姜汁冻干粉泡腾片的制备及其配方优化

张卉，张晓军，孙海娇，何诗意，钱璐璐

（沈阳化工大学制药与生物工程学院，辽宁沈阳110142）

姜汁冻干粉泡腾片的制备及其配方优化

张卉，张晓军，孙海娇，何诗意，钱璐璐

（沈阳化工大学制药与生物工程学院，辽宁沈阳110142）

以辽宁海城生姜为主要原材料开发泡腾片饮料。通过单因素试验研究抗坏血酸对姜汁冻干粉的护色效果、比较泡腾片制备工艺优劣、筛选出姜辣素的包埋剂和适宜的甜味剂，采用L9（34）正交试验对姜汁冻干粉泡腾片的配方进行优化。主要结果如下：添加0.05%抗坏血酸对姜汁冻干粉有良好护色效果；酸碱混合非水制粒法比粉末直接压片法和酸碱分别制粒压片法更适合于姜汁冻干粉泡腾片的制备；麦芽糊精+β-环状糊精混合包埋剂对姜辣素的掩蔽效果最佳；泡腾片的最佳配方为：姜汁冻干粉12%，蛋白糖4%，泡腾剂（酸碱比1∶0.8）77%，包埋剂4%，聚乙烯吡咯烷酮0.5%、聚乙二醇60002.5%。按照上述方法制得的姜汁冻干粉泡腾片入水泡腾效果显著、饮料色泽清亮、酸甜适口、口味独特，有良好的市场前景。

姜汁；冻干粉；泡腾片；配方优化；包埋

生姜（Rhizoma ZingiberisRecens）是一种药食兼用的植物性食材，具有特殊的芳香味和辣味。我国有悠久的生姜栽培和利用的历史，除用作调料外，还因其具有发汗解表、温里散寒、止呕止泄、解毒等功能而在中医药广泛使用。现代科学研究发现，生姜中含有姜酚、姜烯等生物活性物质，具有促进血液循环、延缓组织衰老、抗炎症、提高机体耐缺氧能力等功效[1]。虽然生姜的营养价值高，但目前在日常饮食中仍主要用作调味料，人们的摄入极少。这种情况不仅不能发挥生姜的生理活性，也使生姜产品的附加值很低，生姜种植地区急待开发深加工产品以提高产品附加值。

泡腾片是一种起始于制药领域，因其含有碱（碳酸盐）和有机酸而遇水反应释放出大量二氧化碳使液体呈泡腾状而得名的片剂。近年来，泡腾片逐渐向食品加工领域拓展，目前已有关于维生素泡腾片，速溶茶泡腾片、山楂泡腾片等的研究报道[2]。

本项目将生姜的营养价值与泡腾片的新型固体饮料形式有机结合来开发新型生姜深加工产品，不仅可以增加生姜的附加值，还可以满足消费者对营养、新奇、便携特点的新型饮料的需求，具有广阔的市场前景。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

生姜：购自沈阳市家乐福超市金牛店，产地辽宁海城；β-环状糊精、麦芽糊精：国药集团化学试剂有限公司；柠檬酸、碳酸氢钠、聚乙二醇6000、蛋白糖：天津市科密欧化学试剂有限公司；聚乙烯吡咯烷酮k30：西陇化工股份有限公司；无水乙醇：天津市永大化学试剂有限公司。

1.2 仪器与设备

LYOGT2真空冷冻干燥机：德国SRK系统技术有限公司；YP10002电子天平：赛多利斯科学仪器（北京）有限公司；SW-CJ-1DF旋转式压片机：上海天凡药机制造厂；SHB-ⅢS循环水式多用真空泵：北京佳源兴业科技有限公司；DGG-9140电热恒温鼓风干燥箱：上海森信实验仪器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 姜汁冻干粉的制备方法

称取鲜姜，洗净、去皮、切成厚度小于5mm的片，沸水热烫、冷却、沥干；热烫后的姜片与水按质量1∶2的比例放入榨汁机中榨汁，双层纱布过滤得姜汁，放入冰箱冷冻12 h；冷冻后的姜汁在-40℃、4.2×10-5Pa条件下冷冻干燥70 h，得姜汁冻干粉，密封冷藏。

