肖繼椿，田垚，王蓮，王嵐，楊博涵，張榮泉，*，郭大生

（1.天津市醫(yī)藥科學(xué)研究所，天津300020；2.天津市新天馬企業(yè)發(fā)展有限公司，天津300000）

硒是人和動物所必需的微量元素，世界衛(wèi)生組織（world health organization，WHO）于1973年確認(rèn)硒為人體必需的第一類（包括碘、鋅、銅、鉬、鉻、鈷、鐵）微量元素。硒具有多種重要的生物學(xué)功能，是多種硒依賴酶的重要配體，在預(yù)防克山病和某些癌癥以及延緩衰老中發(fā)揮著越來越大的作用。同時硒也是免疫系統(tǒng)重要的組成部分，硒的攝入量若低于最適量時，會損害機體免疫系統(tǒng)的發(fā)育和功能[1-4]。我國是貧硒大國，首先是農(nóng)作物含硒量低，其次是硒資源分布極不均衡，從東北到西南的45個地區(qū)形成了“貧硒地帶”，我國13省市營養(yǎng)調(diào)查顯示，成人每日硒的攝入量較低[5]。硒只能通過膳食攝取，無法體內(nèi)合成，通常以向食品中添加富硒物質(zhì)的方法增加硒的含量，有機硒較無機硒具有毒性低、吸收率高、生物利用率高及對環(huán)境污染小等優(yōu)點，越來越受到關(guān)注[6-8]。

硒麥芽粉是利用植物的種芽生長代謝迅速，營養(yǎng)轉(zhuǎn)化較快的特點，對無機硒進(jìn)行富集轉(zhuǎn)化而成為有機硒[9-10]。通過工藝試驗研究，以硒麥芽粉為原料，探討保健食品硒麥芽咀嚼片的制劑工藝[11]。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 原料

硒麥芽粉（批號20140318，硒的含量為45.5mg/kg）：天津市新天馬企業(yè)發(fā)展有限公司。

1.1.2 輔料

乳糖：DAVISCO FOODS INTERNATIONAL.INC；糊精：遼寧奧達(dá)制藥有限公司；淀粉：河北海玉食品有限責(zé)任公司。

1.1.3 試劑

95%食用乙醇、鹽酸：天津市化學(xué)試劑批發(fā)公司；硝酸：德國默克公司；高氯酸：天津市鑫源化工有限公司；均為優(yōu)級純；純凈水：天津娃哈哈宏振飲料有限公司。

1.2 儀器設(shè)備

原子熒光光度計（AFS-933）：北京吉天儀器有限公司；AB204-E型萬分之一電子天平：METTLER TOLEDO；片劑硬度測試儀（YD-1）：天津市新天光分析儀器技術(shù)有限公司；CH-100A槽式混合機：泰州市天泰制藥機械廠；YK160A制粒機：江蘇常州市雙東制藥機械廠；干燥箱：南京長江制藥機械設(shè)備廠；旋轉(zhuǎn)式壓片機：北京北鼎航宇科技有限公司。

1.3 方法

1.3.1 硒麥芽咀嚼片的制備

硒麥芽粉與輔料按照3∶7（質(zhì)量比）的比例進(jìn)行混合，加入規(guī)定濃度與用量的潤濕劑乙醇，攪拌制軟材，搖擺制粒機制粒，按規(guī)定溫度干燥后整粒，于旋轉(zhuǎn)式壓片機壓片，可得硒麥芽咀嚼片備用。

1.3.2 正交試驗

關(guān)鍵步驟在于濕法制粒工藝，因硒麥芽粉含植物性纖維較豐富，故原料的粉碎細(xì)度、輔料及潤濕劑對成型工藝影響較大，通過正交試驗選擇最佳工藝參數(shù)。試驗選擇原料細(xì)度，輔料淀粉、糊精、乳糖的比例（質(zhì)量比），潤濕劑乙醇濃度為正交試驗的因素，分別設(shè)3個水平，選擇L9（34）正交表，因素水平表見表1。

