銀杏葉多糖泡騰片的制備工藝

賀瑩，韓淑雅，楊秦玉

呂梁學(xué)院生命科學(xué)系（呂梁 033000）

銀杏葉具有多種營(yíng)養(yǎng)成分，如蛋白質(zhì)、維生素、碳水化合物、礦物質(zhì)等。銀杏葉多糖泡騰片不僅可以使銀杏葉得到充分的利用，避免資源浪費(fèi)，而且利于大規(guī)模生產(chǎn)，同時(shí)又服用快捷[1]。我國(guó)是主要的銀杏葉出口國(guó), 銀杏葉資源豐富, 同時(shí)銀杏葉中糖含量豐富,通過對(duì)銀杏葉多糖的深入研究, 為銀杏葉的開發(fā)利用提供技術(shù)及理論指導(dǎo), 此課題研究有重大意義。

有研究以沙棗為原料, 采用水提醇沉法得到沙棗多糖, 采用酸堿兩相制粒法對(duì)沙棗多糖進(jìn)行混合壓片制成沙棗多糖泡騰片, 并采用響應(yīng)面法優(yōu)化了沙棗多糖泡騰片的制備工藝[2-3]。在此研究的基礎(chǔ)上, 試驗(yàn)以銀杏葉為主要原料, 通過單因素試驗(yàn)及響應(yīng)面試驗(yàn)確定銀杏葉多糖泡騰片的配方, 再對(duì)制備成的銀杏葉泡騰片進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè), 開發(fā)出一種具有多功能的銀杏葉多糖泡騰片, 為銀杏葉多糖泡騰片的制備提供參考[4]。

1 試驗(yàn)材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

1.1.1 材料及藥品

銀杏葉，購(gòu)于益佳人中藥材批發(fā)公司；檸檬酸、聚乙烯吡咯烷酮k-30、甜蜜素、麥芽糊精、碳酸氫鈉，購(gòu)于河南萬邦實(shí)業(yè)公司；聚乙二醇6000、葡萄糖、濃硫酸、苯酚，購(gòu)于國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.1.2 儀器與設(shè)備

DFT-100粉碎機(jī)（溫嶺市林大機(jī)械有限公司）；Neofuge13R臺(tái)式高速冷凍離心機(jī)（上海力申科學(xué)儀器有限公司）；UV-3100PC紫外可見分光光度計(jì)（上海美譜達(dá)儀器有限公司）；XMTD-7000電熱恒溫水浴鍋（北京市永光明醫(yī)療器械有限公司）。

1.2 試驗(yàn)方法

采用水提醇沉法提取多糖，并進(jìn)行純化、干燥處理，制取所得的銀杏葉多糖粉末作為泡騰片的主要原料[5]。泡騰片制片方法：先將酸堿片制得, 加入其他材料進(jìn)行混合壓片得到泡騰片。通過單因素試驗(yàn)和響應(yīng)面試驗(yàn)進(jìn)行工藝優(yōu)化，確定銀杏葉多糖泡騰片的配方，并以外觀狀態(tài)、崩解時(shí)限、pH、產(chǎn)氣量為指標(biāo)對(duì)銀杏葉多糖泡騰片進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)。

1.2.1 銀杏葉多糖提取工藝

1) 干燥、粉碎。將銀杏葉在干燥箱中干燥，將干燥好的銀杏葉粉碎，后過0.180 mm直徑篩，風(fēng)干備用。

2) 多糖提取。燒杯中放入適量銀杏葉粉末和30倍質(zhì)量的蒸餾水，于83 ℃水浴加熱，提取6 h，再用8層紗布過濾，將銀杏濾液濃縮至原體積的1/3，并加入無水乙醇，放在冰箱中過夜。

