張榮泉，呂方，田垚，肖繼椿，王蓮，龐文悅

（天津市醫(yī)藥科學(xué)研究所，天津 300020）

硒是人和動(dòng)物所必需的微量元素，有多種重要的生物學(xué)功能，如抗氧化，與衰老、心血管等疾病有關(guān)。硒也是免疫系統(tǒng)重要的組成部分。

我國(guó)是缺硒大國(guó)，72%地區(qū)為低硒地帶，由于天然食物含硒量較低，我國(guó)13 省市營(yíng)養(yǎng)調(diào)查顯示，成人每日硒的攝入量較低，缺硒現(xiàn)象普遍存在[1]。硒不能在體內(nèi)合成，在膳食中硒攝入不足情況下，就需要通過(guò)含硒制品來(lái)補(bǔ)充。

與常用的無(wú)機(jī)硒Na2SeO3，Na2SeO4相比[2]，有機(jī)硒具有毒性低、吸收率高、生物利用率高及對(duì)環(huán)境污染小等優(yōu)點(diǎn)，成為當(dāng)前研究和開(kāi)發(fā)的熱點(diǎn)。

利用植物的種芽生長(zhǎng)代謝迅速，營(yíng)養(yǎng)轉(zhuǎn)化較快的特點(diǎn)，對(duì)無(wú)機(jī)硒進(jìn)行富集轉(zhuǎn)化而成為有機(jī)硒。如硒麥芽粉，具有有機(jī)硒含量高，生物活性高，毒性低和麥的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的雙重作用特點(diǎn)[3]。

由于硒麥芽植物性纖維含量較高，對(duì)制劑的成型性有影響，本文探討通過(guò)工藝實(shí)驗(yàn)研究，以硒麥芽粉為原料，制備出具有補(bǔ)充有機(jī)硒和增強(qiáng)免疫力功能保健食品硒麥芽顆粒。

1 材料與儀器設(shè)備

1.1 材料

原料：硒麥芽粉，批號(hào)20110401，Se 45.5 mg/kg，天津市新天馬企業(yè)發(fā)展有限公司提供。

輔料：乳糖（DAVISCO FOODS INTERNATIONAL.INC），糊精（遼寧奧達(dá)制藥有限公司）。

95%食用乙醇（天津市化學(xué)試劑供銷(xiāo)公司）；硝酸（德國(guó)默克公司）；鹽酸（天津市化學(xué)試劑批發(fā)公司）；高氯酸（天津市鑫源化工有限公司）均為優(yōu)級(jí)純；純凈水（娃哈哈）。

1.2 儀器設(shè)備

儀器：原子熒光光度計(jì)AFS-933：北京吉天儀器有限公司；AB204-E 型萬(wàn)分之一電子天平：METTLER TOLEDO。

設(shè)備：CH200A 混合機(jī)、YK160A 制粒機(jī)：江蘇常州市雙東制藥機(jī)械廠；干燥箱：南京長(zhǎng)江制藥機(jī)械設(shè)備廠；顆粒包裝機(jī)：北京北鼎航宇科技有限公司；BFT-II 型鈷-60γ 輻照裝置：天津金鵬源輻照技術(shù)有限公司。

2 方法與結(jié)果

2.1 制備工藝

2.1.1 正交試驗(yàn)

產(chǎn)品的顆粒成型性受原輔料、粘合劑影響較大，以硒麥芽粉為原料，乳糖、糊精等輔料組方，通過(guò)正交試驗(yàn)選擇最佳工藝配方。正交試驗(yàn)因素水平見(jiàn)表1；根據(jù)設(shè)定的因素和水平，正交試驗(yàn)選擇L9（34）。輔料糊精和乳糖用量為考察因素，其他輔料在配方中使用量保持不變。

表1 因素水平表Table 1 The table of factors and levels

為判定各因素水平對(duì)制粒過(guò)程中的顆粒成型影響程度，以制粒成型難易程度、顆粒收率、溶化性等作為考察指標(biāo)，量化為分?jǐn)?shù)值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2.1.2 混合時(shí)間選擇試驗(yàn)與混合均勻度

