魏永峰，袁文鵬，黃志強(qiáng)，趙濱

（齊魯工業(yè)大學(xué)（山東省科學(xué)院）山東省科學(xué)院菏澤分院，山東省生物工程技術(shù)創(chuàng)新中心，山東菏澤274000）

羅漢參，又名香芋、土圞兒，屬于多年蔓生草本植物，是山東單縣特產(chǎn)，被認(rèn)定為中國(guó)地理標(biāo)志產(chǎn)品[1]?！吨兴幋筠o典》、《農(nóng)政全書(shū)》等均有記載，羅漢參具有很高的食用價(jià)值和藥用價(jià)值。羅漢參營(yíng)養(yǎng)成分豐富，富含鉀、鐵、鋅、硒、銅、錳、維生素C、維生素B1、維生素B2等多種礦物質(zhì)及維生素[2-3]。現(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究表明：羅漢參具有較低的血糖生成指數(shù)，可降低糖尿病小鼠空腹血糖，改善糖耐量，對(duì)提高糖尿病患者生活質(zhì)量有積極作用[4-6]。由于其富含抗性淀粉，劉斌等證實(shí)羅漢參具有縮短首粒黑便時(shí)間，促進(jìn)便秘模型小鼠通便的作用[7-8]。

羅漢參熟制后清香甘甜、風(fēng)味獨(dú)特，大部分被直接食用。目前，市場(chǎng)上常見(jiàn)的羅漢參產(chǎn)品主要有：羅漢參粉條、羅漢參飲片茶及羅漢參酵素片，其相關(guān)的產(chǎn)品品種仍不豐富[9]。為發(fā)揮地域產(chǎn)品特色，增加羅漢參附加值，提高其深加工水平，本研究以羅漢參為原料，以木糖醇、甘露醇、檸檬酸、硬脂酸鎂為輔料，通過(guò)混合、制粒、干燥、壓片等工序制成一種酸甜可口、風(fēng)味獨(dú)特的羅漢參咀嚼片。本研究通過(guò)對(duì)羅漢參咀嚼片的工藝優(yōu)化研究，實(shí)現(xiàn)了對(duì)羅漢參進(jìn)一步開(kāi)發(fā)利用，為其實(shí)現(xiàn)深加工生產(chǎn)提供理論參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

羅漢參：產(chǎn)自山東省單縣；甘露醇、木糖醇、硬脂酸鎂（均為食品級(jí)）：河南萬(wàn)邦實(shí)業(yè)有限公司；檸檬酸（食品級(jí)）：濰坊英軒實(shí)業(yè)有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

FW177中草藥粉碎機(jī)：天津市泰斯特儀器有限公司；18、80、100 目分級(jí)篩：上虞市大地分樣篩廠；DHG-9240A電熱鼓風(fēng)干燥箱：常州諾基儀器有限公司；FA2004C分析電子天平：常州萬(wàn)泰天平儀器有限公司；TDP-1單沖壓片機(jī)：上海天凡藥機(jī)制造廠；YD-20KZ片劑硬度儀：天津市天大天發(fā)科技有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 工藝流程

羅漢參→預(yù)處理→混勻（木糖醇、檸檬酸、甘露醇）→制粒→干燥→整粒（過(guò)18目篩）→總混（硬脂酸鎂）→壓片

1.3.2 原料預(yù)處理

選取新鮮羅漢參，經(jīng)清洗、切片、熟制、干燥、粉碎后，過(guò)100目篩，備用。

分別將木糖醇、甘露醇、檸檬酸過(guò)80目篩，備用。

1.3.3 羅漢參咀嚼片單因素試驗(yàn)

1.3.3.1 羅漢參添加量的單因素試驗(yàn)

在木糖醇添加量20%、檸檬酸添加量3%、硬脂酸鎂添加量0.5%的基礎(chǔ)上，添加不同量的羅漢參（10%、20%、30%、40%、50%），其余為填充劑甘露醇。按照1.3.1的工藝制備羅漢參咀嚼片，并進(jìn)行感官評(píng)價(jià)。

