宣木瓜泡腾片生产工艺_张芮铭.pdf

69 工艺技术 食品工业 2023 年第44卷第 2 期宣木瓜泡腾片生产工艺张芮铭，江彤，苗俊豪，曾嘉，商亚芳*，魏兆军*合肥工业大学 食品与生物工程学院（宣城 242000）摘要为制作一款口味独特、质量优良的宣木泡腾片产品,以宣木瓜为主要原材料,添加-环糊精、碳酸氢钠、蔗糖等辅料,采用压片制糖工艺制作泡腾片。并且以感官评定为指标,以单因素变量试验以及四因素三水平正交试验,优化确定最优配方。最佳配方为泡腾剂42.5%、聚乙二醇-6000(PEG-6000)4.3%、蔗糖53.2%,其中泡腾剂配方为宣木瓜提取物粉55.56%、碳酸氢钠44.44%。关键词宣木瓜;泡腾片;单因素变量试验;正交试验The Process of Effervescent Tablet of Chinese PapayaZHANG Ruiming,JIANG Tong,MIAO Junhao,ZENG Jia,SHANG Yafang*,WEI Zhaojun*School of Food and Biological Engineering,Hefei University of Technology(Xuancheng 242000)Abstract In order to produce a rice wood effervescent tablet product with unique taste and good quality,the paper used the papaya as the main raw material and added-cyclodextrin,sodium bicarbonate,sucrose and other auxiliary materials to make effervescent tablet.Sensory evaluation was used as the index,and single factor variable experiment and four factors and three levels orthogonal experiment were used to optimize the optimal formula.The best formulations were as follows:foaming agent 42.5%,polyethylene glycol 6000(PEG-6000)4.3%,and sucrose 53.2%,among which the foaming agent formulations were papaya extract powder 55.56%and sodium bicarbonate 44.44%.Keywords Xuan papaya;effervescent tablets;single factor variable experiment;orthogonal experiment*通信作者；基金项目：安徽省自然科学基金面上项目（JZ2020AKZR0279），安徽省大学生创新创业项目（S202210359386）宣木瓜中富含19种氨基酸以及18种矿物微量元素，多糖含量丰富，所含的黄酮类物质具有全身和外周镇痛作用1。同时含有的齐墩果酸等2-3三萜类化合物，有一定的肝炎治疗4、预防癌症5、增强免疫力6作用。宣木瓜具有的多糖类物质无甜味，在水中也不能形成真溶液，只能形成胶体物质，该特性有利于泡腾片的压制成型。有机酸类物质有助于维持人体体液酸碱平衡，并且能在一定程度上刺激消化液分泌，促进食欲，宣木瓜提取物中含量丰富的有机酸可以代替泡腾片配方中人工添加的酸源。1材料与方法1.1材料与设备1.1.1材料与试剂碳酸氢钠（食品级，南京华飞口碱厂）；-环糊精（食品级，国药集团化学试剂有限公司）；糊精、玉米（分析纯，国药集团化学试剂有限公司）；PEG-6000（化学纯，国药集团化学试剂有限公司）；无水乙醇（分析纯，国药集团化学试剂有限公司）。1.1.2主要仪器与设备TDP-1.5单冲压片机（上海超亿制药机械设备有限公司）；DHG-9070A电热鼓风干燥机（上海一恒科学仪器有限公司）；FA1004B电子分析天平（上海越平科学仪器有限公司）；5-50、50-300 L GENE8道可调移液器百得实验室仪器（苏州）有限公司；KQ-300VDE双频数控超声波清洗机（昆山市超声仪器公司）；FD8-3 Freezer dryer（Gold SIM International Group CO.LTD）。1.2工艺流程宣木瓜泡腾片的工厂生产工艺流程大致分为制备粉剂、比例混合、最终压片三个步骤，具体生产工艺流程如下：1)取宣木瓜提取物浸膏和-环糊精，加水混合均匀；真空冷冻干燥，研磨成粉，得到宣木瓜提取物粉剂；宣木瓜提取物浸膏：宣木瓜经70%乙醇浸提得到宣木瓜提取物浸膏，pH为2.02.7，内含有机酸、多糖、多酚活性成分。