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

選擇制粒成型難易程度（粘網(wǎng)及出粒情況）、顆粒壓縮度、休止角、片劑的感官口感、硬度及片重差異等為考察指標(biāo)，采用量化評分的方式判定各因素水平對成型性的影響程度，并對試驗結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計分析。

顆粒壓縮度的測定：將欲測定物料分別精密稱定，輕輕加入量筒中，測量體積，記錄最松密度；使量筒自然下落反復(fù)多次，直至體積不變?yōu)橹梗瑴y量體積，記錄最緊密度，根據(jù)公式計算出壓縮度：

式中：ρf為最緊密度，g/mL；ρ0為最松密度，g/mL。

休止角測定采用圓錐固底法（tgθ=H/R），一般休止角角度越小，顆粒的流動性越好。

感官及口感評分標(biāo)準(zhǔn)：由20人對不同配方硒麥芽咀嚼片進(jìn)行感官及口感評價，從外觀和口感兩個方面進(jìn)行評分，權(quán)重各占50%，評分標(biāo)準(zhǔn)參見表2。

表2 感官及口感評價標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Criteria of sensory and taste evaluation

片劑硬度采用硬度測試儀YD-1測定。

片劑重量差異按照中國藥典2010年版附錄I D片劑中的重量差異方法對片劑重量進(jìn)行測定。

1.3.3 混合時間選擇試驗與混合均勻度

1.3.3.1 混合時間及取樣方法

根據(jù)混合原輔料種類、流動性、使用經(jīng)驗及小機試驗，設(shè)定 3個混合時間，分別為 20、25、30 min，將待混合物料置混合機內(nèi)，開機混合至20、25、30 min時分別停機取樣?；旌蠙C內(nèi)分上、中、下層，每層取樣品，每個樣品測定功效成分硒含量，測定方法GB5009.93-2010《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中硒的測定》。

1.3.3.2 混合均勻度計算方法

混合不同時間各樣品Se含量的測定結(jié)果，按照公式（1）、（2）計算混合均勻度M 和相對標(biāo)準(zhǔn)偏差 RSD[12]，

式中：σ02混合前的方差；σ02=Cm（1－Cm）；σ2混合物的方差；σ2＝ 1/NΣ（Ci-Cm）2；σ12完全混合后的方差→0。

式中：RSD相對標(biāo)準(zhǔn)偏差；σ標(biāo)準(zhǔn)差；Ci樣本含量；Cm樣本含量平均值；N樣本數(shù)量。

混合均勻度應(yīng)M＞99%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差應(yīng)RSD≤10%[13]。

1.3.4 制粒過程顆粒干燥溫度選擇試驗

1.3.4.1 制粒過程顆粒干燥溫度選擇

硒麥芽粉的生產(chǎn)過程易受微生物污染，故干燥溫度對終產(chǎn)品的微生物限度影響較大，適宜的干燥溫度可以有效殺滅微生物，并抑制產(chǎn)品在保存期間的微生物增長。設(shè)定干燥溫度為 60、80、100、120、140℃。檢驗經(jīng)不同干燥溫度干燥后，產(chǎn)品微生物指標(biāo)變化，比較不同干燥溫度的滅菌效果。

1.3.4.2 保存試驗

不同干燥溫度干燥后的樣品，分別于37℃、相對濕度 75%做加速試驗，保存 0、30、60、90 d 時，分別取樣做微生物，觀察不同干燥溫度對顆粒保存時間的影響。

1.3.4.3 檢驗指標(biāo)及檢測方法

菌落總數(shù)測定、大腸菌群計數(shù)、霉菌和酵母計數(shù)、金黃色葡萄球菌分別按照GB 4789.2-2010《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品微生物學(xué)檢驗 菌落總數(shù)測定》、GB 4789.3-2003《食品衛(wèi)生微生物學(xué)檢驗大腸菌群測定》、GB 4789.15-2010《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品微生物學(xué)檢驗霉菌和酵母計數(shù)》、GB4789.10-2010《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品微生物學(xué)檢驗金黃色葡萄球菌檢驗測定》[14]。

