李書啟,石青浩,韓希鳳,姜子濤,2*
(1.天津天獅學院食品工程學院,天津 301700;2.天津商業(yè)大學生物技術與食品科學學院,天津 300134)
柿葉為柿樹科柿樹屬植物柿(Diospyros kaki L.f.)的新鮮或干燥葉[1]。我國柿樹有50多種[2],是世界上最主要的柿樹生產國。柿葉資源豐富,具有較高的營養(yǎng)價值和醫(yī)療保健作用,因此引起了學者的廣泛關注,國內外對柿葉的化學成分和功效作用做了大量研究。柿葉中含有豐富的維生素C、有機酸、多種氨基酸和微量元素等營養(yǎng)成分,以及黃酮類化合物、三萜類化合物、香豆素類、植物甾醇類等功效成分[3-7]。研究表明,柿葉具有抗菌消炎、生津止渴、潤肺強心、鎮(zhèn)咳止血等功效[8-10]。隨著提取分離技術的發(fā)展,在柿葉中,發(fā)現(xiàn)了多種黃酮類化合物[11]。在柿葉多種活性物質的開發(fā)中,含量較高、最具研究價值的是黃酮類物質[12]。柿葉黃酮有抗過敏、抗氧化、抗炎、抑菌、抗腫瘤、降血壓、降血脂、保肝和增強免疫力等多種作用[13-16]。目前,以柿葉原葉為原料開發(fā)出柿葉飲料[17]、柿葉晶[18]、柿葉茶[19-20]、柿葉蛋糕[21]等,尚未見以柿葉功效成分提取物為原料制備口服片劑的相關報道。
本研究采用超聲微波協(xié)同萃取法提取柿葉中的活性成分,并以柿葉提取物為原料,制成片劑產品,提高產品中活性成分的含量,為消費者提供一種方便、快捷的功能性食品,且提高柿葉利用率,減少資源的浪費。
新鮮柿葉:天津薊州區(qū);蘆丁標準品:中國食品藥品檢定研究院;氫氧化鈉、亞硝酸鈉、硝酸鋁、無水乙醇(均為分析純):國藥集團化學試劑有限公司;β-環(huán)糊精、檸檬酸、甘露醇、淀粉(均為食品級):上海申光食用化學品有限公司;交聯(lián)聚乙烯吡咯烷酮、硬脂酸鎂、食用酒精(均為食品級):天津市博迪化工有限公司。
CW-2000微波-超聲協(xié)同萃取儀:上海新拓分析儀器科技有限公司;UV1000紫外可見分光光度計:上海天美科學儀器有限公司;RE-1001VH旋轉蒸發(fā)儀:上海亞榮生化儀器廠;BSA 124S精密電子天平:賽多利斯科學儀器(北京)有限公司;DZ-2BE真空干燥箱:天津泰斯特儀器有限公司;FW-4A粉末壓片機:天津市拓普儀器有限公司;YD-35片劑硬度儀、FT-2000AE脆碎度檢查儀、ZB-1E智能崩解儀:天津市天大天發(fā)科技有限公司。
1.3.1 柿葉提取物片劑制備工藝
新鮮柿葉→清洗→干燥→粉碎→過篩→柿葉粉→微波-超聲協(xié)同萃取→提取物→濃縮→干燥→粉碎過篩→柿葉黃酮干粉+輔料(填充劑、崩解劑等)→混合均勻→制軟材→造?!稍?輔料(潤滑劑)→壓片→成品→滅菌→粗包裝
1.3.2 柿葉黃酮的提取及干粉制備
干燥柿葉粉與70%食用酒精以固液比1∶45(g/mL)混合,置于微波-超聲協(xié)同萃取儀,在功率700 W、溫度45℃的條件下,提取25 min。在60℃下,用旋轉蒸發(fā)儀將提取液蒸發(fā)濃縮,濃縮液于真空干燥箱中干燥15 h后,粉碎過100目標準篩,即得到柿葉黃酮干粉。
1.3.3 黃酮含量測定
黃酮含量測定采用蘆丁標準曲線法[22]。
1.3.4 柿葉黃酮口服片制備
1.3.4.1 制軟材與造粒
將主料柿葉黃酮干粉及輔料β-環(huán)糊精、交聯(lián)聚乙烯吡咯烷酮、甘露醇、檸檬酸、淀粉過100目篩。將輔料依次加入主料中,混合均勻,邊加輔料邊用食用酒精作為潤濕劑,不斷攪拌,使其潤濕均勻,調整物料濕度,制成手捏成團、輕壓則散的軟材。將制好的軟材過20目標準篩,制得濕顆粒。
1.3.4.2 干燥
制好的濕顆粒均勻平鋪于托盤中,顆粒層厚度2 cm~3 cm,55℃干燥1 h,每隔15 min翻動一次,以加快干燥速度并保證干燥均勻,至含水量3%以下即可。
1.3.4.3 壓片、滅菌、包裝
將干燥后顆粒再次過篩、整粒,混入一定量的潤滑劑硬脂酸鎂,放入壓片機進行壓片。將壓好的片劑于紫外燈下照射15 min,包裝得到成品。
1.3.5 感官評價
由15位感官評審員組成評定小組,根據(jù)評分標準(表1),分別對柿葉黃酮口服片的色澤、組織形態(tài)、口感、風味進行綜合評分,采用輕松感官分析系統(tǒng)5.0進行統(tǒng)計分析。感官評價標準見表1。
表1 感官評價標準Table 1 Sensory evaluation criteria
