榛蘑多糖顆粒沖劑的研制

季瑞雪，包鴻慧，何澤良，王加初，石闖，張敬，徐娜，鹿保鑫

（1.黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)食品學(xué)院，大慶 163000；2.湖北文理學(xué)院食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院化學(xué)工程學(xué)院）

在食品工業(yè)中，多糖的應(yīng)用極其廣泛，常作為增稠劑，穩(wěn)定劑和乳化劑等添加到食品當(dāng)中。榛蘑是真菌植物門(mén)真菌蜜環(huán)菌的子實(shí)體，主要分布在東北地區(qū)的山區(qū)和林區(qū)[1]，常被人們稱為“東北第四寶”，也被一些發(fā)達(dá)國(guó)家列為一類食品，具有延緩衰老，防止血管硬化等功效[2]。榛蘑含有豐富的多糖成分，能夠清除活性氧自由基，對(duì)血管內(nèi)皮細(xì)胞具有保護(hù)作用[3-4]。同時(shí)，榛蘑多糖的抗癌活性，抗氧化活性，抗衰老活性[5-10]等也受到了各界廣泛的關(guān)注。隨著社會(huì)的發(fā)展和人們對(duì)生活品質(zhì)追求的提高，具有特殊功能的多糖產(chǎn)品的研發(fā)與生產(chǎn)變得日益迫切。

顆粒沖劑作為固體制劑之一，是目前常用于臨床的重要中醫(yī)藥物治療劑型，其具有高穩(wěn)定性、高生物利用率和儲(chǔ)存方便等不可替代的優(yōu)點(diǎn)[11-12]。雖然，目前已經(jīng)有以香菇等為原料的多糖顆粒沖劑的研究[13]，但還沒(méi)有關(guān)于榛蘑多糖顆粒的配方研究。試驗(yàn)以野生干榛蘑為原料，添加輔料，確定榛蘑多糖顆粒沖劑的配方，為榛蘑多糖的開(kāi)發(fā)利用提供了一個(gè)新思路，同時(shí)為榛蘑多糖顆粒沖劑的生產(chǎn)提供了一個(gè)理論依據(jù)。

1 材料與儀器

1.1 材料與試劑

野生干榛蘑：產(chǎn)于黑龍江省伊春市；可溶性淀粉：吉林省杞參食品有限公司；甜蜜素：山東龍力生物科技股份有限公司；檸檬酸：河南千志商貿(mào)；β-環(huán)狀糊精：遼寧奧達(dá)制藥有限公司；以上均為食品級(jí)。濃硫酸：天津東方化工廠（分析級(jí)）；苯酚：天津市大茂化學(xué)試劑廠（分析級(jí)）。

1.2 儀器與設(shè)備

FA2004N 型分析天平（精度0.000 1 g）：上海精密儀器儀表有限公司；V-5100 型分光光度計(jì)：上海元析儀器有限公司；HH-1 型恒溫水浴鍋：江蘇省金壇市榮華儀器制造有限公司；DGG-9140B 型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱：上海信森實(shí)驗(yàn)儀器有限公司；TD4A型低速離心機(jī)：鄭州南北儀器設(shè)備有限公司。

2 方法

2.1 榛蘑粗多糖浸膏的制備

將選購(gòu)的野生干榛蘑進(jìn)行鼓風(fēng)干燥（60 ℃），烘干至符合打磨標(biāo)準(zhǔn)后粉碎。以固定液料比（榛蘑粉：水=1∶5）在水浴鍋中加熱（水浴條件：70 ℃，3 h）[14-17]，浸提榛蘑多糖。趁熱離心（3 500 r·min-1，20 min）取上清液，得榛蘑多糖溶液。然后，水浴減壓濃縮，使榛蘑多糖溶液濃縮至原始體積的1/5，得到榛蘑多糖浸膏。

2.2 榛蘑多糖溶液中多糖含量的測(cè)定

榛蘑多糖沖劑中的多糖含量不僅影響沖劑的造粒情況和溶解度，還關(guān)系到?jīng)_劑的保健功能，沖劑溶液中的多糖以葡萄糖為標(biāo)準(zhǔn)品，采用硫酸—苯酚法[18]測(cè)定。