2)将宣木瓜提取物粉剂和碳酸氢钠研磨混合均匀，得到泡腾剂。3)将甜味剂研磨成粉过0.180 mm筛，将泡腾剂和甜味剂混合均匀，压片，制得宣木瓜泡腾片。1.3物料最佳配比试验设计经查阅文献得知可以使用糊精，通过包裹的方式降低宣木瓜提取物在开放环境中的吸湿性7。故试验选择使用-环糊精与玉米糊精，对宣木瓜提取物进行包裹处理并且对比两种糊精的效果，择优确定最终配食品工业 2023 年第44卷第 2 期 70 工艺技术方中使用糊精的种类。1.3.1-环糊精（玉米糊精）的用量宣木瓜提取物浸膏（70%乙醇提取）与-环糊精的质量比分别设定为2.04.0，2.013.0，2.022.0，2.031.0和2.040.0，共五个梯度，加做一组最大梯度2.040.0的玉米糊精进行对照试验。在每个梯度的宣木瓜提取物和糊精中加入适量蒸馏水混匀，超声处理30 min，所得物冷冻12 h后真空冷冻干燥36 h。将干燥物研磨成粉末状，过0.180 mm筛，即得宣木瓜提取物粉。静置48 h，对比吸湿程度。1.3.2泡腾剂最佳外观比取最佳-环糊精添加量的宣木瓜提取物粉，与适量碳酸氢钠混合，进行压片。观察所得片剂的表面形态以及溶解效果。1.3.3泡腾剂最佳酸碱比宣木瓜提取物粉与碳酸氢钠的质量比分别设定为1.00.4，1.00.6，1.00.8，1.01.0和1.01.2，共五组对比组。将上述粉剂混合均匀后取0.200.010 g进行压片，均在50 mL蒸馏水中进行溶解试验，对比观察泡腾片的泡腾溶解情况，以确定泡腾剂最佳的酸碱比8。因宣木瓜提取物酸性较大，故不再另行添加酸。1.3.4润滑剂的添加量取适量泡腾剂，设最佳酸碱比泡腾剂用量100.0%，PEG-6000添加量分别为5.0%，7.5%，10%，12.5%和15.0%，共五组，加做一组添加量为0的空白对照组。将上述粉末混合均匀后取0.200.010 g进行压片，均在50 mL蒸馏水中进行溶解试验，对比观察泡腾片的泡腾溶解情况，以确定润滑剂的添加量。粘冲现象对泡腾片的崩解时间有较大影响，粘冲越严重，崩解时间越长。加入适量润滑剂可以有效防止泡腾片的粘冲现象9。1.3.5甜味剂的添加量取适量泡腾剂，设最佳酸碱比泡腾剂用量100.0%，蔗糖的添加量分别为50.0%，75.0%，100.0%，125.0%和150.0%，共五组，将上述粉末混合均匀后取0.20 0.01 g进行压片。1.4感官评价分别观察各组泡腾片的外观，评价其表面平滑及片剂的完整程度，再将泡腾片分别溶解于50 mL蒸馏水中，针对其酸甜程度、口感润滑程度进行评价。评分采用百分制，质量优劣决定分数高低。2结果与分析2.1-环糊精（玉米糊精）的用量-环糊精不同用量对宣木瓜提取物吸湿性的影响结果如表1所示。由于宣木瓜提取物浸膏含有大量多糖等，易吸水组分。如果不加以优化，粉剂易吸湿，且会导致变质甚至霉变10。而由Jakubczyk等11的研究得知可以使用添加糊精降低宣木瓜提取物在开放环境中的吸湿性。经过试验发现-环糊精与麦芽糊精效果无明显区别，所以试验采用-环糊精。结果表明，随着质量比的上升，吸湿程度有下降趋势，但第1组试验足以克服开放环境中宣木瓜提取物的吸湿性，本着添加剂使用量最少的原则，确定第1组，即-环糊精用量为宣木瓜提取物质量的2倍为最佳用量，以此制得宣木瓜提取物粉。表1-环糊精不同用量对宣木瓜提取物吸湿性的影响试验编号宣木瓜提取物浸膏-环糊精(质量比)吸湿程度12.0 4.0无显著吸湿22.0 13.0无显著吸湿32.0 22.0无显著吸湿42.0 31.0无吸湿52.0 40.0无吸湿62.0 40.0无吸湿2.2泡腾剂最佳外观比通过调整宣木瓜提取物粉与碳酸氢钠的用量，粗略估计两种组分的最佳质量比。预试验结果如表2所示。表2粗估酸碱质量比效果对比试验编号酸碱比例(质量比)片剂外观形态片剂溶解效果11.0 0有缺损,表面粗糙较难溶解,略有沉淀21.0 0.5略有缺损,表面光滑较易溶解,无沉淀31.0 1.0无缺损,表面光滑易溶解,无沉淀41.0 1.5略有缺损,表面光滑易溶解,无沉淀51.0 2.0缺损严重,表面粗糙易溶解,有沉淀通过观察试验结果发现，片剂外观形态和溶解效果呈现由差到好再变差的结果，而试验第2，第3和第4组的效果较好，则可以大致推定最佳的酸碱质量比应该介于1.00.51.01.5之间，故大致在此范围内设置试验组确定泡腾剂最佳酸碱比。第5组片剂外观形态的缺陷，主要是因为碱剂过量导致压片时引发了较强的酸碱中和反应，产生水而粘冲12。而第1组的缺陷，推测是提取物粉末自身吸水性，而无其他物质拉低平均含水量导致的粘冲。2.3泡腾剂最佳酸碱比不同的酸碱质量比最终的片剂物性结果如表3所示。通过试验可以看出，第1和第2组的崩解时间明显长于其余三组，说明碳酸氢钠不足，酸碱中和反应速率过低。考虑到崩解时间是产品质量的主要考察指标，故第1和第2组试验不予采用；第3，第4和第5组崩解时间相差较小，pH均处于人体适宜的弱碱性，但 71 工艺技术 食品工业 2023 年第44卷第 2 期第4和第5组有少量沉淀，说明碳酸氢钠过量，影响产品感官，故确定第3组，即酸碱质量比1.00.8为最佳酸碱比。