互花米草复合咀嚼片的研究与开发

周佳佳，杨爱萍，陈秀秀

（江苏经贸职业技术学院，江苏南京 211168）

1 概述

1.1 互花米草简介

互花米草是禾本科多年生草本植物，原产于北美洲大西洋海岸，在1979 年末被引入我国，为我国保护海岸滩涂方面做出巨大的贡献。随着互花米草的过度繁殖及缺少天敌，许多负作用逐渐显现，如破坏生物多样性、影响本土的生态系统、水质下降等问题[1]。为解决互花米草带来的环境问题，许多科研团队对互花米草的研究日益深入，发现互花米草也能在好的方面为之所用。互花米草中含有粗蛋白、粗脂肪、维生素等具有营养保健作用的物质。互花米草总黄酮具有抗炎、降血糖、降血脂和增强免疫力等作用[2]。互花米草中的活性物质异戊基奎尼酸、对香豆酸和苜蓿素含有很强的降尿酸、抗痛风的作用功效[3-4]。互花米草提取物是获得卫生部批准，对慢性病的预防有功效的新资源食品[5]。

1.2 辅料简介

菊苣中降尿酸的主要活性物质有秦皮甲素、菊苣酸，使用菊苣后可明显降低血清中的尿酸水平[6]。菊苣根粉可以促进消化、消肿利尿，对于痛风患者体内尿酸过高，食用菊苣根粉可以促进快速排尿和增加排尿次数，达到降尿酸的目的[7]。对降低血糖、降低血脂也有一定的功效，日常食用菊苣粉还可以消炎抑菌，提高机体免疫力[8]。与互花米草粉复配食用，可以降低互花米草粉的黏性，防止黏冲，同时可以增大降尿酸的功效。

菊粉可促进肠道蠕动，进而促进排便和减少便秘同时对保护肝脏、降血糖和降血脂有重要作用，在慢性病的预防方面被广泛使用[9]。菊粉还可提高食品的风味品质，延长食品的保质期。鉴于菊粉上述功效，在试验中可添加菊粉，使咀嚼片更加适应老年人群体，同时还可改善口感。

甘露醇的吸水性小，入口具有爽口的甜味，可以作为甜味剂，调节互花米草粉自身的风味，使咀嚼片口感更佳，受众更广。

1.3 研究现状与存在问题

随着对互花米草的深入研究，互花米草在直接利用与间接利用上都有很多产品出现。现在市场中互花米草相关产品有纸浆、生物油、降脂胶囊、复合米草口服液、解风堂等[10]。由于互花米草本身风味局限且尚未出现良好的改善措施，市场上很多互花米草相关的食用产品虽具有一定的功效，但使用成分占比过高导致口感不佳，不易吸引消费者关注。

1.4 研究目的与意义

我国互花米草已经呈现泛滥趋势，互花米草的治理与利用多为生态学方面，在食品方面的利用率较低。以互花米草粉为原料，选择恰当适宜的辅料复配，采用粉末直接压片法进行压片，使片剂表面光滑，控制片剂质量，实现良好的成型目标[11]。研发出易于人体消化吸收、口感较好、稳定性好、易于储存携带和服用的互花米草复合咀嚼片，使制得的产品符合当下有健康需求的老年群体，长期坚持服用，对治疗痛风、降低尿酸有一定的积极作用，具有广阔的市场前景。互花米草复合咀嚼片的研究与开发有利于提高互花米草的综合利用率，同时也是互花米草利用的一种新思路。

2 材料与方法

2.1 试验材料

互花米草粉，江苏滋补堂药业有限公司提供；菊苣根粉，御磨坊全粉公司提供；菊粉，重庆骄王天然产物股份有限公司提供；甘露醇，郑州市伟丰生物科技有限公司提供。所用材料均为食品级。

2.2 仪器与设备

电子天平，奥豪斯仪器（常州）有限公司产品；电热恒温鼓风干燥箱，上海慧泰仪器制造有限公司产品；旋转式压片机，上海天久机械制备厂产品；片剂四用测定仪，上海黄海药检仪器有限公司产品。

