黑果枸杞提取物泡腾片的制备及其质量评价

2019-06-25王青霞李建颖

天然产物研究与开发 2019年6期

王青霞，李建颖，杨航

天津商业大学生物技术与食品科学学院天津市食品生物技术重点实验室国家级食品与药品实验教学示范中心，天津300134

黑果枸杞(LyciumruthenicumMurr.)，别名为“苏枸杞”，藏药医书中称“旁玛”，属茄科枸杞属，多分布在新疆、甘肃、青海、宁夏等西北地区[1,2]。黑果枸杞中含有大量的花青素、多糖、维生素以及多种微量元素[3,4]。黑果枸杞具有很高的药用价值和营养价值，能滋补肝肾、抗肿瘤、降低血糖、降低血脂[5-7]，其抗氧化活性远远高于维生素C[8]，有着良好的抗炎症等功效[9,10]。但黑果枸杞中花青素极不稳定，待进一步开发利用。

泡腾片在国内外受到消费者的青睐，以酸和碱作为崩解剂，遇水后发生中和反应，产生大量二氧化碳[11]。泡腾片最早应用在医药方面，现多应用于食品以及保健行业，目前市面上已出现维生素C泡腾片、果蔬泡腾片等[12,13]。泡腾片具有良好的稳定性，长时间的储存仍能保持其适口性。将泡腾片与花青素相结合，能够解决其稳定性问题，同时能够提高其营养价值，市场前景广阔[14]。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

黑果枸杞干果(甘肃)，柠檬酸、酒石酸、富马酸、碳酸氢钠、碳酸钠、乳糖、滑石粉、硬脂酸镁、十二烷基硫酸钠、无水乙醇(天津风船化学试剂科技有限公司)；蔗糖、可溶性淀粉(广东福正东海食品有限公司)；甜蜜素(河南瑞祥生物科技有限公司)；聚乙二醇6000(密森科技有限公司)。

AUY220电子分析天平(日本岛津公司)；JT1001N电子天平(上海精天仪器有限公司)；高速多功能粉碎机(浙江永康市荣浩工贸有限公司)；HPSE-E全自动溶剂萃取仪(北京莱伯泰科仪器股份有限公司)；VaCo2-Ⅱ真空冷冻干燥机(德国ZIRBUS公司)；YD-2智能硬度仪、CS-2A脆碎度测定仪、BJ-2智能崩解仪(天津市新天光分析仪器技术有限公司)；pH计(美国奥豪斯有限公司)；电热鼓风干燥箱(中仪国科(北京)科技有限公司)；DP30单冲压片机(上海天凡药机制造厂)；UV-2600紫外可见分光光度计(日本岛津公司)；SPEX 6875冷冻研磨(美国PYNN公司)。

1.2 方法

1.2.1 黑果枸杞提取物的制备

黑果枸杞提取物的制备：将黑果枸杞于40 ℃鼓风干燥箱中烘干12 h，粉碎，过60目筛；使用全自动溶剂萃取仪进行萃取：萃取温度为50 ℃，萃取压力8 MPa，萃取时间5 min，循环2次，乙醇浓度70%，涡旋浓缩模块对萃取完成后的样品溶液进行定量浓缩得到黑果枸杞提取萃取浓缩液；将浓缩液在-80 ℃冰箱中预冻24 h，真空冷冻干燥48 h得到黑果枸杞提取物，将提取物研磨成粉末，粉末细腻，紫黑色，该提取物花青素含量为39.19 mg/g。

1.2.2 黑果枸杞提取物泡腾片的制备工艺筛选

酸碱分别制粒压片：由于花青素在酸性条件下较稳定，因此将黑果枸杞提取物与乳糖、甜蜜素、柠檬酸混匀，加入95%乙醇溶液，将乳糖、甜蜜素、碳酸氢钠混匀，加入95%乙醇溶液，分别用40目筛制粒，干燥并整粒，按照一定比例将酸粒与碱粒混合均匀，最后加入聚乙二醇6000，混匀，压片。

酸碱混合制粒压片：为了避免在制粒过程中对花青素造成影响，将乳糖、甜蜜素、柠檬酸、碳酸氢钠混匀，加入无水乙醇，用40目筛制粒，干燥并整粒，最后加入黑果枸杞提取物和聚乙二醇6000，混匀，压片。

粉末直接压片：将乳糖、甜蜜素、柠檬酸、碳酸氢钠、黑果枸杞提取物和聚乙二醇6000混匀，压片。

1.2.3 质量评价方法

1.2.3.1 硬度的测定

随机取样6片，将药片放入YD-2硬度测试仪立于两压板之间，沿直径方向缓缓施压，片剂刚破碎时的力即为该片的硬度[15]。

1.2.3.2 脆碎度的测定

随机取样20片，精密称重，置于CS-2A脆碎度测定仪中定时4 min，取出后准确称重，计算样品失重率。重复测定6次，计算均值。

1.2.3.3 崩解时间的测定

取一个装有200 mL水的烧杯，放入一片黑果枸杞提取物泡腾片，等到片剂完全崩解的时候，记录时间，即为崩解时间，每次测定3片。

1.2.3.4 发泡量的测定

取50 mL的试管，加入20 mL的蒸馏水，水温在35 ℃左右，取1片黑果枸杞提取物泡腾片，堵住试管口，观察最大发泡量，读出体积，每次测3片，平均发泡量不得少于6 mL。