1.3.3.2 甜味劑添加量的單因素試驗(yàn)

在羅漢參添加量30%、檸檬酸添加量3%、硬脂酸鎂添加量0.5%的基礎(chǔ)上，添加不同量的木糖醇（10%、20%、30%、40%、50%），其余為填充劑甘露醇。按照1.3.1的工藝制備羅漢參咀嚼片，并進(jìn)行感官評(píng)價(jià)。

1.3.3.3 酸味劑添加量的單因素試驗(yàn)

在羅漢參添加量30%、木糖醇添加量20%、硬脂酸鎂添加量0.5%的基礎(chǔ)上，添加不同量的檸檬酸（1%、2%、3%、4%、5%），其余為填充劑甘露醇。按照1.3.1的工藝制備羅漢參咀嚼片，并進(jìn)行感官評(píng)價(jià)。

1.3.3.4 潤(rùn)滑劑添加量的單因素試驗(yàn)

在羅漢參添加量30%、木糖醇添加量20%、檸檬酸添加量2%基礎(chǔ)上，添加不同量的硬脂酸鎂（0.1%、0.3%、0.5%、0.7%、0.9%），其余為填充劑甘露醇。按照1.3.1的工藝制備羅漢參咀嚼片，并進(jìn)行感官評(píng)價(jià)。

1.3.4 響應(yīng)面試驗(yàn)

基于單因素試驗(yàn)結(jié)果，進(jìn)行響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)，選取羅漢參添加量（A）、木糖醇添加量（B）、檸檬酸添加量（C）為試驗(yàn)因素，以綜合感官評(píng)分為響應(yīng)值，按照Box-Behnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)原理設(shè)計(jì)三因素三水平試驗(yàn)。響應(yīng)面分析因素與水平設(shè)計(jì)見(jiàn)表1。

表1 響應(yīng)面分析因素與水平表Table 1 Factors and levels in response surface analysis

1.4 咀嚼片的感官評(píng)價(jià)

羅漢參咀嚼片的感官評(píng)價(jià)選擇10名有經(jīng)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)室人員進(jìn)行評(píng)定，分別對(duì)咀嚼片的組織形態(tài)、口感、風(fēng)味、色澤等進(jìn)行感官評(píng)分，統(tǒng)計(jì)總分，取平均值[10-11]。感官評(píng)價(jià)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表2。

表2 感官評(píng)價(jià)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)Table 2 The standard of sensory evaluation

1.5 咀嚼片質(zhì)量評(píng)價(jià)

1.5.1 水分含量測(cè)定

參照GB 5009.3-2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中水分的測(cè)定》中的方法進(jìn)行測(cè)定[12]。

1.5.2 硬度的測(cè)定

參照《中華人民共和國(guó)藥典（2015年版）》進(jìn)行咀嚼片硬度測(cè)定[13]。取20片羅漢參咀嚼片，采用YD-20KZ硬度儀分別測(cè)定硬度。

1.5.3 成粒率

統(tǒng)計(jì)咀嚼片總數(shù)N1；裂片、表面粗糙、質(zhì)地疏松的片劑總數(shù)N2[14]。

1.5.4 重量差異

參照《中華人民共和國(guó)藥典（2015年版）》進(jìn)行咀嚼片重量差異測(cè)定。取20片羅漢參咀嚼片，分別精密稱重，計(jì)算平均片重及每片重與平均片重的差異。

1.6 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS19軟件對(duì)各組數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，試驗(yàn)數(shù)據(jù)以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差（±sD）表示，采用Design Expert V8.0.5b軟件對(duì)響應(yīng)面結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素結(jié)果與分析