表3不同酸碱质量比的泡腾剂效果对比试验编号木瓜提取物粉用量/g碳酸氢钠用量/g崩解时间/min溶液pH 沉淀情况11.00.4312246.83无沉淀21.00.6243927.01无沉淀31.00.8141347.14无沉淀41.01.0124827.18少量沉淀51.01.2130527.39少量沉淀2.4润滑剂的用量不同润滑剂用量对泡腾片粘冲性质的影响如表4所示。表4不同的润滑剂用量效果对比试验编号泡腾剂用量/gPEG-6000用量/g崩解时间/min有无粘冲10.105.031454粘冲严重20.107.522713稍有粘冲30.1010.020492无粘冲40.1012.523745无粘冲50.1015.021214无粘冲注:以所使用泡腾剂中碳酸氢钠的质量为PEG-6000添加量的100%。通过试验可以看出，随着润滑剂PEG-6000用量的增加，粘冲现象得以缓解。PEG-6000作为一种水溶性润滑剂，可以有效防止泡腾片润滑度失和而导致的粘冲现象13。试验第3，第4和第5组都无粘冲现象，且崩解时间相近，本着添加剂最少的原则确定第3组，即PEG-6000用量10.0%为最佳润滑剂用量。2.5甜味剂的用量甜味剂的主要作用是改善口感，此次设计所使用的甜味剂为天然蔗糖，甜味剂对口感的影响如表5所示。表5甜味剂添加量对口感的影响试验编号泡腾剂用量/g蔗糖用量/g口感评价10.1050.0几乎无甜味20.1075.0稍有甜味30.10100.0稍有甜味40.10125.0甜味适中50.10150.0甜味过重注:以所使用泡腾剂的质量为蔗糖添加量的100%。通过试验得出第4组甜味适中，口感最好。则确定第4组，即蔗糖用量125.0%为最佳甜味剂用量。2.6感官评价感官评价采用四因素三水平正交试验考察泡腾剂酸碱比（质量比）、PEG-6000用量、蔗糖用量三个因素交互作用对口感的影响，剩余的一个因素用虚拟因素表示。正交试验设计及结果分析如表6所示。观察得出最优组合为A1B2C2D2，与计算得出的最优组合A2B2C3D3进行比较，观察得出的最优组合虽口感更佳，但是因改变泡腾剂的最佳比例而明显影响泡腾片的泡腾效果，因此不予采用。3结论计算得出的最优组合，即泡腾剂酸碱质量比为1.00.8、PEG-6000添加量为10.0%、蔗糖添加量为150.0%，与单因素试验得出的最优组合，即泡腾剂酸碱质量比为1.00.8、PEG-6000添加量为10.0%、蔗糖添加量为125.0%，口感相近、泡腾效果相似。因此，从节约开支、降低成本、降低产品能量值的角度考虑，选择单因素试验所得出的最优组合，即泡腾剂酸碱质量比为1.00.8、PEG-6000添加量为10.0%、试验编号因素口感评分(百分制)/分A泡腾剂酸碱比B PEG-6000用量/%C蔗糖用量/%D虚拟因素11(1.0 0.4)1(5.0)1(50.0)175.33212(10.0)2(100.0)285.67313(15.0)3(150.0)385.0042(1.0 0.8)12384.675223183.676231278.6773(1.0 1.2)13282.338321379.679332177.00K1246.00242.33233.67236.00T=732.01K2247.01249.01247.34246.67K3239.00240.67251.00249.34k182.0080.7877.8978.67k282.3483.0082.4582.22k379.6780.2283.6783.11R2.672.785.784.45因素主次CDBA最优组合条件A2B2C3D3表6宣木瓜泡腾片的配方口感试验结果与分析食品工业 2023 年第44卷第 2 期 72 工艺技术响应面法优化微波辅助黄酒酒糟木糖提取工艺曹卓华，鲁姣，应雨婷，楼悦，孙小红*，周瑾绍兴文理学院元培学院（绍兴 312000）摘要为有效利用黄酒酒糟,利用微波辅助提取黄酒酒糟中的木糖,在单因素试验结果基础上,采用Box-Behnken的中心组合设计原理选取液料比、硫酸浓度、微波时间3个因素进行响应面设计优化提取工艺参数。结果表明,响应面法优化得到的最佳提取工艺为液料比9.031 mL/g、硫酸浓度4.30%、微波时间7 min,在此试验条件下木糖平均得率为98.06 mg/g。因此应用响应面法优化微波辅助黄酒酒糟制备木糖的工艺可行。