2.3 工艺流程

互花米草粉干燥→添加菊苣根粉、菊粉、甘露醇→称量→混匀→过筛3 次→压片→成品→灭菌→包装。

2.4 操作要点

2.4.1 干燥

互花米草粉是提取物，易吸水，不能在空气中长期放置，若吸潮，压片易黏，导致试验失败。将互花米草粉置于60 ℃的烘箱中，干燥30 min 后，置于干燥器中冷却备用。

2.4.2 称量、混匀

将菊苣根粉、菊粉、甘露醇、干燥后的互花米草粉按照配方进行精密称量，用干燥洁净的药匙搅拌混匀。

2.4.3 过筛

将搅拌后的粉末进行3 次过筛，以达到充分混合，然后置于洁净干燥的容器中。

2.4.4 压片

将混合好的粉末按照规范的投料操作要求立即投入到旋转式压片机中进行压片，并注意片剂的成型情况，及时调整压力和填充度。

2.4.5 成品

观察成片效果，除去片剂表面的粉状物。

2.4.6 灭菌

将性状良好的成品置于干燥器内，在无菌操作台紫外线灯下灭菌30 min，密封包装。

2.5 试验方法

2.5.1 基础配方

根据前期的预试验数据和互花米草粉本身风味略咸的特性，得出基础配方为互花米草粉3.5 g，菊苣根粉5 g，甘露醇10 g，菊粉11 g，依据基础配方的数据进行后续的单因素试验及正交试验，对基础配方进行验证和优化。

2.5.2 单因素试验

根据基础配方中各成分的用量，在考查某一因素的影响时，其他因素保持不变，通过食品感官评价表、硬度、脆碎度等指标进行综合评价，进而选取出各个因素的最优三水平。

（1）互花米草粉用量的确定。由于互花米草粉自身有很浓烈的咸味，为了使片剂的风味更佳，故互花米草粉用量只在小范围内浮动，确定用量。根据基础配方，在保持用量为菊粉11 g，甘露醇10 g，菊苣粉5 g 不变的条件下，选取互花米草粉用量分别为3.1，3.3，3.5，3.7，3.9 g，进行单因素试验。通过感官评价标准表进行感官评价，对不同用量互花米草粉制作的咀嚼片进行硬度、脆碎度的测定，并记录。

（2）菊苣根粉用量的确定。根据基础配方，在保持用量为互花米草粉3.5 g，菊粉11 g，甘露醇10 g不变的条件下，选取菊苣粉用量分别为3，5，7，9，11 g，进行单因素试验。通过感官评价标准表进行感官评价，对不同用量的菊苣根粉制作的咀嚼片进行硬度、脆碎度测定，并记录。

（3）甘露醇用量的确定。根据基础配方，在保持用量为互花米草粉3.5 g，菊粉11 g，菊苣粉5 g不变的条件下，选取甘露醇用量分别为4，7，10，13，16 g，进行单因素试验。通过感官评价标准表进行感官评价，对不同用量的甘露醇制作的咀嚼片进行硬度、脆碎度测定，并记录。

（4）菊粉用量的确定。根据基础配方，在保持用量为互花米草粉3.5 g，甘露醇10 g，菊苣粉5 g不变的条件下，选取菊粉用量分别为7，9，11，13，15 g，进行单因素试验。通过感官评价标准表进行感官评价，对不同用量的菊粉制作的咀嚼片进行硬度、脆碎度测定，并记录。