標(biāo)準(zhǔn)曲線測(cè)定：分別取無(wú)水葡萄糖0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 mL 至干燥的試管中，補(bǔ)充蒸餾水至1.0 mL，分別添加0.5 mL 的6%苯酚溶液和2.5 mL 的濃硫酸后沸水浴10 min，冷卻至室溫。測(cè)定其在490 nm 處的吸光度支，制備標(biāo)準(zhǔn)曲線。樣品測(cè)定：取榛蘑浸潤(rùn)膏5 mg，以水定容至50 mL。將配置好的樣品溶液、6%苯酚溶液、濃硫酸分別以2∶1∶5 的比例混合，沸水浴10 min 后，靜置至室溫。以蒸餾水作對(duì)照，在490 nm 處測(cè)定吸光度（每組設(shè)置3 份平行樣，結(jié)果用平均值表示）。

2.3 顆粒沖劑的制備工藝

2.3.1 工藝流程

參考宋健剛等[19-22]的文章，結(jié)合實(shí)際情況確定了榛蘑多糖顆粒沖劑的制備工藝流程如下：

干榛蘑→烘干粉碎→水浴浸提→離心濃縮→榛蘑多糖浸膏→除雜（過(guò)濾或離心）→混合輔料→制成軟材→篩成顆?！稍铩?/p>

2.3.2 原料預(yù)處理

將打碎的榛蘑粉和被粉碎的各種輔料分別過(guò)100 目篩。

2.3.3 顆粒沖劑的制備

在榛蘑多糖浸膏中，加入一定比例的淀粉、糊精、檸檬酸和甜蜜素，充分混合均勻制成軟材。然后將軟材過(guò)10 目篩，制成粒狀在60 ℃的恒溫干燥箱中進(jìn)行干燥，得到淺黃色的榛蘑多糖顆粒沖劑。

2.4 顆粒沖劑配方單因素試驗(yàn)

試驗(yàn)選用糊精和淀粉作為填充劑，檸檬酸和甜蜜素作為矯味劑。在制備過(guò)程中，以各輔料占比的分別為糊精20%、淀粉20%、檸檬酸0.6%、甜蜜素3%為基本條件，進(jìn)行單因素實(shí)驗(yàn)。分別考察不同糊精添加量（10%、15%、20%、25%、30%、35%）、不同可溶性淀粉添加量（10%、15%、20%、25%、30%、35%）、不同檸檬酸添加量（0.1%、0.4%、0.6%、0.8%、1.1%）、及不同甜蜜素添加量（2.5%、2.8%、3%、3.2%、3.5%）對(duì)榛蘑多糖顆粒沖劑感官的影響。

2.5 顆粒沖劑配方正交優(yōu)化試驗(yàn)

根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，同一因素選取其中較為合適的3 個(gè)水平，用L9（34）正交表進(jìn)行正交優(yōu)化試驗(yàn)，組合處理方案見(jiàn)表1。

2.6 顆粒沖劑綜合感官評(píng)定

采用感官評(píng)價(jià)的方式分析榛蘑顆粒沖劑的顏色、香味及其復(fù)溶效果等。抽取10 名黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)食品學(xué)院2015 級(jí)學(xué)生作為品評(píng)員，對(duì)顆粒的色澤與香味、口感和軟材成型性進(jìn)行打分。參考已有文章中[23-25]的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行適度調(diào)整，得到的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表2。

表1 L9（34）正交試驗(yàn)因素水平表Table 1 Factors and levels of experiment

表2 榛蘑顆粒感官評(píng)價(jià)體系Table 2 Sensory evaluation system of the polysaccharide granules

2.7 理化檢驗(yàn)