1.3.2 添加护色剂对姜汁冻干粉品质的影响

以颜色、气味、口感等感官性状和吸湿性为指标，比较生姜榨汁时添加0.05%抗坏血酸护色剂对姜汁冻干粉品质的影响。

吸湿性/%=（吸湿后的质量-吸湿前的质量）/吸湿前的质量×100

1.3.3 制备工艺对泡腾片质量的影响

以硬度、外观、发泡时间、发泡容量和成品率为指标，比较粉末直接压片法、酸碱分别制粒法和酸碱混合非水制粒法[3]3种方法制备的生姜泡腾片的质量。

1.3.4 姜辣素包埋剂种类对泡腾片质量的影响

研究水溶性壳聚糖、麦芽糊精、β-环状糊精[4]单独作为包埋剂，以及水溶性壳聚糖+麦芽糊精、水溶性壳聚糖+β-环状糊精、麦芽糊精+β-环状糊精混合作为包埋剂包埋姜辣素的效果。以所制备泡腾片的颜色、气味、口感和成品率等为指标指标筛选出适宜的包埋剂。

1.3.5 甜味剂种类对泡腾片质量的影响

通过感官评分比较蛋白糖、甘露醇、蔗糖、阿斯巴甜和木糖醇对泡腾片甜度口感的影响，筛选出合适的泡腾片甜味剂。

1.3.6 生姜泡腾片配方的优化

采用L9（34）正交试验对生姜冻干粉泡腾片配方进行优化，以风味、成品率、发泡容量、发泡时间等为指标进行感官评定[5-6]，根据评分确定最优配方。本项目采用综合评分方法，满分8分，其中风味、成品率、发泡容量占和发泡时间分别占25%。正交试验因素水平表见表1。

表1 正交试验因素水平表Table1 Factors-levels tableof theorthogonalexperiment

2 结果与分析

2.1 添加护色剂对姜汁冻干粉品质的影响

生姜汁制备时加入抗坏血酸护色制备的生姜冻干粉品质与对照组的差别，结果如表2。

表2 添加护色剂对姜汁冻干粉品质的影响Table2 Effectof color protecting agentaddition on thequality of ginger juice freeze-dried powder

由表2可见，与对照组相比，添加护色剂的姜汁冻干粉在颜色、气味、口感方面较好地保持了生姜的品质，且吸湿性较小，因而在生姜榨汁时添加0.05%的抗坏血酸护色有利于提高姜汁冻干粉的品质。

2.2 制备工艺对泡腾片产品质量的影响

按照基本配方分别对粉末直接压片法、酸碱分别制粒压片法、酸碱混合非水制粒压片法3种制备的姜汁冻干粉泡腾片的方法进行了比较，结果见表3。

研究发现，酸碱混合非水制粒法工艺简单，节约成本，且制出的泡腾片外观整洁、硬度高、发泡时间短、崩解产生的气泡量多，因而是姜汁冻干粉泡腾片制备的最佳方法。本研究结果与杨春梅等的研究结果一致[7]。

表3 制备工艺对姜汁冻干粉泡腾片产品效果的影响Table3 Effectof preparation technology on thequality of ginger juice freeze-dried powder effervescent tablet

2.3 姜辣素包埋剂种类对泡腾片质量的影响

单一及复合包埋剂对姜汁冻干粉泡腾片质量的影响试验结果见表4。

表4 姜辣素包埋剂种类对泡腾片质量的影响Table4 Effectof embedding agentson thequality of ginger juice freeze-dried powder effervescent tablet

由表4可见，生姜辛辣口感得到最好掩蔽的是麦芽糊精+β-环状糊精混合包埋剂，其在保护姜辣素活性的同时，也解决了生姜泡腾片口感过于辛辣而影响一部分潜在消费者接受度的问题。

2.4 甜味剂种类对泡腾片质量的影响

甜味剂对饮料的口感起着非常重要的作用。本研究对比了蛋白糖、甘露醇、蔗糖、阿斯巴甜和木糖醇对泡腾片口感等质量因素的影响，结果见表5。

表5 甜味剂种类对泡腾片质量的影响Table5 Effectof sweetenerson thequality of ginger juice freezedried powder effervescent Tableteffervescent tablet

续表5 甜味剂种类对泡腾片质量的影响Continue table5 Effectof sweetenerson thequality of ginger juice freeze-dried powder effervescent tableteffervescent tablet

由表5可见，蔗糖作为甜味剂制备的泡腾片产气效果最好，成品率也最高，但是选用蔗糖作为甜味剂产品的口感不佳，而且蔗糖容易引起蛀牙。而蛋白糖作为甜味剂制备的泡腾片虽然成品率略低，但蛋白糖作为甜味剂制备的泡腾片口感纯正、产品外观最佳，产气效果也最好，且蛋白糖热量低[8]，因此本研究选用蛋白糖作为甜味剂。

