芦笋猕猴桃超微粉咀嚼片的研制
2022-11-28迟晓君邢文阳赵佳琪岳凤丽郭迎春
迟晓君,秦 洋,邢文阳,赵佳琪 ,岳凤丽,郭迎春
(1.山东农业工程学院 食品科学与工程学院,山东 济南 250100;2.山东斯伯特生物科技有限公司,山东 济南 250100)
中国目前已经成为世界上最大的芦笋生产国和出口基地,2016年95%的产品出口,约占世界芦笋贸易量的46.9%,产量及贸易量远远领先于其他国家。近年来,芦笋的认可度及食用量也逐步提高,而且芦笋在国际市场的需求量逐渐增多。但随之而来的是芦笋渣再利用的问题未得到充分解决。在芦笋加工业,芦笋的大规模工业生产常见的较成熟的加工为芦笋罐头和芦笋饮料[1],在芦笋罐头和饮料的加工中会产生大量的芦笋下脚料,也是我国产生芦笋渣的主要来源,倘若果渣经过释放后处理不恰当,在果渣和环境中微生物的协同反应下,极易出现腐败、酸化、臭化的现象,不仅破坏了环境,而且造成了资源的浪费。如何将芦笋渣废物利用、减少资源浪费、优化产业结构,是我国加工业需要解决的问题。
现代医学研究表明,芦笋是营养、美容、减肥、抗衰老的保健佳品,且具有较强防癌、抗癌功效[2-3]。芦笋渣含有多种氨基酸、蛋白质和维生素,芦笋中的天冬氨酸和微量元素能够调节机体代谢、提高免疫力[4]。《本草纲目》记载,芦笋具有清热利尿、润肺化咳、抑制毒细胞的效果。《中华医典》表述,芦笋含有的芦丁、芦笋皂苷等营养物质是其他蔬菜所没有的,在防治心脑血管病和对抗癌症方面有治疗作用,丰富的硒元素对高血压、心脑血管疾病、冠心病、癌症等疾病有一定疗效。芦笋包含叶酸,孕妇服用后对胎儿的大脑发育有促进作用。但是芦笋渣富含粗纤维,口感欠佳,因此本研究将超微粉碎技术应用于芦笋综合利用。将物料颗粒粉碎至10-25μm或更小的过程称为超微粉碎,因此物料具有良好的溶解性、发散性、附着性、流动性、化学活性等多方面的性能及一些新的特性。经超微粉碎的果蔬加工成的食品可保留天然成分。
咀嚼片经嚼碎后便于吞咽,适合于老人、幼儿、吞咽困难或者肠胃功能较差的患者[5],相比于与普通片剂,咀嚼片服用方便,而且普通片剂的长期服用会产生患者的心理上的抗药现象,因此咀嚼片弥补了普通片剂的不足。咀嚼片是一种可在口腔内嚼碎后下咽的片剂,大小一般与普通片剂相同,可根据不同需求制成不同形状的异形片[6-7],而此次芦笋猕猴桃咀嚼片采用三角形异型模,制得的三角状区别于市面常见的圆形,具有特殊性。咀嚼片经嚼碎后便于吞服,药片表面积大,对体内的营养物质有利于分解和促进吸收的效果。咀嚼下咽的咀嚼片不经崩解,因此,制成咀嚼片可加速药物的崩解,提升疗效。咀嚼片服用方便,即使在缺水状况下仍可服用,可减少使用者肠道的负担。咀嚼片分散度较好、营养溶出率高,更利机体吸收利用。相较颗粒制品,它还具有空间占比小、易携带、无需冲水等好处。
