史雪潔,朱曉振,衣悅濤

(1.中國(guó)科學(xué)院煙臺(tái)海岸帶研究所,山東煙臺(tái) 264003;2.中國(guó)科學(xué)院大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院,北京 100049)

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富硒阿膠-菊粉咀嚼片的制備及降血糖活性研究

史雪潔1,2,朱曉振1,2,衣悅濤1,*

(1.中國(guó)科學(xué)院煙臺(tái)海岸帶研究所,山東煙臺(tái) 264003;2.中國(guó)科學(xué)院大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院,北京 100049)

以阿膠、菊粉、富硒卡拉膠等為原料,依次經(jīng)過(guò)原料的干燥、混勻、制軟材、干燥、過(guò)篩、壓片后制得富硒阿膠-菊粉咀嚼片。本文概述了富硒阿膠-菊粉咀嚼片的制備工藝流程并對(duì)優(yōu)化過(guò)程進(jìn)行描述,研究了其降血糖活性功能。研究結(jié)果表明:阿膠、菊粉、富硒卡拉膠、硬脂酸鎂的添加量分別為24.5%、73.5%、1%、1%,以95%的乙醇溶液為黏合劑,可制得表面光滑、色澤均勻,獨(dú)特風(fēng)味的富硒阿膠咀嚼片。小鼠降血糖實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,樣品組小鼠在灌胃處理30 d后隨機(jī)血糖有顯著降低,與二甲雙胍作用相當(dāng),因而該產(chǎn)品具有顯著降低血糖水平功效。

阿膠,菊粉,咀嚼片,工藝,降血糖活性

阿膠(AsiniCoriiColla)為馬科動(dòng)物驢的干皮或鮮皮經(jīng)煎煮濃縮制成的固體膠[1],主要成分為蛋白質(zhì)[2],對(duì)血虛動(dòng)物具有良好的補(bǔ)血作用。阿膠含有豐富的鐵元素和大量的動(dòng)物蛋白,是一種極易吸收的鐵補(bǔ)充劑,能夠有效控制缺鐵性貧血[3]。

由于現(xiàn)存制作工藝的局限性,新制阿膠總帶有火毒,進(jìn)服新鮮阿膠會(huì)引起喉嚨干痛及大便秘結(jié)等癥狀[4]。此外,為調(diào)和阿膠的口感,通常加入大量的蔗糖或其他造成人體血糖升高的糖類(lèi),使糖尿病人無(wú)法服用,限制了阿膠的使用范圍。菊粉,又名菊糖,由果糖分子通過(guò)β(1→2)糖苷鍵連接[5],末端是葡萄糖[6],是一類(lèi)天然果聚糖的混合物。人體攝入后幾乎不被胃酸水解,具有益生素的特點(diǎn)[7]。同時(shí),還具有控制血脂[8]、不引起血糖波動(dòng)[9]、促進(jìn)礦物質(zhì)吸收[10]、防治便秘[11]、預(yù)防結(jié)腸癌[12]等生理功能。將菊粉加入到阿膠中,不僅可以使阿膠具有更佳的口感,而且能夠促進(jìn)腸道有益菌的生長(zhǎng),促進(jìn)腸道蠕動(dòng)[13],防止便秘的發(fā)生,有效解決阿膠存在的副作用問(wèn)題。

硒作為一種生物體必需的微量元素,具有抗氧化[14]、降血糖、抗衰老[15]及解毒[16]等功能。我國(guó)有30%的地區(qū)嚴(yán)重缺硒,生活在缺硒地區(qū)的人口達(dá)4億之多[17]。補(bǔ)硒時(shí)以有機(jī)硒為最安全最有效的方法,通常在食品中添加有機(jī)硒。膳食硒最高安全攝入量400 μg∕日。

目前阿膠已經(jīng)有口服液、顆粒劑等多種劑型出現(xiàn)在保健品行列,但還沒(méi)有阿膠咀嚼片出現(xiàn)。與普通片劑相比,咀嚼片具有口感良好、食用方便、無(wú)需崩解過(guò)程、生物利用度高等優(yōu)點(diǎn)。

