張芮銘,江彤,苗俊豪,曾嘉,商亞芳,魏兆軍
合肥工業(yè)大學(xué) 食品與生物工程學(xué)院(宣城 242000)
宣木瓜中富含19種氨基酸以及18種礦物微量元素,多糖含量豐富,所含的黃酮類物質(zhì)具有全身和外周鎮(zhèn)痛作用[1]。同時(shí)含有的齊墩果酸等[2-3]三萜類化合物,有一定的肝炎治療[4]、預(yù)防癌癥[5]、增強(qiáng)免疫力[6]作用。宣木瓜具有的多糖類物質(zhì)無甜味,在水中也不能形成真溶液,只能形成膠體物質(zhì),該特性有利于泡騰片的壓制成型。有機(jī)酸類物質(zhì)有助于維持人體體液酸堿平衡,并且能在一定程度上刺激消化液分泌,促進(jìn)食欲,宣木瓜提取物中含量豐富的有機(jī)酸可以代替泡騰片配方中人工添加的酸源。
1.1.1 材料與試劑
碳酸氫鈉(食品級,南京華飛口堿廠);β-環(huán)糊精(食品級,國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司);糊精、玉米(分析純,國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司);PEG-6000(化學(xué)純,國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司);無水乙醇(分析純,國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司)。
1.1.2 主要儀器與設(shè)備
TDP-1.5單沖壓片機(jī)(上海超億制藥機(jī)械設(shè)備有限公司);DHG-9070A電熱鼓風(fēng)干燥機(jī)(上海一恒科學(xué)儀器有限公司);FA1004B電子分析天平(上海越平科學(xué)儀器有限公司);5-50、50-300 μL GENE×8道可調(diào)移液器[百得實(shí)驗(yàn)室儀器(蘇州)有限公司];KQ-300VDE雙頻數(shù)控超聲波清洗機(jī)(昆山市超聲儀器公司);FD8-3 Freezer dryer(Gold SIM International Group CO. LTD)。
宣木瓜泡騰片的工廠生產(chǎn)工藝流程大致分為制備粉劑、比例混合、最終壓片三個(gè)步驟,具體生產(chǎn)工藝流程如下:
1) 取宣木瓜提取物浸膏和β-環(huán)糊精,加水混合均勻;真空冷凍干燥,研磨成粉,得到宣木瓜提取物粉劑;宣木瓜提取物浸膏:宣木瓜經(jīng)70%乙醇浸提得到宣木瓜提取物浸膏,pH為2.0~2.7,內(nèi)含有機(jī)酸、多糖、多酚活性成分。
2) 將宣木瓜提取物粉劑和碳酸氫鈉研磨混合均勻,得到泡騰劑。
3) 將甜味劑研磨成粉過0.180 mm篩,將泡騰劑和甜味劑混合均勻,壓片,制得宣木瓜泡騰片。
經(jīng)查閱文獻(xiàn)得知可以使用糊精,通過包裹的方式降低宣木瓜提取物在開放環(huán)境中的吸濕性[7]。故試驗(yàn)選擇使用β-環(huán)糊精與玉米糊精,對宣木瓜提取物進(jìn)行包裹處理并且對比兩種糊精的效果,擇優(yōu)確定最終配方中使用糊精的種類。
1.3.1β-環(huán)糊精(玉米糊精)的用量
宣木瓜提取物浸膏(70%乙醇提?。┡cβ-環(huán)糊精的質(zhì)量比分別設(shè)定為2.0∶4.0,2.0∶13.0,2.0∶22.0,2.0∶31.0和2.0∶40.0,共五個(gè)梯度,加做一組最大梯度2.0∶40.0的玉米糊精進(jìn)行對照試驗(yàn)。在每個(gè)梯度的宣木瓜提取物和糊精中加入適量蒸餾水混勻,超聲處理30 min,所得物冷凍12 h后真空冷凍干燥36 h。將干燥物研磨成粉末狀,過0.180 mm篩,即得宣木瓜提取物粉。靜置48 h,對比吸濕程度。
