五汁飲干浸膏粉噴霧干燥工藝的優(yōu)化

陳光宇 瞿昊宇 何 群宋毓?jié)x夢洲*

（1.湖南省藥食同源功能性食品工程技術研究中心，湖南長沙 410208；2.湖南中醫(yī)藥大學中醫(yī)診斷研究所，湖南長沙 410208）

五汁飲出自吳鞠通《溫病條辨》,由梨、荸薺、鮮蘆根、鮮麥冬、藕組成,具有清熱養(yǎng)陰、生津止渴的功效［1］,臨床上常用于治療高熱、大汗、吐瀉太過所致傷津脫液、舌干口渴、吐白沫等溫病傷陰諸病癥［2］,方中各藥材均為鮮品榨汁或水提藥液,目前大多為臨用現(xiàn)制,服用不便。為了更好地發(fā)揮五汁飲保健和治療作用,本實驗擬將原方制成干浸膏粉。

現(xiàn)代研究表明［3-8］,五汁飲中鮮蘆根含有抗氧化活性成分阿魏酸［9］,鮮麥冬、鮮蘆根含有護肝利膽、促進消化的多糖［10］。由于這2種成分均溶于水,故采用水提液濃縮后噴霧干燥的方法制備五汁飲干浸膏粉,并通過響應面法優(yōu)化該工藝,以期為該方工業(yè)化生產提供依據(jù)。

1 材料

YC-1800型實驗室低溫噴霧干燥機（上海雅程儀器設備有限公司）；UV9100B型紫外-可見分光光度計（北京萊伯泰科儀器股份有限公司）；Ultimate 3000型高效液相色譜儀［賽默飛世爾科技（中國）有限公司］；RE-2000B型旋轉蒸發(fā)器（鞏義市予華儀器有限責任公司）；JYZ-V911型原汁機（九陽股份有限公司）；MC密度計（國營河北省武強縣精創(chuàng)儀器儀表廠）；RT-34SC型流水式粉碎機（北京普諾眾達科技有限公司）。阿魏酸（純度≥99%,批號0773-9910）、無水葡萄糖（純度≥99%,批號110833-201506）對照品（中國食品藥品檢定研究院）。鮮梨（產地河北趙縣）、鮮藕（產地湖南長沙）、鮮荸薺（產地廣西桂林荔浦,批號20171015）、鮮蘆根 （產地河南南陽,批號20171013）、鮮麥冬（產地四川綿陽,批號20171011）均購于市場,經湖南中醫(yī)藥大學藥植鑒定教研室王智老師鑒定為正品。

2 方法與結果

2.1 噴霧干燥粉末制備 將去皮切塊的梨200 g、藕500 g、荸薺500 g榨汁,離心（3 860×g）10 min后取上清液,棉花過濾,得到果汁液；將鮮蘆根100 g、鮮麥冬50 g粉碎后過10目篩,提取2次,第1次加18倍量水浸泡1 h后煎煮2.6 h,第2次加14倍量水煎煮2.0 h,棉花過濾,濾液合并,于80 ℃下減壓濃縮至相對密度為1.08 g/mL,得到提取濃縮液。待溫度冷卻到50 ℃以下時,將果汁液與提取濃縮液混勻,50 ℃下繼續(xù)減壓濃縮至一定相對密度,離心（3 860×g）20 min,棉花過濾,濾液噴霧干燥（逆流式,風機速率30 L/min,霧化壓強0.4 MPa,噴嘴口徑0.5 mm）,即得。

2.2 總還原糖含有量測定（苯酚-硫酸比色法）

2.2.1 溶液制備

2.2.1.1 對照品溶液 取無水葡萄糖對照品約0.025 g,精密稱定,置于250 mL量瓶中,適量水溶解并定容,搖勻,即得（0.1 mg/mL）。

2.2.1.2 供試品溶液 取“2.1” 項下噴霧干燥粉末約0.5 g,精密稱定,純化水溶解并定容至100 mL,得5 mg/mL藥液,取1 mL,純化水定容至100 mL,搖勻,精密吸取1 mL,加入水1 mL、5%苯酚1 mL、濃硫酸5 mL,搖勻,室溫下靜置10 min后40 ℃水浴加熱15 min,冷卻至室溫,即得。

