孫陽恩，李麗，史兆松，王春艷，趙婷婷，張路，李士棟，張淹

(東阿阿膠股份有限公司 國家膠類中藥工程技術(shù)研究中心 山東省膠類中藥研究與開發(fā)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東 聊城 252201)

·中藥工業(yè)·

阿膠凝膠強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)化檢測方法研究△

孫陽恩，李麗，史兆松，王春艷，趙婷婷，張路，李士棟，張淹*

(東阿阿膠股份有限公司 國家膠類中藥工程技術(shù)研究中心 山東省膠類中藥研究與開發(fā)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東 聊城 252201)

目的探索不同凝膠條件及質(zhì)構(gòu)測試參數(shù)對阿膠凝膠強(qiáng)度的影響，建立適用于阿膠產(chǎn)品的凝膠強(qiáng)度檢測方法。方法采用物性測試儀分別對凝膠濃度、凝膠溫度、凝膠時(shí)間及產(chǎn)品測試參數(shù)進(jìn)行考察，確定最佳阿膠凝膠制備和凝膠強(qiáng)度檢測條件。結(jié)果通過實(shí)驗(yàn)研究確定最優(yōu)凝膠制備條件為阿膠膠液濃度25%，凝膠溫度4 ℃，凝膠時(shí)間8 h；最優(yōu)凝膠強(qiáng)度檢測條件為測前速率1 mm·s-1，壓縮速率1 mm·s-1，測后速率為10 mm·s-1，在2 min內(nèi)完成樣品檢測。結(jié)論研究建立的方法對阿膠凝膠強(qiáng)度的檢測具有良好的適用性，可實(shí)現(xiàn)阿膠凝膠性的精確量化評價(jià)，為指導(dǎo)生產(chǎn)和產(chǎn)品品質(zhì)均一性提升提供有效參考。

阿膠；物性測試儀；凝膠強(qiáng)度

阿膠為馬科動(dòng)物驢的干燥皮或鮮皮經(jīng)煎煮、濃縮制成的固體膠，具有滋陰潤燥、補(bǔ)血止血等功能[1]。阿膠的制備過程含有高溫、高壓等復(fù)雜的特殊工藝，不同生產(chǎn)工藝的產(chǎn)品質(zhì)量差異較大。《中華人民共和國藥典》2015年版一部阿膠質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)對產(chǎn)品性狀、真?zhèn)巍⒑康壤砘笜?biāo)進(jìn)行規(guī)定，但這些指標(biāo)無法直接評定不同批次、不同廠家阿膠質(zhì)構(gòu)特性的穩(wěn)定性、一致性。凝膠強(qiáng)度[2]是膠類產(chǎn)品凝膠性質(zhì)的表征，是其固有特性，反映膠體分子鏈的長短和交聯(lián)特性，可以客觀反映阿膠原料差異、工藝穩(wěn)定性及成品品質(zhì)差異。

阿膠因其產(chǎn)品性質(zhì)與其他膠體具有很大差別，通用凝膠強(qiáng)度測試方法無法適用于阿膠檢測，目前尚未有適用于阿膠凝膠強(qiáng)度的測定標(biāo)準(zhǔn)。其他具有凝膠性的產(chǎn)品，如仙草膠、果膠、魚靡、大豆蛋白、蛋清蛋白等的凝膠強(qiáng)度測試方法也各有差異[3-7]，對于凝膠強(qiáng)度測試方法中凝膠濃度、凝膠溫度、凝膠時(shí)間及測試參數(shù)的優(yōu)選方法和過程也少有研究。質(zhì)構(gòu)儀在食品中的應(yīng)用較為廣泛，在中藥領(lǐng)域應(yīng)用較少。本研究從阿膠性質(zhì)出發(fā)，首次引入物性分析儀用于阿膠凝膠強(qiáng)度表征，研究建立適用于阿膠的凝膠強(qiáng)度的檢測方法，為阿膠質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)提升控制研究提供精確的量化檢測方法。

1 儀器與材料

東阿阿膠(東阿阿膠股份有限公司)；純化水。

物性測試儀(TA.XT-plus 英國Stable Micro System公司)；凍力瓶(英國Stable Micro System公司,內(nèi)徑：59 mm，高度：85 mm)；電子天平(CPA 224S 賽多利斯)；恒溫水浴箱(HH-6科析儀器)；冰箱(BCD-539WT海爾)；中藥粉碎機(jī)(BJ-400拜杰)。

