林蓉，趙鑫，包怡紅*

（東北林業(yè)大學(xué)林學(xué)院，黑龍江哈爾濱150040）

紅松種鱗多酚泡騰顆粒的研制

林蓉，趙鑫，包怡紅*

（東北林業(yè)大學(xué)林學(xué)院，黑龍江哈爾濱150040）

研究了紅松種鱗多酚泡騰顆粒的制備工藝及其抗氧化活性。以紅松種鱗多酚為原料，加入糊精、甘露醇、檸檬酸、碳酸氫鈉等輔料，研制紅松種鱗多酚泡騰顆粒，并采用響應(yīng)面分析法優(yōu)化配料添加比例。測(cè)定所研制紅松種鱗多酚泡騰顆粒的總還原力、羥基自由基清除能力、DPPH自由基清除能力。結(jié)果表明，紅松種鱗多酚泡騰顆粒的最佳制備工藝為甘露醇∶糊精2.2∶1，檸檬酸∶碳酸氫鈉1.4∶1。山梨醇添加量10.1 g/100 g。在此條件下制備的產(chǎn)品感官評(píng)分為80.64分，多酚含量為13.76mg/g。

紅松種鱗多酚；泡騰顆粒；抗氧化

植物多酚是一類廣泛存在于植物中的多元酚類化合物，是種類最豐富的植物次生代謝產(chǎn)物之一。多酚類化合物具有多種生物活性，包括抗輻射、抗氧化、降血脂、抗炎、抗菌、抗腫瘤等[1-3]。松多酚是植物多酚中的一類重要資源，法國(guó)沿海松樹樹皮的酚類提取物已被成功開發(fā)為保健產(chǎn)品—碧蘿芷[4-5]。碧蘿芷是一種天然抗氧化劑，能夠清除自由基，聯(lián)結(jié)蛋白質(zhì)等，具有延緩衰老、調(diào)節(jié)免疫、預(yù)防心血管疾病等功效。我國(guó)紅松資源豐富，松子是廣受大眾喜愛的堅(jiān)果之一，而紅松種鱗作為副產(chǎn)物常被廢棄，并未得到合理的開發(fā)利用。李波等[6-7]的研究表明，從紅松種鱗中提取的多酚具有抗氧化、抑制α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶等活性。為使我國(guó)紅松資源得到充分利用，可將紅松種鱗的多酚提取物開發(fā)為具有抗氧化、降血糖等功效的保健食品。

近年來，泡騰制劑在保健食品領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，相比于傳統(tǒng)劑型，泡騰制劑具有便于攜帶，生物利用度高，有效成分溶解迅速等優(yōu)勢(shì)，且泡騰可產(chǎn)生二氧化碳，可以改善口感[8-9]。紅松種鱗多酚味澀、微苦，制作為傳統(tǒng)片劑或膠囊劑其味道也難以掩蓋，而制作泡騰顆粒除了可以通過添加輔料改善味道，還可以經(jīng)過泡騰產(chǎn)生碳酸飲料風(fēng)味，使產(chǎn)品更容易被接受。本試驗(yàn)以紅松種鱗多酚為原料添加一定輔料制成泡騰顆粒，通過響應(yīng)面試驗(yàn)優(yōu)化各輔料配比，確定紅松種鱗多酚泡騰顆粒配方，并對(duì)其進(jìn)行抗氧化活性測(cè)定。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

紅松種鱗：收集于黑龍江伊春林區(qū)，曬干后粉碎過60目篩。

山梨醇、PVP-K30、甘露醇、聚乙二醇（polyethylene glycol，PEG）6000、碳酸氫鈉、檸檬酸、β-環(huán)糊精：亞東精細(xì)化工有限公司。

沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)品、1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl，DPPH）、2-脫氧核糖：美國(guó)Sigma公司；無水乙醇、福林酚、碳酸鈉、鐵氰化鉀、氯化鐵、三氯乙酸、硫酸鐵、乙二胺四乙酸（ethylenediaminetetraaceticacid，EDTA）、H2O2：國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；其他試劑均為國(guó)產(chǎn)分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