2.1.1 羅漢參添加量對(duì)羅漢參咀嚼片感官評(píng)價(jià)的影響

羅漢參是羅漢參咀嚼片的主要成分，賦予其特有的風(fēng)味和口感。羅漢參的添加量對(duì)咀嚼片感官評(píng)價(jià)的影響見(jiàn)圖1。

圖1 羅漢參添加量對(duì)羅漢參咀嚼片感官評(píng)分的影響Fig.1 Effect of Luohanshen additive amount on sensory scores of Luohanshen crewable tablets

由圖1所示，感官評(píng)分隨著羅漢參添加量的增加呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)。當(dāng)羅漢參添加量過(guò)少時(shí)，咀嚼片特有風(fēng)味不足，口感寡淡，影響感官評(píng)分；當(dāng)羅漢參添加量過(guò)多時(shí)，有助于增加咀嚼片的風(fēng)味，但由于羅漢參含有豐富的淀粉等不可溶性物質(zhì)，不利于咀嚼片成型，影響口感和整體評(píng)分[15]。當(dāng)羅漢參添加量為30%時(shí)，感官評(píng)分最高，咀嚼片的風(fēng)味和口感達(dá)到最佳。因此，試驗(yàn)選擇羅漢參添加量為30%。

2.1.2 甜味劑對(duì)羅漢參咀嚼片感官評(píng)價(jià)的影響

木糖醇可預(yù)防齲齒，亦可降低因攝入蔗糖過(guò)多而引起糖尿病的風(fēng)險(xiǎn)[16-18]。因此，選擇木糖醇作為羅漢參咀嚼片的主要甜味來(lái)源。木糖醇的添加量對(duì)咀嚼片感官評(píng)價(jià)的影響見(jiàn)圖2。

圖2 木糖醇添加量對(duì)羅漢參咀嚼片感官評(píng)分的影響Fig.2 Effect of xylitol additive amount on sensory scores of Luohanshen crewable tablets

由圖2所示，隨著木糖醇添加量的增加，羅漢參咀嚼片的感官評(píng)分呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)。當(dāng)木糖醇添加量低于20%時(shí)，咀嚼片的甜味較差，引起酸味突出，同時(shí)掩蓋羅漢參特有的風(fēng)味；當(dāng)木糖醇添加量過(guò)多時(shí)，甜度過(guò)高，酸甜不協(xié)調(diào)，刺激感官評(píng)價(jià)人員的味蕾，導(dǎo)致感官評(píng)分降低。當(dāng)甜味劑木糖醇添加量為20%時(shí)，羅漢參咀嚼片的感官評(píng)分最高，酸甜協(xié)調(diào)，同時(shí)羅漢參特有風(fēng)味突出。因此，試驗(yàn)選擇木糖醇添加量為20%。

2.1.3 酸味劑對(duì)羅漢參咀嚼片感官評(píng)價(jià)的影響

檸檬酸是一種常見(jiàn)的酸度調(diào)節(jié)劑，可調(diào)節(jié)咀嚼片的酸甜度，改善咀嚼片口感[19]。檸檬酸的添加量對(duì)咀嚼片感官評(píng)價(jià)的影響見(jiàn)圖3。

圖3 檸檬酸添加量對(duì)羅漢參咀嚼片感官評(píng)分的影響Fig.3 Effect of citric acid additive amount on sensory scores of Luohanshen crewable tablets

由圖3所示，酸味劑檸檬酸的添加量對(duì)咀嚼片的口感影響較大，隨著檸檬酸添加量的增加，感官評(píng)分呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)。當(dāng)檸檬酸添加量較低時(shí)，咀嚼片口感偏甜，影響感官評(píng)分；檸檬酸添加量較高時(shí)，酸甜失調(diào)，咀嚼片風(fēng)味較差。當(dāng)檸檬酸在添加量為2%時(shí)，咀嚼片的口感酸甜比例協(xié)調(diào)，風(fēng)味較好，感官評(píng)分最高。因此，試驗(yàn)選擇檸檬酸添加量為2%。

