王文勇，張英慧

（佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院食品科學(xué)與工程學(xué)院，廣東佛山528231）

響應(yīng)面優(yōu)化沙棘果渣提取物在泡騰片中的應(yīng)用

王文勇，張英慧*

（佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院食品科學(xué)與工程學(xué)院，廣東佛山528231）

選用沙棘果渣作為原始材料，使用提取的粗黃酮粉搭配甜味劑、泡騰劑和黏合劑，研制一種總黃酮泡騰片。采用單因素試驗和配比試驗對泡騰片的崩解情況進行選擇，結(jié)果表明，總黃酮泡騰片崩解的較佳條件為：主料為總黃酮粉和泡騰劑，輔料為甜味劑和2%～3%聚乙二醇6000。然后根據(jù)優(yōu)選結(jié)果進行配方的響應(yīng)面分析，預(yù)測的最優(yōu)配方為每份泡騰片中總黃酮粉用量為60.1%、甜味劑用量為8.4%、泡騰劑用量為29.5%，聚乙二醇6000用量為2%，該產(chǎn)品的感官評分的預(yù)測值達到79分，實際感官評分為82分，預(yù)測精度96.3%。

沙棘果渣；總黃酮；泡騰片；曲應(yīng)面優(yōu)化；配方

沙棘（Hippophae rhamnoides L.）為胡頹子科酸刺屬的落葉灌木或小喬木[1]，沙棘果中含有豐富的生物活性成分，其中沙棘總黃酮是主要的活性物質(zhì)?，F(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究表明，沙棘總黃酮對心腦血管疾病、新陳代謝及免疫系統(tǒng)有重要作用，對缺血性腦血管疾病有很好的防治及緩解作用[2-3]，具有清除超氧陰離子自由基及羥自由基[4]、抗腫瘤[5]、抗心血管疾病[6]、抗骨質(zhì)疏松、雌激素樣與抗雌激素樣的作用以及調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)[7]。國內(nèi)的沙棘果加工主要集中在甘肅地區(qū)，在加工得到沙棘濃縮果汁、沙棘果醬、沙棘油等產(chǎn)品的同時也得到了大量的沙棘果渣，沙棘果渣中總黃酮的含量較為豐富[8]，目前從沙棘果及其他原料中提取總黃酮的研究已經(jīng)較多[9-11]，但利用沙棘果渣提取的總黃酮用于泡騰片產(chǎn)品的研制鮮有報道。

口服泡騰片前身形式是起泡沫的汽水、起泡片、泡騰散、泡騰浸劑以及外用泡騰片。我國從70年代開始研制泡騰片，但一直因產(chǎn)品質(zhì)量和設(shè)備達不到泡騰片的標(biāo)準(zhǔn)要求，故無法投放市場。進入21世紀(jì)，技術(shù)人員通過一系列的實驗和技術(shù)突破，國產(chǎn)泡騰片才陸續(xù)投放市場，所以說泡騰片是21世紀(jì)新劑型。泡騰片含有有機酸和碳酸氫鹽或碳酸鹽，遇水可放出大量二氧化碳而呈泡騰狀。由于口服泡騰片在冷水中即可迅速崩解，利于吸收，較其它劑型攜帶服用方便得多，并且多數(shù)泡騰片添加了矯味劑，口感較易為人們接受。在總黃酮的研究多集中于提取分析上，市場亦無直接應(yīng)用總黃酮在泡騰片中的產(chǎn)品報道，本文將以沙棘果渣提取總黃酮為原料，制備泡騰片，旨在開發(fā)沙棘果新產(chǎn)品，提高沙棘果產(chǎn)品的附加值，延伸沙棘果業(yè)鏈，提高其經(jīng)濟效益。沙棘果渣黃酮泡騰片不但攜帶方便，且適應(yīng)了現(xiàn)代生活快節(jié)奏的需要，有一定的保健價值。

