姜 欣, 金莉英, 樸東烈, 崔承弼
(1.延邊大學融合學院;2.延邊自然菌業(yè)有限公司;3.延邊大學農(nóng)學院:吉林 延吉 133000)
當今世界,隨著工業(yè)的不斷發(fā)展,人們的生活水平日益提高,但是周圍環(huán)境卻在日益惡化,霧霾增多、煙酒及辛辣食物的刺激,使人們很容易患上咽喉疾病[1]。因此,在日常生活中對于咽喉的保健顯得尤為重要。研究證明,PM2.5這類微細顆粒物進入肺泡之后,會引起人體的氧化應激水平提高,炎癥反應水平升高。因此,在膳食當中應當注意適當多吃一些有利降低炎癥反應、提高人體抗氧化能力的食物,遠離肺癌發(fā)生的各種風險因素。
富硒黑木耳含片是以富硒黑木耳、桔梗、人參為主要原料制成的含片。黑木耳是一種藥食兼用的山珍食品,富硒黑木耳是以黑木耳為載體,采用低濃度亞硒酸鈉溶液直接添加到培養(yǎng)料中的方法將無機硒富集到黑木耳體內(nèi)獲得。硒元素,是人體必需的一種微量元素,缺乏可造成人體器官、系統(tǒng)功能失調(diào)等多種疾病,如惡性腫瘤、冠心病、大骨節(jié)病、克山病、糖尿病、阿爾茨海默病、高血壓、妊娠高血壓綜合征、貧血、肝病、癲癇等均與機體硒缺乏有關[2]。人體不能自發(fā)合成硒,且硒在人體內(nèi)易排泄,故而人體必須每天攝入一定量的硒,來保證機體正常的代謝[3],硒的生物學作用有抗氧化、抗癌、調(diào)節(jié)免疫等作用[4];桔梗是桔??浦参锝酃latycodongrandiflorum(Jacq.) A. DC.的干燥根, 藥用歷史悠久,為藥食同源的傳統(tǒng)植物[5]。在《神農(nóng)本草經(jīng)》中記載,桔梗藥性平,味苦,辛,歸肺經(jīng)。具有化痰止咳、排膿消癰的功效[6]。此外,桔梗皂苷具有抗低溫、抗毒、免疫調(diào)節(jié)、抗腫瘤等作用,對增強細胞免疫和提高特異性抗體生成有一定作用。人參為五加科人參屬多年生草本植物人參 (PanaxginsengC.A.Mey) 的干燥根,具有大補元氣、補脾益肺、復脈固脫等功效。人參含有豐富的皂苷類和多糖類成分,自古以來就被廣泛應用于多種疾病的治療?,F(xiàn)代藥理學和臨床實驗表明,人參具有改善記憶力、抗應激、抗疲勞、抗衰老、抗病毒、降血糖及提高免疫力等功效[7]。
因此,該試驗將富硒黑木耳、桔梗、人參3種原料相結(jié)合,通過單因素試驗和正交試驗方法,篩選原輔料的添加比例,研究出富硒黑木耳含片的制作方法。
富硒黑木耳(延邊自然菌業(yè)有限公司),桔梗(產(chǎn)自龍井),人參(產(chǎn)自5年生長白林下參)。
糊精(藥用級,天津市致遠化學試劑有限公司),甘露醇(藥用級,天津市永大化學試劑有限公司),蔗糖(食品級,天津市北辰方正試劑),葡萄糖(食品級,金維他(福建)食品有限公司),聚乙烯吡咯烷酮(藥用級,天津市光復精細化工研究所),羧甲基纖維素鈉(藥用級,鄭州特正商貿(mào)有限公司),硬脂酸鎂(藥用級,天津市福晨化學試劑廠),微粉硅膠(藥用級,鄭州市富泰呈化工產(chǎn)品有限公司),滑石粉(藥用級,天津鼎盛鑫化工有限公司),無水乙醇(分析級,遼寧泉瑞試劑有限公司),硝酸(90%分析純,天津羅密歐化學試劑有限公司),高氯酸(90%分析純,天津羅密歐化學試劑有限公司),高純硒(99.5%,上?;瘜W試劑采購供應站),甲苯(≥99.5%,天津羅密歐化學試劑有限公司),鄰苯二胺溶液(0.1%,現(xiàn)配現(xiàn)用),去離子水。
