黃精鐵皮石斛口服液的制備工藝研究

黃天衛(wèi) ，龔敏麗 ，馬 妮 ，趙 愛(ài) ，周家明 *

（1.文山學(xué)院三七研究院，文山663099；2.文山學(xué)院化工學(xué)院，文山663099）

黃精Polygonatum sibiricum， 屬于藥食同源。 中國(guó)藥典收載的品種主要包括黃精、 滇黃精和多花黃精。 黃精的主要化學(xué)成分是黃精多糖，另外還有黃酮類(lèi)化合物、甾體類(lèi)、三萜類(lèi)、木脂素類(lèi)、香豆素類(lèi)、脂肪酸和脂肪族長(zhǎng)鏈化合物。黃精味干、性平，入肺、脾、腎經(jīng)，具有益氣養(yǎng)陰；潤(rùn)肺補(bǔ)脾，滋腎填精之功效。 主治陰虛勞嗽；肺燥咳嗽；脾虛乏力；食少口干；腎虧腰膝酸軟；陽(yáng)痿遺精；耳鳴目暗；須發(fā)早白；體虛贏瘦；風(fēng)癩癬疾等。目前經(jīng)黃精藥理學(xué)研究表明，其具有降血糖、降血脂、抗炎抗菌、延緩衰老、調(diào)節(jié)免疫力、抗腫瘤等多種藥理作用。 鐵皮石斛 Dendrobium officinale Kimura et Migo 是一種名貴的中藥材， 是多年生草本植物，該藥具有“植物黃金”的美譽(yù)，被譽(yù)為“救命仙草”藥界的“大熊貓”。 鐵皮石斛加工后干品稱(chēng)鐵皮楓斗，其藥效成分主要是鐵皮石斛的主要有效成分有多糖、生物堿、聯(lián)芐類(lèi)化合物、菲類(lèi)化合物、黃酮類(lèi)物質(zhì)、氨基酸及微量元素等。 現(xiàn)代研究表明,鐵皮石斛具有增強(qiáng)免疫力、抗腫瘤、抗氧化、抗肝損傷、降血糖等多種藥理作用。

口服液作為一種新劑型深受廣大消費(fèi)者的喜愛(ài)，隨著對(duì)中藥材的藥理、 藥化及臨床研究的逐步深入，在保健品、藥品應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。 現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，人民的生活水平不斷提高，健康消費(fèi)觀念也在不斷加強(qiáng)，對(duì)食品營(yíng)養(yǎng)和口味的要求超過(guò)以往任何時(shí)期，具有良好嗜好性和營(yíng)養(yǎng)性的風(fēng)味口服液產(chǎn)品將具有重要的意義和廣闊的市場(chǎng)前景。本文利用一定比例的黃精、鐵皮石斛提取濃縮液經(jīng)過(guò)提取、濃縮、加醇靜置冷卻、抽濾、濃縮、二次醇沉、濃縮等工藝，加入一定比例木糖醇、甜菊糖苷甜味劑調(diào)配，以及注意溫度、pH 等因素的影響，再經(jīng)過(guò)巴士殺菌，冷卻，確定一種最佳的、適合人體服用的比例，制成出一款外觀漂亮、最佳口感的、有益人體身體健康的保健黃精鐵皮石斛口服液。實(shí)驗(yàn)充分利用黃精和鐵皮石斛獨(dú)特的口感和豐富的營(yíng)養(yǎng)，探究營(yíng)養(yǎng)保健口服液的綜合開(kāi)發(fā)。 運(yùn)用黃精和鐵皮石斛制作口服液，充分利用了黃精和鐵皮石斛的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值及保健功能突出，具有較好的發(fā)展前景。

1 材料與方法

1.1 儀器設(shè)備

旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀、電熱干燥箱、循環(huán)水真空泵、不銹鋼粉粹機(jī)、離心機(jī)、電子分析天平、BCD-190TMPK 海爾冰箱。