1 材料與方法

1.1 原料與試劑

沙棘果渣：市售。

檸檬酸：濰坊英軒實業(yè)有限公司；碳酸氫鈉：天津堿廠；麥芽糊精：湖南世紀(jì)華生物工程有限公司；聚乙二醇 6000（PEG6000）：海安石油化工廠；氫氧化鈉、乙醇：濟寧宏偉化工有限公司，均為分析純；白砂糖：市售；阿斯巴甜：江蘇維多股份有限公司。

1.2 主要儀器與設(shè)備

燒杯、量筒、藥匙、玻璃棒、研缽、球形回流裝置、抽慮裝置、80目篩：廣州市典銳化玻實驗儀器有限公司；溫度計：深圳市永晟創(chuàng)新科技有限公司；YP-1.5L壓片機：金本機械源頭廠家；KQ-250B型超聲波清洗器：昆山市超聲儀器有限公司；HPD600樹脂：鄭州勤實科技有限公司；BL-3200H電子天平：日本島津儀器設(shè)備公司、RE-52-99旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器：上海亞榮生化儀器廠；GF-90粉碎機：旭朗機械源頭廠家；101-2電熱干燥烘箱：金壇市科析儀器有限公司；PHSJ-3F精密pH計：上海精密科學(xué)儀器有限公司；TD-45手持折光儀：浙江托普儀器有限公司。

1.3 檢測方法

1.3.1 崩解時限檢測

在250 mL燒杯中加入100 mL的水并將水溫控制在25℃，然后加入泡騰劑。從加入泡騰劑到溶液不再有氣體逸出時的時間差即為泡騰片的崩解時限[12]，同時觀察崩解后溶液的情況。

1.3.2 pH值檢測

取配比后的泡騰劑，置250 mL燒杯中，加100 mL水使其溶解，1 min后用精密pH計進行測定。

1.3.3 二氧化碳量的測定

采用失重法進行測定[13]。先求出二氧化碳的釋放量，再換算成mg/g。

1.4 方法

1.4.1 沙棘果渣的預(yù)處理

將市售沙棘果渣晾干或者在太陽下曬干，在電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱中烘干，干燥溫度為60℃，干燥時間10 h。將烘干的沙棘果渣在研缽中研碎，并用粉碎機進一步粉碎，貯存?zhèn)溆谩?/p>

1.4.2 沙棘果渣總黃酮的提取

稱取一定量烘干的沙棘果渣按照蘭昌云[14]的方法，采用超生輔助提取法，即用60%的乙醇，在溫度75℃料液比1∶15（g/mL）條件下超聲波輔助提取30 min，然后精密稱定5 g大孔樹脂，置于錐形瓶中，精密吸取25 mL樣品液，每隔5 min振搖10 s，持續(xù)2 h，然后靜置24 h，使其達到飽和吸附，然后分離樹脂，晾干，對吸附樹脂進行洗脫處理，其洗脫工藝是使用90%的乙醇100 mL，每隔5 min振搖10 s，持續(xù)2 h進行洗脫處理。對洗脫液進行收集，進行真空濃縮、干燥后獲得黃色、有光澤的總黃酮產(chǎn)品。

1.5 制作工藝及操作要點

1.5.1 工藝流程

采用直接粉末壓片法：主輔料干燥→粉碎→過篩→混合→壓片→滅菌→包裝。

1.5.2 操作要點

1）干燥：將主輔料分別放在電熱干燥箱中，60℃干燥2 h。

2）粉碎：將配比后的主輔料粉末在粉碎機中粉碎，注意粉碎完全。

3）過篩：將粉碎后的粉末過80目篩，保證原料顆粒均勻，方便溶解。

4）混合：過篩后的原輔料粉末進行充分混合，拌勻，如果混合不均勻，不僅影響片劑的外觀，而且也會影響到片劑溶解的效果。

5）滅菌與包裝：將片劑置于紫外燈下照射15 min～20 min，嚴(yán)格控制微生物指標(biāo)；滅菌后馬上密封包裝，防止吸潮。

1.6 配方試驗

1.6.1 總黃酮粉添加量的單因素試驗

總黃酮粉是本研究泡騰片的主料，它的添加量至關(guān)重要。試驗分別稱取總黃酮粗粉 2、2.5、3、3.5 g，各注入100 mL涼開水，以色澤、口感與香氣（各5分）為評價指標(biāo)對溶液進行審評，以確定較為合適的添加比例。