立式鼓風干燥機(DHG-9620A型,上海百典儀器設備有限公司),多功能粉碎機(SB-10型,上海蒲恒信息科技有限公司),質(zhì)構儀(TA-XT plus型,北京微訊超技儀器技術有限公司),分析天平(FA2004型,北京微訊超技儀器技術有限公司),壓片機(DYP系列單沖壓片機,廣州晨雕機械設備有限公司),紫外分光光度計(721G-100,上海精科儀器企業(yè))。
1.3.1 富硒黑木耳含片的制作流程
1) 原輔料的處理:富硒黑木耳、桔梗、人參清洗干凈后干燥→粉碎機粉碎過100目篩備用;填充劑(糊精、甘露醇)、甜味劑(蔗糖、葡萄糖)、黏合劑(聚乙烯吡咯烷酮、羧甲基纖維素鈉)、潤滑劑(硬脂酸鎂、微粉硅膠、滑石粉)過100目篩備用;用無水乙醇配制70%乙醇溶液備用。
2) 制作流程:富硒黑木耳粉、桔梗粉、人參粉與輔料均勻混合后用70%乙醇溶液潤濕制成軟材→過20目篩造?!?0 ℃烘干箱干燥4 h→再次過20目篩→壓片[8]。
1.3.2 單因素試驗
經(jīng)過預實驗,得到富硒黑木耳含片的基礎配方:富硒木耳∶桔?!萌藚?6∶3∶1,原材料與輔料的占比為:原材料、填充劑、甜味劑、黏合劑和潤滑劑分別占20%(用量為2.00 g)、40%(用量為4.00 g)、 19.5%(用量為1.55 g)、19.5%(用量為1.75 g)、1%(用量為0.125 g)。其中,填充劑、甜味劑、黏合劑和潤滑劑分別選擇甘露醇、葡萄糖、聚乙烯吡咯烷酮和硬脂酸鎂。改變原材料比例,分別以富硒木耳∶桔?!萌藚?7∶2∶1、6∶3∶1、5∶4∶1、5∶3∶2等4個比例制片,采用物料休止角、硬度、造粒效果進行評價,確定適宜的原材料比例。并進一步對甘露醇、葡萄糖、聚乙烯吡咯烷酮、硬脂酸鎂進行單因素試驗,以休止角、硬度、造粒效果為指標,確定每種輔料的合適添加量[9-10]。
1.3.3 正交試驗
在單因素的基礎上,選取甘露醇、葡萄糖、聚乙烯吡咯烷酮、硬脂酸鎂4個因素的添加量,各取3個水平進行正交試驗。以含片的硬度作為指標,對試驗結(jié)果進行分析,得出富硒黑木耳含片的最佳配方比例。不考慮各因素間交互作用,選擇L9(34)正交表進行試驗,并做方差分析(表1)。
1.4.1 片重差異
根據(jù)《中國藥典》2015版片重差異檢查法,取供試品20片,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,按表中的規(guī)定(表2),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[11]。
表2 片重差異比較表
1.4.2 物料休止角的測定
休止角指的是粉體堆積體的自由斜面與水平面所形成的最大的角。所得的休止角越小,就說明物料的流動性越好,一般認為流動性好的物料休止角 θ≤30°,能夠滿足生產(chǎn)過程中需求的物料,其休止角 θ≤40°即可。測量休止角時采用固定漏斗法,將培養(yǎng)皿放在2個大小相同并且垂直于水平面的錐形漏斗正下方,讓物料從第1個漏斗落入第2個漏斗,再落入培養(yǎng)皿中,形成堆積體,通過測量堆積體的高度h和培養(yǎng)皿的半徑 r,按下式計算出休止角 θ[12-13]。
Tanθ=h/r
1.4.3 硬度
