遲曉君,秦 洋,邢文陽,趙佳琪 ,岳鳳麗,郭迎春
(1.山東農(nóng)業(yè)工程學院 食品科學與工程學院,山東 濟南 250100;2.山東斯伯特生物科技有限公司,山東 濟南 250100)
中國目前已經(jīng)成為世界上最大的蘆筍生產(chǎn)國和出口基地,2016年95%的產(chǎn)品出口,約占世界蘆筍貿(mào)易量的46.9%,產(chǎn)量及貿(mào)易量遠遠領先于其他國家。近年來,蘆筍的認可度及食用量也逐步提高,而且蘆筍在國際市場的需求量逐漸增多。但隨之而來的是蘆筍渣再利用的問題未得到充分解決。在蘆筍加工業(yè),蘆筍的大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)常見的較成熟的加工為蘆筍罐頭和蘆筍飲料[1],在蘆筍罐頭和飲料的加工中會產(chǎn)生大量的蘆筍下腳料,也是我國產(chǎn)生蘆筍渣的主要來源,倘若果渣經(jīng)過釋放后處理不恰當,在果渣和環(huán)境中微生物的協(xié)同反應下,極易出現(xiàn)腐敗、酸化、臭化的現(xiàn)象,不僅破壞了環(huán)境,而且造成了資源的浪費。如何將蘆筍渣廢物利用、減少資源浪費、優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結構,是我國加工業(yè)需要解決的問題。
現(xiàn)代醫(yī)學研究表明,蘆筍是營養(yǎng)、美容、減肥、抗衰老的保健佳品,且具有較強防癌、抗癌功效[2-3]。蘆筍渣含有多種氨基酸、蛋白質(zhì)和維生素,蘆筍中的天冬氨酸和微量元素能夠調(diào)節(jié)機體代謝、提高免疫力[4]。《本草綱目》記載,蘆筍具有清熱利尿、潤肺化咳、抑制毒細胞的效果?!吨腥A醫(yī)典》表述,蘆筍含有的蘆丁、蘆筍皂苷等營養(yǎng)物質(zhì)是其他蔬菜所沒有的,在防治心腦血管病和對抗癌癥方面有治療作用,豐富的硒元素對高血壓、心腦血管疾病、冠心病、癌癥等疾病有一定療效。蘆筍包含葉酸,孕婦服用后對胎兒的大腦發(fā)育有促進作用。但是蘆筍渣富含粗纖維,口感欠佳,因此本研究將超微粉碎技術應用于蘆筍綜合利用。將物料顆粒粉碎至10-25μm或更小的過程稱為超微粉碎,因此物料具有良好的溶解性、發(fā)散性、附著性、流動性、化學活性等多方面的性能及一些新的特性。經(jīng)超微粉碎的果蔬加工成的食品可保留天然成分。
咀嚼片經(jīng)嚼碎后便于吞咽,適合于老人、幼兒、吞咽困難或者腸胃功能較差的患者[5],相比于與普通片劑,咀嚼片服用方便,而且普通片劑的長期服用會產(chǎn)生患者的心理上的抗藥現(xiàn)象,因此咀嚼片彌補了普通片劑的不足。咀嚼片是一種可在口腔內(nèi)嚼碎后下咽的片劑,大小一般與普通片劑相同,可根據(jù)不同需求制成不同形狀的異形片[6-7],而此次蘆筍獼猴桃咀嚼片采用三角形異型模,制得的三角狀區(qū)別于市面常見的圓形,具有特殊性。咀嚼片經(jīng)嚼碎后便于吞服,藥片表面積大,對體內(nèi)的營養(yǎng)物質(zhì)有利于分解和促進吸收的效果。咀嚼下咽的咀嚼片不經(jīng)崩解,因此,制成咀嚼片可加速藥物的崩解,提升療效。咀嚼片服用方便,即使在缺水狀況下仍可服用,可減少使用者腸道的負擔。咀嚼片分散度較好、營養(yǎng)溶出率高,更利機體吸收利用。相較顆粒制品,它還具有空間占比小、易攜帶、無需沖水等好處。
