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(dòng)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(lái)越大的作用。同時(shí)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(shí)，會(huì)損害機(jī)體免疫系統(tǒng)的發(fā)育和功能[1-4]。我國(guó)是貧硒大國(guó)，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(gè)地區(qū)形成了“貧硒地帶”，我國(guó)13省市營(yíng)養(yǎng)調(diào)查顯示，成人每日硒的攝入量較低[5]。硒只能通過(guò)膳食攝取，無(wú)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(jī)硒較無(wú)機(jī)硒具有毒性低、吸收率高、生物利用率高及對(duì)環(huán)境污染小等優(yōu)點(diǎn)，越來(lái)越受到關(guān)注[6-8]。

硒麥芽粉是利用植物的種芽生長(zhǎng)代謝迅速，營(yíng)養(yǎng)轉(zhuǎn)化較快的特點(diǎn)，對(duì)無(wú)機(jī)硒進(jìn)行富集轉(zhuǎn)化而成為有機(jī)硒[9-10]。通過(guò)工藝試驗(yàn)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(hào)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(guó)默克公司；高氯酸：天津市鑫源化工有限公司；均為優(yōu)級(jí)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(jì)（AFS-933）：北京吉天儀器有限公司；AB204-E型萬(wàn)分之一電子天平：METTLER TOLEDO；片劑硬度測(cè)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(jī)：泰州市天泰制藥機(jī)械廠；YK160A制粒機(jī)：江蘇常州市雙東制藥機(jī)械廠；干燥箱：南京長(zhǎng)江制藥機(jī)械設(shè)備廠；旋轉(zhuǎn)式壓片機(jī)：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(rùn)濕劑乙醇，攪拌制軟材，搖擺制粒機(jī)制粒，按規(guī)定溫度干燥后整粒，于旋轉(zhuǎn)式壓片機(jī)壓片，可得硒麥芽咀嚼片備用。

1.3.2 正交試驗(yàn)

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(rùn)濕劑對(duì)成型工藝影響較大，通過(guò)正交試驗(yàn)選擇最佳工藝參數(shù)。試驗(yàn)選擇原料細(xì)度，輔料淀粉、糊精、乳糖的比例（質(zhì)量比），潤(rùn)濕劑乙醇濃度為正交試驗(yàn)的因素，分別設(shè)3個(gè)水平，選擇L9（34）正交表，因素水平表見(jiàn)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(píng)分的方式判定各因素水平對(duì)成型性的影響程度，并對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

顆粒壓縮度的測(cè)定：將欲測(cè)定物料分別精密稱定，輕輕加入量筒中，測(cè)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?，測(cè)量體積，記錄最緊密度，根據(jù)公式計(jì)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(cè)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(dòng)性越好。

感官及口感評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：由20人對(duì)不同配方硒麥芽咀嚼片進(jìn)行感官及口感評(píng)價(jià)，從外觀和口感兩個(gè)方面進(jìn)行評(píng)分，權(quán)重各占50%，評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)參見(jiàn)表2。

表2 感官及口感評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Criteria of sensory and taste evaluation

片劑硬度采用硬度測(cè)試儀YD-1測(cè)定。

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

1.3.3 混合時(shí)間選擇試驗(yàn)與混合均勻度

1.3.3.1 混合時(shí)間及取樣方法

根據(jù)混合原輔料種類、流動(dòng)性、使用經(jīng)驗(yàn)及小機(jī)試驗(yàn)，設(shè)定 3個(gè)混合時(shí)間，分別為 20、25、30 min，將待混合物料置混合機(jī)內(nèi)，開(kāi)機(jī)混合至20、25、30 min時(shí)分別停機(jī)取樣?；旌蠙C(jī)內(nèi)分上、中、下層，每層取樣品，每個(gè)樣品測(cè)定功效成分硒含量，測(cè)定方法GB5009.93-2010《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中硒的測(cè)定》。

1.3.3.2 混合均勻度計(jì)算方法

混合不同時(shí)間各樣品Se含量的測(cè)定結(jié)果，按照公式（1）、（2）計(jì)算混合均勻度M 和相對(duì)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(duì)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(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差應(yīng)RSD≤10%[13]。

