阿胶凝胶强度标准化检测方法研究△

孙阳恩，李丽，史兆松，王春艳，赵婷婷，张路，李士栋，张淹

(东阿阿胶股份有限公司 国家胶类中药工程技术研究中心 山东省胶类中药研究与开发重点实验室，山东 聊城 252201)

·中药工业·

阿胶凝胶强度标准化检测方法研究△

孙阳恩，李丽，史兆松，王春艳，赵婷婷，张路，李士栋，张淹*

(东阿阿胶股份有限公司 国家胶类中药工程技术研究中心 山东省胶类中药研究与开发重点实验室，山东 聊城 252201)

目的探索不同凝胶条件及质构测试参数对阿胶凝胶强度的影响，建立适用于阿胶产品的凝胶强度检测方法。方法采用物性测试仪分别对凝胶浓度、凝胶温度、凝胶时间及产品测试参数进行考察，确定最佳阿胶凝胶制备和凝胶强度检测条件。结果通过实验研究确定最优凝胶制备条件为阿胶胶液浓度25%，凝胶温度4 ℃，凝胶时间8 h；最优凝胶强度检测条件为测前速率1 mm·s-1，压缩速率1 mm·s-1，测后速率为10 mm·s-1，在2 min内完成样品检测。结论研究建立的方法对阿胶凝胶强度的检测具有良好的适用性，可实现阿胶凝胶性的精确量化评价，为指导生产和产品品质均一性提升提供有效参考。

阿胶；物性测试仪；凝胶强度

阿胶为马科动物驴的干燥皮或鲜皮经煎煮、浓缩制成的固体胶，具有滋阴润燥、补血止血等功能[1]。阿胶的制备过程含有高温、高压等复杂的特殊工艺，不同生产工艺的产品质量差异较大。《中华人民共和国药典》2015年版一部阿胶质量标准对产品性状、真伪、含量等理化指标进行规定，但这些指标无法直接评定不同批次、不同厂家阿胶质构特性的稳定性、一致性。凝胶强度[2]是胶类产品凝胶性质的表征，是其固有特性，反映胶体分子链的长短和交联特性，可以客观反映阿胶原料差异、工艺稳定性及成品品质差异。

阿胶因其产品性质与其他胶体具有很大差别，通用凝胶强度测试方法无法适用于阿胶检测，目前尚未有适用于阿胶凝胶强度的测定标准。其他具有凝胶性的产品，如仙草胶、果胶、鱼靡、大豆蛋白、蛋清蛋白等的凝胶强度测试方法也各有差异[3-7]，对于凝胶强度测试方法中凝胶浓度、凝胶温度、凝胶时间及测试参数的优选方法和过程也少有研究。质构仪在食品中的应用较为广泛，在中药领域应用较少。本研究从阿胶性质出发，首次引入物性分析仪用于阿胶凝胶强度表征，研究建立适用于阿胶的凝胶强度的检测方法，为阿胶质量标准提升控制研究提供精确的量化检测方法。

1 仪器与材料

东阿阿胶(东阿阿胶股份有限公司)；纯化水。

物性测试仪(TA.XT-plus 英国Stable Micro System公司)；冻力瓶(英国Stable Micro System公司,内径：59 mm，高度：85 mm)；电子天平(CPA 224S 赛多利斯)；恒温水浴箱(HH-6科析仪器)；冰箱(BCD-539WT海尔)；中药粉碎机(BJ-400拜杰)。

2 方法与结果

2.1 凝胶制备

取成品阿胶块，用打粉机粉碎后，称取一定质量的阿胶置于200 mL烧杯内，加水约65 mL，于65 ℃水浴中加热约15 min，使样品完全溶解。放冷，转移至100 mL容量瓶中，加水分次洗涤，洗液并入容量瓶，加水定容至刻度。摇匀后转移至冻力瓶(内径：59 mm，高度：85 mm)内，置于低温环境中，水平放置，保存一定时间后，取出，立即采用物性测试仪测定。

2.2 凝胶强度检测

将待测样品置于测试台正中，采用配有SMS P/0.5探头的TA.XT-plus物性仪进行凝胶强度测定，方法模式：compression；触发力5 g；下压距离4 mm。凝胶强度值为压缩测试过程中的最大力值。凝胶强度单位用g表示。