本實(shí)驗(yàn)旨在以阿膠、菊粉為主要原料,配以適量的富硒卡拉膠以實(shí)現(xiàn)富硒目的,采用濕法制粒壓片工藝研制出食用方便、口感合適、具有保健功能的富硒阿膠-菊粉咀嚼片,并對(duì)產(chǎn)品的降血糖活性進(jìn)行評(píng)價(jià)。

1　材料與方法

1.1材料與儀器

阿膠山東東阿修元阿膠生物集團(tuán)有限公司;硒化卡拉膠(含硒量1%)青島鵬洋科技有限公司;菊粉荷蘭Sensus公司;鏈脲佐菌素(Streptozotocin,STZ)美國(guó)Sigma公司;硬脂酸鎂國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;SPF級(jí)昆明種小鼠60只,雄性,3周齡,體重18～23 g,北京華阜康生物科技股份有限公司,合格證號(hào):SCXK(京)2014-0004。

真空干燥箱、鼓風(fēng)干燥箱上海一恒科學(xué)儀器有限公司;TDP-5單沖壓片機(jī)中南制藥機(jī)械廠(chǎng);JJ-1電動(dòng)攪拌器金壇市科析儀器有限公司;DH252B川井除濕機(jī)深圳市納美特科技有限公司;水分測(cè)定儀奧豪斯儀器有限公司;ACCU-CHEK Performa血糖儀、血糖試紙瑞士Roche公司;20目、80目標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)篩。

1.2實(shí)驗(yàn)方法

原料的干燥→混勻→制軟材→干燥→過(guò)篩→壓片→感官評(píng)價(jià)→咀嚼片

1.3操作要點(diǎn)

1.3.1原料的干燥將咀嚼片制備過(guò)程中需要的原料先研磨成粉末,后過(guò)40目篩,置于40 ℃真空干燥箱中,干燥過(guò)夜后置于干燥器內(nèi)密封保存以備用。

1.3.2軟材的制作與造粒利用除濕機(jī)將室內(nèi)濕度降至30%以下,按配方將不同的原料混合均勻,邊攪拌邊噴入黏合劑,制成軟硬適中的軟材,將軟材置于托盤(pán)中于40 ℃鼓風(fēng)干燥箱中干燥6 h。干燥后的軟材分別經(jīng)過(guò)80目和20目的標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)篩,以除去較大的結(jié)塊和較細(xì)的粉末,得到體積適中的顆粒。

1.3.3壓片為使咀嚼片表面光滑,易從模具上脫落,需在混合后的物料中加入一定量的潤(rùn)滑劑-硬脂酸鎂,利用單沖壓片機(jī)進(jìn)行壓片。

1.4感官評(píng)定

對(duì)各成分含量不同的咀嚼片進(jìn)行評(píng)分,評(píng)分小組由具有一定感官評(píng)價(jià)經(jīng)驗(yàn)的15人組成,每人各自打分后取平均值。評(píng)價(jià)指標(biāo)為嗅覺(jué)、味覺(jué)、甜度、酸度、苦味和嚼勁。品嘗一個(gè)配方后須漱口,并間隔1 min后對(duì)下一處方進(jìn)行評(píng)價(jià),感官質(zhì)量評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1,對(duì)每個(gè)因素的評(píng)價(jià)采用3分制,分值越高,表明該特征指標(biāo)越好[18]。

表1　咀嚼片感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

1.5 單因素實(shí)驗(yàn)