2.5.3 正交试验

在单因素试验的基础上，得出每个因素的最优三水平，将互花米草粉、菊苣根粉、菊粉、甘露醇作为影响因素，组成四因素三水平的正交试验表。

3 质量评价指标

3.1 颗粒产率

颗粒产率：每一批压片成品中，成片的质量与实际投料量的百分比[12]。

3.2 硬度

先将硬度仪开机预热10 min 后，打开盖子将片剂置于规定位置，盖好机器盖子，根据显示器的提示完成操作，并记录数据。每批需要测定6 片，求出平均值。

3.3 脆碎度

设置脆碎度测试仪的转速为25 r/min，时间为4 min，使得机器转动100 次。片剂的选取规范如下，用吹风机吹落咀嚼片表面的粉末，使用电子天平对需要进行脆碎度测定的咀嚼片逐个称质量。若片质量在0.65 g 以下，咀嚼片取若干片，使其总质量约为6.5 g；若片质量大于0.65 g，咀嚼片共取10 片。将选取后的咀嚼片放在圆筒中，转动100 次。取出后，再次采用上述同种方式除去咀嚼片表面的粉末，精密称质量，记录减失质量，若减失的质量小于或等于1%，且没有检出断裂、粉碎的咀嚼片，则该配方的咀嚼片脆碎度良好。

3.4 感官评价

召集15 名学生对成片进行品尝，根据感官评价表的指标和评分标准，对不同配方的成片进行逐个品尝评分。

互花米草复合咀嚼片感官评价标准见表1。

表1 互花米草复合咀嚼片感官评价标准

4 结果与分析

4.1 单因素试验

4.1.1 互花米草粉用量

以感官评价的评分为指标，得出不同用量互花米草粉的质量指标参数。

互花米草粉用量对咀嚼片感官评价的影响见图1，不同用量的互花米草粉质量评价见表2。

图1 互花米草粉用量对咀嚼片感官评价的影响

表2 不同用量的互花米草粉质量评价

由图1 可知，不同的互花米草用量，所得感官评价不同。当互花米草粉用量为3.1 g 时，咀嚼片不紧实，感官评价的得分低，片剂的硬度略低于其他4 个水平的咀嚼片硬度；互花米草粉用量为3.9 g时，颗粒产率不高，原料易粘在机器表面，造成原料损失较多，制作出的片剂咸味偏重；互花米草粉用量为3.5 g 时，咀嚼片的感官评价评分最高，颗粒产率也较高，该条件下的咀嚼片，外观平整且入口无粗糙感，保留了互花米草粉特有风味。结合以上综合指标，选取互花米草粉用量3.3，3.5，3.7 g 为最优的三水平。

4.1.2 菊苣根粉用量

以感官评价的评分为指标，得出不同用量菊苣根粉的质量指标参数。

菊苣根粉用量对咀嚼片感官评价的影响见图2，不同用量菊苣根粉的质量指标见表3。

图2 菊苣根粉用量对咀嚼片感官评价的影响

表3 不同用量菊苣根粉的质量指标

由图2 可知，菊苣根粉的评分随着菊苣根粉用量的增加总体呈先上升后下降的趋势，而小于5 g 的区间下降幅度颇大，这是因为添加的菊苣根粉越多，不易成片或成片的浮粉较多，入口太绵密。菊苣根粉用量为3 g，咀嚼片比较粗糙；菊苣根粉用量为11 g时，咀嚼片入口有苦味，咀嚼片的脆碎度的测定中，损耗的量大于1%，不合格；菊苣根粉用量为5 g 时，咀嚼片的感官评价评分最高。由表3 可知，菊苣根粉用量对咀嚼片的硬度和颗粒产率影响均较大。菊苣根粉用量增多，硬度总体趋于变小，用量为11 g时，咀嚼片在脆碎度测定中，出现了不合格现象。结合以上综合指标，选取菊苣根粉用量3，5，7 g为最优三水平。

4.1.3 甘露醇用量

以感官评价的评分为指标，得出不同用量甘露醇的质量指标参数。

甘露醇用量对咀嚼片感官评价的影响见图3，不同用量甘露醇的质量指标见表4。

图3 甘露醇用量对咀嚼片感官评价的影响

表4 不同用量甘露醇的质量指标

由图3 可知，甘露醇的评分随着甘露醇用量的增加总体呈先上升后下降的趋势。甘露醇用量为4 g时，咀嚼片入口略咸有点苦涩味道；甘露醇用量为16 g时，咀嚼片过于甜腻，口感不佳；甘露醇用量为10 g时，咀嚼片具有爽口的甜味，甜而不腻，咀嚼片感官评价的评分最高。由表4 可知，甘露醇用量对硬度的影响不大，5 组不同用量甘露醇制作的咀嚼片脆碎度均合格，颗粒产率较高。结合以上综合指标，选取甘露醇用量7，10，13 g 为最优三水平。