注：凝胶强度为探头下压过程中的最大力值。图1 物性测试仪凝胶强度测试示意图

2.3 凝胶制备条件考察

不同的胶类产品因凝胶性质不同，其凝胶浓度、凝胶温度、凝胶时间各不相同，为探索阿胶的适宜凝胶条件，设计实验进行凝胶参数考察。

为使实验结果具有可比性，在进行凝胶制备条件考察过程中，凝胶强度检测参数在2.2项条件基础上设置测前速率0.5 mm·s-1，压缩速率0.5 mm·s-1，测后速率0.5 mm·s-1。

2.3.1 凝胶温度考察 称取适量阿胶，分别制成浓度(w·v-1)分别为10%、15%、20%、25%、30%的阿胶溶液，每组实验5个重复，分置于10 ℃冷水浴和4 ℃条件下，放置24 h后肉眼观察凝胶情况。结果显示，在10 ℃冷水浴条件下，当阿胶胶液浓度低于20%时不能形成凝胶，25%、30%浓度凝胶效果也较差；在4 ℃较低温度条件下，除10%浓度胶液凝胶较差外，其他浓度均具有良好的凝胶效果。因此选择4 ℃作为凝胶温度参数。

2.3.2 阿胶胶液浓度考察 称取适量阿胶，分别制成浓度为10%、15%、20%、25%、30%、40%的阿胶溶液，每组实验5个重复，置4 ℃冰箱中水平放置，凝冻24 h后进行凝胶强度检测。结果见表1。

表1 不同浓度阿胶凝胶强度测试结果

注：每组进行5次重复实验，结果表示为平均值±标准差。

与其他胶体类产品相似[8-9]，阿胶凝胶的形成与胶液浓度密切相关，随浓度升高，同体积胶液中的分子数量增加，分子间的结合键数量也相应增多，最后形成的凝胶网状结构也更加完整，凝胶强度随之增加。

由表1可以看出，阿胶液浓度较低的情况下，阿胶凝胶强度值较小，测定过程中融化速率快，RSD较大，稳定性差；当胶液浓度在25%、30%浓度下，凝胶强度测定值大小适中，结果稳定性好。综合样品检测成本，选择25%浓度进行凝胶制备。

2.3.3 凝胶时间考察 称取适量阿胶，制成浓度为25%的阿胶溶液，置4 ℃冰箱中，分别于2、4、6、8、10、12 h检测胶液凝胶强度，每组实验5个重复，结果见图2。

图2 凝胶时间对阿胶凝胶强度的影响

由图2可以看出，在2～6 min内，阿胶凝胶强度随时间的增加迅速上升，在6 min之后基本达到最大值并维持稳定。考虑不同批次样品凝胶稳定时间略有差异，凝胶时间统一为8 min后测定。

2.4 凝胶强度测定参数考察

采用2.3项优选确定的凝胶制备方法进行阿胶凝胶样品制备。测试条件：方法模式compression；触发力5 g；下压距离4 mm。

2.4.1 压缩速率考察 压缩速率指探头接触样品达到触发力限值后，探头的下压速率，对于不同类型的食品、不同探头，压缩速率对测定结果的影响各有不同。Bourne使用穿孔探头进行苹果硬度测定的研究中，探头压缩速率(0.5～50 cm·min-1)对结果无显著影响[10]。而在干酪等食品的测定中，不同的压缩速率对测定结果则存在显著影响[11]。

将探头压缩速率分别设定为0.2、0.5、1.0、2.0、5.0 mm·s-1。待测样品按操作处理后，将样品置于测试台中心，每组实验5个重复。结果见图3。结果显示，探头压缩速率越大，凝胶强度值越大，当压缩速率<1 mm·s-1时，RSD较小，综合样品测试效率考虑，选择1 mm·s-1作为探头压缩速率。

注：标注相同字母者表示差异不显著(P>0.05)，下同。图3 探头压缩速率对阿胶凝胶强度的影响

2.4.2 测前速率考察 因探头下压过程中，速度存在惯性，对不同样品，过高的测前速率可能会影响触发点的判断，从而影响测定结果的稳定性，因此合适的测前速率选择也十分必要。探头测前速率分别设置为0.2、0.5、1.0、2.0、5.0 mm·s-1，每组实验5个重复。实验结果见图4。结果显示，不同测前速率无显著性差异(P>0.05)，但测试速率为2.0 mm·s-1和5.0 mm·s-1时RSD相对较大，因此综合测试稳定性和测试效率两个因素，选择1 mm·s-1作为阿胶凝胶强度测定的测前速率。