2 方法與結(jié)果

2.1 凝膠制備

取成品阿膠塊，用打粉機(jī)粉碎后，稱取一定質(zhì)量的阿膠置于200 mL燒杯內(nèi)，加水約65 mL，于65 ℃水浴中加熱約15 min，使樣品完全溶解。放冷，轉(zhuǎn)移至100 mL容量瓶中，加水分次洗滌，洗液并入容量瓶，加水定容至刻度。搖勻后轉(zhuǎn)移至凍力瓶(內(nèi)徑：59 mm，高度：85 mm)內(nèi)，置于低溫環(huán)境中，水平放置，保存一定時(shí)間后，取出，立即采用物性測試儀測定。

2.2 凝膠強(qiáng)度檢測

將待測樣品置于測試臺正中，采用配有SMS P/0.5探頭的TA.XT-plus物性儀進(jìn)行凝膠強(qiáng)度測定，方法模式：compression；觸發(fā)力5 g；下壓距離4 mm。凝膠強(qiáng)度值為壓縮測試過程中的最大力值。凝膠強(qiáng)度單位用g表示。

注：凝膠強(qiáng)度為探頭下壓過程中的最大力值。圖1 物性測試儀凝膠強(qiáng)度測試示意圖

2.3 凝膠制備條件考察

不同的膠類產(chǎn)品因凝膠性質(zhì)不同，其凝膠濃度、凝膠溫度、凝膠時(shí)間各不相同，為探索阿膠的適宜凝膠條件，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行凝膠參數(shù)考察。

為使實(shí)驗(yàn)結(jié)果具有可比性，在進(jìn)行凝膠制備條件考察過程中，凝膠強(qiáng)度檢測參數(shù)在2.2項(xiàng)條件基礎(chǔ)上設(shè)置測前速率0.5 mm·s-1，壓縮速率0.5 mm·s-1，測后速率0.5 mm·s-1。

2.3.1 凝膠溫度考察 稱取適量阿膠，分別制成濃度(w·v-1)分別為10%、15%、20%、25%、30%的阿膠溶液，每組實(shí)驗(yàn)5個(gè)重復(fù)，分置于10 ℃冷水浴和4 ℃條件下，放置24 h后肉眼觀察凝膠情況。結(jié)果顯示，在10 ℃冷水浴條件下，當(dāng)阿膠膠液濃度低于20%時(shí)不能形成凝膠，25%、30%濃度凝膠效果也較差；在4 ℃較低溫度條件下，除10%濃度膠液凝膠較差外，其他濃度均具有良好的凝膠效果。因此選擇4 ℃作為凝膠溫度參數(shù)。

2.3.2 阿膠膠液濃度考察 稱取適量阿膠，分別制成濃度為10%、15%、20%、25%、30%、40%的阿膠溶液，每組實(shí)驗(yàn)5個(gè)重復(fù)，置4 ℃冰箱中水平放置，凝凍24 h后進(jìn)行凝膠強(qiáng)度檢測。結(jié)果見表1。

表1 不同濃度阿膠凝膠強(qiáng)度測試結(jié)果

注：每組進(jìn)行5次重復(fù)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表示為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差。

與其他膠體類產(chǎn)品相似[8-9]，阿膠凝膠的形成與膠液濃度密切相關(guān)，隨濃度升高，同體積膠液中的分子數(shù)量增加，分子間的結(jié)合鍵數(shù)量也相應(yīng)增多，最后形成的凝膠網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)也更加完整，凝膠強(qiáng)度隨之增加。

由表1可以看出，阿膠液濃度較低的情況下，阿膠凝膠強(qiáng)度值較小，測定過程中融化速率快，RSD較大，穩(wěn)定性差；當(dāng)膠液濃度在25%、30%濃度下，凝膠強(qiáng)度測定值大小適中，結(jié)果穩(wěn)定性好。綜合樣品檢測成本，選擇25%濃度進(jìn)行凝膠制備。

2.3.3 凝膠時(shí)間考察 稱取適量阿膠，制成濃度為25%的阿膠溶液，置4 ℃冰箱中，分別于2、4、6、8、10、12 h檢測膠液凝膠強(qiáng)度，每組實(shí)驗(yàn)5個(gè)重復(fù)，結(jié)果見圖2。