1.3.2 泡騰劑最佳外觀比
取最佳β-環(huán)糊精添加量的宣木瓜提取物粉,與適量碳酸氫鈉混合,進(jìn)行壓片。觀察所得片劑的表面形態(tài)以及溶解效果。
1.3.3 泡騰劑最佳酸堿比
宣木瓜提取物粉與碳酸氫鈉的質(zhì)量比分別設(shè)定為1.0∶0.4,1.0∶0.6,1.0∶0.8,1.0∶1.0和1.0∶1.2,共五組對比組。將上述粉劑混合均勻后取0.20±0.010 g進(jìn)行壓片,均在50 mL蒸餾水中進(jìn)行溶解試驗(yàn),對比觀察泡騰片的泡騰溶解情況,以確定泡騰劑最佳的酸堿比[8]。因宣木瓜提取物酸性較大,故不再另行添加酸。
1.3.4 潤滑劑的添加量
取適量泡騰劑,設(shè)最佳酸堿比泡騰劑用量100.0%,PEG-6000添加量分別為5.0%,7.5%,10%,12.5%和15.0%,共五組,加做一組添加量為0的空白對照組。將上述粉末混合均勻后取0.20±0.010 g進(jìn)行壓片,均在50 mL蒸餾水中進(jìn)行溶解試驗(yàn),對比觀察泡騰片的泡騰溶解情況,以確定潤滑劑的添加量。
粘沖現(xiàn)象對泡騰片的崩解時(shí)間有較大影響,粘沖越嚴(yán)重,崩解時(shí)間越長。加入適量潤滑劑可以有效防止泡騰片的粘沖現(xiàn)象[9]。
1.3.5 甜味劑的添加量
取適量泡騰劑,設(shè)最佳酸堿比泡騰劑用量100.0%,蔗糖的添加量分別為50.0%,75.0%,100.0%,125.0%和150.0%,共五組,將上述粉末混合均勻后取0.20±0.01 g進(jìn)行壓片。
分別觀察各組泡騰片的外觀,評價(jià)其表面平滑及片劑的完整程度,再將泡騰片分別溶解于50 mL蒸餾水中,針對其酸甜程度、口感潤滑程度進(jìn)行評價(jià)。評分采用百分制,質(zhì)量優(yōu)劣決定分?jǐn)?shù)高低。
β-環(huán)糊精不同用量對宣木瓜提取物吸濕性的影響結(jié)果如表1所示。
表1 β-環(huán)糊精不同用量對宣木瓜提取物吸濕性的影響
由于宣木瓜提取物浸膏含有大量多糖等,易吸水組分。如果不加以優(yōu)化,粉劑易吸濕,且會(huì)導(dǎo)致變質(zhì)甚至霉變[10]。而由Jakubczyk等[11]的研究得知可以使用添加糊精降低宣木瓜提取物在開放環(huán)境中的吸濕性。經(jīng)過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)β-環(huán)糊精與麥芽糊精效果無明顯區(qū)別,所以試驗(yàn)采用β-環(huán)糊精。結(jié)果表明,隨著質(zhì)量比的上升,吸濕程度有下降趨勢,但第1組試驗(yàn)足以克服開放環(huán)境中宣木瓜提取物的吸濕性,本著添加劑使用量最少的原則,確定第1組,即β-環(huán)糊精用量為宣木瓜提取物質(zhì)量的2倍為最佳用量,以此制得宣木瓜提取物粉。
通過調(diào)整宣木瓜提取物粉與碳酸氫鈉的用量,粗略估計(jì)兩種組分的最佳質(zhì)量比。預(yù)試驗(yàn)結(jié)果如表2所示。
表2 粗估酸堿質(zhì)量比效果對比