RE-5205旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀：上海亞榮生化儀器有限公司；DK-8D恒溫水浴鍋：上海一恒科學(xué)儀器有限公司；1001-2鼓風(fēng)干燥箱：北京永光明醫(yī)療儀器有限公司；FA2004電子天平：上海天平儀器廠；722型可見分光光度計(jì)：上海光譜儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 制備工藝及操作要點(diǎn)

取紅松種鱗干粉超臨界二氧化碳萃取脫脂，用體積分?jǐn)?shù)57%的乙醇溶液，在料液比為1∶27（g∶m L）條件下，80℃恒溫水浴浸提4 h，重復(fù)提取2次。以AB-8大孔吸附樹脂純化，上樣質(zhì)量濃度為1.5mg/m L，上樣體積為0.3 BV，靜態(tài)吸附3h，水洗3BV，以體積分?jǐn)?shù)90%的乙醇溶液洗脫1.6BV，收集純化的多酚提取液，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)溶劑，得紅松種鱗多酚干膏粉，備用。采用福林酚法測(cè)定多酚含量[6]。

稱取PEG6000適量加熱融化，加入碳酸氫鈉并攪拌均勻，冷卻凝固后，粉碎過80目篩備用。取紅松種鱗多酚干膏粉適量，過80目篩。將紅松種鱗多酚與稀釋劑、矯味劑混勻，分為兩份，其中一份加入檸檬酸，另一份加入包裹后的碳酸氫鈉，分別加入適量黏合劑制成軟材，過40目篩，將包含酸源和碳源的原料分別制粒，置于60℃烘箱內(nèi)烘干24 h后，混勻，整粒即可[10-12]。

1.3.2 單因素試驗(yàn)

固定配方中其他輔料用量，分別對(duì)包合堿源PEG6000用量比例，稀釋劑、矯味劑、酸源堿源用量比例以及黏合劑進(jìn)行篩選。以感官評(píng)價(jià)分值為考察指標(biāo)，最終確定最佳輔料。

（1）PEG6000包合堿源用量的比例

為避免泡騰顆粒制劑的酸源和堿源在制作和儲(chǔ)存過程中反應(yīng)生成二氧化碳，對(duì)堿源碳酸氫鈉進(jìn)行包裹[13]。采用PEG6000熔融包合制粒的方法，分別將PEG6000與碳酸氫鈉以0.1∶1.0、0.3∶1.0、0.5∶1.0、0.7∶1.0、0.9∶1.0的比例進(jìn)行包合制粒，制作紅松種鱗多酚泡騰顆粒，根據(jù)包合情況、制粒難易程度和綜合評(píng)定分值對(duì)PEG6000包合碳酸氫鈉時(shí)的用量比例進(jìn)行篩選。

（2）稀釋劑的比例篩選

按配方稱取紅松種鱗多酚、山梨醇、檸檬酸和已包裹的碳酸氫鈉5份，分別加入混合比例為1∶3、1∶2、1∶1、2∶1、3∶1的糊精和甘露醇，制成紅松種鱗多酚泡騰顆粒，根據(jù)感官評(píng)分確定合適的稀釋劑比例。

（3）矯味劑的添加量

因多酚味澀，需添加適量矯味劑改善口感，考慮到此款產(chǎn)品使用者中高血糖患者需嚴(yán)格控制糖類矯味劑的攝入，因此選取山梨醇為輔料。分別加入6 g/100 g、8 g/100 g、 10 g/100 g、12 g/100 g、14 g/100 g的山梨醇，制成紅松種鱗多酚泡騰顆粒，根據(jù)感官評(píng)分確定較合適的矯味劑用量。

（4）酸源與碳源比例篩選

在泡騰顆粒中添加酸源和碳源的比例分別為0.9∶1、1.2∶1、1.5∶1、1.8∶1、2.1∶1，制成紅松種鱗多酚泡騰顆粒，根據(jù)感官評(píng)分確定較合適的酸源與碳源比例。

（5）黏合劑的篩選

分別以4%、6%、8%PVP-K30及體積分?jǐn)?shù)60%、75%的乙醇溶液為黏合劑，制成紅松種鱗多酚泡騰顆粒，根據(jù)感官評(píng)分確定較合適的黏合劑。

1.3.3 響應(yīng)面試驗(yàn)