隨機選取富硒黑木耳含片20片,分別置于質(zhì)構儀上測量其硬度。一般含片硬度以30~40 N為宜,并且不多于2片硬度小于30 N或大于40 N,另外含片的硬度不可小于20 N或超過50 N[14-17]。
1.4.4 造粒效果
造粒效果可根據(jù)感官進行判斷,若含片表面很光滑,無色澤不均,不掉粉末,等級為優(yōu);若含片表面很光滑,顏色相對較均勻,色澤較均勻,不掉粉末,等級為良;若含片表面相對較光滑,色澤不是很均勻,掉少量粉末,等級為中;若含片表面不是很光滑,色澤不均勻,容易掉粉末,等級為差。
1.4.5 含片中硒含量的測定
采用分光光度法測定含片中的硒含量:取一定量具有代表性的富硒黑木耳含片研磨成均勻的粉末,分別為0.500 4,0.500 3和0.500 5 g,分別加入硝酸10 mL和高氯酸2 mL,輕輕搖動,靜置12 h后在電爐上加熱至冒白煙,冷卻后在50 mL容量瓶中用去離子水定容,同時以試劑做空白試驗。
硒標準曲線的制備:準確稱取1.000 g高純硒,加入10 mL濃硝酸后水浴鍋加熱溶解,溶解后轉(zhuǎn)移到100 mL容量瓶中,并用去離子水定容;準確吸取1 mL于100 mL容量瓶中,并用去離子水定容,即得到硒標準溶液;準確吸取0,1.0,2.0,3.0,4.0,5.0和6.0 mL硒標準溶液放入100 mL容量瓶中,并用去離子水定容。準備7只150 mL三角瓶,依次加入10 mL硒標準溶液,8 mL 0.1%鄰苯二胺溶液,再用鹽酸與甲酸1:1的混酸溶液調(diào)節(jié)pH值至1.5~2.5,再用水稀釋至50 mL,轉(zhuǎn)入125 mL分液漏斗中,在暗處反應50 min,之后用10 mL甲苯萃取,并不斷搖晃3 min,靜置8 min,取上層有機相轉(zhuǎn)入1 cm比色皿中,0 mL為標準空白組,在波長為344 nm處測定相應的吸光度,并得出標準曲線。
根據(jù)樣品測定的吸光值,代入標準曲線,即可計算硒含量[18-24]。
1.4.6 數(shù)據(jù)分析
以上試驗均做3次平行試驗,結(jié)果用Excel 2013版本和SPSS 22.0版本軟件對實驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計和分析。
2.1.1 原材料比例的篩選
原材料比例的篩選見表3。富硒黑木耳∶桔?!萌藚?7∶2∶1時,物料休止角和含片硬度均顯著高于其他比例(P<0.05),其數(shù)值均符合相應的標準,綜合造粒效果,選擇原料比例為富硒黑木耳∶桔?!萌藚?7∶2∶1。
2.1.2 填充劑用量的選擇
填充劑用量的選擇見表4。只有甘露醇用量為3.75和4.00 g時,的硬度和休止角都符合要求,但從造粒效果來看,用量為4.00 g時的指標最為理想,因此,選擇甘露醇的用量為4.00 g。
表3 原材料比例的篩選
表4 填充劑用量的選擇
2.1.3 甜味劑用量的選擇
甜味劑用量的選擇見表5。在休止角和硬度方面,葡萄糖用量為1.35和1.55 g時符合標準,且在休止角方面無顯著性差異(P>0.05),但用量為1.35 g時的硬度顯著高于1.55 g(P<0.05),但用量為1.55 g時,造粒效果比1.35 g時要好,因此,選擇葡萄糖的用量為1.55 g。
表5 甜味劑用量的選擇
2.1.4 黏合劑用量的選擇
黏合劑用量的選擇見表6。隨著黏合劑用量增大,含片的硬度顯著變小(P<0.05),造粒效果也下降,綜合含片的造粒效果來看,最佳的用量為1.75 g,因此,添加的黏合劑適宜用量為1.75 g。
