薏苡仁多糖咀嚼片直接压片法辅料配比的工艺研究

刘 想，刘振春，邹基豪，郑 丽，崔晶蕾

（吉林农业大学食品科学与工程学院，吉林长春 130118）

薏苡仁多糖咀嚼片直接压片法辅料配比的工艺研究

刘 想，*刘振春，邹基豪，郑 丽，崔晶蕾

（吉林农业大学食品科学与工程学院，吉林长春 130118）

采用粉末直接压片法加工薏苡仁多糖咀嚼片，优化薏苡仁多糖咀嚼片中辅料配比的最佳工艺条件。通过单因素试验，研究辅料（乳糖、微晶纤维素、硬脂酸镁、微粉硅胶）的添加量对咀嚼片成品率的影响。在单因素的基础上，选取3个对咀嚼片成品率影响较大的因素，以咀嚼片成品率为响应值进行分析，构建数学回归模型。优化后成品率的最佳工艺条件为薏苡仁粗多糖粉添加量55%，食用淀粉添加量25%，乳糖添加量9%，微晶纤维素添加量9.98%，硬脂酸镁添加量0.67%，微粉硅胶添加量0.75%；此条件下得到咀嚼片成品率为91.78%。结果表明，直接压片工艺具有操作简单、生产周期短等优点，为进一步综合利用薏苡仁资源提供科学理论依据。

薏苡仁；多糖；咀嚼片；直接压片法

0 引言

薏苡仁（Semen coicis），英文名Coix seed，属禾本科植物，营养价值较高，是典型的绿色有机食品[1]。薏苡仁多糖具有抗氧化、抗肿瘤、降压、降血糖等药理活性功效[2-4]，因此薏苡仁多糖有望开发成为一种新型的保健食品或药物[5-7]。

国内咀嚼片品种的生产大致分为2种，即湿法制粒压片法和粉末直接压片法，我国目前仍然以湿法制粒压片法为主，该工艺较为复杂，原材料浪费较大、生产效率低。相比之下，粉末直接压片法具有显著的经济性，明显缩短了生产周期，减小劳动强度，但同时对压片所用物料的要求比较高，所有辅料必须具有较好的流动性、可压性及润滑性。

1 材料与方法

1.1 主要材料与试剂

薏苡仁，市售；乳糖、甜菊糖苷、微粉硅胶、硬脂酸镁、微晶纤维素、木瓜蛋白酶（3 500 U/mg）、葡萄糖、苯酚、丙酮、浓硫酸、浓盐酸、三氯乙酸等，均为分析纯。

1.2 仪器与设备

NJL07-3型实验用微波炉，JY99-2D型超声波细胞粉碎机，LG0.2型真空冷冻干燥试验机，FW100型高速万能粉碎机，TDP-1.5型单冲压片机。

1.3 制备方法

1.3.1 薏苡仁粗多糖粉的制备

通过酶解、超声波和微波的方法协同提取薏苡仁多糖，提取条件为酶解温度46.4℃，超声功率205 W，微波功率615 W，再经过浓缩、醇沉、冻干等步骤，在此条件下制得薏苡仁粗多糖粉。

1.3.2 薏苡仁多糖咀嚼片的制备

将薏苡仁粗多糖粉过60目筛，填充剂（乳糖、微晶纤维素、微粉硅胶）等辅料过80目筛，将其充分混匀后加入矫味剂（甜菊糖苷）、润滑剂（硬脂酸镁），充分混匀，形成片粉后用单冲式压片机压制成片，转速30 r/min，片径8 mm，片质量250 mg。

1.4 试验方法

固定主料及矫味剂的添加量，即薏苡仁粗多糖粉添加量55%，淀粉添加量25%，甜菊糖苷添加量0.05%。试验研究的薏苡仁多糖咀嚼片属于保健食品，要求控制辅料添加量在20%左右，故需要对辅料中的成分比例进行研究。以咀嚼片成品率为指标、各辅料添加量为考察因素进行单因素试验，研究不同的配方比例对咀嚼片成品率的影响。在单因素试验和分析的基础上，以咀嚼片成品率为测定指标，设计三因素三水平的响应面试验，确定最佳的咀嚼片配方。咀嚼片成品率的计算公式为：

式中：P0——咀嚼片总数；

P1——不合格片数。

1.5 辅料添加量对成品率影响的单因素试验

1.5.1 乳糖添加量的影响

微粉硅胶、硬脂酸镁添加量均为0.5%，微晶纤维素添加量为9%，比较不同乳糖添加量（4%，6%，8%，10%，12%）对薏苡仁多糖咀嚼片成品率的影响，确定最适添加量。

1.5.2 微晶纤维素添加量的影响

微粉硅胶、硬脂酸镁添加量均为0.5%，乳糖添加量为9%，比较不同微晶纤维素添加量（3%，5%，7%，9%，11%）对薏苡仁多糖咀嚼片成品率的影响，确定最适添加量。

