氧化碳[11]。泡騰片最早應(yīng)用在醫(yī)藥方面，現(xiàn)多應(yīng)用于食品以及保健行業(yè)，目前市面上已出現(xiàn)維生素C泡騰片、果蔬泡騰片等[12,13]。泡騰片具有良好的穩(wěn)定性，長(zhǎng)時(shí)間的儲(chǔ)存仍能保持其適口性。將泡騰片與花青素相結(jié)合，能夠解決其穩(wěn)定性問(wèn)題，同時(shí)能夠提高其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，市場(chǎng)前景廣闊[14]。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

黑果枸杞干果(甘肅)，檸檬酸、酒石酸、富馬酸、碳酸氫鈉、碳酸鈉、乳糖、滑石粉、硬脂酸鎂、十二烷基硫酸鈉、無(wú)水乙醇(天津風(fēng)船化學(xué)試劑科技有限公司)；蔗糖、可溶性淀粉(廣東福正東海食品有限公司)；甜蜜素(河南瑞祥生物科技有限公司)；聚乙二醇6000(密森科技有限公司)。

AUY220電子分析天平(日本島津公司)；JT1001N電子天平(上海精天儀器有限公司)；高速多功能粉碎機(jī)(浙江永康市榮浩工貿(mào)有限公司)；HPSE-E全自動(dòng)溶劑萃取儀(北京萊伯泰科儀器股份有限公司)；VaCo2-Ⅱ真空冷凍干燥機(jī)(德國(guó)ZIRBUS公司)；YD-2智能硬度儀、CS-2A脆碎度測(cè)定儀、BJ-2智能崩解儀(天津市新天光分析儀器技術(shù)有限公司)；pH計(jì)(美國(guó)奧豪斯有限公司)；電熱鼓風(fēng)干燥箱(中儀國(guó)科(北京)科技有限公司)；DP30單沖壓片機(jī)(上海天凡藥機(jī)制造廠)；UV-2600紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)(日本島津公司)；SPEX 6875冷凍研磨(美國(guó)PYNN公司)。

1.2 方法

1.2.1 黑果枸杞提取物的制備

黑果枸杞提取物的制備：將黑果枸杞于40 ℃鼓風(fēng)干燥箱中烘干12 h，粉碎，過(guò)60目篩；使用全自動(dòng)溶劑萃取儀進(jìn)行萃取：萃取溫度為50 ℃，萃取壓力8 MPa，萃取時(shí)間5 min，循環(huán)2次，乙醇濃度70%，渦旋濃縮模塊對(duì)萃取完成后的樣品溶液進(jìn)行定量濃縮得到黑果枸杞提取萃取濃縮液；將濃縮液在-80 ℃冰箱中預(yù)凍24 h，真空冷凍干燥48 h得到黑果枸杞提取物，將提取物研磨成粉末，粉末細(xì)膩，紫黑色，該提取物花青素含量為39.19 mg/g。

1.2.2 黑果枸杞提取物泡騰片的制備工藝篩選

酸堿分別制粒壓片：由于花青素在酸性條件下較穩(wěn)定，因此將黑果枸杞提取物與乳糖、甜蜜素、檸檬酸混勻，加入95%乙醇溶液，將乳糖、甜蜜素、碳酸氫鈉混勻，加入95%乙醇溶液，分別用40目篩制粒，干燥并整粒，按照一定比例將酸粒與堿粒混合均勻，最后加入聚乙二醇6000，混勻，壓片。

酸堿混合制粒壓片：為了避免在制粒過(guò)程中對(duì)花青素造成影響，將乳糖、甜蜜素、檸檬酸、碳酸氫鈉混勻，加入無(wú)水乙醇，用40目篩制粒，干燥并整粒，最后加入黑果枸杞提取物和聚乙二醇6000，混勻，壓片。