1.3.6 柿葉黃酮口服片配方優(yōu)化
經(jīng)預試驗篩選β-環(huán)糊精、淀粉作為片劑填充劑,交聯(lián)聚乙烯吡咯烷酮作為崩解劑,硬脂酸鎂作為潤滑劑。因柿葉黃酮提取物有苦澀味,因此添加甘露醇和檸檬酸作為矯味劑。
為提高口服片的感官品質,通過單因素試驗,考察主輔料添加量對口服片感官品質的影響。固定β-環(huán)糊精、甘露醇、檸檬酸、交聯(lián)聚乙烯吡咯烷酮、硬脂酸鎂的添加量分別為9%、20%、3%、7%、1.5%,補充淀粉,考察分別添加15%、20%、25%、30%、35%柿葉黃酮干粉對片劑感官品質和黃酮含量的影響。固定主料及其它輔料添加量,考察分別添加6%、9%、12%、15%、18%的 β-環(huán)糊精,10%、15%、20%、25%、30%的甘露醇,1%、2%、3%、4%、5%的檸檬酸,0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%的硬脂酸鎂,對片劑感官品質的影響。在單因素試驗基礎上,設計正交試驗,優(yōu)化片劑的配方。
1.3.7 柿葉黃酮口服片質量分析
參照2020版藥典[23],分別對提取物片劑進行片重差異、硬度、脆碎度、崩解時限的檢測。
采用超聲微波協(xié)同萃取技術提取柿葉中黃酮類物質,繪制蘆丁標準曲線,得到曲線方程為y=16.87x+0.000 4(R2=0.999 7),通過計算,得到柿葉中黃酮類物質的提取率為7.95%。
2.2.1 主輔料添加量對柿葉黃酮口服片感官品質的影響
2.2.1.1 柿葉黃酮干粉添加量的考察
柿葉黃酮干粉添加量對片劑中黃酮含量及感官品質的影響見圖1。
圖1 柿葉黃酮干粉添加量對片劑中黃酮含量及感官品質的影響Fig.1 Effects of supplemental amount of flavonoids in persimmon leaves on flavonoids content and sensory quality of tablets
由圖1可以看出,隨著柿葉黃酮干粉添加量的增加,片劑中功效成分黃酮類物質的含量隨之增加。但由于柿葉黃酮提取物呈苦澀味道,是片劑口感、風味的主要影響因素。當柿葉黃酮干粉添加量為25%及以上時,片劑苦澀味加重,風味不好;當添加量增加到35%,片劑顏色略有加深。結合感官評分得出,柿葉黃酮干粉的最佳添加量為20%。
2.2.1.2 β-環(huán)糊精添加量的考察
β-環(huán)糊精添加量對片劑感官品質的影響見圖2。
圖2 β-環(huán)糊精添加量對片劑感官品質的影響Fig.2 Effect of β-cyclodextrin supplemental amount on the sensory quality of tablets
由圖2可以看出,當β-環(huán)糊精的添加量大于9%時,感官評分隨著β-環(huán)糊精的添加量增加而降低。β-環(huán)糊精對片劑的外觀和口感影響很大,因其具有包埋作用,減少了苦澀味,使口感變好。由于β-環(huán)糊精具有很強的黏合性,當添加量大于9%時,片劑表面出現(xiàn)麻點,并影響片劑的崩解與溶出速度,且添加量過多時,會使片劑有較重的糊口味,粉粒感增強,降低了片劑的感官品質。由此得出,β-環(huán)糊精的添加量為9%較適宜。
2.2.1.3 甘露醇添加量的考察
甘露醇添加量對片劑感官品質的影響見圖3。
圖3 甘露醇添加量對片劑感官品質的影響Fig.3 Effect of mannitol supplemental amount on the sensory quality of tablet
由圖3可以看出,當甘露醇添加量為20%時,感官評分最高,甘露醇具有一定甜味,在口腔中溶解產生涼爽感,削弱苦澀味,并且在口中無砂礫感,口感和風味好,但當甘露醇的添加量大于20%時,片劑甜味過重,酸甜不協(xié)調,使得片劑風味不好。由此得出甘露醇的添加量為20%較適宜。
2.2.1.4 檸檬酸添加量的考察
檸檬酸添加量對片劑感官品質的影響,結果見圖4。
圖4 檸檬酸添加量對片劑感官品質的影響Fig.4 Effect of citric acid supplemental amount on the sensory quality of tablet
由圖4可以看出,當檸檬酸添加量達到3%時,感官評分最高,檸檬酸主要對片劑的風味有影響,適量添加可以使口服片呈現(xiàn)酸甜味,但添加量過多會使片劑過酸、過澀,從而降低感官品質。由此得出檸檬酸的添加量為3%時較適宜。
