秦宇翔,趙 峰
(天津市康婷生物工程集團有限公司,天津 300000)
透明質(zhì)酸鈉(Sodium Hyaluronate,SH)也被稱為玻璃酸鈉,天然存在于人體內(nèi),在胎盤、羊水、晶狀體、關(guān)節(jié)軟骨和皮膚真皮層等器官和組織中大量存在,主要分布在細胞質(zhì)和細胞間質(zhì)中,有潤滑與滋養(yǎng)細胞和細胞器官的作用,可以以葡萄糖、酵母粉、蛋白胨等為培養(yǎng)基,由馬鏈球菌獸疫亞種經(jīng)發(fā)酵生產(chǎn)而成[1]。透明質(zhì)酸鈉和透明質(zhì)酸有著較相似的結(jié)構(gòu)與性質(zhì),人體可以將透明質(zhì)酸鈉轉(zhuǎn)化為透明質(zhì)酸,而小分子透明質(zhì)酸鈉不會在人體內(nèi)分解,會被吸收進入血液并送至皮膚真皮層,促進成纖維細胞生長并促進生成透明質(zhì)酸[2]。
膠原蛋白廣泛應用在食品、保健食品、化妝品和醫(yī)藥相關(guān)領(lǐng)域。傳統(tǒng)膠原蛋白主要從豬、牛等的結(jié)締組織中提取,由于瘋牛病、口蹄疫等疾病的暴發(fā)和宗教習俗等原因陸生動物來源的膠原蛋白在應用方面受到限制[3]。而魚類加工后的皮、骨、鱗和鰭等含有豐富的膠原蛋白,具有開發(fā)和利用的價值[4]。膠原蛋白肽相較膠原蛋白具有更低的分子量,更易吸收,在人體內(nèi)發(fā)揮其生物功能,提高皮膚的保濕能力[5]。
本試驗以現(xiàn)代壓片工藝為基礎(chǔ),以透明質(zhì)酸鈉、魚膠原蛋白肽為主要原料,加入紅石榴果粉、百香果粉、麥芽糖醇和硬脂酸鎂等制作出一種透明質(zhì)酸鈉壓片糖果。
透明質(zhì)酸鈉(山東華熙海御生物醫(yī)藥有限公司);魚膠原蛋白肽(廣東百維生物科技有限公司);紅石榴粉(贛州華漢生物科技有限公司);百香果粉(贛州華漢生物科技有限公司);麥芽糖醇[羅蓋特(中國)營養(yǎng)食品有限公司];硬脂酸鎂(安徽山河藥用輔料股份有限公司)。
YD-35 智能片劑硬度儀(天津市天大天發(fā)科技有限公司);FT-2000AE 脆碎度檢查儀(天津市天大天發(fā)科技有限公司);MS204TS/02 分析天平[梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司];JJ-1000 電子天平(常熟市雙杰儀器測試廠);JS-30B 電子計數(shù)天平(成都普瑞遜電子有限公司);換桶混合機[翰林航宇(天津)實業(yè)有限公司];GZPS-65 全自動雙出料高速壓片機[翰林航宇(天津)實業(yè)有限公司]。
1.3.1 劑量選擇與劑型選擇
根據(jù)國家衛(wèi)生健康委員會2020 年第9 號公告,透明質(zhì)酸鈉每日推薦使用量不超過200 mg,考慮后續(xù)壓片工藝控制,每片壓片糖果添加透明質(zhì)酸鈉為片重的0.3%,添加其他原輔料后片重為0.6 g,成人每日食用此壓片糖果不超過66 g,嬰幼兒、孕婦及哺乳期婦女不宜食用。
1.3.2 工藝流程
原料過篩(20 目)→稱量→混合→壓片→質(zhì)檢。
1.3.3 操作要點
(1)原料過篩、稱量。將魚膠原蛋白肽粉(16.4%)、百香果粉(10%)、紅石榴果粉(3%)、麥芽糖醇、透明質(zhì)酸鈉、硬脂酸鎂分別過20 目篩后,按照配方量稱量,備用。
(2)混合。將透明質(zhì)酸鈉、紅石榴果粉混合均勻,得混合粉1;將百香果粉、魚膠原蛋白肽加入混合粉1 中混合均勻,得混合粉2;將麥芽糖醇與混合粉2 混合均勻,得混合粉3,再將配方量的硬脂酸鎂加入混合粉3 中,混合均勻,得總混粉。
