壓片糖果的制備方法及產(chǎn)品開發(fā)研究進(jìn)展

王亞寧，張高鵬，葉松梅，張安強(qiáng),

（1.浙江工業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，浙江杭州 310014；2.浙江雙益菇業(yè)有限公司，浙江麗水 323700）

糖果是一種人們普遍喜愛食用的食品，其種類繁多，依據(jù)《糖果分類GB/T 23823-2009》[1]中把糖果分為12大類，即硬糖類、酥糖類、太妃糖類、凝膠糖果類、奶糖類、膠基糖果類、充氣糖果類、壓片糖果類、流質(zhì)糖果類、膜片糖果類、花式糖果類和其它糖果類。壓片糖果作為糖果制品類中一種新型食品形態(tài)，廣受消費(fèi)者的追捧和喜愛?！短枪?壓片糖果SB/T 10347-2017》[2]中定義壓片糖果是以食糖或糖漿（粉劑）或甜味劑等為主要原料，經(jīng)混合、造?；虿辉炝！褐瞥尚偷认嚓P(guān)工藝制成的固體糖果。隨著現(xiàn)代人生活節(jié)奏的加快、健康意識(shí)的增強(qiáng)，以及對(duì)產(chǎn)品追新逐異的需求，包裝時(shí)尚、方便的壓片糖果以其產(chǎn)品口味豐富、具清新口氣或功能性等特點(diǎn)受到市場(chǎng)的青睞。壓片糖果的分類從《壓片糖果SB 10347-2001》[3]中不明確指出的清型和夾心型轉(zhuǎn)變?yōu)椤短枪?壓片糖果SB/T 10347-2008》[4]中的堅(jiān)實(shí)型；夾心型和包衣、包衣拋光型再到最新版《糖果 壓片糖果SB/T 10347-2017》[2]中明確分為四類：堅(jiān)實(shí)型壓片糖果；夾層型壓片糖果；包衣、包衣拋光型壓片糖果；其它型壓片糖果。壓片糖果分類的明確化與細(xì)則化既是社會(huì)需求又是糖果行業(yè)發(fā)展的必然結(jié)果。

近幾年，壓片糖果產(chǎn)品的研發(fā)成為糖果行業(yè)的主攻方向，其中具有功能性的壓片糖果成為廣大學(xué)者研究的熱點(diǎn)。功能性糖果由于安全性較高和副作用較小，大多數(shù)草藥正在被開發(fā)為營養(yǎng)產(chǎn)品，靈芝、人參、瑪咖、葛根等藥用食材制作的壓片糖果，既保證了產(chǎn)品的藥性，滿足人們對(duì)藥用食材的攝入需求，又提高了藥用食材的口感，具有較高的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)價(jià)值，是極具市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的一款壓片糖果類產(chǎn)品。目前國內(nèi)外已開發(fā)研制出了多種具功能性的壓片糖果，比如有助于減輕眼疲勞、有助于抗氧化、有助于改善睡眠、有助于解酒、有助于改善腸道健康等功能性壓片糖果。具有特定營養(yǎng)輔助功能的壓片糖果的開發(fā)研制是大健康背景下的發(fā)展趨勢(shì)。

為了提高壓片糖果的質(zhì)量和產(chǎn)量，壓片糖果的制備方法得到不斷地改進(jìn)與創(chuàng)新，我國由濕法制粒壓片法等批生產(chǎn)工藝逐漸向粉末直接壓片法、干法制粒壓片法、流化床壓片法、雙螺桿壓片法等連續(xù)生產(chǎn)工藝過渡。制備方法的改進(jìn)與創(chuàng)新極大地解決了壓片糖果生產(chǎn)中產(chǎn)品體量小、資源利用率低、時(shí)間成本高等問題。新型輔料的研制（Cellactose?、幾丁質(zhì)-碳酸鈣等）提高了壓片糖果的質(zhì)量、理化性質(zhì)及感官評(píng)價(jià)，更好地滿足了人們對(duì)壓片糖果的需求，進(jìn)而加快壓片糖果行業(yè)的發(fā)展。壓片糖果分類的變化、制備方法和新型輔料的開發(fā)以及層出不窮的功能性壓片糖果的研制成功，表明壓片糖果作為一種新型食品形態(tài)得到人們的喜愛與追捧，壓片糖果行業(yè)處于迅猛發(fā)展階段。因此綜述壓片糖果的分類、制備方法、輔料類型及其產(chǎn)品開發(fā)研究現(xiàn)狀等對(duì)其投入工業(yè)化生產(chǎn)具有積極的理論指導(dǎo)意義。