1.5.1乙醇濃度對(duì)造粒效果的影響濕法造粒中常使用的潤(rùn)濕劑是水和乙醇[19]。預(yù)實(shí)驗(yàn)表明,由于菊粉的吸濕性,造粒困難,難以進(jìn)行壓片操作,因此選用乙醇作為潤(rùn)濕劑。在預(yù)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上,選擇配方:阿膠24.5%、菊粉73.5%、硒化卡拉膠1%(含硒量為1%)、硬脂酸鎂1%。將原料混合均勻,邊攪拌邊噴灑乙醇溶液,乙醇溶液的體積分?jǐn)?shù)分別為100%、95%、90%、85%、80%,乙醇溶液添加量為配方質(zhì)量的25%,按照上述造粒的操作步驟進(jìn)行造粒。以得粒率為評(píng)價(jià)指標(biāo),對(duì)乙醇溶液不同濃度的造粒效果進(jìn)行評(píng)價(jià)。定義得粒率(DLL)為顆粒制劑干燥后,依次經(jīng)過(guò)20目和80目標(biāo)準(zhǔn)篩過(guò)篩之后,得到20目與80目之間的顆粒質(zhì)量占總顆粒的比例。

式中,m1表示干燥后過(guò)20目和80目篩后剩余的顆粒質(zhì)量;m2表示配方的總質(zhì)量。

1.5.2乙醇添加量對(duì)造粒效果的影響在預(yù)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上,選擇配方:阿膠24.5%、菊粉73.5%、硒化卡拉膠1%(含硒量為1%)、硬脂酸鎂1%。將原料混合均勻,邊攪拌邊噴灑體積分?jǐn)?shù)為95%乙醇溶液,乙醇溶液的添加量分別為原料總質(zhì)量的10%、20%、30%、40%、50%,按照上述操作步驟進(jìn)行造粒。以得粒率為評(píng)價(jià)指標(biāo),對(duì)乙醇溶液不同添加量的造粒效果進(jìn)行評(píng)價(jià)。

1.5.3潤(rùn)滑劑的加入量對(duì)菊粉咀嚼片壓片效果的影響為了使咀嚼片表面光滑,在混合后的物料中通常加入一定質(zhì)量的潤(rùn)滑劑。本實(shí)驗(yàn)采用硬脂酸鎂作為潤(rùn)滑劑。硬脂酸鎂加入量為0.5%、1%、1.5%、2%、2.5%。在預(yù)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上,選擇配方:阿膠24.5%、菊粉73.5%、硒化卡拉膠1%(含硒量為1%)。將原料混合均勻,邊攪拌邊噴灑體積分?jǐn)?shù)為95%乙醇溶液,乙醇溶液的添加量為原料總質(zhì)量的25%。按照上述造粒的操作步驟進(jìn)行造粒并對(duì)其評(píng)價(jià)。

表3　乙醇體積分?jǐn)?shù)對(duì)得粒率的影響

注:▲p<0.05,與體積分?jǐn)?shù)為80%組比較。

表4　乙醇溶液添加量對(duì)得粒率的影響

注:▲p<0.05,與添加量為10%組比較。1.6阿膠-菊粉咀嚼片最佳配方的確定

在單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,應(yīng)用Design Expert 7.0.0軟件,采用Box-Behnken Design設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,以乙醇濃度(A)、乙醇添加量(B)、硬脂酸鎂添加量(C)為影響因素,以咀嚼片的感官評(píng)分為響應(yīng)值,設(shè)計(jì)了三因素三水平的正交實(shí)驗(yàn),正交實(shí)驗(yàn)因素與水平表見(jiàn)表2。配方中阿膠、硒化卡拉膠、菊粉含量保持不變,以咀嚼片的感官評(píng)分為指標(biāo),對(duì)嚼味劑和填充劑的含量進(jìn)行優(yōu)化,以期得到口感最佳的咀嚼片配方。

表2　正交實(shí)驗(yàn)因素與水平表

1.7咀嚼片功能成分降血糖實(shí)驗(yàn)