本文将超微粉碎技术及压片技术应用于芦笋综合利用,以芦笋粉猕猴桃超微粉为原料,添加甘露醇、乳糖为辅料,配以硬脂酸镁为润滑剂,通过单因素试验及正交试验来探究一种芦笋猕猴桃咀嚼片的最佳配方[8-9],制得的咀嚼片拥有相对较好的天然口感、便于吸收营养等优越性,同时具有芦笋具有独特的清热利尿、提高免疫、降脂减肥的功效,并且与猕猴桃粉进行口感搭配[10-12],为实现芦笋渣资源化利用奠定良好的基础,对芦笋渣产业化发展具有一定的指导作用。
1 试验材料与方法
1.1 试验设备与材料
WZJ6L振动式超微粉碎机系列:济南倍力粉技术工程有限公司;FA2004电子天平:赛多利斯有限公司;ZPS008型旋转式压片机:上海天祥健台制药机械有限公司。
猕猴桃粉:西安赛扬生物科技有限公司;芦笋渣:中国巨鑫源集团;甘露醇:郑州博研生物科技有限公司;乳糖:郑州博研生物科技有限公司;硬脂酸镁:天津市科密欧化学试剂有限公司。
1.2 试验方法
1.2.1 超微粉碎
将芦笋渣、猕猴桃粉分别放入超微粉碎机中,料盒中每次进料约500g,超微粉碎7min,制得芦笋及猕猴桃超微粉碎粉。
1.2.2 筛粉
将制得的超微粉碎粉过325目分样筛后保存待用。
1.2.3 混合粉的制备
比较物料的种类及质量,称取原料与辅料,按照比例及营养需求,合理搭配并混匀。
1.2.4 压片
将各原辅料混匀后,加入硬脂酸镁,混合均匀后转移到压片机压片。
1.2.5 包装、灭菌
筛除破损、不规则的咀嚼片,选取完整的咀嚼片包装进透明封袋并灭菌,即制得芦笋猕猴桃超微粉咀嚼片。
1.3 感官评定
由10名食品科学专业人员组成评定小组,分别对这种芦笋猕猴桃咀嚼片进行评分,并计算总分。咀嚼片感官质量评分标准如下:
表1 芦笋猕猴桃咀嚼片的感官评分标准
2 结果与分析
2.1 单因素试验
2.1.1 芦笋粉的含量对咀嚼片品质的影响
芦笋粉的含量对咀嚼片的风味口感、硬度以及营养方面起着主导作用,选择不同的芦笋粉含量,并筛选最佳比例。芦笋粉含有丰富的膳食纤维、维生素、组织蛋白、核酸,以及游离态存在的天冬酰胺,具有的微量元素有叶酸和硒,超微粉碎后的芦笋粉粒径小、质地干燥,营养成分的溶解率提高,具有优良的稳定性和溶解性,但芦笋粉口感方面具有枯草的苦味。猕猴桃粉中含有大量的膳食纤维、维生素、蛋白质和氨基酸,具有良好的流动性和粘着性。芦笋粉与猕猴桃粉相结合,能够在色泽方面相互补充,中和芦笋渣的苦味并使咀嚼片具有酸甜味;猕猴桃粉增大芦笋粉的粘性,便于咀嚼片的成型和造粒,减少原料的资源浪费。在原料中有猕猴桃粉和芦笋粉,辅料中甘露醇与乳糖比例为7:3,原辅料比例为7:3,压片机条件片剂厚度1.6cm,预压厚度3.8cm,充填深度9.8cm的条件下,选择25%、20%、15%、10%、5%五个不同的芦笋粉含量,探究芦笋粉含量对咀嚼片品质的影响,结果见图1。
图1 芦笋粉的含量对咀嚼片品质的影响
由图1可知,咀嚼片原料中的芦笋粉的含量对咀嚼片有影响,芦笋粉的含量过高时会影响咀嚼片的口感及营养价值。芦笋粉含量高于15%时,色泽呈棕色,质地粗糙,组织松软,存在芦笋渣的苦味,口感较差;芦笋粉含量低于15%时,质地较硬,组织细密,猕猴桃的酸甜味过重,芦笋的清香味较少,口感较差。因此在芦笋粉含量为15%时咀嚼片的品质比较好,并且选择芦笋粉含量为20%、15%、10%进入正交试验。