1 壓片糖果的分類

市場(chǎng)中各種品牌的壓片糖果品目繁多、不勝枚舉，其以不同的形狀、顏色和口味贏得消費(fèi)者的青睞。壓片糖果按其形狀可以分為圓形、橢圓形、心形、三角形壓片糖果等。按照顏色分為單色、雙色和多色壓片糖果。按照功能性分為有助于抗氧化、有助于改善視力、有助于改善腸道健康、有助于改善睡眠等。根據(jù)《糖果 壓片糖果 SB/T 10347-2017》[3]相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，依據(jù)壓片糖果及其糖體表面的加工方式把壓片糖果分為四類：堅(jiān)實(shí)型壓片糖果；夾層型壓片糖果；包衣、包衣拋光型壓片糖果；其它型壓片糖果。美國Roquette公司[5]認(rèn)為主要的壓片糖果有普通壓片糖果、包衣壓片糖果、多層壓片糖果、泡騰壓片糖果以及咀嚼型壓片糖果。表1中列舉了壓片糖果的分類及相應(yīng)產(chǎn)品。

表1 壓片糖果的分類Table 1 Classification of tablet candy

2 壓片糖果的制備

2.1 制備方法

壓片糖果制備方法是影響其質(zhì)量的重要因素，常見的制備方法分為粉末直接壓片法、干法制粒壓片法、濕法制粒壓片法、流化床制粒、噴霧干燥制粒等。濕法制粒壓片法更常用。表2列舉了一些近幾年來壓片糖果的制備工藝。

表2 壓片糖果的制備方法Table 2 The preparation methods of tablet candy

2.1.1 粉末直接壓片法 粉末直接壓片法是指將粉碎后的原料和輔料混合均勻直接進(jìn)行壓片的方法[22?23]，是國內(nèi)外最主要的一種壓片工藝。在我國，因其省時(shí)節(jié)能、工藝簡便、操作性強(qiáng)，所制得的壓片糖果片面光滑、崩解時(shí)限短、穩(wěn)定性高，有利于提高大規(guī)模生產(chǎn)效率等[24]，成為近些年發(fā)展迅速的一種壓片技術(shù)。多項(xiàng)研究結(jié)果表明，與傳統(tǒng)的濕法制粒壓片相比，該法更適用于對(duì)濕和熱不穩(wěn)定[25]，易變色和分解的原料。但物料的流動(dòng)性、充填性和可壓性等粉體學(xué)性質(zhì)直接影響生產(chǎn)過程中物料的混合和傳遞等環(huán)節(jié)，影響壓片糖果的片重差異、含量均勻度等質(zhì)量指標(biāo)[26]，用該法制作的壓片糖果存在裂片、松片等現(xiàn)象，因此需要篩選適宜的輔料來彌補(bǔ)這一缺點(diǎn)。Mura等[27]對(duì)幾種無機(jī)鈣和鎂鹽進(jìn)行了深入的研究，評(píng)估和比較了它們作為直接壓縮輔料的實(shí)際潛力。Sanchez-Ballester等[28]研究了海藻酸的甲酯衍生物作為直接壓縮的多功能輔料的能力。新型輔料的研究和開發(fā)，解決了物料混合后的流動(dòng)性和可壓性等問題，粉末直接壓片工藝逐漸地成為壓片糖果的首選制備方法。