1.7.1糖尿病模型建造SPF級(jí)雄性昆明小鼠60只,3周齡,體重18～23 g,適應(yīng)性飼養(yǎng)一周后,隨機(jī)分為正常對(duì)照組和模型組,正常對(duì)照組10只,模型組50只。正常對(duì)照組普通飼料喂養(yǎng),模型組高脂高糖飼料喂養(yǎng)。4周后檢測(cè)體重及血糖,模型組單次腹腔注射120 mg/kg的STZ(STZ用滅菌的0.1 mmol/L、pH4.4的檸檬酸-檸檬酸鈉緩沖液配成2%的溶液,冰上避光操作,現(xiàn)配現(xiàn)用),用于誘導(dǎo)動(dòng)物糖尿病模型。正常組只注射等量的生理鹽水。10 d后取尾靜脈血,測(cè)得空腹血糖高于7.0 mmol/L 和餐后血糖高于11.1 mmol/L的作為糖尿病模型。一次注射未成模,立即按原劑量補(bǔ)注一次STZ,未成者淘汰,成模但緩解者淘汰。

1.7.2動(dòng)物分組及藥物處理建模成功小鼠40只。對(duì)小鼠進(jìn)行如下分組:正常對(duì)照組(10只)、糖尿病模型組(10只)、樣品+糖尿病組(10只)和二甲雙胍+糖尿病組(10只)。

除正常對(duì)照組外其余各組小鼠均給予相應(yīng)治療:樣品組(飼料為最佳原料配比制成的咀嚼片,溶解后灌胃給藥,26 g/kg·d);二甲雙胍組(150 mg/kg·d,灌胃給藥);糖尿病組(等量生理鹽水,灌胃給藥);除正常對(duì)照組外其他小鼠給予高脂高糖飼料喂養(yǎng),每日灌胃1次,連續(xù)灌胃8周,于第4周結(jié)束時(shí)分別檢測(cè)體重及血糖值[20]。

1.8產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)檢測(cè)

1.8.1感官指標(biāo)采用感官分析進(jìn)行評(píng)定。

1.8.2物理指標(biāo)脆碎度用脆碎度檢查儀測(cè)定,硬度用硬度儀進(jìn)行測(cè)定。

1.8.3微生物指標(biāo)的檢測(cè)微生物指標(biāo)按照GB/T4789-2008《食品衛(wèi)生微生物學(xué)檢測(cè)》的規(guī)定執(zhí)行。

1.8.4硒含量的測(cè)定硒含量按照GB 5009.93-2010 《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中硒的測(cè)定》的規(guī)定進(jìn)行測(cè)定。

2　結(jié)果與分析

2.1單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.1.1潤(rùn)濕劑對(duì)造粒效果的影響由表3可以看出,乙醇體積分?jǐn)?shù)在80%～95%范圍內(nèi),隨著乙醇體積分?jǐn)?shù)的增加,得粒率不斷上升,當(dāng)乙醇體積分?jǐn)?shù)為95%時(shí),得粒率達(dá)到了90.63%±2.92%,這主要是由于原料中的菊粉易吸水形成大的粘塊,水分含量越高形成的粘塊越多,干燥后不易通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)篩,難以形成顆粒。當(dāng)乙醇的體積分?jǐn)?shù)為100%時(shí),得粒率反而下降,這主要是由于無(wú)水乙醇對(duì)原料的粘結(jié)作用不夠,軟材干燥后經(jīng)過(guò)標(biāo)準(zhǔn)篩剩余了大量的粉末,因此得粒率出現(xiàn)下降。因此,在后續(xù)實(shí)驗(yàn)中選擇體積分?jǐn)?shù)為95%的乙醇作為潤(rùn)濕劑。

2.1.2潤(rùn)濕劑添加量對(duì)造粒效果的影響由表4可以看出,當(dāng)乙醇溶液添加量由原料總質(zhì)量的10%增加到20%時(shí),得粒率由25.34%±3.67%增加到了74.45%±4.38%;乙醇溶液添加量由20%增加到30%時(shí),得粒率增加幅度較小;當(dāng)乙醇溶液添加量由30%增加到50%時(shí),得粒率開(kāi)始迅速下降。造成這種現(xiàn)象的原因主要是由于乙醇溶液添加量較低時(shí),粘合劑不夠,有大量的粉末不能相互粘結(jié)形成顆粒;當(dāng)乙醇溶液添加量過(guò)高時(shí),