4.1.4 菊粉用量

以感官评价的评分为指标，得出不同用量菊粉的质量指标参数。

菊粉用量对咀嚼片感官评价的影响见图4，不同用量菊粉的质量指标见表5。

图4 菊粉用量对咀嚼片感官评价的影响

表5 不同用量菊粉的质量指标

由图4 可知，菊粉的评分随着菊粉用量的增加总体呈先上升后下降的趋势。菊粉用量为7 g 时，咀嚼片的感官评价评分最低，此时咀嚼片外观较粗糙；菊粉用量为11 g 时，咀嚼片感官评价的评分最高。5 组不同菊粉用量制作的咀嚼片脆碎度均合格，菊粉用量对硬度的影响不大，但随着用量的增加，硬度也有相应增大，在15 g 时，硬度最大，此时的咀嚼片咀嚼性差，5 组中颗粒的产率也较高。结合上述的综合评价，选取菊粉用量9，11，13 g为最优三水平。

4.2 正交试验

通过单因素试验可得到各个因素的最优三水平，进行四因素三水平的正交试验。

正交试验因素水平见表6，正交试验结果见表7。

表6 正交试验因素水平 / g

表7 正交试验结果

由表7 可知，极差R 的大小比较可得到咀嚼片中各因素的影响大小为A＞C＞B＞D，表明互花米草粉用量对咀嚼片的整体感官品质影响最为显著，其次分别为甘露醇用量、菊粉用量、菊苣根粉用量。由K 值大小可表明该水平的影响程度，由表7 可知，最优组合条件为A2B2C3D2，即配方中互花米草粉用量为3.5 g，菊粉用量为11 g，甘露醇用量为13 g，菊苣根粉用量为5 g。该最优组合不在正交试验组内，因此要进行验证试验。将得到的最优组合的配方进行3 次平行试验，观察咀嚼片的成片效果，并进行感官评价，最后得到的3 次评分均值为89.3 分，高于正交试验组的任一组，故A2B2C3D2为互花米草复合咀嚼片的最优组合。

4.3 基础配方的优化

根据正交试验的结果及3 次平行试验的结果，将基础配方中的甘露醇用量由10 g 修改为13 g，即优化后的咀嚼片配方为互花米草粉用量3.5 g，菊粉用量11 g，甘露醇用量13 g，菊苣根粉用量5 g。

4.4 互花米草复合咀嚼片综合评价

最优配方互花米草复合咀嚼片的综合评价为：外形完整、无杂斑、色泽均匀；咸淡适中、无异味、爽口；紧实、无松散咀嚼良好、无粗糙感；片质量（0.82±0.02）g，硬度55.14 N，脆碎度合格，颗粒产率为92.3%。

5 结论

依据基础配方进行单因素试验和正交试验，确定了最终优化配方为互花米草粉用量3.5 g，菊苣根粉用量5 g，甘露醇用量13 g，菊粉用量11 g。该配方一次投料可以得到35 片成品。按照此配方的互花米草复合咀嚼片外观和口感俱佳，感官评价良好，硬度与脆碎度都在标准范围之内，颗粒产率也较高。

互花米草中的活性物质不仅具有增强免疫力的功能，还具有一定的抗炎效果，对降尿酸有一定的成效。产品中的原料均为食品级且未添加任何化学添加剂，食用不易出现副作用，满足了尿酸高症状者对功效与口感的双重需求。目前，市场上还未有与该产品成分相似的咀嚼片，市场前景广阔，经济效益可观。由于互花米草自身有咸味，在制作产品时有一定的局限，后期可以对互花米草降钠工艺进行探索。未来，还可以针对互花米草的特性进行功能性产品的研发与深加工。