车前子提取物凝胶软糖的研制

陈三宝，陈汝玲，贺敏

宜春学院化学与生物工程学院（宜春 336000）

车前子为车前科车前属植物车前（Plantago asiaticaL.）和平车前（Plantago depressaWilld）的干燥成熟种子，性寒，味甘，具有利水通淋、清热明目、祛痰止咳等功效[1]，被原国家卫生部列为可用于保健食品的物品。车前子中的化学成分主要包括多糖类、苯乙醇苷类、环烯醚萜类、黄酮类、三萜类及挥发油类。其中，车前子种皮外表细胞壁含有10%～30%黏液质，为一种亲水性胶体，属多糖类物质，是车前子中主要的有效成分，常被称为车前子多糖，其具有多种生理活性，包括免疫调节、抗氧化、肠道益生作用和降低血脂水平等[2-4]。国外针对车前子多糖的功能特点，将其广泛应用到食品领域，制成各种功能性产品，如日本将其制成具有润肠通便功效的车前子胶囊[5]。国内有关车前子多糖功能性食品的研究报道较少。凝胶软糖具有咀嚼性好、不黏牙、服用方便且低甜度、低热量的特点，容易被各种人群接受。试验结合车前子提取物与功能性低聚糖，制成车前子凝胶保健软糖，具有润肠通便功效，为开发车前子多糖类功能产品提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

1.1.1 材料与试剂

车前子（樟树市庆仁中药饮片有限公司）；低脂果胶（浙江绿之源食品生物科技有限公司）；低聚异麦芽糖（纯度90%，保龄宝生物股份有限公司）；木糖醇（广州利源食品添加剂有限公司）；盐酸、无水氯化钙（均为分析纯）。

1.1.2 主要仪器与设备

HBS-NJ01型凝胶强度测定仪（青岛海博生物技术有限公司）；PHS-3C型酸度计（上海佑科仪器仪表有限公司）；BT25S型电子天平（北京赛多利斯仪器系统有限公司）。

1.2 基本工艺流程

1.3 操作要点

1.3.1 低脂果胶溶液制备

将低脂果胶粉配成2%的溶液。称取果胶粉10 g，逐渐加入至490 g纯化水中浸润，待其充分溶胀后，置于水浴锅中热水保温，并不断搅拌，直至果胶完全溶解，备用。

1.3.2 车前子提取物的制备

称取200 g车前子，用水浸湿搅拌，反复冲洗3遍以上，除去表面浮尘，弃去底部泥沙。加入20倍量的纯化水，于100 ℃煎煮2 h，不断搅拌，用4层纱布过滤，重复提取3次，合并滤液浓缩至138 g，测得含水量为78.8%，干物量为29.26 g，提取率为14.6%，冷藏备用。

1.3.3 调配

将车前子提取物与低脂果胶溶液混合，水浴锅中热水保温，加入低聚异麦芽糖、木糖醇搅拌溶解，加入CaCl2溶液搅匀，用稀盐酸溶液调pH，搅拌均匀。

1.3.4 浓缩、成型与包装

将上述混合物在微波炉中加热除去部分水分，立即移至模盘，静置至室温后凝块即成型。取出用糯米纸包装成成品。

1.4 测定方法

1.4.1 凝胶软糖感官评分标准

选取10名健康受试者组成评价小组，受试者必须符合条件：味觉和嗅觉灵敏；试验前1 d未饮酒和吸烟；口服凝胶前2 h未吃刺激性的食物基质评分以凝胶的外观形态、组织结构、风味、口感（软硬度、弹性、咀嚼度、黏性）指标进行评价[6-8]，评价标准及权重如表1（满分100 分）。评分结果取10人的平均分。

表1 感官评分标准

1.4.2 凝胶强度的测定

取一定量刚制好但没有凝结的混合糖浆于内径2.2 cm烧杯中，冷却，完全凝固后取出，平放，在凝胶表面放置一张与其大小一样的纸，逐步增加砝码，凝胶破裂时所受的压力即为凝胶强度[6]。

2 结果与分析

2.1 低脂果胶凝胶中Ca2+浓度优选

低酯果胶形成凝胶需要有金属离子和适当pH条件，根据文献，金属离子中Ca2+对低酯果胶凝胶的形成影响效果最好，以Ca2+为金属离子添加剂，低酯果胶浓度2.0%，可溶性固形物（低聚异麦芽糖）含量30%，溶液pH 4.5，Ca2+浓度分别取不同浓度（20，30，40，50，60，70和80 mg/g）进行试验，测定凝胶强度，结果见图1。