表6 黏合劑用量的選擇
2.1.5 潤滑劑用量的選擇
潤滑劑用量的選擇見表7。含片的硬度差異不顯著(P>0.05),從休止角可以看出,硬脂酸鎂的用量越多,物料的流動性就越好,但是硬脂酸鎂添加過多就會影響片的外觀,而且用量過多造粒效果也不是很理想,因此,綜合考慮,選用0.125 g硬脂酸鎂。
表7 潤滑劑用量的選擇
2.1.6 正交試驗
由表8,9可以看出,對硬度的影響因素的主次依次是甘露醇、聚乙烯吡咯烷酮、硬脂酸鎂、葡萄糖,而且可以看出,甘露醇的用量越多,含片的硬度越大,但硬度過大會對含片的品質(zhì)有影響,并且硬脂酸鎂添加過多會影響口感,因此最佳的配方組合為A1B1C1D1,即甘露醇3.75 g,葡萄糖1.35 g,聚乙烯吡咯烷酮1.55 g,硬脂酸鎂0.10 g。
表8 正交試驗表
表9 方差分析表
2.2.1 片重差異與硬度差異分析
隨機取20片富硒黑木耳含片,準確稱量其重量及硬度,經(jīng)計算片重差異為3.00%,在5%以內(nèi),符合《中國藥典》中的標準。含片的平均硬度為33.23 N,最大硬度為38.94 N,最小硬度為25.68 N。其中,3個樣品小于30 N,沒有硬度大于50 N的樣品,因此,含片的硬度符合要求(表10)。
表10 含片片重差異與硬度差異分析
2.2.2 硒含量測定
試驗中得到硒的標準曲線(圖1),標準方程為:y = 0.072 4 x+0.083 8,R2= 0.996 8
根據(jù)測得的3組樣品的吸光值代入標準曲線,得到被測樣品溶液的硒含量,其平均值為0.38 μg/mL,進而計算得到含片的硒含量,經(jīng)過計算得37.966 μg/g。
圖1 硒的標準曲線
該試驗以富硒黑木耳、桔梗、人參為原材料,研究了富硒黑木耳含片的制作方法。由于試驗原料和輔料都是粉末狀容易吸潮,故采用濕法制粒壓片法。在預實驗中,用單因素試驗的方法,以含片的口感、造粒效果為判定標準篩選出了甘露醇、葡萄糖、聚乙烯吡咯烷酮和硬脂酸鎂分別作為填充劑、甜味劑、黏合劑和潤滑劑。同樣,用單因素試驗的方法,在后續(xù)試驗中篩選出了各種輔料的適宜用量。在正交試驗中,以富硒黑木耳含片的硬度作為指標對指標進行進一步的優(yōu)化。然后將所有除了硬脂酸鎂以外的原輔料過100目篩,按比例添加后,采用濕法制粒,過20目篩后在50 ℃條件下烘干,再次過20目篩后壓片,并在最后測定富硒黑木耳含片的硒含量。
目前,具有保健作用的木耳含片種類豐富,如王康制作的黑木耳含片[25];山東省農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)產(chǎn)品研究所制作的毛木耳多糖含片[26];劉明華等制作的黑木耳咀嚼片[27]。他們都是對木耳進行了提取,充分利用了木耳的有效成分。與上述研究相比,該文側(cè)重在配方的優(yōu)化上,后續(xù)將在其活性物質(zhì)以及功能活性方面進行相關研究。
通過對富硒黑木耳含片的制作方法進行研究,確定了含片的最佳原輔料配比。通過硬度、造粒效果、質(zhì)量差異等進行篩選,得出原輔料最佳比例為富硒黑木耳23.38%,桔梗6.68%,人參3.34%,甘露醇37.5%,葡萄糖13.5%,聚乙烯吡咯烷酮15.5%,硬脂酸鎂0.1%,濕法制粒、壓片。富硒黑木耳含片總硒含量為37.966 μg/g。