2.1.4 潤(rùn)滑劑對(duì)羅漢參咀嚼片感官評(píng)價(jià)的影響

選用硬脂酸鎂作為潤(rùn)滑劑，可增加顆粒流動(dòng)性，改善咀嚼片表面光澤[20]。硬脂酸鎂的添加量對(duì)咀嚼片感官評(píng)價(jià)的影響見(jiàn)圖4。

圖4 硬脂酸鎂添加量對(duì)羅漢參咀嚼片感官評(píng)分的影響Fig.4 Effect of magnesium stearate additive amount on sensory scores of Luohanshen crewable tablets

由圖4所示，隨著硬脂酸鎂添加量的增加，羅漢參咀嚼片的感官評(píng)分呈現(xiàn)先升高后趨于平穩(wěn)的趨勢(shì)。當(dāng)硬脂酸鎂添加量過(guò)低時(shí)，顆粒流動(dòng)性較差，咀嚼片組織疏松，影響咀嚼片成型，咀嚼片口感欠佳；當(dāng)硬脂酸鎂添加量在0.3%～0.9%之間時(shí)，感官評(píng)分分值變化較小。其中，當(dāng)硬脂酸鎂添加量為0.7%時(shí)，感官評(píng)分最高，咀嚼片組織形態(tài)均勻，脫模效果好，易于成型，咀嚼片口感達(dá)到最佳。因此，試驗(yàn)選擇硬脂酸鎂添加量為0.7%。

2.2 響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.2.1 響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果與方差分析

通過(guò)單因素試驗(yàn)結(jié)果，得出羅漢參添加量、木糖醇添加量、檸檬酸添加量對(duì)咀嚼片的感官評(píng)分影響較大。利用Design Expert V8.0.5b軟件對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果見(jiàn)表3。

將表3中的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行多元回歸擬合，得到感官評(píng)分（Y）回歸方程：感官評(píng)分Y=76.14+1.06A+2.84B+2.83C+0.30AB-0.23AC+1.88BC-4.55A2-5.10B2-6.72C2。對(duì)該模型進(jìn)行方差分析見(jiàn)表4。

由表4可知，模型P＜0.000 1極顯著，失擬項(xiàng)P=0.356 1＞0.05不顯著，回歸模型決定系數(shù)R2=0.982 8，表明模型擬合度高[21]。在回歸模型中，一次項(xiàng)A和交互項(xiàng)BC對(duì)感官評(píng)分影響達(dá)顯著水平（P＜0.05），一次項(xiàng)B、C 和二次項(xiàng) A2、B2、C2對(duì)感官評(píng)分影響達(dá)到極顯著（P＜0.01）。由F值可知，各因素對(duì)羅漢參咀嚼片感官評(píng)分的影響順序?yàn)椋築＞C＞A，即木糖醇添加量＞檸檬酸添加量＞羅漢參添加量。

2.2.2 響應(yīng)面交互作用分析

響應(yīng)面圖及等高線圖反應(yīng)各因素間交互作用的顯著程度，響應(yīng)面坡度越陡峭、等高線呈橢圓形表明交互作用越顯著，響應(yīng)面圖坡度越平緩、等高線接近圓形，說(shuō)明兩因素間交互作用越不顯著[22-23]。各因素間交互作用對(duì)羅漢參咀嚼片感官評(píng)分影響的曲面圖及等高線圖，見(jiàn)圖 5、圖 6、圖 7。

表3 響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果Table 3 Experimental design and results for response surface analysis

表4 回歸模型方差分析Table 4 Analysis of variance for the regression model

圖5 羅漢參添加量和木糖醇添加量對(duì)咀嚼片感官評(píng)分的影響Fig.5 Effect of Luohanshen addition and xylitol addition on sensory score of chewable tablets

圖6 羅漢參添加量和檸檬酸添加量對(duì)咀嚼片感官評(píng)分的影響Fig.6 Effect of Luohanshen addition and citric acid addition on sensory score of chewable tablets