表5　硬脂酸鎂加入量對(duì)壓片效果的影響

原料中含有大量的水分,原料間的粘結(jié)作用過(guò)度形成大的結(jié)塊,同樣不利于顆粒的形成,因此,在后續(xù)實(shí)驗(yàn)中乙醇溶液添加量確定為30%。

2.1.3潤(rùn)滑劑的加入量對(duì)菊粉咀嚼片壓片效果的影響由表5可以看出,當(dāng)硬脂酸鎂的加入量為1%時(shí),制得的咀嚼片脫模效果好,而且具有很好的流動(dòng)性以及潤(rùn)滑性,黏度低。因此,本實(shí)驗(yàn)采用加入量為1%的硬脂酸鎂作為制備咀嚼片的潤(rùn)滑劑。

表7　方差分析表

2.2正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果

表6　咀嚼片配方優(yōu)化實(shí)驗(yàn)結(jié)果

由表6可以看出,RB>RA>RC,在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的范圍內(nèi),乙醇濃度對(duì)咀嚼片口感的影響程度最大,其次為乙醇的加入量及硬脂酸鎂的加入量。由直觀(guān)分析可以看出A3>A2>A1,B1>B2>B3,C2>C1=C3。因而較好的組合為A3B1C2,即乙醇濃度為95%、乙醇加入量為原料總質(zhì)量的30%、硬脂酸鎂加入量為1%。由方差分析可知,三個(gè)因素對(duì)產(chǎn)量的影響都不是很大,可能是由于本實(shí)驗(yàn)誤差自由度較小(僅為2),使檢驗(yàn)靈敏度低,從而掩蓋了考察因素的顯著性。選擇平均數(shù)較大的水平A3,B1,C2組合成最優(yōu)水平組合A3B1C2。采用與實(shí)驗(yàn)方法相同的工藝,對(duì)制備的咀嚼片進(jìn)行感官評(píng)價(jià)。三次平行實(shí)驗(yàn)得到的感官評(píng)價(jià)平均分為2.35分,制備的咀嚼片呈淡黃色,色澤均勻,表面光滑,具有阿膠-菊粉的獨(dú)特風(fēng)味、酸甜協(xié)調(diào)、崩解性好,在25 min內(nèi)全部溶解,硬度及其質(zhì)量差異限度等均符合中國(guó)藥典規(guī)定。

2.3咀嚼片功能成分降血糖實(shí)驗(yàn)結(jié)果

表8實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明,小鼠經(jīng)過(guò)藥物處理飼養(yǎng)30 d后,與正常組相比較體重顯著降低。但樣品組小鼠體重在灌胃處理30 d后可見(jiàn)明顯增加,與糖尿病模型組相比有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,因此可以推測(cè)樣品組飼料對(duì)糖尿病小鼠體重的下降具有減緩作用。

表8　各組小鼠藥物處理前后體重變化±s)

注:▲p<0.05,與糖尿病模型組比較,表9同。

表9實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明,正常對(duì)照組小鼠在灌胃30 d后血糖水平基本穩(wěn)定,糖尿病模型組血糖水平具有較大幅度的增加。模型組血糖顯著高于正常對(duì)照組,具有顯著性差異。與糖尿病模型組比較,樣品組與二甲雙胍組小鼠在灌胃處理30 d后隨機(jī)血糖均有降低,差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,樣品組降低糖尿病小鼠血糖和減緩糖尿病小鼠體重的作用顯著,與二甲雙胍作用相當(dāng)。與正常對(duì)照組相比較,樣品組與二甲雙胍組小鼠的血糖偏高。

表9　各組小鼠藥物處理前后隨機(jī)血糖變化±s)

2.4產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)檢測(cè)