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，采用響應(yīng)面分析法，以產(chǎn)品感官評(píng)分（Y）為評(píng)價(jià)指標(biāo)，利用Design-Expert軟件在3因素3水平上對(duì)紅松種鱗多酚顆粒的（A）稀釋劑的比例（甘露醇∶糊精），（B）矯味劑（山梨醇）的添加量和（C）酸源碳源的比例（檸檬酸∶碳酸氫鈉）進(jìn)行優(yōu)化，確定最適的紅松種鱗多酚泡騰顆粒配方。響應(yīng)面試驗(yàn)因素與水平編碼見表1。

表1 Box-Behnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)因素與水平Table 1 Factors and levels of Box-Behnken experiments design

1.3.4 測(cè)定方法

紅松種鱗多酚泡騰顆粒的感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：由實(shí)驗(yàn)室的5名同學(xué)對(duì)其粒度進(jìn)行評(píng)價(jià)，加入200m L溫水泡騰后，分別對(duì)口感、澄清度及泡騰時(shí)間進(jìn)行評(píng)價(jià)，結(jié)合粒度評(píng)分結(jié)果得到感官評(píng)分，感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)如表2。

表2 紅松種鱗多酚泡騰顆粒感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Sensory evaluation standards of Korean pine scale polyphenols effervescent granu les

紅松種鱗多酚泡騰顆粒的多酚含量測(cè)定：按照參考文獻(xiàn)[14-15]的方法繪制沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)曲線。精密稱取1 g紅松種鱗多酚泡騰顆粒，置于100m L容量瓶中，加入蒸餾水溶解至刻度，搖勻。于25m L容量瓶中吸取1m L適當(dāng)稀釋的樣品溶液，加入2m L福林酚試劑，充分振蕩后靜置3～4m in，加入10m L 10%碳酸鈉溶液，蒸餾水定容，50℃水浴1 h，在波長(zhǎng)765 nm處測(cè)定吸光度值，帶入標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程計(jì)算多酚含量。

2 結(jié)果與分析

2.1 沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)曲線

沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)曲線如圖1所示。

由圖1可知，標(biāo)準(zhǔn)曲線線性回歸方程為y=4.075 6x+ 0.014 7，R2=0.999 3。表明二者線性關(guān)系良好。

圖1 沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)曲線Fig.1 Standard curve of gallic acid

2.2 紅松種鱗多酚泡騰顆粒配方優(yōu)化單因素試驗(yàn)

2.2.1 PEG6000包合堿源用量的比例

表3 PEG6000包合NaHCO3用量比對(duì)紅松種鱗多酚泡騰顆粒的影響Table 3 Effect of PEG6000 and NaHCO3ratio on Korean pine scale polypheno ls effervescent granules

由表3可知，當(dāng)PEG6000與NaHCO3的比例為0.1∶1.0時(shí)，NaHCO3與熔融的PEG6000無法混合均勻，有未包合的碳酸氫鈉粉末殘留，無法制粒；當(dāng)PEG6000與NaHCO3的比例為0.3∶1.0、0.5∶1.0時(shí)，均可完全包合，較易制粒且粒度均勻，PEG6000與NaHCO3的比例為0.3∶1.0時(shí)感官評(píng)分最高，為65.4分；當(dāng)PEG6000與NaHCO3的比例為0.7∶1.0、0.9∶1.0時(shí)，冷卻后干膏硬度較大，不易于粉碎制粒。因此，最終選取PEG6000∶NaHCO3比例為0.3∶1.0。

2.2.2 稀釋劑的比例篩選

圖2 甘露醇與糊精比例對(duì)紅松種鱗多酚泡騰顆粒感官評(píng)分的影響Fig.2 Effect ofm annitoland dextrin ratio on the sensory score of Korean pine scale polyphenols effervescent granu les

由圖2可知，隨著甘露醇添加比例的增加，產(chǎn)品的感官評(píng)分逐漸升高，產(chǎn)品沖泡后的口感愈佳，澄清度提高。當(dāng)甘露醇與糊精的添加比例為2∶1時(shí)，感官評(píng)分達(dá)到最高，為73.6；當(dāng)甘露醇與糊精的比例為3∶1時(shí)，產(chǎn)品的感官評(píng)分降低。因此選擇甘露醇與糊精的比例為1∶1、2∶1和3∶1進(jìn)行后續(xù)試驗(yàn)。