通過觀察試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn),片劑外觀形態(tài)和溶解效果呈現(xiàn)由差到好再變差的結(jié)果,而試驗(yàn)第2,第3和第4組的效果較好,則可以大致推定最佳的酸堿質(zhì)量比應(yīng)該介于1.0∶0.5~1.0∶1.5之間,故大致在此范圍內(nèi)設(shè)置試驗(yàn)組確定泡騰劑最佳酸堿比。第5組片劑外觀形態(tài)的缺陷,主要是因?yàn)閴A劑過量導(dǎo)致壓片時(shí)引發(fā)了較強(qiáng)的酸堿中和反應(yīng),產(chǎn)生水而粘沖[12]。而第1組的缺陷,推測是提取物粉末自身吸水性,而無其他物質(zhì)拉低平均含水量導(dǎo)致的粘沖。
不同的酸堿質(zhì)量比最終的片劑物性結(jié)果如表3所示。
表3 不同酸堿質(zhì)量比的泡騰劑效果對比
通過試驗(yàn)可以看出,第1和第2組的崩解時(shí)間明顯長于其余三組,說明碳酸氫鈉不足,酸堿中和反應(yīng)速率過低??紤]到崩解時(shí)間是產(chǎn)品質(zhì)量的主要考察指標(biāo),故第1和第2組試驗(yàn)不予采用;第3,第4和第5組崩解時(shí)間相差較小,pH均處于人體適宜的弱堿性,但第4和第5組有少量沉淀,說明碳酸氫鈉過量,影響產(chǎn)品感官,故確定第3組,即酸堿質(zhì)量比1.0∶0.8為最佳酸堿比。
不同潤滑劑用量對泡騰片粘沖性質(zhì)的影響如表4所示。
表4 不同的潤滑劑用量效果對比
通過試驗(yàn)可以看出,隨著潤滑劑PEG-6000用量的增加,粘沖現(xiàn)象得以緩解。PEG-6000作為一種水溶性潤滑劑,可以有效防止泡騰片潤滑度失和而導(dǎo)致的粘沖現(xiàn)象[13]。試驗(yàn)第3,第4和第5組都無粘沖現(xiàn)象,且崩解時(shí)間相近,本著添加劑最少的原則確定第3組,即PEG-6000用量10.0%為最佳潤滑劑用量。
甜味劑的主要作用是改善口感,此次設(shè)計(jì)所使用的甜味劑為天然蔗糖,甜味劑對口感的影響如表5所示。
表5 甜味劑添加量對口感的影響
通過試驗(yàn)得出第4組甜味適中,口感最好。則確定第4組,即蔗糖用量125.0%為最佳甜味劑用量。
感官評價(jià)采用四因素三水平正交試驗(yàn)考察泡騰劑酸堿比(質(zhì)量比)、PEG-6000用量、蔗糖用量三個(gè)因素交互作用對口感的影響,剩余的一個(gè)因素用虛擬因素表示。正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果分析如表6所示。
表6 宣木瓜泡騰片的配方口感試驗(yàn)結(jié)果與分析
觀察得出最優(yōu)組合為A1B2C2D2,與計(jì)算得出的最優(yōu)組合A2B2C3D3進(jìn)行比較,觀察得出的最優(yōu)組合雖口感更佳,但是因改變泡騰劑的最佳比例而明顯影響泡騰片的泡騰效果,因此不予采用。
計(jì)算得出的最優(yōu)組合,即泡騰劑酸堿質(zhì)量比為1.0∶0.8、PEG-6000添加量為10.0%、蔗糖添加量為150.0%,與單因素試驗(yàn)得出的最優(yōu)組合,即泡騰劑酸堿質(zhì)量比為1.0∶0.8、PEG-6000添加量為10.0%、蔗糖添加量為125.0%,口感相近、泡騰效果相似。因此,從節(jié)約開支、降低成本、降低產(chǎn)品能量值的角度考慮,選擇單因素試驗(yàn)所得出的最優(yōu)組合,即泡騰劑酸堿質(zhì)量比為1.0∶0.8、PEG-6000添加量為10.0%、蔗糖添加量為125.0%。
最終配方為泡騰劑42.5%、PEG-6000 4.3%、蔗糖53.2%。