2.1.2 甘露醇与乳糖的比例对咀嚼片品质的影响
甘露醇有甜味,对口腔有凉爽感,稳定性好,具有爽口性、造粒性好等特点,多用于咀嚼片制造。乳糖是营养性甜味剂,能够增强香味,是咀嚼片良好的赋形剂。用甘露醇、乳糖为辅料作为填充剂,改善咀嚼片的口感和硬度。芦笋粉含量为15%;原辅料比为7:3;压片机条件片剂厚度1.6cm,预压厚度3.8cm,充填深度9.8cm的条件下,选择甘露醇:乳糖的比例5:5、6:4、7:3、8:2、9:1 五个不同比例,探究辅料中甘露醇与乳糖的比例对咀嚼片品质的影响,结果见图 2。
图2 甘露醇与乳糖的比例对咀嚼片的影响
由图2可知,甘露醇与乳糖的比例会影响咀嚼片的口感与硬度,比例过高或过低都会影响咀嚼片的品质。甘露醇与乳糖的比例过低时,咀嚼片成型能力较差,质地疏松,色泽分布不均;甘露醇与乳糖比例过高时,咀嚼片质地较硬,口感过甜,风味失调。适宜的甘露醇含量可以增加甜度,改善口感,但含量过高会导致咀嚼片糖分太高,甜度太大。因此选择甘露醇与乳糖比例7:3时较好,并且选择甘露醇与乳糖比例为6:4、7:3、8:2进入正交试验。
2.1.3 原辅料比例对咀嚼片品质的影响
原辅料的比例对咀嚼片有直接的影响,原料赋予咀嚼片独特的风味,也决定着压片时的流动性和硬度;辅料对口感风味有改善作用,使组织细密均匀。在原料比为9:1;辅料比为7:3;压片机条件片剂厚度1.6cm,预压厚度3.8cm,充填深度9.8cm的条件下,选择原辅料比例为5:5、6:4、7:3、8:2、9:1五个不同比例,探究原辅料比例对咀嚼片品质的影响,结果见图3。
图3 原辅料比例对咀嚼片品质的影响
由图3可知,原辅料的比例对咀嚼片品质有影响,比例过高或过低时会产生不同程度的影响。原辅料比例过高时,咀嚼片成型度低,质地松散,组织粗糙不均匀,猕猴桃粉的酸味较重;原辅料比例过低时,咀嚼片硬度过高,口味过甜,风味失衡;当比例适中时,咀嚼片硬度适中,细腻均匀,酸甜醇香可口。因此在原辅料比例为6:4时咀嚼片的品质比较好,并且选择原辅料比例为6:4、7:3、8:2 进入正交试验。
2.1.4 硬脂酸镁添加量对咀嚼片品质的影响
硬脂酸镁作为润滑剂和助流剂,具有流动性和可压性,是良好的片剂润滑剂,能够增加咀嚼片表面的光滑性,利于咀嚼片脱落,常于混合物料中添加一定量的硬脂酸镁作润滑剂。在原料比为9:1;辅料比为7:3,原辅料比为6:4;压片机条件片剂厚度1.6cm,预压厚度3.8cm,充填深度9.8cm的条件下,选择 1%、1.3%、1.5%、1.7%、1.9%五个不同的添加量,探究硬脂酸镁对咀嚼片品质的影响,结果见图4。
图4 硬脂酸镁添加量对咀嚼片品质的影响