2.2.1.3 陰性樣品溶液 取空白噴霧干燥粉末,按“2.2.1.2” 項下方法制備,即得。

2.2.2 方法學考察 精密吸取對照品溶液0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 mL,置于10 mL具塞試管中,加水補至2.0 mL,精密加入5%苯酚溶液1 mL,搖勻,迅速加入濃硫酸5 mL,搖勻,室溫下放置10 min,40 ℃水浴加熱15 min,取出,迅速冷卻至室溫,以相應試劑為空白,在490 nm波長處測定吸光度,以溶液質量濃度為橫坐標（X）,吸光度為縱坐標（A）進行回歸,得方程為A=4.353 9×10-2X+1.717 6×10-2（R2=0.992 9）,在20～100 μg/mL范圍內線性關系良好。另外,儀器精密度（RSD=0.96%）、穩(wěn)定性（6 h,RSD=4.90%）、重復性（RSD=5.20%）均良好（n=6）；總還原糖平均加樣回收率為103.4%,RSD （n=9）為1.16%。

2.3 阿魏酸含有量測定（HPLC法）

2.3.1 色譜條件 Welch Ultimate 3000 C18色譜柱（4.6 mm×250 mm,5 μm）；流動相甲醇-0.5%乙酸（30 ∶70）；體積流量1.0 mL/min；柱溫30 ℃；檢測波長321 nm；進樣量10 μL。

2.3.2 溶液制備

2.3.2.1 對照品溶液 精密稱取阿魏酸對照品10 mg,置于10 mL量瓶中,70%甲醇溶解定容,搖勻,得1.0 mg/mL溶液,70% 甲醇稀釋,0.45 μm微孔濾膜過濾,即得（20 μg/mL）。

2.3.2.2 供試品溶液 精密稱取“2.1” 項下噴霧干燥粉末1.0 g,置于100 mL錐形瓶中,精密加入甲醇60 mL,搖勻,超聲提取1 h,放冷,甲醇補足減失的質量,搖勻,靜置,上清液經0.45 μm微孔濾膜過濾,即得。

2.3.2.3 陰性樣品溶液 按處方比例稱取除蘆根外的其他藥材,按“2.1” 項下方法制備噴霧干燥粉末,按“2.3.2.2”項下方法制備,即得。

2.3.3 專屬性試驗 精密吸取對照品溶液（100 μg/mL）10 μL,供試品、陰性樣品溶液各20 μL,在“2.3.1” 項色譜條件下進樣測定,結果見圖1。由圖可知,供試品在對照品相應位置上有相同色譜峰,陰性無干擾；按阿魏酸計各成分理論塔板數(shù)均大于4 000,分離度均大于1.5,表明該方法專屬性良好。

2.3.4 方法學考察 精密吸取對照品溶液適量,在“2.3.1” 項色譜條件下進樣測定,以溶液質量濃度為橫坐標（X）,峰面積為縱坐標（Y）進行回歸,得方程為Y=0.802 8X+0.136 3 （R2=0.999 8）,在20～200 μg/mL范圍內線性關系良好。另外,儀器精密度（RSD=0.96%）、穩(wěn)定性（48 h,RSD=1.97%）、重復性（RSD=1.14%）均良好（n=6）；阿魏酸平均加樣回收率為98.69%,RSD （n=6）為1.00%。

2.4 響應面法優(yōu)化 根據(jù)前期預試驗,選擇進風溫度（A）、濃縮液相對密度（B）、泵藥速度（C）作為影響因素,干浸膏粉得率及總還原糖、阿魏酸含有量作為評價指標,按公式（1）計算綜合評分（Y）,響應面法優(yōu)化噴霧干燥工藝,因素水平見表1,結果見表2。