2.1.2.1 混合時(shí)間及取樣方法

根據(jù)混合原輔料種類(lèi)、流動(dòng)性、使用經(jīng)驗(yàn)及小機(jī)試驗(yàn)，設(shè)定3 個(gè)混合時(shí)間，分別為20、25、30 min，將待混合物料置混合機(jī)內(nèi)，開(kāi)機(jī)混合至20、25、30 min 時(shí)分別停機(jī)取樣。

混合機(jī)內(nèi)分上、中、下層，每層取樣品，每個(gè)樣品測(cè)定功效成分硒含量，測(cè)定方法GB5009.93-2010《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中硒的測(cè)定》。

2.1.2.2 混合均勻度計(jì)算方法

混合不同時(shí)間各樣品Se 含量的測(cè)定結(jié)果，按照公式（1）、（2）計(jì)算混合均勻度M[4]和相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD，

式中：δ02混合前的方差；δ02=Cm（1 Cm）；δ2混合物的方差；δ2=1/N∑（Ci-Cm）2；δ12完全混合后的方差→0。

混合均勻度應(yīng)M＞99%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差應(yīng)RSD≤10%。

2.1.3 制粒干燥溫度和時(shí)間選擇試驗(yàn)

水分對(duì)顆粒溶化性及保存時(shí)間等影響較大，工藝中顆粒批量、干燥溫度和時(shí)間，是控制顆粒水分的主要因素。

2.1.3.1 試驗(yàn)方法

根據(jù)制備顆粒的批量，分設(shè)不同的干燥溫度（65、70 ℃）、不同的干燥時(shí)間（h），對(duì)制備的濕顆粒進(jìn)行干燥，在設(shè)定的試驗(yàn)溫度和時(shí)間內(nèi)，取樣測(cè)定顆粒水分、顆粒溶化性和微生物指標(biāo)。

2.1.3.2 檢測(cè)方法

試驗(yàn)樣品顆粒測(cè)定采用快速水分儀方法，3 批成品顆粒水分按照GB5009.3 方法測(cè)定；顆粒溶化性參照中華人民共和國(guó)藥典2010 年版一部附錄IC 方法；菌落總數(shù)測(cè)定、大腸菌群計(jì)數(shù)、霉菌和酵母計(jì)數(shù)分別按照GB 4789.2、GB 4789.3-2003、GB 4789.15 測(cè)定。

2.1.4 顆粒粒度選擇試驗(yàn)

將顆粒過(guò)篩，分別收集10 目以上、10 目至30 目之間、30 目至50 目之間、10 目至50 目之間、50 目下的顆粒的顆粒、稱(chēng)重計(jì)算收率，并測(cè)定不同粒度顆粒的硒含量。

2.1.5 輻照滅菌劑量選擇試驗(yàn)

2.1.5.1 輻照劑量

硒麥芽粉原料因生產(chǎn)的客觀因素，易受微生物污染，普通顆粒劑制備工藝難以保證成品微生物達(dá)標(biāo)，輻照方法可以殺滅有害微生物，提高產(chǎn)品的品質(zhì)[5]。終端成品進(jìn)行輻照滅菌環(huán)節(jié)，要盡可能的合理控制使用輻照劑量。但輻照劑量對(duì)產(chǎn)品的滅菌效果及保質(zhì)期有影響。以C-188 型鈷-60 放射源滅菌，設(shè)定照射劑量：4、6、8、10 kGy 和12 kGy。檢驗(yàn)輻照前、不同劑量輻照后，顆粒樣品微生物指標(biāo)變化，比較不同劑量輻照滅菌效果。

2.1.5.2 保存試驗(yàn)

各劑量輻照后的顆粒樣品，分別于37 ℃、相對(duì)濕度75%做加速試驗(yàn)[6]，保存0、30、60、90、120、180 d 時(shí)，分別取樣做微生物，觀察不同劑量輻照滅菌對(duì)顆粒保存時(shí)間的影響。