1.2 材料與試劑

原料：黃精（購(gòu)買(mǎi)于文山市城南三七交易市場(chǎng)）；鐵皮石斛（購(gòu)買(mǎi)于文山市城南三七交易市場(chǎng)；輔料：木糖醇、甜菊糖苷（市售級(jí)）。

2 實(shí)驗(yàn)方法

2.1 工藝優(yōu)化

黃精鐵皮石斛口服液研制工藝流程設(shè)計(jì)

2.2 操作要點(diǎn)

2.2.1 原料前處理

選擇雜質(zhì)較少、顆粒較小的黃精和鐵皮石斛。 分別取黃精、鐵皮石斛各300g，置于不銹鋼破碎機(jī)中破碎,破碎成較均勻的0.2～0.3cm 見(jiàn)方的小塊 ,加入等量的無(wú)離子水，浸泡數(shù)小時(shí)后，升溫85℃～90℃浸提，保溫10～12h，然后分離出浸提汁，將浸提汁過(guò)濾至汁液中無(wú)殘?jiān)鼮橹埂?/p>

2.2.2 提取

提取黃精：黃精第一次加入10 倍量蒸餾水,回流提取2h,從溶媒沸騰計(jì)時(shí),控制溫度90℃，保溫到時(shí)，壓出藥液； 第二次再加入8 倍量蒸餾水， 回流提取1.5h；第三次再加入6 倍量蒸餾水，回流提取1h[1]。

提取鐵皮石斛：第一次加入8 倍量蒸餾水,回流提取2h,從溶媒沸騰計(jì)時(shí),控制溫度90℃，保溫到時(shí)，壓出藥液； 第二次再加入6 倍量蒸餾水， 回流提取1.5h；第三次再加入4 倍量蒸餾水，回流提取1h[2]。

2.2.3 濃縮

控制濃縮溫度為75 攝氏度濾過(guò)后的提取液再進(jìn)行適當(dāng)濃縮。 其濃縮程度, 一般以每日服用量在30-60m1 為宜。

2.2.4 醇沉、靜置、抽濾

為了減少口服液中的沉淀,需采用凈化處理,采用水提醇沉靜化處理。分別注入3 倍量的95%酒精的攪拌靜置24h。 再進(jìn)行進(jìn)行抽濾。

2.2.5 離心

精密吸取水提濃縮液100mL, 離心處理 (4000 r/min, 10 min)

2.2.6 二次醇沉、濃縮、抽濾

將稠膏用3 倍量的80%酒精溶解, 傾去上清液。再將過(guò)濾后的藥液進(jìn)行濃縮，黃精和鐵皮石斛各濃縮的300ml，然后進(jìn)行抽濾，絮狀沉淀烘干備用。

2.2.7 調(diào)配

將黃精和鐵皮石斛合并，用白砂糖和優(yōu)質(zhì)蜂蜜或者木糖醇作甜味劑, 白砂糖應(yīng)先配成65%～70%的糖漿,并將10%～15%的蜂蜜加人。 調(diào)配時(shí)，原料汁與糖漿的比按 1∶0.5～0.6 進(jìn)行充分混合后，過(guò)濾。 加入穩(wěn)定劑PVP 和防腐劑羥苯乙酯。

2.2.8 產(chǎn)品殺菌、使用儀器及包裝滅菌

采用多種滅菌法(如煮沸法、蒸汽法、熱壓法等)進(jìn)行滅菌服液產(chǎn)品使用加熱滅菌法， 注意控制加熱溫度，防止影響口服液的品質(zhì)及口感；將沸騰的水倒入口服液容器中進(jìn)行消毒殺菌。 棕色瓶裝罐。

2.2.9 成品

產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)色澤棕黃,有光澤,口味甜爽,有原料風(fēng)味,含糖合適,含有豐高的原料成分。 防腐劑使用山梨酸、苯甲酸和丙酸等。

3 檢測(cè)方法

3.1 感官評(píng)定

采用綜合評(píng)分法隨機(jī)選取10 名食品科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)人員為鑒評(píng)員對(duì)黃精鐵皮石斛口服液的色澤、滋味及氣味、狀態(tài)、雜質(zhì)四方面進(jìn)行感官評(píng)價(jià)，求取平均值，總分以100 分計(jì)，具體的產(chǎn)品感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。