本文將超微粉碎技術及壓片技術應用于蘆筍綜合利用,以蘆筍粉獼猴桃超微粉為原料,添加甘露醇、乳糖為輔料,配以硬脂酸鎂為潤滑劑,通過單因素試驗及正交試驗來探究一種蘆筍獼猴桃咀嚼片的最佳配方[8-9],制得的咀嚼片擁有相對較好的天然口感、便于吸收營養(yǎng)等優(yōu)越性,同時具有蘆筍具有獨特的清熱利尿、提高免疫、降脂減肥的功效,并且與獼猴桃粉進行口感搭配[10-12],為實現(xiàn)蘆筍渣資源化利用奠定良好的基礎,對蘆筍渣產(chǎn)業(yè)化發(fā)展具有一定的指導作用。
WZJ6L振動式超微粉碎機系列:濟南倍力粉技術工程有限公司;FA2004電子天平:賽多利斯有限公司;ZPS008型旋轉(zhuǎn)式壓片機:上海天祥健臺制藥機械有限公司。
獼猴桃粉:西安賽揚生物科技有限公司;蘆筍渣:中國巨鑫源集團;甘露醇:鄭州博研生物科技有限公司;乳糖:鄭州博研生物科技有限公司;硬脂酸鎂:天津市科密歐化學試劑有限公司。
1.2.1 超微粉碎
將蘆筍渣、獼猴桃粉分別放入超微粉碎機中,料盒中每次進料約500g,超微粉碎7min,制得蘆筍及獼猴桃超微粉碎粉。
1.2.2 篩粉
將制得的超微粉碎粉過325目分樣篩后保存待用。
1.2.3 混合粉的制備
比較物料的種類及質(zhì)量,稱取原料與輔料,按照比例及營養(yǎng)需求,合理搭配并混勻。
1.2.4 壓片
將各原輔料混勻后,加入硬脂酸鎂,混合均勻后轉(zhuǎn)移到壓片機壓片。
1.2.5 包裝、滅菌
篩除破損、不規(guī)則的咀嚼片,選取完整的咀嚼片包裝進透明封袋并滅菌,即制得蘆筍獼猴桃超微粉咀嚼片。
由10名食品科學專業(yè)人員組成評定小組,分別對這種蘆筍獼猴桃咀嚼片進行評分,并計算總分。咀嚼片感官質(zhì)量評分標準如下:
表1 蘆筍獼猴桃咀嚼片的感官評分標準
2.1.1 蘆筍粉的含量對咀嚼片品質(zhì)的影響
蘆筍粉的含量對咀嚼片的風味口感、硬度以及營養(yǎng)方面起著主導作用,選擇不同的蘆筍粉含量,并篩選最佳比例。蘆筍粉含有豐富的膳食纖維、維生素、組織蛋白、核酸,以及游離態(tài)存在的天冬酰胺,具有的微量元素有葉酸和硒,超微粉碎后的蘆筍粉粒徑小、質(zhì)地干燥,營養(yǎng)成分的溶解率提高,具有優(yōu)良的穩(wěn)定性和溶解性,但蘆筍粉口感方面具有枯草的苦味。獼猴桃粉中含有大量的膳食纖維、維生素、蛋白質(zhì)和氨基酸,具有良好的流動性和粘著性。蘆筍粉與獼猴桃粉相結合,能夠在色澤方面相互補充,中和蘆筍渣的苦味并使咀嚼片具有酸甜味;獼猴桃粉增大蘆筍粉的粘性,便于咀嚼片的成型和造粒,減少原料的資源浪費。在原料中有獼猴桃粉和蘆筍粉,輔料中甘露醇與乳糖比例為7:3,原輔料比例為7:3,壓片機條件片劑厚度1.6cm,預壓厚度3.8cm,充填深度9.8cm的條件下,選擇25%、20%、15%、10%、5%五個不同的蘆筍粉含量,探究蘆筍粉含量對咀嚼片品質(zhì)的影響,結果見圖1。
圖1 蘆筍粉的含量對咀嚼片品質(zhì)的影響