2.1.5.3 檢驗(yàn)指標(biāo)及檢測(cè)方法

菌落總數(shù)測(cè)定、大腸菌群計(jì)數(shù)、霉菌和酵母計(jì)數(shù)、金黃色葡萄球菌分別按照GB 4789.2、GB 4789.3—2003、GB 4789.15、GB 4789.10 測(cè)定。

2.1.6 成品質(zhì)量與穩(wěn)定性

按照試驗(yàn)結(jié)果確定的工藝參數(shù)，做3 批次生產(chǎn)工藝驗(yàn)證，對(duì)3 批成品的質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，質(zhì)量指標(biāo)包括：功效成分硒含量、理化指標(biāo)、微生物指標(biāo)及穩(wěn)定性試驗(yàn)。

2.2 結(jié)果

2.2.1 正交試驗(yàn)

選擇最佳工藝配方的正交試驗(yàn)結(jié)果及方差分析結(jié)果見(jiàn)表2 和表3。

表2 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)和結(jié)果表Table 2 Orthogonal design and result

表3 綜合評(píng)分方差分析結(jié)果Table 3 Composite score and variance analysis

正交試驗(yàn)選出的最佳工藝配方（A2B1C3），即糊精20%、乳糖28%，乙醇濃度60%。

2.2.2 混合均勻度

混合機(jī)主要技術(shù)參數(shù)：混合槽全容積200 L，翻轉(zhuǎn)速度25.8°/S，翻轉(zhuǎn)角度＜105°，轉(zhuǎn)速24 r/min，設(shè)備混合物量的最高限度70 kg。

表4 混合不同時(shí)間樣品測(cè)定Se 含量（mg/Kg）、M 和RSD 結(jié)果Table 4 The Selenium concentration(mg/kg)、M and RSD of the samples prepared with different mixing time

根據(jù)測(cè)定和統(tǒng)計(jì)的結(jié)果，工藝混合20 min，M＞99%，但RSD 12.48%；混合25、30 min 結(jié)果基本相同，選擇25 min 作為混合工藝參數(shù)，能夠滿足產(chǎn)品要求。

2.2.3 制粒干燥溫度和時(shí)間

試驗(yàn)樣品不同干燥溫度和時(shí)間的樣品，顆粒水分、溶化性測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表5，微生物指標(biāo)及水分（GB法）測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表6。

表5 不同干燥工藝參數(shù)試驗(yàn)樣品顆粒水分、溶化性測(cè)定結(jié)果Table 5 The granules moisture and dissolvability of the samples prepared with different drying crafts

表6 不同干燥工藝參數(shù)對(duì)顆粒水分、微生物指標(biāo)影響檢驗(yàn)結(jié)果Table 6 The granules moisture and microbial indicators of the samples prepared with different drying crafts

試驗(yàn)結(jié)果顯示，批量生產(chǎn)時(shí)顆粒的干燥溫度65 ℃，干燥時(shí)間4 h～5 h，可以滿足產(chǎn)品質(zhì)量要求。

2.2.4 顆粒粒度

不同粒度顆粒收率及硒含量結(jié)果分別見(jiàn)表7、表8。

表7 不同粒度顆粒收率Table 7 The yield of the granules with different granularity

表8 不同粒度顆粒硒含量Table 8 The Selenium concentration of the granules with different granularity

顆粒的粒度在10 目～50 目，顆粒收率達(dá)到85%以上；硒含量符合質(zhì)量要求。

表5～表7 中出現(xiàn)“-”為初試時(shí)該項(xiàng)未進(jìn)行測(cè)定，無(wú)數(shù)值。

2.2.5 輻照滅菌劑量

檢驗(yàn)輻照前及不同劑量輻照后樣品的微生物測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表9；將輻照后樣品于37 ℃、75%濕度條件做加速試驗(yàn)，不同時(shí)間取樣，微生物指標(biāo)檢驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表10。

表9 輻照前、不同劑量輻照后微生物檢驗(yàn)結(jié)果Table 9 The Microbial test results of the sample without radiation and the sample after radiation with different dosage