2.5 生姜泡腾片配方的优化结果

采用L9（34）正交试验进一步优化姜汁冻干粉泡腾片饮料的配方，结果见表6。

表6 L9（34）正交试验结果表Table6 The resultsof orthogonal test

由表6可见，影响生姜泡腾片饮料品质的主次因素排列次序为：C>A>D>B，即泡腾剂质量比>姜汁冻干粉>包埋剂>甜味剂，由极差分析得出的最优因素水平组合为A3B1C1D1，即：姜汁冻干粉12%，蛋白糖4%，泡腾剂酸碱质量比1∶0.8，包埋剂4%。经验证试验，A3B1C1D1组合的综合评分可达7.3。

3 结论

酸碱混合非水制粒法是制备姜汁冻干粉泡腾片的良好方法；姜汁冻干粉制备过程中添加抗坏血酸有护色的效果；采用麦芽糊精+β-环状糊精混合包埋剂对姜辣素的掩蔽效果最佳；姜汁冻干粉泡腾片的最佳配方为：姜汁冻干粉12%，蛋白糖4%，泡腾剂（酸碱质量比1∶0.8）77%，包埋剂4%，聚乙烯吡咯烷酮0.5%、聚乙二醇6000 2.5%。按照上述方法制得的姜汁冻干粉泡腾片入水泡腾效果显著、饮料色泽清亮、酸甜适口、口味独特，有良好的市场前景。本论文研究的姜汁冻干粉泡腾片饮料为生姜深加工探索了一条新途径。

[1]李媛.生姜固体饮料的研制[D].泰安:山东农业大学,2011

[2] 陈三宝.夏桑菊泡腾片的制备工艺研究[J].陕西中医,2011,32(5): 612-613

[3]龙晓英,房志仲.药剂学[M].北京:科学出版社,2009:247-254

[4]柴军红,杨春文,马怀良,等.普洱茶泡腾片的生产工艺优化[J].食品科学,2010,31(18):428-432

[5]弓志青,王文亮.固体饮料加工方法及性质研究进展[J].中国食物与营养,2011,17(12):36-39

[6]张宏康,林奕楠,李德荣,等.番石榴泡腾片固体饮料研制[J].食品工业,2015,36(1):4-7

[7]杨春梅,吴金鸿,夏云,等.紫苏泡腾片固体饮料的研究[J].食品与药品,2012,14(11):381-38

[8] 刘婷,吴道澄.食品中甜味剂的检测方法[J].中国调味品,2011(3): 1-12,16

Preparation and Formula Optim ization of Freeze-dried Ginger Juice Powder Effervescent Tablets

ZHANGHui，ZHANGXiao-jun，SUNHai-jiao，HEShi-yi，QIAN Lu-lu
（Faculty ofPharmaceuticaland BiologicalEngineering，Shenyang UniversityofChemical Engineering，Shenyang110142，Liaoning，China）

Effervescent tabletwas targeted to development use Haicheng（Liaoning Province）ginger asmain raw material.Bymeans of a series of single factor experiment，the color-preserving effectof ascorbic acid on freeze-dried ginger juice powderwas researched，the stand or fallofeffervescent tabletspreparation technology was compared，and the gingerol embeddingmedium and appropriate sweeteners were screened.Finally，the formula ofginger juice effervescent tabletswere optimized through the L9（34）orthogonalexperiment.Themain results obtained were as follows：itshowed a good color-preserving effecton ginger juice freeze-dried powder by adding 0.05%ascorbic acid.Mixed acid-base non-aqueousgranulatingmethod wasmore suitable for effervescent tablets preparation than direct power compressingmethod and acid and alkaligranulationmethod.The mixed embeddingmedium ofmaltodextrin andβ-cyclodextrine had an optimal effect on gingerol embedding. The optimum formula for the effervescent tabletswas12%of freeze-dried ginger juice powder，4%of Aspartame，77%effervescentagent（1∶0.8），4%of the embedding agent，0.5%of polyvinylpyrrolidone and 2.5% polyethylene glycol.The effervescent tablets prepared in accordancewith abovemethod had a significanteffervescenteffectand had agreatmarketprospectwith itsclear color，unique taste.

ginger juice；freeze-dried powder；effervescent tablet；formula optimization；embedding

10.3969/j.issn.1005-6521.2016.24.016

2016-03-11

辽宁省科技厅自然科学基金资助项目（2013020060）；辽宁省教育厅科学研究一般项目资助（L2014163）；沈阳化工大学与海城合作项目（鞍腾开管委发[2015]12号）

张卉（1968—），女（汉），副教授，博士，主要从事食品生物技术及生物化工领域的研究与产品开发。