2.2.3 矯味劑的添加量

圖3 山梨醇添加量對(duì)紅松種鱗多酚泡騰顆粒感官評(píng)分的影響Fig.3 Effect of sorbitoladdition on the sensory score o f Korean pine scale po lyphenols effervescent granules

由圖3可知，隨著山梨醇添加量的增加，產(chǎn)品的感官評(píng)分逐漸升高，當(dāng)山梨醇添加量為10 g/100 g時(shí)，紅松種鱗多酚泡騰顆粒的口感最佳，感官評(píng)分最高為66.8；繼續(xù)增加山梨醇添加量，感官評(píng)分反而下降。因此選擇山梨醇添加量為8 g/100 g、10 g/100 g、12 g/100 g進(jìn)行后續(xù)試驗(yàn)。

2.2.4 酸源與碳源比例的篩選

檸檬酸和碳酸氫鈉的添加可以產(chǎn)生泡騰效果，并改善泡騰制劑的口感，但是當(dāng)酸源或堿源過多時(shí)，會(huì)造成泡騰不充分，影響泡騰顆粒的質(zhì)量。由圖4可知，當(dāng)酸源和碳源比例為0.9∶1時(shí)，堿源過多，口味咸澀，泡騰時(shí)間短，感官評(píng)分較低；隨著酸源比例增加，泡騰效果愈佳，口味趨于適宜，產(chǎn)品的感官評(píng)分逐漸增高；在酸源與碳源的比例為1.5∶1時(shí)，紅松種鱗多酚泡騰顆粒的口感最佳，泡騰時(shí)間適宜，感官評(píng)分最高為75.8分；而后，隨著酸源比例的增加，產(chǎn)品漸酸，口味受到影響，感官評(píng)分逐漸降低。因此選擇檸檬酸與碳酸氫鈉的比例為1.2∶1、1.5∶1、1.8∶1進(jìn)行后續(xù)試驗(yàn)。

圖4 檸檬酸與碳酸氫鈉比例對(duì)紅松種鱗多酚泡騰顆粒感官評(píng)分的影響Fig.4 Effectof citric acid and sodium bicarbonate ratio on the sensory score of Korean pine scale polyphenols effervescent granu les

2.2.5 黏合劑的篩選

黏合劑的使用會(huì)影響泡騰顆粒的粒度，不同黏合劑對(duì)產(chǎn)品感官品質(zhì)影響結(jié)見圖5。由圖5可知，6%的PVP-K30乙醇溶液為黏合劑時(shí)制得的產(chǎn)品感官評(píng)分最高，為67.8，所制得的紅松種鱗多酚泡騰顆粒的粒度最均勻，產(chǎn)品質(zhì)量最好。因此，最終選取6%的PVP-K30為黏合劑。

圖5 不同黏合劑對(duì)紅松種鱗多酚泡騰顆粒感官評(píng)分的影響Fig.5 Effect of different adhesives on the sensory score of Korean pine scale polyphenols effervescentgranules

2.3 響應(yīng)面法優(yōu)化紅松種鱗多酚泡騰顆粒中各因素的配比

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，選擇稀釋劑的比例，矯味劑的添加量，酸源和碳源的比例為評(píng)價(jià)因素，以感官評(píng)分為評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行Box-Behnken設(shè)計(jì)，進(jìn)行3因素3水平的響應(yīng)面設(shè)計(jì)，共17個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)，試驗(yàn)結(jié)果如表4所示。

表4 響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果Table 4 Design and results o f response surface experiments

利用Design-Expert8.0軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析，得到二元回歸方程為：

對(duì)回歸模型進(jìn)行方差分析，結(jié)果如表5所示。

表5 回歸模型的方差分析Table 5 Variance analysis of regression model

由表5可知，該模型的顯著水平P＜0.000 1，達(dá)到極顯著水平；失擬項(xiàng)P=0.089 1＞0.05，表明回歸方程擬合情況好，誤差小，該模型可較好的描述各因素與響應(yīng)值之間的真實(shí)關(guān)系，可利用該方程確定紅松種鱗多酚泡騰顆粒中各因素的最佳配比。