粉末直接壓片：將乳糖、甜蜜素、檸檬酸、碳酸氫鈉、黑果枸杞提取物和聚乙二醇6000混勻，壓片。

1.2.3 質(zhì)量評(píng)價(jià)方法

1.2.3.1 硬度的測(cè)定

隨機(jī)取樣6片，將藥片放入YD-2硬度測(cè)試儀立于兩壓板之間，沿直徑方向緩緩施壓，片劑剛破碎時(shí)的力即為該片的硬度[15]。

1.2.3.2 脆碎度的測(cè)定

隨機(jī)取樣20片，精密稱重，置于CS-2A脆碎度測(cè)定儀中定時(shí)4 min，取出后準(zhǔn)確稱重，計(jì)算樣品失重率。重復(fù)測(cè)定6次，計(jì)算均值。

1.2.3.3 崩解時(shí)間的測(cè)定

取一個(gè)裝有200 mL水的燒杯，放入一片黑果枸杞提取物泡騰片，等到片劑完全崩解的時(shí)候，記錄時(shí)間，即為崩解時(shí)間，每次測(cè)定3片。

1.2.3.4 發(fā)泡量的測(cè)定

取50 mL的試管，加入20 mL的蒸餾水，水溫在35 ℃左右，取1片黑果枸杞提取物泡騰片，堵住試管口，觀察最大發(fā)泡量，讀出體積，每次測(cè)3片，平均發(fā)泡量不得少于6 mL。

1.2.3.5 pH值的測(cè)定

取黑果枸杞提取物泡騰片1片，投入200 mL水中，使其發(fā)泡并溶解，待氣泡消失后，用pH計(jì)測(cè)定pH值，隨機(jī)測(cè)定3片。

1.2.3.6 片重差異的測(cè)定

取黑果枸杞泡騰片20片，用分析天平準(zhǔn)確稱量其總質(zhì)量以及每片的質(zhì)量，求平均質(zhì)量。把每片的質(zhì)量與平均質(zhì)量相比較，求得黑果枸杞提取物泡騰片的片重差異[16]。

1.2.3.7 感官評(píng)價(jià)表

表1 感官評(píng)價(jià)表Table 1 Sensory evaluation form

續(xù)表1(Continued Tab.1)

指標(biāo)Indicators評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)Evaluation standard分值Score偏紅或偏藍(lán),液體渾濁,有沉淀Partial slant red or blue,turbidity and precipitation0～1黑果枸杞香氣濃郁,持久Rich smell,durable4～5有黑果枸杞香氣,較持久Have fragrance,more durable3～4香氣Aroma有黑果枸杞香氣,不持久Have fragrance,not lasting2～3(30%)黑果枸杞香氣淡,無(wú)回味Aroma is light,no aftertaste1～2無(wú)黑果枸杞香氣No fragrance0～1口感酸甜適中,可口Sweet and sour moderate,delicious4 ～5口感偏甜A sweet3～4口感Flavor口感過(guò)甜Too sweet2～3(40%)口感酸Sour1～2口感酸澀Acor0 ～1

1.2.3.8 花青素含量的測(cè)定

使用pH示差法測(cè)定花青素含量。

1.2.4 物料篩選單因素實(shí)驗(yàn)

1.2.4.1 酸源和堿源的篩選

分別以檸檬酸、酒石酸、富馬酸為酸源，無(wú)水碳酸氫鈉、碳酸鈉為堿源，以乳糖為填充劑，對(duì)酸源和堿源分別進(jìn)行比較。

1.2.4.2 酸堿比例的確定

花青素在酸性條件下較穩(wěn)定，在確定了酸源和堿源之后，設(shè)計(jì)單因素實(shí)驗(yàn)，以平均發(fā)泡量和溶液pH值作為指標(biāo)，選出最合適的酸堿比例范圍。

1.2.4.3 泡騰劑用量的確定

在確定了酸堿比例之后，以發(fā)泡量、反應(yīng)后溶液的pH值和崩解時(shí)間為指標(biāo)進(jìn)行泡騰劑用量的篩選。

1.2.4.4 填充劑的篩選

以吸濕性、溶液澄明度、可壓性、硬度作為指標(biāo)，對(duì)蔗糖粉、乳糖、可溶性淀粉這三種填充劑進(jìn)行考察。乳糖作為填充劑的同時(shí)也可作干粘合劑，采用粉末直接壓片法壓片[17]。