(3)壓片??偦旆塾脡浩瑱C進行壓片,控制每片片重為0.6 g,得透明質(zhì)酸鈉魚膠原蛋白肽片糖果,取樣進行檢測。
1.3.4 透明質(zhì)酸鈉壓片糖果評價方法
(1)感官評定方法。隨機選取20 位不同年齡公司內(nèi)部具有食品研發(fā)背景或食品加工經(jīng)驗的員工,取適量透明質(zhì)酸鈉魚膠原蛋白肽壓片糖果樣品置于潔凈的白色瓷盤中,在自然光下觀察外觀、色澤和狀態(tài),聞其氣味,用溫開水漱口后,品嘗滋味[6],依據(jù)表1進行感官評價。對20 位評分人員的感官分數(shù)取平均值,得到樣品的最終感官評分。
表1 透明質(zhì)酸鈉魚膠原蛋白肽壓片糖果感官評價標準表
(2)片重差異。隨機選取20 片透明質(zhì)酸鈉魚膠原蛋白肽壓片糖果,精密稱定總重量,求得平均片重后,再分別精密稱定每片的重量,每片重量與平均片重比較,超出重量差異限度的不得多于2 片,并不得有1 片超出限度1 倍,重量差異限度為±5%[7]。
(3)硬度測定。隨機選取10 片壓片糖果,用硬度儀進行硬度測定。
(4)脆碎度測試。參考《中華人民共和國藥典》,隨機選取11 片壓片糖果,吹去脫落的粉末,精密測量,置于脆碎度檢查儀圓筒中,轉(zhuǎn)動100 次。取出后吹去脫落的粉末,精密測量,減失重量不得超過1%,且不得檢出斷裂、龜裂及粉碎的壓片糖果[7]。
1.3.5 單因素實驗設(shè)計
(1)填充劑添加量對壓片糖果硬度和感官評價的影響。麥芽糖醇作為填充劑、甜味劑,甜味特性接近蔗糖,能有效防止糖果的結(jié)晶和抗烊,調(diào)整糖果的口味[8]。試驗分別添加45%、55%、65%、75%和85%的麥芽糖醇,0.2%的硬脂酸鎂,制片壓力為10 kN,按照工藝流程制作壓片糖果,考察填充劑添加量對壓片糖果硬度和感官評價的影響。
(2)潤滑劑添加量對壓片糖果硬度和感官評價的影響。硬脂酸鎂作為良好的潤滑劑、脫模劑與防粘劑,能夠提高總混粉的流動性,同時使得壓片時與沖模不粘連。試驗分別添加0.2%、0.4%、0.6%、0.8%和1.0%的硬脂酸鎂,45%的麥芽糖醇,制片壓力為10 kN,按照工藝流程制作壓片糖果,考察潤滑劑添加量對壓片糖果硬度和感官評價的影響。
(3)制片壓力對壓片糖果硬度和感官評價的影響。硬度和脆碎度作為壓片糖果重要的質(zhì)量指標,主要受制片壓力和填充量的影響,在確定0.6 g 片重的情況下,研究制片壓力對硬度的影響。在一定范圍內(nèi),壓力越大,片劑的硬度越大,脆碎度越容易合格;片劑的硬度越小,脆碎度越不容易合格。但片子硬度過大,片劑容易掉蓋[9]。試驗分別以10 kN、15 kN、20 kN、25 kN 和30 kN 的制片壓力按照工藝流程用相同的配方進行壓片,考察不同制片壓力對壓片糖果硬度和感官評價的影響。
1.3.6 正交試驗設(shè)計
基于單因素試驗結(jié)果,取麥芽糖醇添加量、硬脂酸鎂添加量、制片壓力作為正交試驗的考察因素,各取3 個水平,進行正交試驗,以硬度、感官評分為評價指標,通過綜合加權(quán)評分法,對正交試驗制備的透明質(zhì)酸鈉魚膠原蛋白肽壓片糖果進行綜合性評價。正交試驗因素水平設(shè)計見表2。
表2 正交試驗因素水平表
進行綜合評分時,為在統(tǒng)一標準下加權(quán)評分,將硬度轉(zhuǎn)化為分數(shù),硬度越大越好,以實驗結(jié)果最大值設(shè)定為100 分。對硬度和感官評分進行統(tǒng)計,給出權(quán)重系數(shù),權(quán)重系數(shù)均為0.5,其綜合評分計算公式為Y=0.5×(X1-227.3+100)+0.5X2,其中X1為硬度值,X2為感官評分。