1.3.4 制粒過(guò)程顆粒干燥溫度選擇試驗(yàn)

1.3.4.1 制粒過(guò)程顆粒干燥溫度選擇

硒麥芽粉的生產(chǎn)過(guò)程易受微生物污染，故干燥溫度對(duì)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(zhǎng)。設(shè)定干燥溫度為 60、80、100、120、140℃。檢驗(yàn)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(yàn)

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

1.3.4.3 檢驗(yàn)指標(biāo)及檢測(cè)方法

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

1.3.5 成品質(zhì)量與穩(wěn)定性

按照正交試驗(yàn)結(jié)果確定的工藝參數(shù)，進(jìn)行3批次生產(chǎn)工藝驗(yàn)證，檢測(cè)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(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 正交試驗(yàn)

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

表3 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)和結(jié)果Table 3 The orthogonal design and results of the experiment

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

試驗(yàn)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(yàn)確定的工藝參數(shù)，生產(chǎn)驗(yàn)證3批次產(chǎn)品，3批驗(yàn)證產(chǎn)品評(píng)分見(jiàn)表5，結(jié)果顯示分?jǐn)?shù)優(yōu)于正交試驗(yàn)各組結(jié)果。

2.2 混合均勻度

混合機(jī)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(cè)定結(jié)果、計(jì)算混合均勻度和RSD結(jié)果見(jiàn)表6。

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

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

根據(jù)測(cè)定和統(tǒng)計(jì)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(duì)微生物指標(biāo)的影響試驗(yàn)結(jié)果

檢驗(yàn)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(yàn)微生物指標(biāo)，結(jié)果見(jiàn)表7。

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

續(xù)表7 不同保存時(shí)間樣品微生物檢驗(yàn)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(shí)，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(yàn)0、30、60、90 d微生物指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果均符合本產(chǎn)品企標(biāo)的要求，未見(jiàn)檢測(cè)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(yàn)確定的工藝參數(shù)，生產(chǎn)驗(yàn)證3批次產(chǎn)品，功效成分、理化指標(biāo)檢驗(yàn)及微生物指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表8，穩(wěn)定性試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)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(yàn)

硒麥芽咀嚼片片重的差異和穩(wěn)定性，對(duì)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(guò)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(duì)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(guó)藥典一部附錄，片劑項(xiàng)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(cè)結(jié)果見(jiàn)表12。選用ZP-27D型壓片機(jī)，在生產(chǎn)批量連續(xù)壓片中，片重差異檢測(cè)結(jié)果符合企標(biāo)規(guī)定，能滿足對(duì)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(cè)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(gè)月穩(wěn)定性試驗(yàn)結(jié)果Table 9 The first month stability test results

表10 第2個(gè)月穩(wěn)定性試驗(yàn)結(jié)果Table 10 The second month stability test results

表11 第3個(gè)月穩(wěn)定性試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果Table 11 The third month stability test results

表12 3批產(chǎn)品片重差異檢測(cè)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(cè)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(guò)程中不易成型，因此原料的細(xì)度、輔料以及潤(rùn)濕劑的選擇對(duì)本產(chǎn)品的質(zhì)量影響較大。通過(guò)正交試驗(yàn)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(qiáng)，潤(rùn)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(duì)不同混合時(shí)間槽型混合機(jī)內(nèi)各點(diǎn)隨機(jī)取樣，測(cè)定其硒含量，考察混合工序中混合時(shí)間對(duì)硒元素分布情況的影響，根據(jù)測(cè)定結(jié)果顯示，混合25 min為混合最佳時(shí)間。

3）在保健食品生產(chǎn)加工過(guò)程中，其加工溫度對(duì)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(zhǎng)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(yàn)表明，當(dāng)干燥溫度≥60℃時(shí)，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(shí)，干燥時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，拖延工時(shí)，成本浪費(fèi)較大，生產(chǎn)效率低；以120、140℃進(jìn)行干燥時(shí)，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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