3) 除脂。離心取沉淀，用95%乙醇洗滌3次，除去脂類物質(zhì)，于50 ℃烘干沉淀，得銀杏葉多糖粗品。

4) 除蛋白質(zhì)。在銀杏葉多糖粗品中添加食用級(jí)水解酶，使蛋白質(zhì)分子得到降解，采用Sevage法脫蛋白，冷凍干燥得精多糖[6-7]。

5) 除色。將精多糖用少量蒸餾水溶解后加少量活性炭粉并攪拌，用紗布過濾，直至濾液呈無色。

1.2.2 苯酚-硫酸紫外分光法測(cè)多糖含量

分別移取0，0.2，0.4，0.6，0.8，1.0和1.2 mL 0.1 mg/mL葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)溶液置于試管中，用蒸餾水加至2.0 mL，向試管中加入1.0 mL 10%的苯酚溶液并搖勻，逐個(gè)勻速加入5 mL濃硫酸，充分搖勻后置于25 ℃水浴10 min，靜置片刻，在490 nm處測(cè)定其吸光度，用零號(hào)管作參比，以葡萄糖含量為橫坐標(biāo)，以吸光度為縱坐標(biāo)制作標(biāo)準(zhǔn)曲線[7], 根據(jù)樣品管吸光度, 從標(biāo)準(zhǔn)曲線上查其糖濃度, 標(biāo)準(zhǔn)曲線見圖1?；貧w方程為：

圖1 葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)溶液曲線圖

Y=0.571 1X+0.144 2（R2=0.998 1） （1）式中：Y為吸光度；X為葡萄糖的質(zhì)量濃度，μg/mL。

1.2.3 銀杏葉多糖泡騰片的制備工藝

在制作泡騰片過程中主要采用酸堿兩相制粒法，依據(jù)單因素試驗(yàn)及響應(yīng)面試驗(yàn)改進(jìn)泡騰片的制作工藝。稱取質(zhì)量比為1∶0.8的碳酸氫鈉與檸檬酸，分別放于制粒模型中，加入用乙醇溶解的聚乙烯吡咯烷酮溶液，使兩者充分混勻，所得酸堿顆粒放置干燥箱中60 ℃干燥[8]。干燥后放在研缽中研碎（質(zhì)量分?jǐn)?shù)60%崩解劑），加入20%銀杏葉多糖、15%甜蜜素、麥芽糊精（填充劑），過0.250 mm直徑篩，將聚乙二醇6000放在燒杯中于80 ℃水浴鍋中加熱溶解后，將過篩后的粉末迅速加入，快速攪拌至混勻后倒入模型中，待冷卻后壓片，得到銀杏葉多糖泡騰片。

1.2.4 單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)

選擇銀杏葉多糖添加量（10%，15%，20%，25%和30%）、碳酸氫鈉與檸檬酸的配比（1∶0.4，1∶0.6，1∶0.8，1∶1和1∶1.2）、崩解劑添加量（50%，55%，60%，65%和70%）、甜味劑添加量（5%，10%，15%，20%和25%），其他配方按1.2.3執(zhí)行，進(jìn)行單因素試驗(yàn)，用感官評(píng)價(jià)作為標(biāo)準(zhǔn)來確定泡騰片中各單因素的添加量[9-10]。

1.2.5 響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)

選擇多糖添加量、崩解劑添加量、甜味劑添加量三因素為研究對(duì)象，用感官評(píng)價(jià)為響應(yīng)值，設(shè)計(jì)三因素三水平的Box-Benhnken中心組合試驗(yàn)[11]，見表1。

表1 試驗(yàn)因素及水平 單位：%

1.2.6 銀杏葉多糖泡騰片的感官評(píng)價(jià)方法

參考GB/T 23776—2009《茶葉感官評(píng)價(jià)評(píng)審方法》，制定銀杏葉多糖泡騰片的感官評(píng)價(jià)方法。選擇10名有飲用泡騰片習(xí)慣的大學(xué)生按感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)評(píng)分。感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見表2。

表2 感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

1.2.7 銀杏葉多糖泡騰片的質(zhì)量檢測(cè)