2.1.1 填充劑添加量對壓片糖果硬度和感官評價的影響
麥芽糖醇具有良好的可壓性和成形性[10],麥芽糖醇添加量對透明質(zhì)酸鈉魚膠原蛋白肽壓片糖果的影響見圖1。壓片糖果的感官評分和硬度隨著麥芽糖醇添加量的增加而增加,但麥芽糖醇添加量超過65%后,感官評分開始下降,主要原因是魚膠原蛋白肽粉添加量隨之減少,導致壓片糖果缺少魚膠原蛋白肽的風味,感官評分降低。綜合考察選擇麥芽糖醇添加量為65%。
圖1 麥芽糖醇添加量對透明質(zhì)酸鈉魚膠原蛋白肽壓片糖果的影響圖
2.1.2 硬脂酸鎂添加量對壓片糖果硬度和感官評價的影響
硬脂酸鎂添加量對透明質(zhì)酸鈉魚膠原蛋白肽壓片糖果的影響見圖2。壓片糖果的硬度隨硬脂酸鎂添加量的增加呈下降趨勢;感官評分隨硬脂酸鎂添加量的增加先上升后下降,在添加量高于0.4%后呈下降趨勢,綜合考察選擇硬脂酸鎂添加量為0.4%。
圖2 硬脂酸鎂添加量對透明質(zhì)酸鈉魚膠原蛋白肽壓片糖果的影響圖
2.1.3 制片壓力對壓片糖果硬度和感官評價的影響
不同的制片壓力對透明質(zhì)酸鈉魚膠原蛋白肽壓片糖果的影響見圖3。隨著制片壓力的增加,壓片糖果的硬度和感官評分整體呈上升趨勢,感官評分在制片壓力大于20 kN 后變化不明顯,而20 kN 的制片壓力對沖頭壽命影響較為嚴重,綜合選擇制片壓力為19 kN。
圖3 制片壓力對透明質(zhì)酸鈉魚膠原蛋白肽壓片糖果的影響圖
正交試驗結(jié)果見表3。根據(jù)R值,各因素對試驗結(jié)果的影響排序為制片壓力(C)>麥芽糖醇添加量(A)>硬脂酸鎂添加量(B)。
表3 正交試驗結(jié)果表
根據(jù)k值得到最優(yōu)組合為A3B2C3,進行驗證試驗,結(jié)果見表4,組合A3B2C3的綜合得分為96.40 分,高于組合A2B2C3,即在麥芽糖醇添加量為70%、硬脂酸鎂添加量為0.3%、制片壓力為19 kN 的條件下,得到的透明質(zhì)酸鈉魚膠原蛋白肽壓片糖果綜合評分最高。
表4 驗證試驗結(jié)果表
由表5 方差分析結(jié)果可知,因素A(麥芽糖醇添加量)、因素B(硬脂酸鎂添加量)對透明質(zhì)酸鈉魚膠原蛋白肽壓片糖果的綜合評分有顯著影響,因素C(制片壓力)對透明質(zhì)酸鈉魚膠原蛋白肽壓片糖果的綜合評分有極顯著的影響。
表5 方差分析結(jié)果表
在最優(yōu)組合方案條件下制備的透明質(zhì)酸鈉魚膠原蛋白肽壓片糖果的品質(zhì)測定結(jié)果見表6。
表6 透明質(zhì)酸鈉魚膠原蛋白肽壓片糖果品質(zhì)測定結(jié)果表
透明質(zhì)酸鈉魚膠原蛋白肽壓片糖果的制備受較多因素影響,本試驗通過單因素和正交試驗考察壓片糖果的硬度和感官評價,得到壓片糖果的最佳配方為添加麥芽糖醇70%、魚膠原蛋白肽粉16.4%、百香果粉10%、紅石榴果粉3%、透明質(zhì)酸鈉0.3%,硬脂酸鎂0.3%,在制片壓力為19 kN條件下經(jīng)過原料過篩、混合、壓片工藝制備壓片糖果表面顏色均勻,表面光滑完整,邊緣整齊,酸甜適宜,無異味,硬度合適,咀嚼性好且魚膠原蛋白肽氣味適宜。2008 年,透明質(zhì)酸鈉通過國家衛(wèi)生部批準,作為新資源食品,可用于保健食品原料;2020 年,透明質(zhì)酸鈉作為新食品原料獲批,雖然透明質(zhì)酸鈉作為普通食品原料的時間較晚,但是伴隨著國內(nèi)企業(yè)技術(shù)、工藝水平的不斷提高和市場認可度的不斷提升,未來透明質(zhì)酸鈉將有廣闊的發(fā)展空間。