表1 黃精鐵皮石斛液感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)表

3.2 理化指標(biāo)

3.2.1 含糖量

預(yù)滴定實(shí)驗(yàn):取樣液15ml 加入5ml 的蒸餾水，加入鹽酸5ml 于容量瓶中，搖勻，放入溫度為68℃的水浴鍋中水解15min， 冷卻至室溫后加入2 滴甲基紅，加入氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH 至中性（若有氣泡，可加入少量的有機(jī)硅消泡劑）， 用蒸餾水定容至刻度100ml。 取一個(gè)三角瓶加入斐林試劑 I、II 各 5ml，放入4 顆玻璃珠，加入50ml 蒸餾水，放在電爐加熱至沸騰后， 用樣液來(lái)滴定待藍(lán)色消失加入2 滴次甲基藍(lán)，繼續(xù)滴定至產(chǎn)生磚紅色沉淀， 記錄數(shù)據(jù)做為預(yù)滴定實(shí)驗(yàn)。

平行實(shí)驗(yàn)：再取3 個(gè)三角瓶分別依次加入斐林試劑 I、II 各 5ml，放入 4 顆玻璃珠，加入 50ml 蒸餾水，滴定前先加入比預(yù)實(shí)驗(yàn)少1ml 的樣液，放在電爐加熱至沸騰1min 后，加入2 滴次甲基藍(lán)，繼續(xù)滴定至產(chǎn)生磚紅色沉淀，記錄3 次平行實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)，算出平均值為滴定所消耗樣液的體積V3。

計(jì)算總糖含量：X={F/[(V1/V2)*V3]}*1000g/l

X：總糖含量 F=0.05576115

V1：樣液取樣量

V2：定容的體積

V3：滴定所消耗樣液的體積

3.3.2 防腐劑試驗(yàn)

口服液中會(huì)有少量微生物存在，添加適量的防腐劑能延長(zhǎng)其保質(zhì)期。 采用低毒的山梨酸鉀做為防腐劑，考察 0.01%、0.02%、0.03%等不同添加量對(duì)口服液的影響。

3.3.3 理化與微生物指標(biāo)檢測(cè)

按照 GB/T5009-2003 對(duì)桔梗多糖口服液中總糖度和鉛、 砷、 汞等重金屬含量進(jìn)行檢測(cè)， 總酸采用NaOH 中和滴定法測(cè)定； 按照 GBT15038-2006 檢測(cè)方法對(duì)黃精鐵皮石斛多糖口服液中細(xì)菌總數(shù)、大腸菌群和致病菌進(jìn)行檢測(cè)。

4 實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析

4.1 黃精鐵皮石斛液制備

分別選擇雜質(zhì)較少、 顆粒較小的黃精和鐵皮石斛，取黃精、鐵皮石斛，置于不銹鋼破碎機(jī)中破碎,破碎成較均勻的0.2～0.3cm 見(jiàn)方的小塊, 用粉粹機(jī)破碎得黃精、鐵皮石斛各300g。

提取黃精：黃精第一次加入10 倍量蒸餾水,回流提取2h,從溶媒沸騰計(jì)時(shí),控制溫度90℃，保溫到時(shí)，壓出藥液； 第二次再加入8 倍量蒸餾水， 回流提取1.5h；第三次再加入6 倍量蒸餾水，回流提取1h。

提取鐵皮石斛：第一次加入8 倍量蒸餾水,回流提取2h,從溶媒沸騰計(jì)時(shí),控制溫度90℃，保溫到時(shí)，壓出藥液； 第二次再加入6 倍量蒸餾水， 回流提取1.5h；第三次再加入4 倍量蒸餾水，回流提取1h。

選擇提取好的的黃精:鐵皮石斛按 1∶1、1∶2、1∶3、2∶1、3∶1 質(zhì)量比配制成5 組不同比例的黃精鐵皮石斛液，進(jìn)行感官評(píng)價(jià)，指標(biāo)見(jiàn)表2，結(jié)果分析見(jiàn)表3。