由圖1可知,咀嚼片原料中的蘆筍粉的含量對咀嚼片有影響,蘆筍粉的含量過高時會影響咀嚼片的口感及營養(yǎng)價值。蘆筍粉含量高于15%時,色澤呈棕色,質(zhì)地粗糙,組織松軟,存在蘆筍渣的苦味,口感較差;蘆筍粉含量低于15%時,質(zhì)地較硬,組織細密,獼猴桃的酸甜味過重,蘆筍的清香味較少,口感較差。因此在蘆筍粉含量為15%時咀嚼片的品質(zhì)比較好,并且選擇蘆筍粉含量為20%、15%、10%進入正交試驗。
2.1.2 甘露醇與乳糖的比例對咀嚼片品質(zhì)的影響
甘露醇有甜味,對口腔有涼爽感,穩(wěn)定性好,具有爽口性、造粒性好等特點,多用于咀嚼片制造。乳糖是營養(yǎng)性甜味劑,能夠增強香味,是咀嚼片良好的賦形劑。用甘露醇、乳糖為輔料作為填充劑,改善咀嚼片的口感和硬度。蘆筍粉含量為15%;原輔料比為7:3;壓片機條件片劑厚度1.6cm,預壓厚度3.8cm,充填深度9.8cm的條件下,選擇甘露醇:乳糖的比例5:5、6:4、7:3、8:2、9:1 五個不同比例,探究輔料中甘露醇與乳糖的比例對咀嚼片品質(zhì)的影響,結果見圖 2。
圖2 甘露醇與乳糖的比例對咀嚼片的影響
由圖2可知,甘露醇與乳糖的比例會影響咀嚼片的口感與硬度,比例過高或過低都會影響咀嚼片的品質(zhì)。甘露醇與乳糖的比例過低時,咀嚼片成型能力較差,質(zhì)地疏松,色澤分布不均;甘露醇與乳糖比例過高時,咀嚼片質(zhì)地較硬,口感過甜,風味失調(diào)。適宜的甘露醇含量可以增加甜度,改善口感,但含量過高會導致咀嚼片糖分太高,甜度太大。因此選擇甘露醇與乳糖比例7:3時較好,并且選擇甘露醇與乳糖比例為6:4、7:3、8:2進入正交試驗。
2.1.3 原輔料比例對咀嚼片品質(zhì)的影響
原輔料的比例對咀嚼片有直接的影響,原料賦予咀嚼片獨特的風味,也決定著壓片時的流動性和硬度;輔料對口感風味有改善作用,使組織細密均勻。在原料比為9:1;輔料比為7:3;壓片機條件片劑厚度1.6cm,預壓厚度3.8cm,充填深度9.8cm的條件下,選擇原輔料比例為5:5、6:4、7:3、8:2、9:1五個不同比例,探究原輔料比例對咀嚼片品質(zhì)的影響,結果見圖3。
圖3 原輔料比例對咀嚼片品質(zhì)的影響
由圖3可知,原輔料的比例對咀嚼片品質(zhì)有影響,比例過高或過低時會產(chǎn)生不同程度的影響。原輔料比例過高時,咀嚼片成型度低,質(zhì)地松散,組織粗糙不均勻,獼猴桃粉的酸味較重;原輔料比例過低時,咀嚼片硬度過高,口味過甜,風味失衡;當比例適中時,咀嚼片硬度適中,細膩均勻,酸甜醇香可口。因此在原輔料比例為6:4時咀嚼片的品質(zhì)比較好,并且選擇原輔料比例為6:4、7:3、8:2 進入正交試驗。
2.1.4 硬脂酸鎂添加量對咀嚼片品質(zhì)的影響
硬脂酸鎂作為潤滑劑和助流劑,具有流動性和可壓性,是良好的片劑潤滑劑,能夠增加咀嚼片表面的光滑性,利于咀嚼片脫落,常于混合物料中添加一定量的硬脂酸鎂作潤滑劑。在原料比為9:1;輔料比為7:3,原輔料比為6:4;壓片機條件片劑厚度1.6cm,預壓厚度3.8cm,充填深度9.8cm的條件下,選擇 1%、1.3%、1.5%、1.7%、1.9%五個不同的添加量,探究硬脂酸鎂對咀嚼片品質(zhì)的影響,結果見圖4。
圖4 硬脂酸鎂添加量對咀嚼片品質(zhì)的影響