1) 外觀狀態(tài)。泡騰片表面光滑，具有銀杏葉特有的顏色，溶于水后呈淺綠色。

2) 崩解時(shí)限。取6片泡騰片，分別放在裝有150 mL蒸餾水的錐形瓶中，當(dāng)沒有氣泡產(chǎn)生時(shí)，泡騰片全部溶于水中，沒有肉眼可見的顆粒，記錄溶解時(shí)間。

3) pH。根據(jù)維生素C泡騰片的酸度檢測(cè)方法來測(cè)定銀杏葉多糖泡騰片的酸度。準(zhǔn)確稱取一片泡騰片，放入150 mL蒸餾水中使其崩解，待崩解完全，氣泡不再冒出后，用pH廣泛試紙測(cè)定其pH。pH應(yīng)在3.5～4.5之間，能適應(yīng)人們的口味需求[12]。

4) 產(chǎn)氣量。采用失重法測(cè)定。稱100 mL蒸餾水放在錐形瓶中，然后加入一片稱過質(zhì)量的泡騰片，記錄兩者質(zhì)量。待泡騰片完全溶解在水中后，再次稱錐形瓶的質(zhì)量，記錄結(jié)果，CO2的釋放量即減少的質(zhì)量。

1.2.8 數(shù)據(jù)處理

采用Origin繪圖軟件繪制單因素對(duì)銀杏葉多糖泡騰片影響的趨勢(shì)圖，響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)與分析時(shí)采用Design-Expert 7.0軟件。

2 結(jié)果分析

2.1 苯酚-硫酸紫外分光法測(cè)多糖含量

根據(jù)多糖公式，計(jì)算得到銀杏葉多糖含量為8.97%。

2.2 單因素試驗(yàn)

2.2.1 不同多糖添加量對(duì)感官評(píng)分的影響

由圖2可知，隨著銀杏葉多糖添加量增多，感官評(píng)分呈現(xiàn)出先升高后降低的趨勢(shì)。當(dāng)多糖添加量為20%時(shí)，感官評(píng)分最高。此時(shí)泡騰片溶解后的湯色具有銀杏葉固有的淺綠色，且液體澄清無沉淀，香氣濃郁，持久。因此，試驗(yàn)選擇15%，20%和30%三水平進(jìn)行后續(xù)的響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)。

圖2 多糖添加量對(duì)感官評(píng)分的影響

2.2.2 不同酸堿比例對(duì)感官評(píng)分的影響

由圖3可知，隨著酸堿添加比例堿含量的增高，感官評(píng)分呈先升高后下降的趨勢(shì)，當(dāng)添加比例為1∶0.8時(shí)，感官評(píng)分最高。因此，試驗(yàn)選取的酸堿比例為1∶0.8。

圖3 酸堿比例對(duì)感官評(píng)價(jià)得分的影響

2.2.3 不同崩解劑添加量對(duì)感官評(píng)分的影響

由圖4可知，隨著崩解劑添加量的增多，感官評(píng)分呈現(xiàn)出先增高后下降的趨勢(shì)。當(dāng)添加比例為60%時(shí)，感官評(píng)分達(dá)到最高值。因此，確定崩解劑添加量為60%，并選用最高峰相鄰的兩個(gè)添加量55%和65%兩水平進(jìn)行后續(xù)的響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)。

圖4 崩解劑添加量對(duì)感官評(píng)分的影響

2.2.4 不同甜味劑添加量對(duì)感官評(píng)分的影響

由圖5可知，感官評(píng)分隨著甜味劑添加量增多，呈現(xiàn)出先上升后下降的趨勢(shì)。當(dāng)添加量為15%時(shí)，評(píng)分最高。因此選擇10%，15%和20%三水平進(jìn)行后續(xù)的響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)。

圖5 甜味劑添加量對(duì)感官評(píng)分的影響

2.3 響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)