圖1 阿魏酸HPLC色譜圖

表1 因素水平

表2 試驗設計與結果

通過Design Expert 8.0軟件對表2數(shù)據(jù)進行擬合,得二次多項式回歸方程為Y=3.503 95-0.011 402A+0.372 18 B+12.838 38C-5.410 25×10-3AB-0.240 28AC+0.141 85 BC+4.933 75×10-4A2+0.010 877B2+42.210 00C2。方差分析顯示,模型P＜0.05,表明其具有顯著性；失擬項不顯著（P=0.979 2 ＞0.05）,表明模型具有顯著影響； R2adj為0.907 6,表明模型能解釋90.76% 響應值的變化,擬合度良好；各因素均有顯著影響（P＜0.05）,其程度依次為A（進風溫度）＞C（泵藥速度）＞B（濃縮液相對密度）,并且AB交互作用顯著（P＜0.05）,AC、 BC交互作用不顯著（P＞0.05）。再通過上述軟件進行響應面分析,結果見圖2,最終確定最優(yōu)工藝為進風溫度120 ℃,濃縮液相對密度1.08 g/mL,泵藥速度20 r/min,干浸膏粉得率及總還原糖、阿魏酸質量分數(shù)分別為4.36%、3.27%、3.27%。

按上述優(yōu)化工藝進行3批驗證試驗（每批投料量為1 275 g）,測得干浸膏粉得率及總還原糖、阿魏酸質量分數(shù)分別為4.43%、3.36%、3.29%,與預測值4.36%、3.27%、3.27%接近,表明該工藝準確可靠。

2.5 對比試驗 按“2.1” 項下處方配比,將梨去皮、核,荸薺去皮,鮮蘆根洗凈,藕去皮、節(jié),潔凈紗布分別絞取汁液；鮮麥冬切碎,水提濃縮,將上述榨汁液、濃縮液置于同一容器中攪勻,得到干燥液。取適量經傳統(tǒng)減壓干燥工藝處理,得到棕黃色、味甜干浸膏粉末,平行3份,測得干浸膏粉得率及總還原糖、阿魏酸質量分數(shù)分別為4.89%、2.97%、2.85%。與“2.4” 項下驗證試驗結果比較,噴霧干燥所得干浸膏粉得率低于減壓干燥,但總還原糖、阿魏酸含有量更高。具體見表4。

相對于濃縮液,噴霧干燥粉末干浸膏粉、總還原糖、阿魏酸總轉移率為86.02%,并且總還原糖、阿魏酸轉移率也均超過80%；與減壓干燥比較,噴霧干燥粉末干浸膏粉得率略低,但總還原糖、阿魏酸轉移率及總轉移率更高。

圖2 各因素響應面圖

表4 對比試驗結果（n=3）

3 討論與結論

當濃縮液密度超過1.14 g/mL時,會有部分物質從中析出,同時其黏度較大（含有大量多糖等黏性成分）,噴霧干燥時易堵噴嘴［11-12］。因此,其密度不宜高過1.14 g/mL,能順利噴霧干燥即可。

五汁飲中多糖、阿魏酸對熱較為敏感,前期單因素試驗、響應面法結果均表明噴霧干燥溫度超過160 ℃時會出現(xiàn)明顯的焦化現(xiàn)象,以及糖熔化后冷卻形成的板糖狀產物,并且阿魏酸含有量明顯降低。目前,在工業(yè)生產過程中常采用冷凍干燥、減壓干燥工藝,但兩者均有干燥時間長、生產效率低的缺點。本實驗采用噴霧干燥工藝處理五汁飲濃縮液,可有效改善上述不足,而且噴霧干燥粉中阿魏酸含有量無變化,表明該成分幾乎無損失。

綜上所述,本實驗建立了五汁飲提?。ㄕブ?固液分離-濃縮-噴霧干燥的工藝路線,可為該方工業(yè)化生產奠定基礎,使其作為固體飲料而替代市場上碳水化合物飲料具有可行性,從而填補國內藥膳類飲料的空白。