1.6.2 甜味劑用量的選擇

在甜味劑的選擇中，由于阿斯巴甜甜度大，為白砂糖的50倍（本研究所用的阿斯巴甜甜度為白砂糖的50倍），但它不參與一般糖代謝，也不會被微生物降解，適合糖尿病患者食用，且不產(chǎn)生齲齒，口味優(yōu)于一般的甜味劑。

試驗選擇阿斯巴甜和白砂糖復(fù)配作為甜味劑（阿斯巴甜∶白砂糖=1∶3，質(zhì)量比），與總黃酮粉一起調(diào)配口感。將精確稱量的2 g總黃酮粉分別與0.24、0.28、0.32、0.36、0.40、0.44、0.48、0.52 g 甜味劑混合，加入100 mL涼開水，以口感（5分）為評價指標(biāo)對溶液進行審評，以確定較為合適的添加比例。

1.6.3 泡騰劑的配比試驗

泡騰片最常用的酸源為檸檬酸，最常用的二氧化碳源為碳酸氫鈉、碳酸鈉及碳酸氫鉀，本試驗選擇檸檬酸和碳酸氫鈉作為泡騰劑。檸檬酸與碳酸氫鈉的最佳產(chǎn)氣質(zhì)量比是1.74∶1，溶解最快的質(zhì)量比是1.37∶1[15]，但事實上，酸的用量往往稍微多于化學(xué)反應(yīng)理論量，一來使碳酸鹽反應(yīng)完全，二來減少碳酸氫鈉的過量加入對不宜多食鈉的病人帶來的不良反應(yīng)。將精確稱量的1 g碳酸氫鈉分別與0.6 g～1.5 g檸檬酸反應(yīng)，加入100 mL水進行反應(yīng)，計算減重量，即為CO2的釋放量，再測定產(chǎn)生溶液的pH值。

1.7 響應(yīng)面優(yōu)化總黃酮泡騰片的配方

試驗選擇總黃酮、甜味劑（阿斯巴甜∶白砂糖=1∶3，質(zhì)量比）、泡騰劑和聚乙二醇6000四因素，進行曲應(yīng)面優(yōu)化試驗，經(jīng)感官審評后確定優(yōu)化配方。

2 結(jié)果與分析

2.1 配方試驗

2.1.1 總黃酮粉添加量的確定

總黃酮的添加量試驗結(jié)果如表1所示。

表1 總黃酮粉添加量審評結(jié)果Table 1 Results of total flavonoids powder content review

總隨著總黃酮粉用量的增加，杯底的沉淀也增加，而且時間越長懸浮的總黃酮粉沉淀下來也越多。因此，為了綜合色澤、口感和底部的沉淀考慮，每100 mL水中選擇2.5 g～3 g總黃酮粉為宜。

2.1.2 甜味劑用量的確定

從表2可以看到，甜味劑量越大，飲料越甜。甜味劑在0.32 g～0.44 g之間，飲料的口感最佳，甜度適中。所以，100 mL水中選擇0.32 g～0.44 g甜味劑為宜。

2.1.3 泡騰劑用量的確定

選擇碳酸氫鈉和檸檬酸作為泡騰劑，合理復(fù)配[15]，以達到理想的泡騰效果。碳酸氫鈉與檸檬酸的配比試驗結(jié)果見表3。

表2 甜味劑添加量審評結(jié)果Table 2 Results of sweeteners content review

表3 泡騰劑配合后CO2的釋放量和反應(yīng)溶液的pH值Table 3 The release amount of CO2and the pH value of the reaction solution after the reaction of effervescent agent