表2 黃精鐵皮石斛液感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

表3 黃精鐵皮石斛液感官評(píng)價(jià)表

由表3 可知，當(dāng)黃精質(zhì)量：鐵皮石斛質(zhì)量比為2∶1時(shí)，兩種物質(zhì)香味協(xié)調(diào)，口感適中，顏色外觀協(xié)調(diào)，評(píng)分達(dá)到85 分。

4.2 黃精鐵皮石斛口服液的單因素實(shí)驗(yàn)

4.2.1 提取的主要因素-加水量、煎煮時(shí)間、煎煮次數(shù)對(duì)口服液品質(zhì)的影響

黃精因素水平的選擇： 選擇影響提取的主要因素-加水量、煎煮時(shí)間、煎煮次數(shù)作為考察對(duì)象, 用正交表進(jìn)行設(shè)計(jì),因素與水平見(jiàn)表4。并以黃精含糖量為評(píng)價(jià)指標(biāo),優(yōu)選最佳提取工藝。 根據(jù)單因素試驗(yàn)確定最佳的提取工藝來(lái)分別提取黃精和鐵皮石斛。詳見(jiàn)表4。

表4 提取的主要因素-加水量、煎煮時(shí)間、煎煮次數(shù)對(duì)口服液品質(zhì)的影響

確定最佳提取工藝后, 按選定的最優(yōu)工藝提取多糖3 次：提取黃精：黃精第一次加入10 倍蒸餾水,回流提取2h,從溶媒沸騰計(jì)時(shí),控制溫度90℃，保溫到時(shí)，壓出藥液第二次再加入8 倍量蒸餾水，回流提取1.5h；第三次再加入6 倍量蒸餾水，回流提取1h。

鐵皮石斛因素水平的選擇：選擇影響提取的主要因素-加水量、煎煮時(shí)間、煎煮次數(shù)作為考察對(duì)象, 用正交表進(jìn)行設(shè)計(jì),因素與水平見(jiàn)表5。并以鐵皮石斛含糖量為評(píng)價(jià)指標(biāo),優(yōu)選最佳提取工藝。 詳見(jiàn)表5。

表5 提取的主要因素-加水量、煎煮時(shí)間、煎煮次數(shù)對(duì)口服液品質(zhì)的影響

確定最佳提取工藝后, 按選定的最優(yōu)工藝提取多糖3 次, 以驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果。

提取鐵皮石斛：第一次加入8 倍量蒸餾水,回流提取2h,從溶媒沸騰計(jì)時(shí),控制溫度90℃，保溫到時(shí)，壓出藥液； 第二次再加入6 倍量蒸餾水， 回流提取1.5h；第三次再加入4 倍量蒸餾水，回流提取1h。

4.2.2 甜味劑添加量對(duì)口服液品質(zhì)的影響

在相同的提取、濃縮的條件下得到的黃精鐵皮石斛提取濃縮液作為原料, 分別試驗(yàn)5ml/10ml～45ml/50ml 的黃精鐵皮石斛提取濃縮液添加量，0.001/50ml～0.01/100ml 的 甜 菊 糖 苷 添 加 量 1g/50ml ～10g/100ml 的木糖醇添加量對(duì)黃精鐵皮石斛口服液感官品質(zhì)的影響,根據(jù)黃精鐵皮石斛口服液感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)對(duì)口服液的品質(zhì)進(jìn)行評(píng)定，詳見(jiàn)表6。

表6 甜味劑添加量對(duì)黃精鐵皮石斛口服液影響的感官評(píng)分表

由表6 知，當(dāng)甜味劑甜菊糖苷和木糖醇添加量分別為0.04g，1.6g 時(shí)， 做出的黃精鐵皮石斛口服液均勻、澄清、口感較好，評(píng)分達(dá)到85 分。

4.3 黃精鐵皮石斛口服液研制工藝的正交試驗(yàn)