1.3.5 成品質(zhì)量與穩(wěn)定性

按照正交試驗結(jié)果確定的工藝參數(shù)，進(jìn)行3批次生產(chǎn)工藝驗證，檢測3批次產(chǎn)品的功效成分硒含量、理化指標(biāo)、微生物指標(biāo)[15-16]，并做3批次產(chǎn)品的穩(wěn)定性試驗。

2 結(jié)果與分析

2.1 正交試驗

選擇最佳工藝配方的正交試驗結(jié)果及方差分析結(jié)果見表3和表4。

表3 正交試驗設(shè)計和結(jié)果Table 3 The orthogonal design and results of the experiment

表4 綜合評分方差分析結(jié)果Table 4 The ANOVA result of the experiment

試驗選出的最佳工藝A1B1C2即原料細(xì)度100目，輔料比例（質(zhì)量比）為淀粉∶糊精∶乳糖=1∶6∶20，乙醇濃度70%。按照正交試驗確定的工藝參數(shù)，生產(chǎn)驗證3批次產(chǎn)品，3批驗證產(chǎn)品評分見表5，結(jié)果顯示分?jǐn)?shù)優(yōu)于正交試驗各組結(jié)果。

2.2 混合均勻度

混合機主要技術(shù)參數(shù)：混合槽全容積100 L，轉(zhuǎn)速24 r/min。每批投料45 kg。

產(chǎn)品功效成分理論硒含量3.333 mg/100 g，樣品Se測定結(jié)果、計算混合均勻度和RSD結(jié)果見表6。

表5 3批產(chǎn)品綜合評分表Table 5 Comprehensive score of three batches of products

表6 不同時間取樣Se含量測定、M和RSD結(jié)果Table 6 Sample selenium content M value and RSD results at different time

根據(jù)測定和統(tǒng)計的結(jié)果，工藝混合20 min，RSD較高，不能滿足產(chǎn)品質(zhì)量要求，混合25 min能夠滿足產(chǎn)品質(zhì)量要求，30 min結(jié)果與25 min基本相同，故可以選擇25 min作為混合工藝參數(shù)。

2.3 不同制粒干燥溫度對微生物指標(biāo)的影響試驗結(jié)果

檢驗不同干燥溫度干燥后樣品的微生物指標(biāo)，觀察不同干燥溫度的滅菌效果；將樣品置于37℃、75%濕度保存，分別于30、60、90 d檢驗微生物指標(biāo)，結(jié)果見表7。

表7 不同保存時間樣品微生物檢驗結(jié)果Table 7 The results of microbiological tests at different storage time

續(xù)表7 不同保存時間樣品微生物檢驗結(jié)果Continue table 7 The results of microbiological tests at different storage time

當(dāng)采用干燥溫度60℃處理時，產(chǎn)品的微生物指標(biāo)已經(jīng)符合企標(biāo)的要求；加速試驗0、30、60、90 d微生物指標(biāo)檢測結(jié)果均符合本產(chǎn)品企標(biāo)的要求，未見檢測結(jié)果有較大變化。

2.4 成品質(zhì)量與穩(wěn)定性

按照正交試驗確定的工藝參數(shù)，生產(chǎn)驗證3批次產(chǎn)品，功效成分、理化指標(biāo)檢驗及微生物指標(biāo)檢測結(jié)果見表8，穩(wěn)定性試驗結(jié)果見表9～表11，結(jié)果顯示在保質(zhì)期內(nèi)產(chǎn)品質(zhì)量符合企標(biāo)要求。