2.2.1.5 硬脂酸鎂添加量的考察
硬脂酸鎂添加量對片劑感官品質的影響見圖5。
圖5 硬脂酸鎂添加量對片劑感官品質的影響Fig.5 Effect of magnesium stearate supplemental amount on the sensory quality of tablet
由圖5可以看出,當硬脂酸鎂的添加量為1.5%時,感官評分最高,硬脂酸鎂可以增加物料的流動性,使顆?;旌暇鶆?,減少物料對壓片機的黏合,使片劑表面完整光潔。如果其添加量過少,會使顆粒粘在壓片機上,導致片劑形態(tài)不完整,添加量過多,影響片劑口感。由此得出硬脂酸鎂的添加量為1.5%時較適宜。
2.2.2 正交試驗優(yōu)化配方
在單因素試驗基礎上,以β-環(huán)糊精添加量、甘露醇添加量、硬脂酸鎂添加量、檸檬酸添加量為考察因素進行四因素三水平L9(34)正交試驗,優(yōu)化柿葉黃酮口服片的配方,得到更優(yōu)的感官品質。因素水平見表2,正交試驗結果見表3。
表2 正交試驗因素水平Table 2 Orthogonal factors and levels
表3 正交試驗結果Table 3 Results of orthogonal test
由表3可知,4個因素對柿葉提取物片劑感官評分影響的主次順序為:B>D>A>C,即甘露醇添加量>檸檬酸添加量>β-環(huán)糊精添加量>硬脂酸鎂添加量,其最優(yōu)水平為A1B2C1D2,即β-環(huán)糊精添加量6%、甘露醇添加量20%,硬脂酸鎂添加量1.0%,檸檬酸添加量3%。
對表3中各因素的R值進行比較可得,C因素對柿葉提取物片劑感官評分影響較小,因此,以該因素作為方差分析空白列,對正交試驗結果進行方差分析,結果見表4。
表4 正交試驗方差分析Table 4 Variance analysis of orthogonal
由方差分析表4可知,B、D因素對柿葉提取物片劑的感官品質有顯著的影響,A、C因素對柿葉提取物片劑的感官品質無顯著的影響。
2.2.3 驗證試驗
按照最優(yōu)工藝方案,添加20%柿葉黃酮干粉、6%β-環(huán)糊精、20%甘露醇、3%檸檬酸、7%交聯(lián)聚乙烯吡咯烷酮、1.0%硬脂酸鎂、淀粉填充,制備3批次柿葉黃酮口服片,3次感官評分的平均值為96.5,高于正交試驗中的第2組結果,相對標準偏差為0.68%。說明該工藝條件制備的片劑感官品質好,而且穩(wěn)定性較高。每批次取6片成品,測定黃酮含量,平均黃酮含量為3.13%,相對標準偏差0.92%。
2.3.1 片重差異分析
取20片成品,測定成品平均片重為0.697 1 g,所測成品的片重差異在±2.73%以內,小于藥典規(guī)定的±5%,表明質量合格,工藝穩(wěn)定。
2.3.2 硬度分析
取5片成品,測定硬度。平均值為30.3 N,相對標準偏差為0.98%,成品的硬度較高,差異較小。平均徑向直徑為13.11 mm。
2.3.3 脆碎度分析
取10片成品,測定成品脆碎度,測定前樣品總重6.990 8 g,測定之后樣品總重6.984 3 g,質量減少0.65%,小于藥典規(guī)定的1%,無斷裂、龜裂現(xiàn)象,質量合格。
2.3.4 崩解時限分析
取6片成品,測定成品崩解時限,平均崩解時限為13.4 min,各片均能在15 min內崩解,符合國家藥典規(guī)定。
以柿葉黃酮提取物為主要原料,感官品質為評價指標,確定柿葉黃酮口服片的制備工藝和最優(yōu)配方,即20%柿葉黃酮干粉、6%β-環(huán)糊精、20%甘露醇、3%檸檬酸、7%交聯(lián)聚乙烯吡咯烷酮、1.0%硬脂酸鎂、淀粉填充。在此配方下制得的成品色澤均勻、表面光滑、組織形態(tài)好、口感佳、酸甜協(xié)調、感官品質高,并且成品中黃酮含量高達3.13%。
對片劑成品進行質量分析,成品的平均片重為0.6971g,平均硬度為30.3N,平均徑向直徑為13.11mm,脆碎度良好,均能在15 min內崩解。片劑產品具有劑量準確、體積小、質量穩(wěn)定、攜帶、服用方便等優(yōu)勢。
利用薊州區(qū)得天獨厚的柿葉資源,以柿葉中活性成分黃酮類提取物為原料,對柿葉黃酮片劑制備工藝及配方開展研究,為新型功能食品的研發(fā)、新生產工藝的建立提供一定基礎性依據(jù)。