2.7.1 榛蘑多糖顆粒沖劑的流動(dòng)性考察方法

試驗(yàn)采用固定漏斗法[26]檢測(cè)榛蘑多糖顆粒，確定休止角大小，從而考察其流動(dòng)性。將坐標(biāo)紙水平放置于被固定高度的漏斗下方，將物料從漏斗上方加入，直到坐標(biāo)紙上形成的圓錐狀堆積物的頂部能夠與漏斗的最下部相接觸，測(cè)定堆積圓錐的直徑，用漏斗最下部與坐標(biāo)紙之間的距離同圓錐半徑的比作為正切值，得到休止角。休止角計(jì)算公式：θ=arctan（H/R）；式中θ 為休止角，H 為堆積錐體的高度，R 為堆積錐體水平底面的半徑。

2.7.2 榛蘑多糖顆粒沖劑的水分測(cè)定方法

參考《中華人民共和國(guó)藥典》2015 版[27]中的烘干法，將5 g 顆粒均勻放置于干燥至恒重的稱量瓶中，在100～105 ℃條件下開(kāi)蓋干燥至恒重。干燥完畢后蓋上瓶蓋，于干燥條件下冷卻30 min 后準(zhǔn)確稱量，計(jì)算榛蘑多糖顆粒劑的含水量。含水量計(jì)算公式為：含水量=（m3-m2）/m1*%；式中m1為榛蘑多糖顆粒沖劑的質(zhì)量，m2為稱量瓶重量，m3為干燥后稱量瓶和樣品的質(zhì)量總和。

2.7.3 榛蘑多糖顆粒沖劑的吸濕性檢驗(yàn)方法

參考鄭美娟等[28]的實(shí)驗(yàn)中吸濕性考察方法，取在恒溫（25±1）℃，相對(duì)濕度為（80±2）%條件下的干燥器中保存至恒重的具塞玻璃稱量瓶。取在干燥器中保存的榛蘑多糖顆粒（m1），均勻放置于已稱取重量的干燥具塞玻璃稱量瓶（m2）中。然后在干燥器中稱量瓶開(kāi)蓋保存〔條件：恒溫（25±1）℃，相對(duì)濕度為（80±2）%〕。在保存時(shí)間為6、12、24、48、60、72 h 時(shí)分別取出稱量瓶，蓋好稱量瓶瓶蓋，稱量重量（m3），計(jì)算其吸濕百分率。吸濕百分率=（m3-m2）/m1*100%。

3 結(jié)果與分析

3.1 榛蘑浸潤(rùn)膏中多糖的含量

試驗(yàn)得到標(biāo)準(zhǔn)葡萄糖溶液的曲線回歸方程為：C=0.012 4 A-0.052 8；R2=0.990 4，式中C 為糖含量/μg·mL-1；A 為吸光度。每個(gè)樣品設(shè)定三組平行，得到的吸光度值經(jīng)計(jì)算，3 組榛蘑多糖顆粒的糖含量分別 為41.003、39.810、39.931 μg·mL-1，平 均 值 為40.248 μg·mL-1。其多糖的含量可以在進(jìn)一步改善試驗(yàn)條件的基礎(chǔ)上得到提高，如使用微波輔助提取榛蘑粗多糖，或?qū)㈤荒⒋侄嗵沁M(jìn)行純化后再使用。

3.2 榛蘑顆粒沖劑單因素試驗(yàn)

3.2.1 糊精占比對(duì)顆粒沖劑的影響

顆粒中糊精的添加能夠使顆粒的吸濕率下降，利于成型，易溶于水[19]。由圖1 可以看出，在糊精占比從5%增加到30%的過(guò)程中，感官評(píng)價(jià)的分值出現(xiàn)先增加，在20%以后又開(kāi)始下降的情況，這種情況出現(xiàn)的主要原因，可能是由于糊精作為主要粘合劑，其添加量的不適度易導(dǎo)致顆粒細(xì)軟不成形或有細(xì)粉和干裂，從而影響感官評(píng)價(jià)得分。由于糊精占比在20%時(shí)，評(píng)價(jià)分值達(dá)到峰值，效果最佳，所以選取糊精占比為15%、20%、25%的這三個(gè)水平進(jìn)行正交優(yōu)化試驗(yàn)。