圖2 凝膠時(shí)間對阿膠凝膠強(qiáng)度的影響

由圖2可以看出，在2～6 min內(nèi)，阿膠凝膠強(qiáng)度隨時(shí)間的增加迅速上升，在6 min之后基本達(dá)到最大值并維持穩(wěn)定?？紤]不同批次樣品凝膠穩(wěn)定時(shí)間略有差異，凝膠時(shí)間統(tǒng)一為8 min后測定。

2.4 凝膠強(qiáng)度測定參數(shù)考察

采用2.3項(xiàng)優(yōu)選確定的凝膠制備方法進(jìn)行阿膠凝膠樣品制備。測試條件：方法模式compression；觸發(fā)力5 g；下壓距離4 mm。

2.4.1 壓縮速率考察 壓縮速率指探頭接觸樣品達(dá)到觸發(fā)力限值后，探頭的下壓速率，對于不同類型的食品、不同探頭，壓縮速率對測定結(jié)果的影響各有不同。Bourne使用穿孔探頭進(jìn)行蘋果硬度測定的研究中，探頭壓縮速率(0.5～50 cm·min-1)對結(jié)果無顯著影響[10]。而在干酪等食品的測定中，不同的壓縮速率對測定結(jié)果則存在顯著影響[11]。

將探頭壓縮速率分別設(shè)定為0.2、0.5、1.0、2.0、5.0 mm·s-1。待測樣品按操作處理后，將樣品置于測試臺中心，每組實(shí)驗(yàn)5個(gè)重復(fù)。結(jié)果見圖3。結(jié)果顯示，探頭壓縮速率越大，凝膠強(qiáng)度值越大，當(dāng)壓縮速率<1 mm·s-1時(shí)，RSD較小，綜合樣品測試效率考慮，選擇1 mm·s-1作為探頭壓縮速率。

注：標(biāo)注相同字母者表示差異不顯著(P>0.05)，下同。圖3 探頭壓縮速率對阿膠凝膠強(qiáng)度的影響

2.4.2 測前速率考察 因探頭下壓過程中，速度存在慣性，對不同樣品，過高的測前速率可能會影響觸發(fā)點(diǎn)的判斷，從而影響測定結(jié)果的穩(wěn)定性，因此合適的測前速率選擇也十分必要。探頭測前速率分別設(shè)置為0.2、0.5、1.0、2.0、5.0 mm·s-1，每組實(shí)驗(yàn)5個(gè)重復(fù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖4。結(jié)果顯示，不同測前速率無顯著性差異(P>0.05)，但測試速率為2.0 mm·s-1和5.0 mm·s-1時(shí)RSD相對較大，因此綜合測試穩(wěn)定性和測試效率兩個(gè)因素，選擇1 mm·s-1作為阿膠凝膠強(qiáng)度測定的測前速率。

圖4 測前速率對阿膠凝膠強(qiáng)度的影響

2.4.3 測后速率考察 凝膠強(qiáng)度測試中的有效數(shù)值點(diǎn)為壓縮4 mm后的最大力值，探頭返回過程中的粘附力對凝膠強(qiáng)度測試無參考意義，不同的探頭返回速度對凝膠強(qiáng)度值無影響，因此為縮短樣品測試時(shí)間，測后速率選擇10 mm·s-1，在大量樣品連續(xù)測定時(shí)可有效提高樣品測試效率。

2.4.4 測試時(shí)間限制考察 膠液的凝膠強(qiáng)度大小受溫度的直接影響，樣品從4 ℃冷藏條件下取出后，在室溫下會逐漸軟化，樣品取出后需及時(shí)測定。阿膠樣品按操作處理后，從4 ℃冷藏環(huán)境取出，放置于25 ℃室溫環(huán)境下，分別在1、2、5、10、15、20 min檢測凝膠強(qiáng)度，每組實(shí)驗(yàn)5個(gè)重復(fù)，結(jié)果見圖5。結(jié)果顯示，阿膠凝凍取出后，隨放置時(shí)間延長，阿膠的凝膠強(qiáng)度迅速下降，5 min時(shí)下降30%以上，15 min后幾近融化為濃稠液體狀態(tài)。因此檢測時(shí)應(yīng)逐一取樣，現(xiàn)取現(xiàn)測，并在2 min內(nèi)完成樣品檢測，以減小檢測結(jié)果誤差。