1.2.3.5 pH值的测定

取黑果枸杞提取物泡腾片1片，投入200 mL水中，使其发泡并溶解，待气泡消失后，用pH计测定pH值，随机测定3片。

1.2.3.6 片重差异的测定

取黑果枸杞泡腾片20片，用分析天平准确称量其总质量以及每片的质量，求平均质量。把每片的质量与平均质量相比较，求得黑果枸杞提取物泡腾片的片重差异[16]。

1.2.3.7 感官评价表

表1 感官评价表Table 1 Sensory evaluation form

续表1(Continued Tab.1)

指标Indicators评价标准Evaluation standard分值Score偏红或偏蓝,液体浑浊,有沉淀Partial slant red or blue,turbidity and precipitation0～1黑果枸杞香气浓郁,持久Rich smell,durable4～5有黑果枸杞香气,较持久Have fragrance,more durable3～4香气Aroma有黑果枸杞香气,不持久Have fragrance,not lasting2～3(30%)黑果枸杞香气淡,无回味Aroma is light,no aftertaste1～2无黑果枸杞香气No fragrance0～1口感酸甜适中,可口Sweet and sour moderate,delicious4 ～5口感偏甜A sweet3～4口感Flavor口感过甜Too sweet2～3(40%)口感酸Sour1～2口感酸涩Acor0 ～1

1.2.3.8 花青素含量的测定

使用pH示差法测定花青素含量。

1.2.4 物料筛选单因素实验

1.2.4.1 酸源和碱源的筛选

分别以柠檬酸、酒石酸、富马酸为酸源，无水碳酸氢钠、碳酸钠为碱源，以乳糖为填充剂，对酸源和碱源分别进行比较。

1.2.4.2 酸碱比例的确定

花青素在酸性条件下较稳定，在确定了酸源和碱源之后，设计单因素实验，以平均发泡量和溶液pH值作为指标，选出最合适的酸碱比例范围。

1.2.4.3 泡腾剂用量的确定

在确定了酸碱比例之后，以发泡量、反应后溶液的pH值和崩解时间为指标进行泡腾剂用量的筛选。

1.2.4.4 填充剂的筛选

以吸湿性、溶液澄明度、可压性、硬度作为指标，对蔗糖粉、乳糖、可溶性淀粉这三种填充剂进行考察。乳糖作为填充剂的同时也可作干粘合剂，采用粉末直接压片法压片[17]。

1.2.4.5 润滑剂的筛选

以黏冲程度，澄清度，起泡程度，崩解时间为指标，对滑石粉、硬脂酸镁、聚乙二醇6000、十二烷基硫酸钠进行考察。

1.2.4.6 黑果枸杞提取物添加量的确定

黑果枸杞提取物是泡腾片的主要原料成分，它的添加量决定了该泡腾片的独特风味。设置添加量分别为10%、15%、20%、25%、30%。以色泽、香气(各五分)为评价标准对溶液进行感官评价，并以此来确定泡腾片中黑果枸杞提取物的添加量[18]。

1.2.4.7 甜味剂添加量的确定

甜味剂采用甜蜜素，其添加量直接影响泡腾片的口感，以口感为评价指标，对五个不同甜蜜素添加量的泡腾片冲制的饮品进行感官评价。

1.2.5 响应面优化试验

采用感官评价法，通过响应面优化试验考察A(酸碱总量)、B(酸碱比)、C(甜蜜素含量)优化配方。对黑果枸杞提取物泡腾片冲制的饮品进行感官

表2 响应面试验因素水平表Table 2 Factors and levels of response surface test

评价，以色泽、香气和口感为评价指标，分为五个等级，评分标准见表1，响应面试验因素水平表见表2。通过三组重复试验验证结果，并对最优配方得到的泡腾片进行质量评价。

2 结果与讨论

2.1 黑果枸杞提取物泡腾片的制备工艺筛选

采用酸碱分开制粒压片，泡腾片色泽不均一，花斑较大，崩解时间长；酸碱混合制粒压片得到的片剂表面光滑精美，崩解时间符合要求，且花斑较小，黑果枸杞中含有大量以锦葵色素-3-O-(6-O-对香豆酰-3-O-乙酰)-5-O-二葡萄糖苷为主的花色苷[19]，极易受到光照、热以及氧气的影响[20]，不参与制粒能够最大程度保留其有效成分；粉末直接压片法崩解时间短，但易黏冲，对物料要求较高。故采用酸碱混合制粒压片制备黑果枸杞提取物泡腾片。工艺流程如图1所示。