2.4 響應(yīng)面優(yōu)化與模型驗(yàn)證

圖6 稀釋劑比例、矯味劑添加量、碳源酸源比例交互作用對(duì)紅松種鱗多酚泡騰顆粒感官評(píng)分影響的響應(yīng)曲面及等高線Fig.6 Response surface plots and contour line of e ffects o f interaction between diluent ratio,corrigent addition and carbon source acid source ratio on the com prehensive sensory score of the effervesce granules

由圖6可知，根據(jù)模型可計(jì)算紅松種鱗多酚泡騰顆粒的最優(yōu)配方為甘露醇∶糊精=2.15∶1，山梨醇添加量為10.09 g/100 g，檸檬酸∶碳酸氫鈉為1.44∶1，在此條件下，紅松種鱗多酚泡騰顆粒的感官評(píng)分可達(dá)到80.59。

為方便實(shí)際操作，修改最優(yōu)配方為甘露醇∶糊精=2.2∶1，山梨醇添加量為10.1 g/100 g，檸檬酸∶碳酸氫鈉為1.4∶1，分別按上述最優(yōu)工藝條件進(jìn)行5次平行試驗(yàn)，所得紅松種鱗多酚泡騰顆粒的綜合感官評(píng)分均值為80.64分，與預(yù)測(cè)值相對(duì)誤差＜1%，說明響應(yīng)面優(yōu)化所得工藝條件準(zhǔn)確、可靠。

2.5 紅松種鱗多酚泡騰顆粒多酚含量測(cè)定

取6份樣品測(cè)得的吸光度值，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算出多酚含量均值為13.76mg/g。

3 結(jié)論

本試驗(yàn)在稀釋劑與矯味劑輔料選擇時(shí)避免了糖類添加劑，而是選擇甘露醇與糊精為稀釋劑，山梨醇為矯味劑，可以避免對(duì)糖尿病、肥胖等人群造成血糖波動(dòng)影響。為避免泡騰顆粒在制作及儲(chǔ)存過程中因潮濕失效，使用PEG6000對(duì)碳源進(jìn)行包合，并采用酸堿單獨(dú)制粒方法，增加了泡騰顆粒的穩(wěn)定性。

優(yōu)化后紅松種鱗多酚泡騰顆粒的配方為PEG6000∶NaHCO3為0.3∶1.0，6%的PVP-K30為黏合劑，甘露醇∶糊精= 2.2∶1，山梨醇添加量為10.1 g/100 g，檸檬酸∶碳酸氫鈉為1.4∶1，在優(yōu)化條件下制作的紅松種鱗多酚粒度均勻，口感，澄清度等均為最佳，感官評(píng)分為80.64分，多酚含量為13.76mg/g。

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Preparation of Korean pine scale polyphenolseffervescentgranules

LIN Rong,ZHAO Xin,BAO Yihong*
(College ofForestry,NortheastForestry University,Harbin 150040,China)

The preparation technology and antioxidantactivity of Korean pine scale polyphenolseffervescentgranuleswere researched.Using the Korean pine scale polyphenolsas raw material,the dextrin,mannitol,citric acid,sodium bicarbonate,etc asaccessories,Korean pine scale polyphenols effervescentgranuleswere developed,and the proportion of ingredientswas optim ized by response surfacemethodology.The total reducing power, hydroxyl radical scavenging ability and DPPH free radical scavenging ability of Korean pine scale polyphenols effervescent granules developed were determined.The results showed that the optimum preparation conditionsweremannitol∶dextrin 2.2∶1,citric acid∶sodium bicarbonate 1.4∶1, sorbitoladdition 10.1 g/100 g.Under the conditions,the sensory score and polyphenol contentof the productdeveloped were 80.64 and 13.76mg/g, respectively.

Korean pine scale polyphenols;effervescentgranules;antioxidantability

TS218

0254-5071（2017）08-0186-05

10.11882/j.issn.0254-5071.2017.08.041

2017-03-30

中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金項(xiàng)目（2572016CG02）；卓越農(nóng)林人才教育培養(yǎng)計(jì)劃改革試點(diǎn)項(xiàng)目（41110211）

林蓉（1993-），女，碩士研究生，研究方向?yàn)槭称芳庸づc安全。

*通訊作者：包怡紅（1970-），女，教授，博士，研究方向?yàn)槭称飞锛夹g(shù)與功能食品。