1.2.4.5 潤(rùn)滑劑的篩選

以黏沖程度，澄清度，起泡程度，崩解時(shí)間為指標(biāo)，對(duì)滑石粉、硬脂酸鎂、聚乙二醇6000、十二烷基硫酸鈉進(jìn)行考察。

1.2.4.6 黑果枸杞提取物添加量的確定

黑果枸杞提取物是泡騰片的主要原料成分，它的添加量決定了該泡騰片的獨(dú)特風(fēng)味。設(shè)置添加量分別為10%、15%、20%、25%、30%。以色澤、香氣(各五分)為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)溶液進(jìn)行感官評(píng)價(jià)，并以此來(lái)確定泡騰片中黑果枸杞提取物的添加量[18]。

1.2.4.7 甜味劑添加量的確定

甜味劑采用甜蜜素，其添加量直接影響泡騰片的口感，以口感為評(píng)價(jià)指標(biāo)，對(duì)五個(gè)不同甜蜜素添加量的泡騰片沖制的飲品進(jìn)行感官評(píng)價(jià)。

1.2.5 響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)

采用感官評(píng)價(jià)法，通過(guò)響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)考察A(酸堿總量)、B(酸堿比)、C(甜蜜素含量)優(yōu)化配方。對(duì)黑果枸杞提取物泡騰片沖制的飲品進(jìn)行感官

表2 響應(yīng)面試驗(yàn)因素水平表Table 2 Factors and levels of response surface test

評(píng)價(jià)，以色澤、香氣和口感為評(píng)價(jià)指標(biāo)，分為五個(gè)等級(jí)，評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1，響應(yīng)面試驗(yàn)因素水平表見(jiàn)表2。通過(guò)三組重復(fù)試驗(yàn)驗(yàn)證結(jié)果，并對(duì)最優(yōu)配方得到的泡騰片進(jìn)行質(zhì)量評(píng)價(jià)。

2 結(jié)果與討論

2.1 黑果枸杞提取物泡騰片的制備工藝篩選

采用酸堿分開(kāi)制粒壓片，泡騰片色澤不均一，花斑較大，崩解時(shí)間長(zhǎng)；酸堿混合制粒壓片得到的片劑表面光滑精美，崩解時(shí)間符合要求，且花斑較小，黑果枸杞中含有大量以錦葵色素-3-O-(6-O-對(duì)香豆酰-3-O-乙酰)-5-O-二葡萄糖苷為主的花色苷[19]，極易受到光照、熱以及氧氣的影響[20]，不參與制粒能夠最大程度保留其有效成分；粉末直接壓片法崩解時(shí)間短，但易黏沖，對(duì)物料要求較高。故采用酸堿混合制粒壓片制備黑果枸杞提取物泡騰片。工藝流程如圖1所示。

圖1 工藝流程圖Fig.1 Process flow diagram

2.2 物料篩選單因素實(shí)驗(yàn)

2.2.1 酸源和堿源的篩選

由表3所示，對(duì)于酸源，富馬酸所制備的泡騰片泡騰后溶液不澄清，不予采用。酒石酸的口感差，有澀味，氣泡不易消除，且易與水中的鈣鎂離子發(fā)生反應(yīng)形成膠狀沉淀，不予采用。檸檬酸口感好，且溶于水后沒(méi)有可見(jiàn)的不溶物，缺點(diǎn)在于吸濕性強(qiáng)，所以在壓片前要充分對(duì)物料的干燥，另外可加入潤(rùn)滑劑防止黏沖。

對(duì)于堿源，碳酸氫鈉、碳酸鈉的各項(xiàng)指標(biāo)差別不大，但是以碳酸氫鈉為堿源制備的泡騰片能在水中迅速溶解，產(chǎn)生較多的二氧化碳，且泡騰后溶液的pH值較低，所以堿源選擇碳酸氫鈉。

表3 不同酸源和堿源性能比較Table 3 Comparison of performance between different acid sources and alkali sources