在粉末直接壓片法制片過程中，顆粒特性的分布，如形狀、大小、液體含量、活性物質(zhì)含量和硬度，對(duì)確定最終壓片糖果特性至關(guān)重要[29]。為了保證產(chǎn)品質(zhì)量，需要持續(xù)監(jiān)控關(guān)鍵工藝參數(shù)和關(guān)鍵質(zhì)量屬性[30]。實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)混合物的狀態(tài)和壓片時(shí)產(chǎn)品的狀態(tài)對(duì)于保證最終產(chǎn)品質(zhì)量至關(guān)重要。Kamyar等[30]建立了一種新型軟傳感器模型，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)混合物和產(chǎn)品的效力以及其它輔料的濃度。Cogoni等[31]提出了一種結(jié)合在線NIR PLS和效力軟傳感器估計(jì)的混合方法，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)大的效力預(yù)測(cè)。Alam等[32]開發(fā)了一種實(shí)驗(yàn)室的NIR模型，用于平均中心效力估計(jì)，可以使用不同的儀器實(shí)現(xiàn)到不同的站點(diǎn)而無需對(duì)既定的工藝條件和原材料特性范圍進(jìn)行模型更新。監(jiān)測(cè)模型的建立為提高粉末直接壓片法制得的產(chǎn)品質(zhì)量提供了有效的保障。

2.1.2 制粒壓片法 由于粉末直接壓片法對(duì)原輔料的選擇有極大的局限性，造粒技術(shù)成為壓片糖果制作的第二選擇，尤其以干法制粒技術(shù)為優(yōu)[33]。干法制粒是將藥物提取物與輔料混合均勻后，依靠重壓或輥壓機(jī)擠壓成薄片狀，再經(jīng)磨碎和過篩，制成一種預(yù)定大小的顆粒的方法[34]。原輔料顆粒的大小和性質(zhì)（塑性、脆性等）會(huì)影響輥壓后產(chǎn)品的質(zhì)量，Linnet等[35]分別研究了以MCC和乳糖為原料制粒對(duì)產(chǎn)品性質(zhì)的影響，結(jié)果表明制粒材料的主要變形性直接影響顆粒在壓片時(shí)的變形[35]，這是由于相對(duì)于脆性材料，塑性材料具有更好的粘合強(qiáng)度[36]，因此選擇合適的原輔料同樣是干法制粒成功的關(guān)鍵。固體組分在帶中的均勻分布也是影響干法制粒壓片糖果質(zhì)量的重要因素。為了解決固體組分分布不均一問題，Wiedey等[37]總結(jié)了兩種解決方法：一是修改輥的設(shè)計(jì)，使力的分布更加均勻；二是在攪拌機(jī)和軋輥之間額外添加攪拌器，增加原料的均勻性。進(jìn)一步的，其研究證實(shí)了工藝參數(shù)會(huì)影響帶均勻性，并且篩分后的組分的壓片過程遵循高密度和多孔區(qū)域的帶內(nèi)補(bǔ)償效應(yīng)[37]。Berkenkemper等[38]研究表明干法制粒會(huì)降低崩解劑的崩解性能，且崩解機(jī)理和崩解時(shí)間均不同于粉末直接壓片法制得的產(chǎn)品。可見，不同的制備方法對(duì)產(chǎn)品的性能有很大的影響。

濕法制粒是將藥物和輔料的粉末混合均勻后加入液體粘合劑制備顆粒的方法，該法相對(duì)于前兩種制備方法，具有提高粉末均勻性[39]，增加體積密度，改善流動(dòng)性能，減少粉末分離，壓縮成形性好，耐磨性較強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)[40?41]，因此，在我國該法是目前應(yīng)用最為廣泛的一種制備方法。