3.2.2 淀粉占比對(duì)顆粒沖劑的影響

可溶性淀粉常作為吸收劑添加到顆粒中，如圖2所示，隨著淀粉含量的增加，感官評(píng)價(jià)分值出現(xiàn)先增加后減小的現(xiàn)象。淀粉占比在25%時(shí)，感官評(píng)價(jià)分值達(dá)到最高，淀粉占比在20%和30%時(shí)所得的感官評(píng)定得分也于20%的分值較為接近，這些與淀粉的增稠作用有關(guān)[20]。如單一的使用可溶性淀粉或糊精制備顆粒劑，會(huì)出現(xiàn)細(xì)粉過(guò)多，易碎，味辛等不良表征，故兩者混合使用期達(dá)到更好的效果。最后選用β-環(huán)糊精為填充劑淀粉占比選取20%、25%、30%這三個(gè)水平進(jìn)行正交優(yōu)化試驗(yàn)。

圖1 糊精占比對(duì)產(chǎn)品的影響Fig.1 The effect of dextrin content on the product

圖2 淀粉占比對(duì)產(chǎn)品的影響Fig.2 The effect of starch content on the product

3.2.3 檸檬酸占比對(duì)顆粒沖劑的影響

檸檬酸除了作為顆粒沖劑中僅有的呈酸劑，還能夠抑制食物中微生物的生長(zhǎng)繁殖，但添加量不宜過(guò)多，除影響口味外，過(guò)多的檸檬酸對(duì)人體鈣的排泄和沉積起促進(jìn)作用。如圖3 所示，檸檬酸對(duì)顆粒沖劑的感官評(píng)價(jià)分值影響較大，實(shí)驗(yàn)中檸檬酸占比為0.4%時(shí)，榛蘑顆粒沖劑的感官評(píng)價(jià)分值達(dá)到97 分，為最高值。0.4%之后，檸檬酸占比的增多，導(dǎo)致感官評(píng)定得分曲線出現(xiàn)下降趨勢(shì)，因此選取0.1%、0.4%、0.6%這三個(gè)水平進(jìn)行正交優(yōu)化試驗(yàn)。

3.2.4 甜蜜素的占比對(duì)顆粒沖劑的影響

甜蜜素作為主要矯味劑，能夠很好的改善或屏蔽顆粒劑的苦澀等不良口味。由圖4 可以看出，試驗(yàn)中感官分值對(duì)其的反應(yīng)較為敏感，感官評(píng)價(jià)分值的變化幅度較大。隨著甜蜜素含量的增多，感官分值先出現(xiàn)增加，占比為3%時(shí)感官評(píng)價(jià)分值達(dá)到最高，然后呈遞減趨勢(shì)。因此選取該因素的2.8%、3%、3.2%這三個(gè)水平進(jìn)行正交優(yōu)化試驗(yàn)。

圖3 檸檬酸占比對(duì)產(chǎn)品的影響Fig.3 The effect of citric acid content on the product

圖4 甜蜜素占比對(duì)產(chǎn)品的影響Fig.4 The effect of sodium cyclamate content on the product

3.3 榛蘑顆粒沖劑正交優(yōu)化試驗(yàn)

表3 為榛蘑多糖顆粒沖劑的正交優(yōu)化試驗(yàn)方案及結(jié)果。由直觀分析表中的R 值可知，以綜合感官評(píng)價(jià)為指標(biāo)時(shí)，各因素對(duì)榛蘑多糖沖劑的感官評(píng)價(jià)分值的影響程度的主次關(guān)系為A（糊精）＞D（甜蜜素）＞B（淀粉）＞C（檸檬酸）。

顆粒的感官評(píng)價(jià)分值受到糊精占比這一因素的影響較大，這是由于糊精是顆粒成粒的主要輔料，榛蘑多糖顆粒的外觀形態(tài)主要由糊精引導(dǎo)，而甜蜜素和檸檬酸在榛蘑多糖顆粒中是主要的呈味因素。另外，輔料含量越多意味著有效的多糖含量也就越低，感官風(fēng)味和功能價(jià)值也會(huì)受到影響。所以選取最佳組合為A2B3C1D2，即糊精占比20%、淀粉占比30%、檸檬酸占比0.1%、甜蜜素占比3%，主輔料占比比值約為1∶1。