1.5.3 硬脂酸镁添加量的影响

微晶纤维素添加量为9%，乳糖添加量为9%，微粉硅胶为0.5%，比较不同硬脂酸镁添加量（0.2%，0.4%，0.6%，0.8%，1.0%）对薏苡仁多糖咀嚼片成品率的影响，确定最适添加量。

1.5.4 微粉硅胶添加量的影响

微晶纤维素添加量为9%，乳糖添加量为9%，硬脂酸镁添加量为0.5%，比较不同微粉硅胶添加量（0.3%，0.5%，0.7%，0.9%，1.1%）对薏苡仁多糖咀嚼片成品率的影响，确定最适添加量。

1.6 Box-Behnken响应面优化试验

通过单因素试验结果选出3个对咀嚼片成品率影响较高的因素，根据Box-Behnken的中心组合试验设计原理，对微晶纤维素、硬脂酸镁、微粉硅胶3个变量采用响应面分析法进行优化，以咀嚼片成品率为考察值，设计三因素三水平的响应面试验。

响应面分析的因素与水平设计见表1。

表1 响应面分析的因素与水平设计/%

2 结果与分析

2.1 单因素试验

2.1.1 乳糖添加量对薏苡仁多糖咀嚼片成品率的影响乳糖添加量对薏苡仁多糖咀嚼片成品率的影响

见图1。

图1 乳糖添加量对薏苡仁多糖咀嚼片成品率的影响

由图1可知，乳糖添加量在4%～8%时，薏苡仁多糖咀嚼片的成品率呈递增趋势；当乳糖添加量为8%～12%时，咀嚼片成品率略有下降。结果表明，适当的乳糖添加量可提高产品的压实性及成品率，乳糖添加量为8%时，成品率的最大值为88.69%。

2.1.2 微晶纤维素添加量对薏苡仁多糖咀嚼片成品率的影响

微晶纤维素添加量对薏苡仁多糖咀嚼片成品率的影响见图2。

图2 微晶纤维素添加量对薏苡仁多糖咀嚼片成品率的影响

由图2可知，开始时薏苡仁多糖咀嚼片的成品率随着微晶纤维素添加量的增加而增长，但微晶纤维素添加量超过9%时，咀嚼片成品率则出现下降趋势。因此，微晶纤维素添加量为9%时，咀嚼片成品率的最大值为88.93%。

2.1.3 硬脂酸镁添加量对薏苡仁多糖咀嚼片成品率的影响

硬脂酸镁添加量对薏苡仁多糖咀嚼片成品率的影响见图3。

图3 硬脂酸镁添加量对薏苡仁多糖咀嚼片成品率的影响

当硬脂酸镁添加量0.2%～0.6%时，咀嚼片成品率的增长较为迅速；当硬脂酸镁添加量0.6%～1.0%时，咀嚼片成品率呈缓慢下降的趋势。由图3可知，硬脂酸镁添加量为6%时，薏苡仁多糖咀嚼片成品率出现最大值92.18%。

2.1.4 微粉硅胶添加量对薏苡仁多糖咀嚼片成品率的影响

微粉硅胶添加量对薏苡仁多糖咀嚼片成品率的影响见图4。

图4 微粉硅胶添加量对薏苡仁多糖咀嚼片成品率的影响

由图4可知，微粉硅胶添加量在0.3%～0.7%时，咀嚼片成品率随微粉硅胶添加量的增加而增加；当微粉硅胶添加量超过0.7%时，咀嚼片成品率则缓慢下降。表明微粉硅胶添加量为0.7%时，薏苡仁多糖咀嚼片成品率出现最大值92.3%。

2.2 薏苡仁多糖咀嚼片生产工艺优化方差分析

通过响应面分析法优化薏苡仁多糖咀嚼片的工艺条件，在单因素试验基础上，以微晶纤维素（A）、硬脂酸镁（B）、微粉硅胶（C）为响应因素，咀嚼片成品率（Y）为响应值，依据中心组合及Box-Behnken试验设计原理，获得三因素三水平的薏苡仁多糖咀嚼片成品率回归方程的方差分析。所得到的二次多项回归方程为：

Y=91.07+1.02A+1.63B+1.34C-0.55AB-0.50AC+

0.26 BC-0.71A2-2.09B2-2.17C2.回归模型方差分析见表2。

表2 回归模型方差分析

2.3 响应面和等高线图分析

2.3.1 微晶纤维素和硬脂酸镁交互作用分析

微晶纤维素和硬脂酸镁交互作用对薏苡仁多糖咀嚼片成品率的影响见图5。

图5 微晶纤维素和硬脂酸镁交互作用对薏苡仁多糖咀嚼片成品率的影响

由图5可知，在微晶纤维素添加量7%～11%，硬脂酸镁添加量0.4%～0.8%时，薏苡仁多糖咀嚼片成品率呈先迅速递增后缓慢下降的趋势；等高线扁平，其交互作用较为明显，由坡度可知硬脂酸镁对薏苡仁多糖咀嚼片成品率的影响大于微晶纤维素。