由表3可以看出，檸檬酸用量在0.9 g～1.2 g時CO2的釋放量較多，崩解時限在40 s左右，且pH值也較適合飲用，也就是碳酸氫鈉：檸檬酸的質(zhì)量比在1∶0.9～1∶1.2之間比較理想，可以設(shè) 1∶0.9、1∶1.1、1∶1.3三水平進行優(yōu)選試驗。

2.1.4 潤滑劑的確定

硬脂酸鎂、滑石粉、微粉硅膠、聚乙二醇6000、可溶性淀粉等是常用的片劑潤滑劑。硬脂酸鎂、滑石粉、微粉硅膠為疏水性潤滑劑，會影響產(chǎn)品的感官質(zhì)量，故不宜采用。而PEG6000和可溶性淀粉為親水性潤滑劑，潤滑性及抗黏性優(yōu)良，且對泡騰片在水中溶解后的澄清度無影響，適宜選用，其添加量一般為2%～3%[16]。本文中將潤滑劑定為2%的聚乙二醇6000。

2.2 曲應(yīng)面優(yōu)化沙棘果渣提取總黃酮用于泡騰片產(chǎn)品的配方

將上述確定的幾種對結(jié)果影響顯著的3種輔料進行Box-Behnken中心組合的四因素三水平試驗設(shè)計，將每份泡騰片置于200 mL的涼開水中，由十位專業(yè)從事食品專業(yè)的人員進行盲測，對產(chǎn)品的色澤、滋味、狀態(tài)進行加權(quán)法計算總分，色澤的加權(quán)系數(shù)為0.3，滋味加權(quán)系數(shù)為0.4，狀態(tài)加權(quán)系數(shù)為0.3，總分計算公式為：總評分=∑XiYi（i=1，2，3......n；X為評定指標(biāo)，Y為權(quán)重），滿分為100分。研究幾種輔料對于感官評分的交互作用及回歸模型。

2.2.1 試驗設(shè)計方案及結(jié)果

由上述單因素試驗確定對產(chǎn)品品質(zhì)影響較大的幾個因子[總黃酮粉用量（A）、甜味劑用量（B）、泡騰劑用量（C）]，作響應(yīng)曲面優(yōu)化設(shè)計，試驗方案及結(jié)果見表4、表 5。

表4 Box-Behnken試驗因素水平編碼Table 4 Factors and levels of box-Behnken suface analysis

表5 Box-Behnken試驗方案及結(jié)果Table 5 Results of Box-Behnken central composite design

2.2.2 模型的建立及顯著性檢驗

采用design-expert8.0對所得數(shù)據(jù)進行回歸擬和，得到感官評分R對總黃酮粉用量（A）、甜味劑用量（B）、泡騰劑用量（C）的模型：

R=77.4+0.75A+1.75B-0.5C-2.25AB+0.75AC+0.75BC-1.08A2-8.58B2+0.93C2

回歸模型的方差分析見表6。

表6 回歸模型的方差分析Table 6 Analysis of variance for fitted quadratic polynomial model

由表6可知，模型的F值為717.95，Prob（P）＜0.000 1，達到極顯著水平，失擬項 Prob（P）為 0.671 6，不顯著，R2=0.995 5，調(diào)整后R2=0.989 7，說明該方程模型噪音少，擬和效果良好，能夠很好的表明感官評分與各因子之間添加量的關(guān)系。一次項A、B與二次項AB、A2、B2、C2達到極顯著水平，一次項C達到顯著水平，說明它們對響應(yīng)值影響大。

2.2.3 響應(yīng)面分析及優(yōu)化

使用Design-expert8.0做出響應(yīng)曲面圖，見圖1～圖3。

圖1 甜味劑用量與總黃酮粉用量對感官評分影響的曲應(yīng)面Fig.1 The response surface of amount of sweetening agents and total flavone powder dosage on the surface of the sensory score