表3 正交試驗(yàn)方案及結(jié)果Table 3 Results of L9（34）orthogonal test

由正交試驗(yàn)方差分析表（表4）可知，糊精間的F=11.327，P=0.003＜0.01 差異極顯著，其余因素的P值均大于0.01，差異不顯著。F 值檢驗(yàn)結(jié)果表明，不同糊精占比和甜蜜素占比對(duì)榛蘑沖劑感官評(píng)價(jià)有顯著影響，與直觀分析結(jié)果一致。

3.4 理化檢驗(yàn)

3.4.1 榛蘑多糖顆粒沖劑的流動(dòng)性

休止角的大小與顆粒直徑和顆粒表面有關(guān)，粒徑大小與休止角成負(fù)相關(guān)，表面粗糙程度與休止角呈正相關(guān)[21]，通常θ≤30 °時(shí)表明流動(dòng)性好，θ≤40 °表示滿足生產(chǎn)過(guò)程中的流動(dòng)性需求。根據(jù)表5 的測(cè)定結(jié)果可知，成品榛蘑多糖顆粒沖劑的休止角為32.88 °，符合生產(chǎn)需要。由于試驗(yàn)中是非工廠化的成粒工藝，僅僅是實(shí)驗(yàn)室手工制備，如果能進(jìn)行精細(xì)制備，榛蘑多糖顆粒沖劑的休止角可能進(jìn)一步減小。

表5 休止角測(cè)定Table 5 Results of angle repose

3.4.2 榛蘑多糖顆粒沖劑的水分含量

采用烘干法測(cè)定榛蘑多糖顆粒沖劑的水分，考察其含水量，結(jié)果如表6 所示。由測(cè)定結(jié)果可知，榛蘑顆粒沖劑的平均含水量為2.70%（＜6.00%），符合藥典[27]要求。

表6 水分測(cè)定Table 6 Moisture determination

3.4.3 榛蘑多糖顆粒沖劑的吸濕性

以儲(chǔ)存時(shí)間為橫坐標(biāo)，吸濕百分率為縱坐標(biāo)，做圖得到榛蘑多糖顆粒吸濕性試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖5。在顆粒存儲(chǔ)48 h 時(shí)，榛蘑顆粒沖劑平均吸濕率達(dá)到8.94%后趨于平穩(wěn)。藥典[27]中明確規(guī)定：“顆粒劑的含水量不得超過(guò)6.0%”。試驗(yàn)中，三種顆粒在（25±1）℃，（80±2）℃條件下吸濕百分率逐步增加后趨于平穩(wěn)。顆粒劑在儲(chǔ)存12 h 時(shí)，榛蘑多糖顆粒的吸濕百分率已經(jīng)趨近于6.0%，所以顆粒劑的在空氣中的暴露時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)，制備過(guò)程中需保證制作環(huán)境的相對(duì)濕度較低，減少對(duì)其穩(wěn)定性及儲(chǔ)藏的影響。

圖5 榛蘑多糖顆粒的吸濕曲線Fig.5 Hygroscopic curve of Wild Armillaria mellea particles

4 結(jié)論

試驗(yàn)利用榛蘑多糖配以淀粉、β-環(huán)狀糊精、檸檬酸及甜蜜素四種輔料，來(lái)改善其口感和味道，制成榛蘑多糖顆粒沖劑。采用正交試驗(yàn)確定最佳配方為：主料同輔料配置比例接近于1∶1，輔料添加量占比分別為可溶性淀粉20%、β-環(huán)狀糊精30%、檸檬酸0.1%、甜蜜素3%，此時(shí)榛蘑多糖顆粒沖劑的風(fēng)味和復(fù)溶的效果均達(dá)到最佳。榛蘑多糖顆粒沖劑的研發(fā)，為榛蘑的加工利用提供了新的方向，也為天然植物保健品的現(xiàn)代化加工提供了新思路。目前榛蘑多糖在食藥方面的應(yīng)用仍然處于空白階段，進(jìn)一步開(kāi)發(fā)榛蘑多糖的食藥產(chǎn)品將作為今后的研究方向。