结果表明，低酯果胶随着体系中Ca2+浓度增加，能组成越来越多的结合区，直到形成凝胶的三维空间结构，在达到最佳Ca2+浓度之前，增加Ca2+能使凝胶强度逐渐增加，并使得凝胶变得纯净而富有弹性，但随着Ca2+浓度继续增加，凝胶三维结构开始收缩，导致凝胶强度逐渐变弱[9]。

图1 钙离子浓度的影响

2.2 溶液pH的优选

以Ca2+为金属离子添加剂，Ca2+浓度50 mg/g，低酯果胶浓度2.0%，可溶性固形物含量30%，溶液分别取不同pH（pH 3.0，3.5，4.0，4.5，5.0，5.5，6.0和6.5）进行试验，测定凝胶强度，结果见图2。

结果表明，适当pH有助于凝胶体的形成，在可形成凝胶的体系pH范围内，随着pH升高，由于COO—基团数目的增多，与二价金属离子可形成更多稳定的“蛋盒”桥联结合区，使果胶凝胶性能逐渐改善和增强。接近中性时，果胶溶解度降至最低，降低与Ca2+形成桥联结合区的可能性，因而形成的凝胶结构较为松散，体系pH达到果胶凝胶形成的最佳条件之后，随着pH进一步升高，凝胶性能下降[9]。

图2 pH的影响

2.3 凝胶软糖的处方优选

凝胶软糖需要有良好的口味，适中的弹性、咀嚼性和软硬度，才容易被接受。由于车前子提取物含大量多糖类成分，能形成具有亲水作用的弱凝胶，再加入低酯果胶能起到助凝胶作用。车前子提取物几乎无味，需要加入适当的甜味剂来改善口感，选取功能性低聚异麦芽糖和木糖醇进行矫味。试验分别取车前子提取物、低脂果胶、低聚异麦芽糖、木糖醇，按1.2的步骤制备凝胶软糖，进行感官评分，考察4种成分不同配比对感官评分的影响。正交试验因素水平见表2，试验结果见表3。

由表3的试验结果分析可见，对感官影响因素主次关系为A＞C＞B＞D，即：车前子提取物＞木糖醇＞低聚异麦芽糖＞低脂果胶。因素A对感官评分有着显著影响。最优组合为A2B3C2D3，即车前子提取物（以干物计）20%、低聚异麦芽糖40%、木糖醇20%、低脂果胶2%～3%。

表2 凝胶软糖配方正交试验因素水平表

表3 正交试验结果及分析

2.4 工艺验证

按优化配方进行3批试验进行工艺验证。取优化后的物料比例，按1.2的步骤连续制备3批样品，对感官进行评分，结果感官综合评分均达到95分以上，结果证明在试验工艺条件下车前子提取物凝胶软糖重现性良好，品质稳定，表明该工艺有较好重现性。

3 产品品质标准

3.1 感官指标

产品表面光滑，外表黑色，富有光泽和弹性，甜度适当，具有车前子特有的清香味，有适口的咀嚼性。

3.2 理化指标

水分20%～25%，铅≤0.5 mg/kg，总汞≤0.3 mg/kg。

3.3 微生物指标

细菌总数≤102CFU/g；大肠杆菌未检出；致病菌未检出。

4 结论与讨论

4.1 凝胶基质的确定

由于车前子提取物含大量多糖类成分，包括L-阿拉伯糖，D-半乳糖，D-甘露糖及L-鼠李糖等，能形成具有亲水作用的弱凝胶[10]。低酯果胶是一种水溶性膳食纤维，是从高等植物细胞壁中提取的一种天然、无毒的酸性杂多糖，低酯果胶在Ca2+存在下弱酸性环境即能形成性能优良的凝胶，与车前子提取物配合使用，能使形成的凝胶弹性、韧性和咀嚼性更好。

4.2 矫味剂的确定

车前子提取物几乎无味，口感味淡，需加入适当甜味剂来调整口感。低聚异麦芽糖是一种功能性低聚糖，可使大肠内的双歧杆菌有效增殖[11]，与车前子多糖具有协同作用，促进肠道健康。同时赋予凝胶一定甜度，但甜度仅为蔗糖的50%左右，需配合甜度更大的功能性甜味剂木糖醇进行矫味。

4.3 结论

以从车前子中提取的水溶性有效成分为原料，加入低酯果胶作为助凝胶剂，加入功能性低聚糖作为甜味剂，制成具有润肠通便功效的保健凝胶软糖，通过单因素及正交试验筛选出最优配方为：车前子提取物20%、低聚异麦芽糖40%、木糖醇20%、低脂果胶2%～3%。制得的凝胶产品为黑色、外观光亮、口感好，具有较好的弹性、韧性和咀嚼性，为车前子保健食品开发提供一种新的剂型选择，具有较好的市场开发前景。