2.3.1 試驗(yàn)結(jié)果

從上述試驗(yàn)中，選出銀杏葉多糖添加量（A）、崩解劑添加量（B）、甜味劑添加量（C）為主要因素，進(jìn)行響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)，結(jié)果見表3。

表3 響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果

2.3.2 回歸模型的建立

對(duì)響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，采用Design Expert 7.0軟件，得到感官評(píng)分與銀杏葉多糖添加量（A）、崩解劑添加量（B）、甜味劑添加量（C）的二次回歸模型：

由式（2）可知，A、B、C三項(xiàng)系數(shù)有不同的絕對(duì)值大小，因此得出三個(gè)因素對(duì)感官評(píng)價(jià)得分的影響由小到大依次為A＜B＜C。

對(duì)表4進(jìn)行分析，可知模型p值＜0.000 1，可得該模型具有顯著性，說明因素存在差異時(shí)，泡騰片的感官評(píng)價(jià)得分存在顯著性差異。失擬項(xiàng)p=0.062 5，不顯著，說明在所選的幾個(gè)因素水平范圍內(nèi)，擬合較好，數(shù)據(jù)可靠，此模型可以對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析。

表4 回歸模型方差分析

2.3.3 響應(yīng)曲面分析

3D圖中坡度的平緩程度可以反映出每個(gè)因素對(duì)感官評(píng)價(jià)影響程度的大小。由圖6可知，感官評(píng)分隨著多糖添加量與崩解劑添加量的不斷增大而上升，達(dá)到一定水平后呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，等高線呈橢圓狀，可知兩者交互作用不顯著。由圖7可知，感官評(píng)分隨多糖添加量與甜味劑添加量的增加呈現(xiàn)出先升高后降低的趨勢(shì)。由圖8可知，感官評(píng)分隨著崩解劑添加量與甜味劑添加量的增加而呈上升趨勢(shì)，達(dá)到一定水平后開始下降，等高線呈半橢圓狀，可知兩者有一定的交互作用。

圖6 多糖添加量與崩解劑添加量交互作用的響應(yīng)面與等高線

圖7 多糖添加量與甜味劑添加量交互作用的響應(yīng)面與等高線

圖8 崩解劑添加量與甜味劑添加量交互作用的響應(yīng)面與等高線

2.3.4 最佳工藝驗(yàn)證

對(duì)制備工藝進(jìn)行優(yōu)化時(shí)采用Design-Expert 7.0軟件，分析可得銀杏葉多糖泡騰片的最佳制備工藝：多糖添加量21%、崩解劑添加量64%、甜味劑添加量19%、酸堿比1∶0.8，預(yù)測(cè)值的感官評(píng)分為4.77，在此條件下重復(fù)3次，泡騰片的感官評(píng)分為4.7分。由此可得通過響應(yīng)面優(yōu)化得到的回歸方程模型及最佳制備工藝可靠。

2.3.5 泡騰片質(zhì)量檢測(cè)結(jié)果

將按照最佳制備工藝制得的銀杏葉多糖泡騰片，根據(jù)1.2.7各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)?？梢缘贸?，在最佳制備工藝條件下制得的泡騰片表面光滑，外形整齊，崩解時(shí)間為163 s，pH為4.5，產(chǎn)氣量為451 mg。

3 結(jié)論

試驗(yàn)以銀杏葉為原料，采用水提醇沉法提取銀杏葉多糖，通過單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)，得到各因素對(duì)泡騰片感官評(píng)價(jià)得分的影響趨勢(shì)圖，在此基礎(chǔ)上通過響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)設(shè)計(jì)，分析各因素對(duì)泡騰片感官評(píng)分的影響，建立回歸模型，得到最佳制備工藝：多糖添加量21%、崩解劑添加量64%、甜蜜素添加量19%、酸堿比1∶0.8。經(jīng)驗(yàn)證試驗(yàn)該條件下制得的泡騰片感官評(píng)分為4.7分。