2.3.2 微晶纤维素和微粉硅胶交互作用分析

微晶纤维素和微粉硅胶交互作用对薏苡仁多糖咀嚼片成品率的影响见图6。

图6 微晶纤维素和微粉硅胶交互作用对薏苡仁多糖咀嚼片成品率的影响

由图6可知，在微晶纤维素添加量7%～11%，微粉硅胶添加量0.5%～0.9%时，薏苡仁多糖咀嚼片成品率呈现先增大后减小的趋势，且增大时速度较快。等高线图趋于椭圆，则表示双因素间的交互作用较强；圆形则表示交互作用较弱。由此可知，微晶纤维素和微粉硅胶添加量之间具有明显的交互作用。

2.3.3 硬脂酸镁和微粉硅胶交互作用分析

硬脂酸镁和微粉硅胶交互作用对薏苡仁多糖咀嚼片成品率的影响见图7。

图7 硬脂酸镁和微粉硅胶交互作用对薏苡仁多糖咀嚼片成品率的影响

由图7可知，在硬脂酸镁添加量0.4%～0.6%，微粉硅胶添加量0.5%～0.7%时，薏苡仁多糖咀嚼片成品率随着添加量的增加而增加，且变化较快，变化越快表示坡度越大，即对试验结果影响越大；等高线趋于圆形，二者间交互作用较弱。

3 结论与讨论

通过Box-Behnken响应面优化试验的结果分析，得到优化直接压片法辅料添加比例的最佳工艺条件为微晶纤维素添加量9.98%，硬脂酸镁添加量0.67%，微粉硅胶添加量0.75%，薏苡仁多糖咀嚼片成品率为91.78%。在此条件下重复进行验证试验3次，得到薏苡仁多糖咀嚼片成品率为91.69%，较单因素试验有明显提高，说明响应面法对咀嚼片成品率条件的优化是可靠的。粉末直接压片法与其他片剂生产工艺相比，明显缩短生产周期，减小劳动强度，具有较强的经济性，因此对薏苡仁多糖咀嚼片生产工艺提供了一定的科学理论依据。

[1]胡少华，肖小年，易醒，等.薏苡仁的研究新进展 [J].时珍国医国药，2009，20（5）：1 059-1 060.

[2]丘泰球，杨日福，胡爱军，等.超声强化超临界流体萃取薏苡仁油和酯的影响因素及效果 [J].高校化学工程学报，2005，19（1）：30-35.

[3]杜邵龙，周春山.微波辅助提取薏苡仁油的研究 [J].中国粮油学报，2006，21（2）：79-81.

[4]杜邵龙，周春山.酶法提取薏苡仁油的优化 [J].天然产物研究与开发，2007，19（5）：847-853.

[5]刘月好.薏米的营养及其在食品中的开发应用 [J].食品科技，2003（9）：47-49.

[6]刘丽萍，刘岩.苦瓜薏米保健面包的研制 [J].粮油学报，2010（3）：82-84.

[7]伍善根，黄文杰.压片颗粒制备技术的研究 [J].医药工程设计，2011，32（2）：38-40.◇

Process Research of Material Proportioning of Coix Seed Polysaccharide Chewable Tablet with Direct Compression Method

LIU Xiang，*LIU Zhenchun，ZOU Jihao，ZHENG Li，CUI Jinglei

（College of Food Science and Engineering，Jilin Agricutural University，Changchun，Jilin 130118，China）

To produce coix seed polysaccharide chewable tablet with direct powder compression method，and to optimize the best process conditions of material proportioning in coix seed polysaccharide chewable tablet.By the single factor experimental to study how materials（lactose，microcrystalline cellulose，magnesium stearate，and superfine silica gel） affect chewable tablet yield due to the difference in the addition of materials.On the basis of single factor，select three factors which have a greater influence on the yield，make an analysis with yield as value of influence，and build the mathematical regression model.Optimum technological conditions for optimized yield：coix seed coarse sugar 55%，edible starch 25%，lactose 9%，microcrystalline cellulose 9.98%，magnesium stearate 0.67%，and superfine silica gel 0.75%.Under this condition the yield of chewable tablet is 91.78%.Results show that the direct compression method has such advantages as simple operation and short production cycle，providing scientific theoretical basis for further comprehensive utilization of coix seed resources.

coix seed；polysaccharides；chewable tablets；direct compression

TS251.6

A

10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2017.01.012

1671-9646（2017）01a-0041-04

2016-11-04

吉林省科技发展项目（20150311）。

刘 想（1991— ），女，在读硕士，研究方向为长白山野生植物资源开发利用。*

刘振春（1963— ），男，博士，教授，研究方向为食品营养与功能性食品。