由图4可知,不同硬脂酸镁添加量对咀嚼片品质有不同的影响。当硬脂酸镁的添加量低于1.5%时,咀嚼片表面颜色无光泽,颗粒较粗糙,不易从异型模脱落,片剂易残缺;当硬脂酸镁添加量高于1.5%时,咀嚼片表面光滑,但造成咀嚼片硬度过大,降低口感。当硬脂酸镁添加量为1.5%时,咀嚼片的口感良好,脱模效果增加,原辅料的粘性降低。因此采用1.5%的硬脂酸镁添加量作为咀嚼片的润滑剂。但是不同硬脂酸镁的添加量对咀嚼片的影响变化不显著,所以不将硬脂酸镁添加量纳入正交试验的考虑因素。
2.1.5 咀嚼片厚度对咀嚼片品质的影响
咀嚼片的厚度对咀嚼片的外观和硬度有一定的影响,适度的厚度能够能够使咀嚼片具有良好的硬度,使咀嚼片颗粒均匀,表面光泽完整呈现出良好的视觉效果,咀嚼片少破碎,提高原料利用率减少浪费。在原料比为9:1,辅料比为7:3,原辅料比例为6:4;硬脂酸镁添加量为1.5%,预压厚度3.8cm,充填深度9.8cm的条件下,选择咀嚼片 2.0、1.8、1.6、1.4、1.2 五个不同的厚度,探究咀嚼片厚度对咀嚼片品质的影响,结果见图5。
图5 咀嚼片厚度对咀嚼片品质的影响
由图5可知,咀嚼片厚度在1.4cm时最佳。咀嚼片过厚时咀嚼片色泽分布不均,外形粗糙难造粒成形,过于疏软松散;咀嚼片较薄时,大小不均匀一致,出现断层现象,片剂不完整多缺陷,降低了产出率;咀嚼片厚度适中时,片剂外表面光滑平整有光泽,硬度适中,口感细密醇香。因此在咀嚼片厚度为1.4cm时咀嚼片的品质比较好,并且选择咀嚼片厚度为1.4cm、1.6cm、1.8cm进入正交实验。
图6 芦笋猕猴桃咀嚼片的产品图片
2.2 正交试验结果与分析
在单因素试验基础上,选择影响较大的四个因素进入正交试验。以芦笋粉的含量比例、甘露醇与乳糖的比例、原辅料比例、咀嚼片厚度为考察因素,进行L9(34)正交试验,因素水平见表2,正交试验结果见表3:
表2 因素水平表
表3 正交试验结果
从表可以看出,在试验设计范围内,因素主次为C>D>A>B,即原辅料比对产品品质影响最大,其次是咀嚼片的厚度,再次是原料中芦笋粉的含量,最后是辅料中甘露醇与乳糖的比例。最优水平为A1B3C3D2,即芦笋粉的含量为15%,甘露醇与乳糖的比例为6:4,原辅料的比例为6:4,咀嚼片厚度为1.6cm。并且压片机条件片剂预压厚度3.8mm,充填深度9.8mm的条件。
2.3 最佳配方产品的感官质量指标的测定
一种芦笋猕猴桃咀嚼片的感官指标测定结果见表4:
表4 一种芦笋猕猴桃咀嚼片的感官品质
3 结论
本文是对芦笋渣超微粉碎为芦笋粉后,搭配猕猴桃粉进行的咀嚼片最佳配方的研究,通过单因素条件以及正交试验,得出芦笋猕猴桃咀嚼片的最佳配方组合为:芦笋粉的含量为15%,辅料甘露醇与乳糖的比例为6:4,原辅料的比例为6:4,咀嚼片厚度为1.6cm。该产品色泽呈灰褐色,结构组织细密均匀,口感细滑,软硬适度,且醇香可口,酸甜适口,具有良好的市场前景。并且进行芦笋渣的废物利用,减少资源浪费,继而优化芦笋加工的产业结构;芦笋渣经过超微粉碎,使得芦笋粉拥有较优的溶解度、分散程度、吸附能力、流动态势、生化活性;采用干法工艺,减少原料浪费,节约生产时间;采用三角异型模,不同于普通圆形片剂,易产生视觉冲击。