图4 测前速率对阿胶凝胶强度的影响

2.4.3 测后速率考察 凝胶强度测试中的有效数值点为压缩4 mm后的最大力值，探头返回过程中的粘附力对凝胶强度测试无参考意义，不同的探头返回速度对凝胶强度值无影响，因此为缩短样品测试时间，测后速率选择10 mm·s-1，在大量样品连续测定时可有效提高样品测试效率。

2.4.4 测试时间限制考察 胶液的凝胶强度大小受温度的直接影响，样品从4 ℃冷藏条件下取出后，在室温下会逐渐软化，样品取出后需及时测定。阿胶样品按操作处理后，从4 ℃冷藏环境取出，放置于25 ℃室温环境下，分别在1、2、5、10、15、20 min检测凝胶强度，每组实验5个重复，结果见图5。结果显示，阿胶凝冻取出后，随放置时间延长，阿胶的凝胶强度迅速下降，5 min时下降30%以上，15 min后几近融化为浓稠液体状态。因此检测时应逐一取样，现取现测，并在2 min内完成样品检测，以减小检测结果误差。

图5 样品测试时间对阿胶凝胶强度的影响

2.5 方法重复性试验

取阿胶样品，按上述研究优化得到的凝胶制备方法和检测条件进行方法重复性试验，共制备5份，分别测定。结果见图6。重复性试验结果显示，凝胶强度的绝对误差在5 g以内，RSD=2.20%，表明该阿胶凝胶强度测定方法具有良好的重复性。

3 讨论

不同原料和工艺条件下生产的阿胶凝胶性各有不同，阿胶凝胶强度值可以反应出阿胶的内在质量稳定性。同时阿胶的凝胶强度大小还会影响到阿胶生产过程中凝胶、切胶、晾胶等工艺环节，并影响熬制成糕后的产品口感。不同类别胶体的溶解性和凝胶性能差别较大，本研究通过对凝胶浓度、凝胶温度、凝胶时间的研究有效提高了制备样品的均一性，并对凝胶制备条件和测试参数进行研究和限定，规范阿胶凝胶强度测试方法，有效提高了测试结果稳定性。

4 结论

经实验综合评定，得出最佳阿胶凝胶制备条件：阿胶胶液浓度25%，4 ℃条件下凝冻8 h后测定，阿胶的最佳凝胶强度测试参数：测前速率1 mm·s-1，压缩速率1 mm·s-1，测后速率为10 mm·s-1，并在2 min内完成样品检测。检测方法合理、准确、稳定，具有良好的可操作性。

研究建立的阿胶凝胶强度量化检测方法既可用于成品质量检测，评价阿胶内在质量稳定性，又可用于半成品质量控制，为阿胶生产工艺过程的精确控制及产品品质的稳定性提升提供可量化的评价指标。

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StudyonStandardmethodforDetectingGelStrengthofEjiao

SUNYangen，LILi，SHIZhaosong，WANGChunyan，ZHAOTingting，ZHANGLu，LIShidong，ZHANGYan*

(Dong-EE-JiaoCo.，Ltd.，NationalEngineeringTechnologyResearchCenterofGelatinMedicine，ShandongProvinceKeyLaboratoryofR&DoftheChinesegelatinMedicine，Liaocheng252201，China)

Objective：The effects of different gel conditions and texture parameters on the gel strength detecting of Ejiao were studied to establish a standard method.MethodsThe gel concentration，temperature，time and the texture parameters were investigated by the texture analyser to get the optimum parameters.ResultsThe optimal gel preparation conditions were determined by experimental study：gel concentration 25%，4 ℃，gelation time of 8 h.The optimal conditions for the detection were as follows：pretest rate 1 mm·s-1，compression rate 1 mm·s-1，after test rate 10 mm·s-1and complete the sample detection in 2 min.ConclusionThe established method in this study can be used for the quantitative evaluation of the gel strength of Ejiao，which provide effective reference for the improvement of production and product quality uniformity.

Ejiao；texture analyser；gel strength

10.13313/j.issn.1673-4890.2017.12.019

国家中药标准化专项(ZYBZH-Y-SD-31)；山东省科技重大专项(2015ZDZX07001)；山东省重点研发计划项目(2016GGH4514)

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张淹，副主任中药师，研究方向：中药产品开发；Te：(0635)3261967，E-mail：DCP_DEEJ@163.com

2017-02-21)