关键词黄酒酒糟;木糖;响应面法;微波法;提取工艺Optimizing Microwave Extraction Technology of Xylose from Yellow Wine Lees with Response Surface MethodologyCAO Zhuohua,LU Jiao,YING Yuting,LOU Yue,SUN Xiaohong*,ZHOU JinYuanpei College,Shaoxing University(Shaoxing 312000)Abstract In order to improve the effective utilization rate of yellow wine lees,xylose was extracted from the yellow wine lees by microwave-assisted method.Based on a single factor experiment,Box-behnkens central combination design principle was used to select three factors,including liquid-solid ratio,sulfuric acid concentration and microwave time to optimize the extraction parameters by response surface design.The results showed that the optimal extraction process optimized by response surface methodology was as follows:liquid-to-material ratio 9.031 mL/g,sulfuric acid concentration 4.30%,and microwave time 7 min.The average yield of xylose under this experimental condition was 98.06 mg/g.It is feasible to optimize the microwave-assisted preparation of xylose from yellow wine lees by response surface methodology.Keywords yellow wine lees;xylose;response surface method;microwave method;extraction process design黄酒是以稻米等粮食作为原材料，经蒸煮、加曲、发酵和压滤等多道工序酿成，作为其主要副产物的黄酒酒糟，含有相当丰富的淀粉、蛋白质和脂肪等营养物质1。据中国国家统计局数据显示，2021年中国黄酒产量达360万 t，黄酒出糟率高，每产1万 t黄酒约有720 t黄酒糟废弃，也就意味着每年约25.9万 t黄酒糟生成。这些黄酒糟中营养物质丰富，如若不经过处理回收，不仅导致资源的浪费，而且容易造成河道堵塞，微生物肆意繁殖，影响动植物的生存，导致环境污染2。黄酒酒糟常用于制作动物饲料3、制备食蔗糖添加量为125.0%。最终配方为泡腾剂42.5%、PEG-6000 4.3%、蔗糖53.2%。参考文献：1 孔劲松,杨兴海.皱皮木瓜总黄酮镇痛作用的机制分析J.时珍国医国药,2009,20(3):549-550.2 廖矛川,熊姝颖,杨芳云,等.长阳皱皮木瓜化学成分研究J.中南民族大学学报(自然科学版),2013,32(1):39-41.3 尹凯,高慧媛,李行诺,等.皱皮木瓜的化学成分J.沈阳药科大学学报,2006(12):760-763.4 刘厚佳,胡晋红,孙莲娜,等.木瓜中齐墩果酸抗乙型肝炎病毒研究J.解放军药学学报,2002(5):272-274.5 杨蕾磊,靳李娜,陈科力.木瓜及其同属植物化学成分和药理作用研究进展J.中国药师,2015,18(2):293-295.6 袁志超,汪芳安,王慧溪,等.皱皮木瓜提取物增强体内免疫活性研究J.武汉工业学院学报,2007(2):22-26.7 张爽.促睡眠灵芝蜂蜜粉的加工及功效研究D.福州:福建农林大学,2013.8 郑丹丹,王京龙,张立华,等.竹叶提取物泡腾片的制备工艺优化及其质量分析J.食品科学,2016,37(8):39-44.9 赵存梅,朱世斌.药物泡腾剂技术M.北京:化学工业出版社,2007:18-41.10 金慧臻,狄留庆,汪晶,等.中药浸膏粉体吸湿及改性技术研究进展J.中成药,2011,33(11):1960-1964.11 JAKUBCZYK E,OSTROWSKA-LIGEZA E,GONDEK E.Moisture sorption characteristics and glass transition temperature of apple puree powderJ.Int J Food Sci Tech,2010,45(12):2515-2523.12 陈凌,王海坤,张晨,等.中药泡腾片的制备技术及研究进展J.山东化工,2017,46(6):57-60,62.13 张宏康,李德荣,徐乐冰,等.泡腾片固体饮料加工技术现状及发展趋势J.食品研究与开发,2016,37(12):187-192.