图1 工艺流程图Fig.1 Process flow diagram

2.2 物料筛选单因素实验

2.2.1 酸源和碱源的筛选

由表3所示，对于酸源，富马酸所制备的泡腾片泡腾后溶液不澄清，不予采用。酒石酸的口感差，有涩味，气泡不易消除，且易与水中的钙镁离子发生反应形成胶状沉淀，不予采用。柠檬酸口感好，且溶于水后没有可见的不溶物，缺点在于吸湿性强，所以在压片前要充分对物料的干燥，另外可加入润滑剂防止黏冲。

对于碱源，碳酸氢钠、碳酸钠的各项指标差别不大，但是以碳酸氢钠为碱源制备的泡腾片能在水中迅速溶解，产生较多的二氧化碳，且泡腾后溶液的pH值较低，所以碱源选择碳酸氢钠。

表3 不同酸源和碱源性能比较Table 3 Comparison of performance between different acid sources and alkali sources

2.2.2 酸碱比例的确定

由图2可知，当酸用量太少时pH值较高，不利于花青素的稳定，且口感较差。但当酸用量过大时，溶液颜色偏红。因此酸碱比选取范围在1.25∶1至1.5∶1之间比较合适，既满足口感与色泽，同时也符合发泡量要求。

2.2.3 泡腾剂用量的确定

由图3可知，随着泡腾剂用量的提高，崩解时间在逐渐减少，发泡量在逐渐上升。泡腾剂用量越大，崩解时间会越短，但是由于要考虑到花青素的含量及其他辅料的用量，泡腾剂用量不宜太大。当泡腾剂用量为45%～65%时，泡腾片的发泡量、崩解时间和崩解后溶液的pH值均符合要求且比较良好，颜色也为亮紫色，所以55%的泡腾剂较合适。

图2 崩解剂的酸碱比例的测试Fig.2 Test of acid-base ratio of disintegrant

2.2.4 填充剂的筛选

图3 泡腾剂用量的选择Fig.3 Selection of effervescent dosages

表4 筛选填充剂试验配方及测定结果Table 4 Screening filler test formula and measurement results

表4结果表明，配方R1硬度为最低值，且片剂不光滑，因此必须添加填充剂。配方R2硬度太低，片剂的成形性较差，且淀粉在温水中很难溶解，故不选用。配方R3硬度最大，且在温水中可以较好溶解，在崩解时间符合要求的情况下理应选择硬度最大的配方，以保证片剂的综合质量。配方R3的崩解时间测定结果为55 s左右，符合要求。配方R4的硬度也符合要求，但是蔗糖易吸湿，在压片过程中容易发生黏冲，且可压性较差，所以不予选用。综上所述，应该选择乳糖作为填充剂。

2.2.5 润滑剂的筛选

表5 不同润滑剂的性能比较Table 5 Performance comparison of different lubricants

由表5实验结果可知，滑石粉和硬脂酸镁虽然用量很少，但其疏水性仍影响泡腾溶液的澄明度，而且镁离子会催化溶液中的花青素氧化，故不予采用；十二烷基硫酸钠会导致泡腾片的崩解时间变长，而且金属钠离子同样也会加速溶液中的花青素氧化。而用聚乙二醇6 000作为润滑剂，润滑性及抗黏性均比较好。而且泡腾片溶于水后，溶液澄清透明，没有不溶物。综合上述现象，选用聚乙二醇6 000作为润滑剂。

2.2.6 黑果枸杞提取物添加量的确定

表6 不同黑果枸杞提取物添加量的感官评价表Table 6 Sensory evaluation form for different amounts of Lycium ruthenicum Murr extract

表6可以看出，当黑果枸杞提取物添加量较低时，颜色为淡紫色，香气较淡，且片刻后褪色严重，添加量越高时，黑果枸杞香气加重，色泽为明亮的紫色，但考虑到生产成本和营养价值，选择25%较为合适。

2.2.7 甜味剂添加量的确定

表7 不同甜味剂添加量的感官评价表Table 7 Sensory evaluation form for different amounts of sweetener

由表7可知，添加过低和过高的甜味剂都会导致口感较差，因此，甜味剂添加量为3%较为合适。

2.3 响应面优化试验

通过对物料进行筛选，选择柠檬酸作为酸源，碳酸氢钠作为碱源，乳糖作为填充剂，聚乙二醇6000作为润滑剂，甜蜜素作为甜味剂，通过响应面试验确定黑果枸杞提取物泡腾片配方。

2.3.1 响应面试验结果

响应面试验结果如表8所示。

2.3.2 方差分析

运用Design-Expert 8.0软件对表8结果进行方差分析，显著性结果见表9。

经回归拟合，得到感官评分与各因素变量二次多元回归模型为：

Y=4.72+0.11A-0.10B+0.21C-0.30AB+0.33AC+0.15BC-0.52A2-0.60B2-0.62C2

由回归方程可反映出各因素对感官评分的影响程度，分析一次项系数可得到，影响感官评分的因素主次顺序为：C(甜蜜素含量)>A(酸碱总量)>B(酸碱比)。该回归模型P<0.000 1，表明该模型是有意义的，失拟项P=0.198 5>0.05不显著，该模型R2=98.72%，表明此模型拟合程度好，使用该方程来预测真实情况是可行的。