根據(jù)攪拌方式的不同，濕法制粒分為高剪切制粒、流化床制粒和擠出制粒等[41]，大量文獻(xiàn)表明，高剪切濕法制粒是被廣泛應(yīng)用于壓片糖果的一種濕法制粒技術(shù)。一種典型的高剪切濕法制粒工藝是將液體黏合劑噴灑到預(yù)混粉床上，而其中的內(nèi)容物則在高剪切混合機(jī)碗內(nèi)徹底混合，因此與其它類型的制粒相比，在高剪切混合器中進(jìn)行的濕法制粒需要有效地添加適宜的液體黏合劑來完成物料的制粒[42]。Taipale-Kovalainen等[43]比較了高剪切濕法制粒和連續(xù)干法制粒對(duì)產(chǎn)品性質(zhì)的影響，其研究表明高剪切濕法制粒制得的顆粒流動(dòng)性較連續(xù)干法制粒優(yōu)，生產(chǎn)速率相對(duì)高。同時(shí)在壓片過程中，高剪切濕法制粒得到的顆粒較干法制粒得到的顆粒需相對(duì)小的壓力壓實(shí)成片[43]。Gupta等[44]研究了高剪切濕法制粒壓片法在低糖微片工藝中的應(yīng)用，結(jié)果表明，相對(duì)于直接壓片工藝，高剪切濕法制粒工藝可以在更低的微粒度下生產(chǎn)可接受的微片。近年來，紅曲三七壓片糖果[18]、藍(lán)莓葉黃素壓片糖果[13]、芒果壓片糖果[45]等采用濕法制粒工藝研制的壓片糖果產(chǎn)品仍是一種趨勢(shì)。但是濕法制粒存在一些缺陷，比如不適用于黏度較大的物料，會(huì)產(chǎn)生粘鍋、攪拌不充分等現(xiàn)象，這需要進(jìn)一步的研究改進(jìn)。

2.1.3 其它制備方法 壓片糖果的制作方法正朝著連續(xù)生產(chǎn)（CM）的方向發(fā)展，CM制粒方法包括輥壓法、雙螺桿法、流化床法、熱熔擠出法等[43]。雙螺桿制粒技術(shù)憑借其高效使用液體粘合劑，使活性原料和輔料均勻混合，及其工藝參數(shù)的可控性、制粒時(shí)間短、操作簡單和易于優(yōu)化等特點(diǎn)[29,46]，成為制粒行業(yè)中最流行的技術(shù)之一。雙螺桿熱熔體擠壓技術(shù)由于其無需溶劑和采用連續(xù)制粒等優(yōu)點(diǎn)在制粒行業(yè)得到廣泛的應(yīng)用，包括制濕顆粒和制熔顆粒等[46]。Ismail等[29]利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)校準(zhǔn)和驗(yàn)證了完整的二維-種群平衡模型對(duì)兩種螺旋裝置中不同的揉捏和輸送元件生產(chǎn)出的顆粒的聚集和斷裂進(jìn)行了解釋。連續(xù)噴霧流化床分層造粒技術(shù)廣泛應(yīng)用于食品、化工等行業(yè)，主要包括聚集、涂層和分層造粒三個(gè)步驟[47]，其在多色和夾層壓片糖果的制備過程中有著顯著的優(yōu)勢(shì)。

2.2 輔料的類型

壓片糖果主要由主料和輔料壓制而成，輔料是攝入時(shí)沒有直接生理或藥理作用的添加劑[58]。輔料粉末物理性質(zhì)的差異導(dǎo)致顆粒成核速度不同，親水性輔料優(yōu)先成核[25]，進(jìn)而致使顆粒分離，制得的壓片糖果成分不均勻。選擇合適的輔料對(duì)于獲得崩解快、硬度佳、脆性低、成分均勻的壓片糖果至關(guān)重要[59]。輔料按照作用分為填充劑、矯味劑、潤滑劑、粘結(jié)劑、潤濕劑，崩解劑等；按照加工方式分為預(yù)混輔料和共處理輔料。

單一輔料種類多樣，主要有填充劑、矯味劑、潤滑劑、粘結(jié)劑、潤濕劑、崩解劑等。其中填充劑包括乳糖、微晶纖維素、甘露醇、玉米淀粉、糊精、羥甲基纖維素鈉、木糖醇等，常用于壓片糖果的有乳糖、微晶纖維素、羥甲基纖維素鈉和糊精等。添加檸檬酸、枸櫞酸、三氯蔗糖、木糖醇、甜菊糖苷等作為矯味劑改善產(chǎn)品的酸甜口感。潤滑劑是壓片糖果制備中不可或缺的輔料，主要有硬脂酸鎂、滑石粉、微粉硅膠、聚乙二醇類等，目前硬脂酸鎂廣泛用于壓片糖果的潤滑劑，機(jī)械干燥涂層產(chǎn)生的高剪切力使得硬脂酸鎂分層并在每個(gè)粒子表面形成更加連續(xù)的薄層，從而提高粉末的流動(dòng)性和壓實(shí)性[60]。羥甲基纖維素鈉、PVP-K30等作為黏合劑輔助原料粉末粘合成型。崩解劑是加入到處方中促使壓片糖果迅速崩解成小單元并使藥物更快溶解的功能性成分，常用于壓片糖果的有羧甲基淀粉鈉、低取代羥丙基纖維素、交聯(lián)羧甲纖維素鈉、交聯(lián)聚維酮等[61]。通過化學(xué)改性的淀粉、纖維素、聚維酮等可在較小添加量下產(chǎn)生更有效的崩解效果[62]，是一類性質(zhì)優(yōu)良的崩解劑。