采結(jié)果顯示，實(shí)際輻照劑量≥4.2 kGy，樣品微生物指標(biāo)即可達(dá)到產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。輻照劑量6.5 kGy時(shí)，金黃葡萄球菌由陽(yáng)性結(jié)果轉(zhuǎn)為陰性結(jié)果。加速穩(wěn)定性試驗(yàn)0、30、60、90、120、180 d 微生物指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果均符合企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，未見(jiàn)指標(biāo)結(jié)果有較大變動(dòng)，輻照劑量選擇6 kGy～8 kGy，可保證保質(zhì)期內(nèi)產(chǎn)品質(zhì)量。

表10 輻照后加速試驗(yàn)微生物指標(biāo)檢驗(yàn)結(jié)果Table 10 The Microbial test results of the sample after radiation in accelerated test

2.2.6 成品質(zhì)量與穩(wěn)定性

按照試驗(yàn)確定工藝參數(shù)，生產(chǎn)驗(yàn)證3 批產(chǎn)品，功效成分、理化指標(biāo)檢驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表11，穩(wěn)定性試驗(yàn)結(jié)果顯示在保質(zhì)期產(chǎn)品質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。

表11 三批產(chǎn)品功效成分及理化指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果Table 11 The efficacy components，physical and chemical indicators of three batches samples

3 討論

1）植物性原料進(jìn)行制劑制備，由于纖維與其他輔料的不相溶性，使顆粒成型較困難，原料粉碎成適當(dāng)?shù)募?xì)度，及適當(dāng)?shù)妮o料和潤(rùn)濕劑，通過(guò)正交試驗(yàn)可以得到滿意的成品顆粒。我們選擇了80 目～100 目的硒麥芽粉，乳糖、糊精和60%乙醇溶液，能夠保證該產(chǎn)品顆粒劑的生產(chǎn)和符合技術(shù)要求。

2）顆粒劑的含水量對(duì)產(chǎn)品保質(zhì)期內(nèi)的質(zhì)量有較大影響，保健食品顆粒劑產(chǎn)品規(guī)定了水分指標(biāo)。但對(duì)顆粒劑不但要考慮水分指標(biāo)，還應(yīng)考慮到顆粒的溶化性指標(biāo)，對(duì)功效成分的溶出、吸收及焦屑的影響。在對(duì)不同批量顆粒進(jìn)行的干燥溫度、時(shí)間選擇試驗(yàn)中，確定干燥溫度65 ℃，干燥時(shí)間4 h～5 h，成品顆粒的水分、溶化性均符合規(guī)定。

3）在顆粒粒度分布試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，不同粒度顆粒的硒含量有一定的差別，主要表現(xiàn)在50 目以下的細(xì)粉中，硒含量略低于10 目～50 目成品，但也在范圍內(nèi)。分析原因可能是與硒麥芽的硒分布有關(guān)，在出芽過(guò)程中，種子本身含有的淀粉等成分發(fā)生轉(zhuǎn)化，發(fā)育成的硒麥芽以植物性纖維為主要成分，粉碎和制粒過(guò)程，保留較多。若主料粉碎150 目以上，這個(gè)問(wèn)題也許會(huì)解決，該工作正在研究探討中。

4）低劑量輻照食品對(duì)食品糖粉、蛋白質(zhì)、脂肪和維生素沒(méi)有影響，適當(dāng)?shù)膭┝枯椪帐称房梢越到馐称分修r(nóng)藥殘留，減輕食品過(guò)敏，殺死有害微生物，提高食品品質(zhì)。因此輻照食品也是安全的[5]。該產(chǎn)品輻照滅菌劑量選擇試驗(yàn)結(jié)果表明輻照劑量≥4.2 kGy，樣品微生物指標(biāo)即可達(dá)到產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。輻照劑量6.5 kGy時(shí)，金黃葡萄球菌由陽(yáng)性結(jié)果轉(zhuǎn)為陰性結(jié)果。因此，在確保產(chǎn)品營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)情況下，盡可能使用低劑量進(jìn)行輻照。

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