由單因素實(shí)驗(yàn)可知，黃精鐵皮石斛添加量（1∶1）、甜菊糖苷添加量、木糖醇添加量、餾水對(duì)口服液品質(zhì)的影響比較顯著，因此選擇這5 個(gè)因素進(jìn)行的正交實(shí)驗(yàn)，以感官評(píng)分作為檢測(cè)指標(biāo)。 黃精鐵皮石斛口服液制備工藝正交試驗(yàn)因素水平表見(jiàn)表7，結(jié)果分析見(jiàn)表8。

表7 黃精鐵皮石斛口服液正交試驗(yàn)因素水平表

表8 黃精鐵皮石斛口服研制工藝正交試驗(yàn)結(jié)果分析

由表8 正交試驗(yàn)結(jié)果可知：影響黃精鐵皮石斛口服液品質(zhì)的因素為黃精鐵皮石斛添加量＞蒸餾水＞甜味劑添加量。 試驗(yàn)的最優(yōu)組合為A1B3C3D3，即在黃精鐵皮石斛添加量為20， 甜味劑甜菊糖苷和木糖醇添加量分別為0.04g、1.6g，蒸餾水為50ml 的條件下所研制出的黃精鐵皮石斛口服液品質(zhì)更好。

4.4 產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)

4.4.1 產(chǎn)品感官指標(biāo)

根據(jù)表1 的感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)得出結(jié)果，詳見(jiàn)表9。

表9 產(chǎn)品的感官指標(biāo)

4.4.2 理化指標(biāo)

含糖量：50g/L。

4.4.3 微生物指標(biāo)

確定口服液最佳輔料含量為防腐劑羥苯乙酯0.03%,穩(wěn)定劑聚乙烯吡咯烷酮0.1%,pH 值為7,口服液在溫度及光照條件下穩(wěn)定,在加速實(shí)驗(yàn)中6 個(gè)月時(shí)含量稍有下降。 口服液中沒(méi)有發(fā)現(xiàn)細(xì)菌、霉菌和酵母菌。

4.4.4 黃精鐵皮石斛口服液成本估算

據(jù)調(diào)研干黃精市售價(jià)150 元/kg， 鐵皮石斛市售價(jià)240 元/kg，甜菊糖苷市售價(jià)20 元/kg，木糖醇市售價(jià)20 元/kg。 以黃精鐵皮石斛添加量20ml 計(jì)，每制作70ml 黃精鐵皮石斛口服液需干黃精20g，干鐵皮石斛20g，甜菊糖苷 0.04g，木糖醇 1.6g，制作 70ml 黃精鐵皮石斛口服液的成本見(jiàn)表10。

表10 制作70ml 黃精鐵皮石斛口服液成本表

5 結(jié)論

黃精、鐵皮石斛的主要成分是多糖,多糖耐熱目水溶性好,因此用直接水提取法可以將黃精、鐵皮石斛中多糖提取出來(lái),能滿足口服液制備要求,本試驗(yàn)采用正交分析法,以總黃酮、總多糖的提取量為評(píng)價(jià)指標(biāo), 對(duì)黃精鐵皮石斛口服液的提取工藝進(jìn)行優(yōu)化選擇。 分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,以水作為提取溶媒進(jìn)行提取,影響黃精和鐵皮石斛總多糖的提取因素大小依次為:溫度＞提取時(shí)間＞料液比＞提取次數(shù)和溫度＞提取次數(shù)＞料液比＞提取時(shí)間。 因此,綜合考慮有效成分含量、節(jié)約成本等因素,提取溫度選擇90℃為宜提取溫度,提取時(shí)間為 60min,料液比為 1∶20,提取次數(shù)為 3 次，可制得品質(zhì)優(yōu)良的黃精鐵皮石斛口服液。該產(chǎn)品色澤純正均一，產(chǎn)品澄清，均勻透明，無(wú)雜質(zhì)，香味協(xié)調(diào)，口感適中。 本研究對(duì)于開(kāi)發(fā)利用黃精、鐵皮石斛藥用保健價(jià)值具有一定的意義,為黃精鐵皮石斛口服液的合理開(kāi)發(fā)提供科學(xué)依據(jù)。