圖2 泡騰劑與總黃酮粉對感官評分影響的曲應(yīng)面Fig.2 The response surface of amount of sweetening agents and total flavone powder dosage on the surface of the sensory score

圖3 泡騰劑用量與甜味劑用量對感官評分影響的曲應(yīng)面Fig.3 The response surface of effervescent dosage and amount of sweetening agents on the surface of the sensory score

由圖1～圖3可知，曲面圖在上，等值線圖在下，曲線約陡峭表明對響應(yīng)值的影響就越大，且由等高線形狀及表6 P值可知，AB因素間交互作用達到極顯著水平，由此可知所選因素對響應(yīng)值的影響強度次序為B（甜味劑用量）＞A（總黃酮粉用量）＞C（泡騰劑用量）。為確定最佳響應(yīng)值的因素水平，通過Optimization Numerical Solutions求最優(yōu)解為：總黃酮粉用量為2.73 g、甜味劑用量為0.38 g、泡騰劑用量為1.34 g，聚乙二醇6000用量為其他原料用量和的2%，該產(chǎn)品的感官評分的預(yù)測值達到79分。采用上述優(yōu)化后配方進行驗證試驗，通過3次重復(fù)測定，得到優(yōu)化后的產(chǎn)品配方的實際感官評分為82分，與預(yù)測的79較為接近，預(yù)測精度96.3%，證明所得數(shù)學(xué)模型的準(zhǔn)確性，具有一定的實用價值。

3 結(jié)論

將沙棘果渣提取物提取純化后（總黃酮）用在泡騰片產(chǎn)品的研制中，進行原輔料的單因素篩選，其中總黃酮粉用量、甜味劑用量、泡騰劑用量對于泡騰片感官質(zhì)量影響較大，對其進行曲應(yīng)面優(yōu)化，優(yōu)化后可知所選因素對響應(yīng)值的影響強度次序為B（甜味劑用量）＞A（總黃酮粉用量）＞C（泡騰劑用量），預(yù)測的最優(yōu)配方為總黃酮粉用量為2.73 g、甜味劑用量為0.38 g、泡騰劑用量為1.34 g，聚乙二醇6000用量為其他原料用量和的2%，即每份泡騰片中總黃酮粉用量為60.1%、甜味劑用量為8.4%、泡騰劑用量為29.5%，聚乙二醇6000用量為2%，在200 mL的涼開水中崩解后進行品評，該產(chǎn)品的感官評分的預(yù)測值達到79分，實際感官評分為82分，預(yù)測精度96.3%，具有一定的實用價值，說明響應(yīng)面法優(yōu)化的泡騰劑配方是有效的。

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Optimization of Seabuckthorn Pomace Extract in Effervescent Tablets by Response Surface Methodology

WANG Wen-yong，ZHANG Ying-hui*
（School of Food Science and Engineering，F(xiàn)oshan University，F(xiàn)oshan 528231，Guangdong，China）

Seabuckthorn pomace was selected as raw material，the total flavone effervescent tablet was prepared by using the extracted coarse flavone powder，sweetener，effervescent agent and binder.The disintegration of the single factor test and proportion test of effervescent tablets were selected，the results showed that the better conditions for disintegration of effervescent tablets were：ingredients for total flavone powder and effervescent agents，sweeteners and accessories for the 2%-3%polyethylene glycol 6000.Then the response surface analysis of the formulation was carried out according to the optimum result.The optimum formula for the total flavonoids powder in each effervescent tablet was 60.1%，sweetener dosage was 8.4%，effervescent agent was 29.5%，the dosage of PEG 6000 was 2%，the prediction of the product sensory score reached 79 points，the actual sensory score was 82 points，the prediction accuracy was 96.3%.

seabuckthorn pomace；total flavonoids；effervescent tablets；response surface optimization；formulation

2016-12-31

10.3969/j.issn.1005-6521.2017.18.023

王文勇（1990—），男（漢），工程師，碩士研究生，主要從事食品營養(yǎng)檢測與加工技術(shù)研究。

*通信作者