預(yù)混輔料（pre-mixed excipient）系指兩種或兩種以上藥用輔料通過簡單物理混合制成的、具有一定功能且表觀均一的混合輔料,其各組分仍保持獨(dú)立的化學(xué)實(shí)體[61]。幾種輔料混合時(shí)，會(huì)產(chǎn)生相加作用或拮抗作用等，如乳糖與微晶纖維素混合使用時(shí)，會(huì)產(chǎn)生相加作用；而蔗糖粉與微晶纖維素混合使用時(shí)，則產(chǎn)生拮抗作用[63]。因此，選擇合適的輔料進(jìn)行預(yù)混合是成功研制一款新型壓片糖果的重要環(huán)節(jié)。共處理輔料（co-processed excipients）是將兩種及以上輔料通過噴霧干燥、熱熔擠出或共結(jié)晶等方法預(yù)混，使輔料在亞粒子狀態(tài)反應(yīng), 產(chǎn)生功能協(xié)同作用，改變輔料的理化性質(zhì)和功能，掩蓋單個(gè)輔料的不足[64]。共處理輔料在加工過程中不應(yīng)形成新的化學(xué)共價(jià)鍵。與預(yù)混輔料的區(qū)別在于，共處理輔料無法通過簡單的物理混合方式制備[63]。這樣處理的顆粒，流動(dòng)性、可壓性都明顯優(yōu)于簡單混合的配方，因此共處理輔料的研究加快了粉末直接壓片工藝的發(fā)展。幾丁質(zhì)-碳酸鈣作為一種多功能共處理輔料，顯著增強(qiáng)粉末流動(dòng)性，使粉末具有更高的真密度和堆積密度，同時(shí)具有快速分解性能[65]，用于直接壓片時(shí)，可以較高的壓片速度進(jìn)行壓片且壓片時(shí)間范圍較廣[66]，是一款性能良好的崩解劑。Benabbas等使用90%的MCC101結(jié)合10%的褐藻酸獲得了一種具有良好的粉末流動(dòng)性和快速崩解性的新型共處理輔料[64]。Dziemidowicz等對(duì)8種共處理輔料通過評(píng)價(jià)不溶性顆粒成分，隨后對(duì)分散在水中的粉末進(jìn)行顯微鏡分析，最后通過感官進(jìn)行快感評(píng)分得出SmartExQD100評(píng)分最高[67]。德國和法國等西方國家研制出了多種共處理輔料，包括法國Roquette的PEARLITOL?Flash、德國BASF的Ludipress、德國JRS的Prosoly系列和FMC的微晶纖維素-羧甲纖維素鈉（Avicel RC/CL）等[68]。共處理輔料的研發(fā)極大地推進(jìn)了壓片糖果的發(fā)展。

3 產(chǎn)品開發(fā)

市場(chǎng)中的壓片糖果種類繁多，以符合青年一代的清新口味的壓片糖果和具有功能性的壓片糖果為主，同時(shí)其以有趣的信息圖形和強(qiáng)烈的包裝顏色引起了各個(gè)年齡段的人的關(guān)注和興趣，主要是兒童、青少年以及成年人[69]。隨著居民健康意識(shí)的提升，壓片糖果以其低糖、方便、健康、具功能性等特點(diǎn)在糖果制品行業(yè)蓬勃發(fā)展。2019年首個(gè)壓片糖果相關(guān)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)即《刺梨系列產(chǎn)品 刺梨壓片糖果 T/GZSX 055.3-2019》的建立，標(biāo)志著壓片糖果產(chǎn)品迎來了新的機(jī)遇。