由圖4可知,不同硬脂酸鎂添加量對咀嚼片品質(zhì)有不同的影響。當硬脂酸鎂的添加量低于1.5%時,咀嚼片表面顏色無光澤,顆粒較粗糙,不易從異型模脫落,片劑易殘缺;當硬脂酸鎂添加量高于1.5%時,咀嚼片表面光滑,但造成咀嚼片硬度過大,降低口感。當硬脂酸鎂添加量為1.5%時,咀嚼片的口感良好,脫模效果增加,原輔料的粘性降低。因此采用1.5%的硬脂酸鎂添加量作為咀嚼片的潤滑劑。但是不同硬脂酸鎂的添加量對咀嚼片的影響變化不顯著,所以不將硬脂酸鎂添加量納入正交試驗的考慮因素。
2.1.5 咀嚼片厚度對咀嚼片品質(zhì)的影響
咀嚼片的厚度對咀嚼片的外觀和硬度有一定的影響,適度的厚度能夠能夠使咀嚼片具有良好的硬度,使咀嚼片顆粒均勻,表面光澤完整呈現(xiàn)出良好的視覺效果,咀嚼片少破碎,提高原料利用率減少浪費。在原料比為9:1,輔料比為7:3,原輔料比例為6:4;硬脂酸鎂添加量為1.5%,預壓厚度3.8cm,充填深度9.8cm的條件下,選擇咀嚼片 2.0、1.8、1.6、1.4、1.2 五個不同的厚度,探究咀嚼片厚度對咀嚼片品質(zhì)的影響,結果見圖5。
圖5 咀嚼片厚度對咀嚼片品質(zhì)的影響
由圖5可知,咀嚼片厚度在1.4cm時最佳。咀嚼片過厚時咀嚼片色澤分布不均,外形粗糙難造粒成形,過于疏軟松散;咀嚼片較薄時,大小不均勻一致,出現(xiàn)斷層現(xiàn)象,片劑不完整多缺陷,降低了產(chǎn)出率;咀嚼片厚度適中時,片劑外表面光滑平整有光澤,硬度適中,口感細密醇香。因此在咀嚼片厚度為1.4cm時咀嚼片的品質(zhì)比較好,并且選擇咀嚼片厚度為1.4cm、1.6cm、1.8cm進入正交實驗。
圖6 蘆筍獼猴桃咀嚼片的產(chǎn)品圖片
在單因素試驗基礎上,選擇影響較大的四個因素進入正交試驗。以蘆筍粉的含量比例、甘露醇與乳糖的比例、原輔料比例、咀嚼片厚度為考察因素,進行L9(34)正交試驗,因素水平見表2,正交試驗結果見表3:
表2 因素水平表
表3 正交試驗結果
從表可以看出,在試驗設計范圍內(nèi),因素主次為C>D>A>B,即原輔料比對產(chǎn)品品質(zhì)影響最大,其次是咀嚼片的厚度,再次是原料中蘆筍粉的含量,最后是輔料中甘露醇與乳糖的比例。最優(yōu)水平為A1B3C3D2,即蘆筍粉的含量為15%,甘露醇與乳糖的比例為6:4,原輔料的比例為6:4,咀嚼片厚度為1.6cm。并且壓片機條件片劑預壓厚度3.8mm,充填深度9.8mm的條件。
一種蘆筍獼猴桃咀嚼片的感官指標測定結果見表4:
表4 一種蘆筍獼猴桃咀嚼片的感官品質(zhì)
本文是對蘆筍渣超微粉碎為蘆筍粉后,搭配獼猴桃粉進行的咀嚼片最佳配方的研究,通過單因素條件以及正交試驗,得出蘆筍獼猴桃咀嚼片的最佳配方組合為:蘆筍粉的含量為15%,輔料甘露醇與乳糖的比例為6:4,原輔料的比例為6:4,咀嚼片厚度為1.6cm。該產(chǎn)品色澤呈灰褐色,結構組織細密均勻,口感細滑,軟硬適度,且醇香可口,酸甜適口,具有良好的市場前景。并且進行蘆筍渣的廢物利用,減少資源浪費,繼而優(yōu)化蘆筍加工的產(chǎn)業(yè)結構;蘆筍渣經(jīng)過超微粉碎,使得蘆筍粉擁有較優(yōu)的溶解度、分散程度、吸附能力、流動態(tài)勢、生化活性;采用干法工藝,減少原料浪費,節(jié)約生產(chǎn)時間;采用三角異型模,不同于普通圓形片劑,易產(chǎn)生視覺沖擊。