圖5 樣品測試時(shí)間對阿膠凝膠強(qiáng)度的影響

2.5 方法重復(fù)性試驗(yàn)

取阿膠樣品，按上述研究優(yōu)化得到的凝膠制備方法和檢測條件進(jìn)行方法重復(fù)性試驗(yàn)，共制備5份，分別測定。結(jié)果見圖6。重復(fù)性試驗(yàn)結(jié)果顯示，凝膠強(qiáng)度的絕對誤差在5 g以內(nèi)，RSD=2.20%，表明該阿膠凝膠強(qiáng)度測定方法具有良好的重復(fù)性。

3 討論

不同原料和工藝條件下生產(chǎn)的阿膠凝膠性各有不同，阿膠凝膠強(qiáng)度值可以反應(yīng)出阿膠的內(nèi)在質(zhì)量穩(wěn)定性。同時(shí)阿膠的凝膠強(qiáng)度大小還會影響到阿膠生產(chǎn)過程中凝膠、切膠、晾膠等工藝環(huán)節(jié)，并影響熬制成糕后的產(chǎn)品口感。不同類別膠體的溶解性和凝膠性能差別較大，本研究通過對凝膠濃度、凝膠溫度、凝膠時(shí)間的研究有效提高了制備樣品的均一性，并對凝膠制備條件和測試參數(shù)進(jìn)行研究和限定，規(guī)范阿膠凝膠強(qiáng)度測試方法，有效提高了測試結(jié)果穩(wěn)定性。

4 結(jié)論

經(jīng)實(shí)驗(yàn)綜合評定，得出最佳阿膠凝膠制備條件：阿膠膠液濃度25%，4 ℃條件下凝凍8 h后測定，阿膠的最佳凝膠強(qiáng)度測試參數(shù)：測前速率1 mm·s-1，壓縮速率1 mm·s-1，測后速率為10 mm·s-1，并在2 min內(nèi)完成樣品檢測。檢測方法合理、準(zhǔn)確、穩(wěn)定，具有良好的可操作性。

研究建立的阿膠凝膠強(qiáng)度量化檢測方法既可用于成品質(zhì)量檢測，評價(jià)阿膠內(nèi)在質(zhì)量穩(wěn)定性，又可用于半成品質(zhì)量控制，為阿膠生產(chǎn)工藝過程的精確控制及產(chǎn)品品質(zhì)的穩(wěn)定性提升提供可量化的評價(jià)指標(biāo)。

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StudyonStandardmethodforDetectingGelStrengthofEjiao

SUNYangen，LILi，SHIZhaosong，WANGChunyan，ZHAOTingting，ZHANGLu，LIShidong，ZHANGYan*

(Dong-EE-JiaoCo.，Ltd.，NationalEngineeringTechnologyResearchCenterofGelatinMedicine，ShandongProvinceKeyLaboratoryofR&DoftheChinesegelatinMedicine，Liaocheng252201，China)

Objective：The effects of different gel conditions and texture parameters on the gel strength detecting of Ejiao were studied to establish a standard method.MethodsThe gel concentration，temperature，time and the texture parameters were investigated by the texture analyser to get the optimum parameters.ResultsThe optimal gel preparation conditions were determined by experimental study：gel concentration 25%，4 ℃，gelation time of 8 h.The optimal conditions for the detection were as follows：pretest rate 1 mm·s-1，compression rate 1 mm·s-1，after test rate 10 mm·s-1and complete the sample detection in 2 min.ConclusionThe established method in this study can be used for the quantitative evaluation of the gel strength of Ejiao，which provide effective reference for the improvement of production and product quality uniformity.

Ejiao；texture analyser；gel strength

10.13313/j.issn.1673-4890.2017.12.019

國家中藥標(biāo)準(zhǔn)化專項(xiàng)(ZYBZH-Y-SD-31)；山東省科技重大專項(xiàng)(2015ZDZX07001)；山東省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目(2016GGH4514)

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張淹，副主任中藥師，研究方向：中藥產(chǎn)品開發(fā)；Te：(0635)3261967，E-mail：DCP_DEEJ@163.com

2017-02-21)