許多國內(nèi)外知名企業(yè)抓住糖果產(chǎn)業(yè)革新的浪潮，推出了各種極具競(jìng)爭(zhēng)力的壓片糖果產(chǎn)品。各企業(yè)及研究機(jī)構(gòu)以人參、黃精、瑪咖、猴頭菇、葉黃素、DHA、蛹蟲草、膠原蛋白等具有特定功效的物質(zhì)為原料研發(fā)出了一系列滿足社會(huì)需求的壓片糖果產(chǎn)品。日本iSDG公司健康養(yǎng)護(hù)系列產(chǎn)品推出了兩款分別以金盞菊濃縮粉和藍(lán)莓濃縮粉、萬壽菊濃縮粉和藍(lán)莓濃縮粉為葉黃素活性物質(zhì)原料的葉黃素壓片糖果，其有助于減輕眼疲勞。美國美樂家公司膳食補(bǔ)充系列產(chǎn)品推出了多款壓片糖果產(chǎn)品，包括綠茶壓片糖果、梔子壓片糖果、護(hù)欣宜納豆壓片糖果、南瓜籽壓片糖果、膠原蛋白肽壓片糖果、思倍佳磷脂酰絲氨酸壓片糖果等具有一定營養(yǎng)輔助功能的壓片糖果，以及有助于體型管理的然倍速綠咖啡豆壓片糖果。我國湯臣倍健品牌推出了牛乳鈣片壓片糖果、健力多牛乳鈣片壓片糖果（橘子味）、Ⅱ型膠原軟骨片壓片糖果等添加礦物質(zhì)的功能性壓片糖果產(chǎn)品，以及添加維生素的蔓越莓維生素C壓片糖果、葉黃素酯維生素C壓片糖果等多款營養(yǎng)壓片糖果產(chǎn)品。雖然壓片糖果產(chǎn)品層出不窮，但創(chuàng)新型產(chǎn)品開發(fā)一直止步不前，同時(shí)由于我國壓片糖果制備方法的局限性以及輔料開發(fā)的滯后性，提高壓片糖果產(chǎn)品的質(zhì)量存在一定的挑戰(zhàn)性。

4 結(jié)論與展望

壓片糖果的研制是糖果制造行業(yè)的熱點(diǎn)，為了滿足社會(huì)對(duì)壓片糖果產(chǎn)量與質(zhì)量的需求，壓片糖果的制備方法逐漸地由批量生產(chǎn)向連續(xù)生產(chǎn)轉(zhuǎn)化。輔料的選擇與制備方法以及原料性質(zhì)密切相關(guān)，因此制備方法的改進(jìn)與共處理輔料的研發(fā)成為解決壓片糖果質(zhì)量問題的重要因素。干法制粒壓片法、粉末直接壓片法等連續(xù)化生產(chǎn)技術(shù)在國外早已成熟，但在我國卻尚未普及，目前仍以濕法制粒壓片法為主要制備方法。目前壓片糖果的開發(fā)正朝著具有特定功能的產(chǎn)品的方向發(fā)展，國內(nèi)外知名品牌相繼推出一系列具膳食補(bǔ)充和營養(yǎng)輔助功能的壓片糖果產(chǎn)品。近幾年國內(nèi)已申請(qǐng)的具一定功能性的壓片糖果專利眾多，但運(yùn)用于大規(guī)模投入生產(chǎn)的產(chǎn)品鮮少。因此，對(duì)壓片糖果產(chǎn)品的生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)行深入的研究成為目前壓片糖果產(chǎn)品發(fā)展的必然要求。主要包括壓片糖果新型輔料的研制以及壓片參數(shù)的研究，為更多的壓片糖果投入工業(yè)化生產(chǎn)提供理論指導(dǎo)，同時(shí)應(yīng)加快我國壓片糖果制備方法的轉(zhuǎn)型，解決產(chǎn)品生產(chǎn)滯后等問題，為壓片糖果產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供更加優(yōu)質(zhì)的硬件設(shè)施和發(fā)展空間。