2.2.2 酸堿比例的確定

由圖2可知，當(dāng)酸用量太少時(shí)pH值較高，不利于花青素的穩(wěn)定，且口感較差。但當(dāng)酸用量過(guò)大時(shí)，溶液顏色偏紅。因此酸堿比選取范圍在1.25∶1至1.5∶1之間比較合適，既滿足口感與色澤，同時(shí)也符合發(fā)泡量要求。

2.2.3 泡騰劑用量的確定

由圖3可知，隨著泡騰劑用量的提高，崩解時(shí)間在逐漸減少，發(fā)泡量在逐漸上升。泡騰劑用量越大，崩解時(shí)間會(huì)越短，但是由于要考慮到花青素的含量及其他輔料的用量，泡騰劑用量不宜太大。當(dāng)泡騰劑用量為45%～65%時(shí)，泡騰片的發(fā)泡量、崩解時(shí)間和崩解后溶液的pH值均符合要求且比較良好，顏色也為亮紫色，所以55%的泡騰劑較合適。

圖2 崩解劑的酸堿比例的測(cè)試Fig.2 Test of acid-base ratio of disintegrant

2.2.4 填充劑的篩選

圖3 泡騰劑用量的選擇Fig.3 Selection of effervescent dosages

表4 篩選填充劑試驗(yàn)配方及測(cè)定結(jié)果Table 4 Screening filler test formula and measurement results

表4結(jié)果表明，配方R1硬度為最低值，且片劑不光滑，因此必須添加填充劑。配方R2硬度太低，片劑的成形性較差，且淀粉在溫水中很難溶解，故不選用。配方R3硬度最大，且在溫水中可以較好溶解，在崩解時(shí)間符合要求的情況下理應(yīng)選擇硬度最大的配方，以保證片劑的綜合質(zhì)量。配方R3的崩解時(shí)間測(cè)定結(jié)果為55 s左右，符合要求。配方R4的硬度也符合要求，但是蔗糖易吸濕，在壓片過(guò)程中容易發(fā)生黏沖，且可壓性較差，所以不予選用。綜上所述，應(yīng)該選擇乳糖作為填充劑。

2.2.5 潤(rùn)滑劑的篩選

表5 不同潤(rùn)滑劑的性能比較Table 5 Performance comparison of different lubricants

由表5實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，滑石粉和硬脂酸鎂雖然用量很少，但其疏水性仍影響泡騰溶液的澄明度，而且鎂離子會(huì)催化溶液中的花青素氧化，故不予采用；十二烷基硫酸鈉會(huì)導(dǎo)致泡騰片的崩解時(shí)間變長(zhǎng)，而且金屬鈉離子同樣也會(huì)加速溶液中的花青素氧化。而用聚乙二醇6 000作為潤(rùn)滑劑，潤(rùn)滑性及抗黏性均比較好。而且泡騰片溶于水后，溶液澄清透明，沒(méi)有不溶物。綜合上述現(xiàn)象，選用聚乙二醇6 000作為潤(rùn)滑劑。

2.2.6 黑果枸杞提取物添加量的確定

表6 不同黑果枸杞提取物添加量的感官評(píng)價(jià)表Table 6 Sensory evaluation form for different amounts of Lycium ruthenicum Murr extract

表6可以看出，當(dāng)黑果枸杞提取物添加量較低時(shí)，顏色為淡紫色，香氣較淡，且片刻后褪色嚴(yán)重，添加量越高時(shí)，黑果枸杞香氣加重，色澤為明亮的紫色，但考慮到生產(chǎn)成本和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，選擇25%較為合適。

2.2.7 甜味劑添加量的確定

表7 不同甜味劑添加量的感官評(píng)價(jià)表Table 7 Sensory evaluation form for different amounts of sweetener

由表7可知，添加過(guò)低和過(guò)高的甜味劑都會(huì)導(dǎo)致口感較差，因此，甜味劑添加量為3%較為合適。

2.3 響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)