2.4.1感官指標(biāo)本品為淡黃色片,外觀(guān)完整,表面光滑,色澤均勻,具有菊粉、阿膠特有的香味,酸甜可口、入口柔順、無(wú)異味,崩解性好,能在25 min內(nèi)全部崩解。

2.4.2物理指標(biāo)片重0.55 g±5.0%;脆硬度≤0.6%;硬度60 N±5%。

2.4.3微生物指標(biāo)細(xì)菌總數(shù)≤1000 個(gè)/g;大腸桿菌未檢出;致病菌未檢出。

2.4.4硒含量指標(biāo)硒含量為0.01%,在咀嚼片中穩(wěn)定存在。

3　結(jié)論

與普通片劑相比,咀嚼片具有攜帶方便、質(zhì)量穩(wěn)定、口感良好等優(yōu)點(diǎn),片劑經(jīng)過(guò)咀嚼后進(jìn)入腸道,可減少藥劑對(duì)胃腸道的負(fù)擔(dān),特別適用于小兒、老人、吞咽困難或胃腸功能較差的患者。本實(shí)驗(yàn)對(duì)富硒阿膠咀嚼片的制備工藝及配方進(jìn)行了優(yōu)化,并對(duì)咀嚼片中功能成分的降血糖效果進(jìn)行了研究,得到如下結(jié)論:

按照配方:阿膠、菊粉、富硒卡拉膠、硬脂酸鎂的添加量分別為24.5%、73.5%、1%、1%。將原料混合均勻,邊攪拌邊加入體積分?jǐn)?shù)為95%的乙醇溶液,加入量為原料總質(zhì)量的30%,在40 ℃的鼓風(fēng)干燥箱中干燥6 h,制得富硒阿膠咀嚼片。采用此方法制得的咀嚼片表面光滑、色澤均勻,口感良好。

小鼠降血糖實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該產(chǎn)品能夠顯著降低小鼠的血糖水平,并對(duì)其體重的減少具有緩解作用,與二甲雙胍作用相當(dāng)。因此,用阿膠、菊粉等原料制成的富硒阿膠咀嚼片具有降血糖活性的功效。

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Preparation and hypoglycemic activity of selenium-enrichedasinicorricolla-inulin chewable tables

SHI Xue-jie1,2,ZHU Xiao-zhen1,2,YI Yue-tao1,*

(1.Yantai Institute of Coastal Zone Research,Chinese Academy of Sciences,Yantai 264003,China； 2.College of Earth Sciences,University of Chinese Academy of Sciences,Beijing 100049,China)

AsiniCoriiColla,inulin and selenium-enriched carrageenan were used as the main raw materials,and a kind of selenium-enrichedAsiniCoriiColla-inulin chewable tablets were prepared through drying,mixing,making granules,drying,compression. The manufacturing process and main point of the operation were described detailedly. Besides,hypoglycemic activity was studied. Accoding to the research,whenAsiniCoriiColla,inulin,selenium-enriched carrageenan,and magnesium stearate were 24.5%,73.5%,1%,1%,with 95% ethanol solution as a adhesive,a kind of selenium-enrichedAsiniCoriiColla chewable tablets with smooth surface,identical color and special flavor can be obtained. The results of hypoglycemic tests in mice indicated that blood sugar levels of mice which were feed withAsiniCoriiColla contained inulin and selenium-enriched carrageenan were decreased significantly after treatment for 30 d.

AsiniCoriiColla;inulin;chewable tables;processing technology;hypoglycemic activity

2016-03-03

史雪潔(1990-)，女，碩士研究生，研究方向：資源生物與化學(xué)，E-mail：shixuejie@126.com。

衣悅濤(1974-)，男，博士，副研究員，研究方向：海岸帶資源化學(xué)，E-mail:ytyi@yic.ac.cn。

863計(jì)劃(2012AA021205-1)；山東省科技重大專(zhuān)項(xiàng)(2015ZDJS03002)。

TS201.1

B

1002-0306(2016)17-0242-05

10.13386/j.issn1002-0306.2016.17.039