2.5 片劑重量差異試驗

硒麥芽咀嚼片片重的差異和穩(wěn)定性，對使用者攝入功效成分Se的量有重要影響，使用的壓片設(shè)備及操作過程直接影響所壓制的片重。為保證產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，考察使用的壓片設(shè)備對片重穩(wěn)定性的影響[17-19]。

硒麥芽咀嚼片的片重1.2 g，參照2010年版中國藥典一部附錄，片劑項下規(guī)定，片重差異限度應(yīng)±5%，允許片重范圍（1.2±0.06）g。檢測結(jié)果見表12。選用ZP-27D型壓片機，在生產(chǎn)批量連續(xù)壓片中，片重差異檢測結(jié)果符合企標(biāo)規(guī)定，能滿足對產(chǎn)品壓片片重差異和片重穩(wěn)定性的要求。

表8 3批產(chǎn)品Se含量、理化指標(biāo)及微生物指標(biāo)檢測結(jié)果Table 8 Selenium content and physical and chemical indicators and the microbial test results of three batches of products

表9 第1個月穩(wěn)定性試驗結(jié)果Table 9 The first month stability test results

表10 第2個月穩(wěn)定性試驗結(jié)果Table 10 The second month stability test results

表11 第3個月穩(wěn)定性試驗檢測結(jié)果Table 11 The third month stability test results

表12 3批產(chǎn)品片重差異檢測結(jié)果Table 12 The tablet weight test results of three batches of products

續(xù)表12 3批產(chǎn)品片重差異檢測結(jié)果Continue table 12 The tablet weight test results of three batches of products

3 結(jié)論

1）本產(chǎn)品以硒麥芽粉為主要原料，其自身含有大量的不可溶纖維素，在制粒與壓片過程中不易成型，因此原料的細(xì)度、輔料以及潤濕劑的選擇對本產(chǎn)品的質(zhì)量影響較大。通過正交試驗研究，選擇原料細(xì)度為100 目，輔料比例（質(zhì)量比）為淀粉∶糊精∶乳糖=1∶6∶20，乙醇濃度為70%，能較好地滿足產(chǎn)品工藝需要，輔料與主料相容性好，工藝適應(yīng)性強，潤濕劑能夠較好地發(fā)揮橋接粘合作用。此工藝參數(shù)能夠保證良好的成型性，生產(chǎn)出質(zhì)量滿意符合企標(biāo)要求的產(chǎn)品[20]。

2）本產(chǎn)品的功效成分為微量元素硒，每公斤原料僅含有幾十毫克硒元素，因此保證硒麥芽粉原料與輔料的混合均勻度至關(guān)重要[21]。筆者對不同混合時間槽型混合機內(nèi)各點隨機取樣，測定其硒含量，考察混合工序中混合時間對硒元素分布情況的影響，根據(jù)測定結(jié)果顯示，混合25 min為混合最佳時間。

3）在保健食品生產(chǎn)加工過程中，其加工溫度對產(chǎn)品的微生物限度影響十分重要。適宜的干燥溫度可以起到滅菌，延長保質(zhì)期，降低食品致敏性，提高產(chǎn)品質(zhì)量等作用。本產(chǎn)品的干燥溫度選擇試驗表明，當(dāng)干燥溫度≥60℃時，產(chǎn)品的微生物指標(biāo)均可達(dá)到企標(biāo)要求。以60、80℃進(jìn)行干燥時，干燥時間過長，拖延工時，成本浪費較大，生產(chǎn)效率低；以120、140℃進(jìn)行干燥時，易發(fā)生美拉德反應(yīng)，產(chǎn)生非酶褐變，影響產(chǎn)品的外觀和品質(zhì)[22]。因此綜合考慮以上因素，選擇100℃為本產(chǎn)品的干燥溫度，既可提高生產(chǎn)效率節(jié)約成本，又可保證產(chǎn)品的質(zhì)量滿足企標(biāo)要求。

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