圖7 木糖醇添加量和檸檬酸添加量對(duì)咀嚼片感官評(píng)分的影響Fig.7 Effect of xylitol addition and citric acid addition on sensory score of chewable tablets

由圖5可知，當(dāng)羅漢參添加量不變時(shí)，感官評(píng)分隨著木糖醇添加量的增加呈現(xiàn)緩慢增加后緩慢下降的趨勢(shì)；當(dāng)木糖醇添加量不變時(shí)，感官評(píng)分隨著羅漢參添加量的增加呈現(xiàn)同樣的變化趨勢(shì)。羅漢參添加量（A）、木糖醇添加量（B）交互作用的響應(yīng)曲面坡度比較平緩，表明這兩個(gè)因素間交互作用不顯著。

由圖6可知當(dāng)羅漢參添加量不變時(shí)，感官評(píng)分隨著檸檬酸添加量的增加呈現(xiàn)緩慢增加后快速下降的趨勢(shì)；當(dāng)檸檬酸添加量不變時(shí)，感官評(píng)分隨著羅漢參添加量的增加呈現(xiàn)緩慢增加后緩慢下降的趨勢(shì)。羅漢參添加量（A）、檸檬酸添加量（C）交互作用的響應(yīng)曲面坡度較平緩，表明這兩個(gè)因素間交互作用不顯著。

由圖7可知當(dāng)木糖醇添加量不變時(shí)，感官評(píng)分隨著檸檬酸添加量的增加呈現(xiàn)快速增加后快速下降的趨勢(shì)；當(dāng)檸檬酸添加量不變時(shí)，感官評(píng)分隨著木糖醇添加量的增加呈現(xiàn)同樣的變化趨勢(shì)。木糖醇添加量（B）、檸檬酸添加量（C）交互作用的響應(yīng)曲面坡度較陡峭，且等高線為橢圓形，表明這兩個(gè)因素間交互作用顯著，這與方差分析的結(jié)果一致。

2.2.3 驗(yàn)證試驗(yàn)

利用Design Expert V8.0.5b軟件進(jìn)行優(yōu)化分析，羅漢參咀嚼片的最佳配方為：羅漢參添加量31.22%、木糖醇添加量23.29%、檸檬酸添加量2.25%，感官評(píng)分為77.03分。為了便于實(shí)際操作，調(diào)整配方為：羅漢參添加量31.2%、木糖醇添加量23.3%、檸檬酸添加量2.3%，在此條件下重復(fù)試驗(yàn)3次，感官評(píng)分為76.2±0.6，與理論預(yù)測(cè)值僅存在1.1%的誤差，表明此條件下可制得具有羅漢參獨(dú)特風(fēng)味的咀嚼片。

2.3 咀嚼片質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果

質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果見(jiàn)表5。

表5 質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果Table 5 The results of quality evaluation

3 結(jié)論

本研究以感官評(píng)分為指標(biāo)，在單因素試驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上，通過(guò)響應(yīng)面試驗(yàn)優(yōu)化羅漢參咀嚼片的配方，得到最佳配方為：羅漢參添加量31.2%、木糖醇添加量23.3%、檸檬酸添加量2.3%、甘露醇添加量42.5%、硬脂酸鎂添加量0.7%。各因素對(duì)羅漢參咀嚼片感官評(píng)分的影響程度為：木糖醇添加量＞檸檬酸添加量＞羅漢參添加量。同時(shí)對(duì)咀嚼片進(jìn)行質(zhì)量評(píng)價(jià)，采用水分含量、硬度、成粒率及重量差異作為咀嚼片質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)。在此條件下可制得口感較好、具有羅漢參獨(dú)特風(fēng)味的羅漢參咀嚼片，咀嚼片質(zhì)量指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果均符合《中華人民共和國(guó)藥典（2015年版）》的要求，為羅漢參的開(kāi)發(fā)利用提供了一條新途徑。