通過(guò)對(duì)物料進(jìn)行篩選，選擇檸檬酸作為酸源，碳酸氫鈉作為堿源，乳糖作為填充劑，聚乙二醇6000作為潤(rùn)滑劑，甜蜜素作為甜味劑，通過(guò)響應(yīng)面試驗(yàn)確定黑果枸杞提取物泡騰片配方。

2.3.1 響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果

響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果如表8所示。

2.3.2 方差分析

運(yùn)用Design-Expert 8.0軟件對(duì)表8結(jié)果進(jìn)行方差分析，顯著性結(jié)果見(jiàn)表9。

經(jīng)回歸擬合，得到感官評(píng)分與各因素變量二次多元回歸模型為：

Y=4.72+0.11A-0.10B+0.21C-0.30AB+0.33AC+0.15BC-0.52A2-0.60B2-0.62C2

由回歸方程可反映出各因素對(duì)感官評(píng)分的影響程度，分析一次項(xiàng)系數(shù)可得到，影響感官評(píng)分的因素主次順序?yàn)椋篊(甜蜜素含量)>A(酸堿總量)>B(酸堿比)。該回歸模型P<0.000 1，表明該模型是有意義的，失擬項(xiàng)P=0.198 5>0.05不顯著，該模型R2=98.72%，表明此模型擬合程度好，使用該方程來(lái)預(yù)測(cè)真實(shí)情況是可行的。

表8 響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果Table 8 Result of response surface test

表9 回歸模型的方差分析Table 9 Variance analysis of regression model

注：**表示在1‰水平顯著；*表示在5%水平顯著。

Note:**indicates significant at 1‰ level;*means significant at the 5% level.

圖4 酸堿比與酸堿總量、甜蜜素含量對(duì)感官評(píng)分的交互作用Fig.4 Interaction between acid-base ratio and Acid and alkali amount,cyclamate content on sensory score

由圖4可知：感官評(píng)分隨著酸堿總量、酸堿比、甜蜜素含量的增大先增大后減小，酸堿總量與酸堿比的交互作用極其顯著，酸堿比與甜蜜素含量的交互作用顯著。

通過(guò)回歸方程求解，在試驗(yàn)范圍內(nèi)最佳配方為：酸堿總量56%，酸堿比1.37∶1，甜蜜素含量3.21%，此配方下感官評(píng)分理論上可達(dá)4.76。考慮到實(shí)際，將其校正為酸堿總量56%(檸檬酸32%，碳酸氫鈉24%)、黑果枸杞提取物25%、乳糖15%、甜蜜素3%、聚乙二醇6000 1%。

2.3.3 重復(fù)驗(yàn)證試驗(yàn)及質(zhì)量評(píng)價(jià)

三組重復(fù)驗(yàn)證性試驗(yàn)測(cè)定結(jié)果如表10所示。

該配方下顏色為亮紫色，結(jié)果與預(yù)測(cè)值基本相符，證明了該模型的有效性。從表10可以看出硬度、崩解時(shí)間、發(fā)泡量、pH、感官評(píng)分、花青素含量相差不大，片重差異在5%以下，脆碎度在1%以下，均符合藥典規(guī)定，其中花青素平均含量為8.06 mg/g。

3 結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)以泡騰片質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，篩選、優(yōu)化制備工藝，最終采用酸堿混合制粒壓片法，該方法與酸堿分開(kāi)制粒壓片法相比，片劑花斑小且崩解時(shí)間短，不參與制粒能夠最大程度保證其有效成分的生物活性，并且解決了粉末直接壓片法易黏沖的問(wèn)題。

建立黑果枸杞泡騰片感官評(píng)價(jià)體系，通過(guò)響應(yīng)面優(yōu)化確定黑果枸杞提取物泡騰片最優(yōu)配方：檸檬酸32%、黑果枸杞提取物25%、碳酸氫鈉24%、乳糖15%、甜蜜素3%、聚乙二醇6000 1%，最優(yōu)配方泡騰片質(zhì)量符合藥典規(guī)定。

表10 最優(yōu)制劑配方各項(xiàng)指標(biāo)測(cè)定結(jié)果Table 10 Optimum formula index measurement results