黑果枸杞提取物泡騰片的制備及其質量評價

王青霞，李建穎，楊 航

天津商業大學生物技術與食品科學學院 天津市食品生物技術重點實驗室 國家級食品與藥品實驗教學示范中心，天津300134

黑果枸杞(LyciumruthenicumMurr.)，別名為“蘇枸杞”，藏藥醫書中稱“旁瑪”，屬茄科枸杞屬，多分布在新疆、甘肅、青海、寧夏等西北地區[1,2]。黑果枸杞中含有大量的花青素、多糖、維生素以及多種微量元素[3,4]。黑果枸杞具有很高的藥用價值和營養價值，能滋補肝腎、抗腫瘤、降低血糖、降低血脂[5-7]，其抗氧化活性遠遠高于維生素C[8]，有著良好的抗炎癥等功效[9,10]。但黑果枸杞中花青素極不穩定，待進一步開發利用。

泡騰片在國內外受到消費者的青睞，以酸和堿作為崩解劑，遇水后發生中和反應，產生大量二氧化碳[11]。泡騰片最早應用在醫藥方面，現多應用于食品以及保健行業，目前市面上已出現維生素C泡騰片、果蔬泡騰片等[12,13]。泡騰片具有良好的穩定性，長時間的儲存仍能保持其適口性。將泡騰片與花青素相結合，能夠解決其穩定性問題，同時能夠提高其營養價值，市場前景廣闊[14]。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

黑果枸杞干果(甘肅)，檸檬酸、酒石酸、富馬酸、碳酸氫鈉、碳酸鈉、乳糖、滑石粉、硬脂酸鎂、十二烷基硫酸鈉、無水乙醇(天津風船化學試劑科技有限公司)；蔗糖、可溶性淀粉(廣東福正東海食品有限公司)；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電子分析天平(日本島津公司)；JT1001N電子天平(上海精天儀器有限公司)；高速多功能粉碎機(浙江永康市榮浩工貿有限公司)；HPSE-E全自動溶劑萃取儀(北京萊伯泰科儀器股份有限公司)；VaCo2-Ⅱ真空冷凍干燥機(德國ZIRBUS公司)；YD-2智能硬度儀、CS-2A脆碎度測定儀、BJ-2智能崩解儀(天津市新天光分析儀器技術有限公司)；pH計(美國奧豪斯有限公司)；電熱鼓風干燥箱(中儀國科(北京)科技有限公司)；DP30單沖壓片機(上海天凡藥機制造廠)；UV-2600紫外可見分光光度計(日本島津公司)；SPEX 6875冷凍研磨(美國PYNN公司)。

1.2 方法

1.2.1 黑果枸杞提取物的制備

黑果枸杞提取物的制備：將黑果枸杞于40 ℃鼓風干燥箱中烘干12 h，粉碎，過60目篩；使用全自動溶劑萃取儀進行萃取：萃取溫度為50 ℃，萃取壓力8 MPa，萃取時間5 min，循環2次，乙醇濃度70%，渦旋濃縮模塊對萃取完成后的樣品溶液進行定量濃縮得到黑果枸杞提取萃取濃縮液；將濃縮液在-80 ℃冰箱中預凍24 h，真空冷凍干燥48 h得到黑果枸杞提取物，將提取物研磨成粉末，粉末細膩，紫黑色，該提取物花青素含量為39.19 mg/g。

1.2.2 黑果枸杞提取物泡騰片的制備工藝篩選

酸堿分別制粒壓片：由于花青素在酸性條件下較穩定，因此將黑果枸杞提取物與乳糖、甜蜜素、檸檬酸混勻，加入95%乙醇溶液，將乳糖、甜蜜素、碳酸氫鈉混勻，加入95%乙醇溶液，分別用40目篩制粒，干燥并整粒，按照一定比例將酸粒與堿粒混合均勻，最后加入聚乙二醇6000，混勻，壓片。

酸堿混合制粒壓片：為了避免在制粒過程中對花青素造成影響，將乳糖、甜蜜素、檸檬酸、碳酸氫鈉混勻，加入無水乙醇，用40目篩制粒，干燥并整粒，最后加入黑果枸杞提取物和聚乙二醇6000，混勻，壓片。

粉末直接壓片：將乳糖、甜蜜素、檸檬酸、碳酸氫鈉、黑果枸杞提取物和聚乙二醇6000混勻，壓片。

1.2.3 質量評價方法

1.2.3.1 硬度的測定

隨機取樣6片，將藥片放入YD-2硬度測試儀立于兩壓板之間，沿直徑方向緩緩施壓，片劑剛破碎時的力即為該片的硬度[15]。

1.2.3.2 脆碎度的測定

隨機取樣20片，精密稱重，置于CS-2A脆碎度測定儀中定時4 min，取出后準確稱重，計算樣品失重率。重復測定6次，計算均值。

1.2.3.3 崩解時間的測定

取一個裝有200 mL水的燒杯，放入一片黑果枸杞提取物泡騰片，等到片劑完全崩解的時候，記錄時間，即為崩解時間，每次測定3片。

1.2.3.4 發泡量的測定

取50 mL的試管，加入20 mL的蒸餾水，水溫在35 ℃左右，取1片黑果枸杞提取物泡騰片，堵住試管口，觀察最大發泡量，讀出體積，每次測3片，平均發泡量不得少于6 mL。

1.2.3.5 pH值的測定

取黑果枸杞提取物泡騰片1片，投入200 mL水中，使其發泡并溶解，待氣泡消失后，用pH計測定pH值，隨機測定3片。

1.2.3.6 片重差異的測定

取黑果枸杞泡騰片20片，用分析天平準確稱量其總質量以及每片的質量，求平均質量。把每片的質量與平均質量相比較，求得黑果枸杞提取物泡騰片的片重差異[16]。

1.2.3.7 感官評價表

表1 感官評價表Table 1 Sensory evaluation form

續表1(Continued Tab.1)

指標Indicators評價標準Evaluation standard分值Score偏紅或偏藍,液體渾濁,有沉淀Partial slant red or blue,turbidity and precipitation0～1黑果枸杞香氣濃郁,持久Rich smell,durable4～5有黑果枸杞香氣,較持久Have fragrance,more durable3～4香氣Aroma有黑果枸杞香氣,不持久Have fragrance,not lasting2～3(30%)黑果枸杞香氣淡,無回味Aroma is light,no aftertaste1～2無黑果枸杞香氣No fragrance0～1口感酸甜適中,可口Sweet and sour moderate,delicious4 ～5口感偏甜A sweet3～4口感Flavor口感過甜Too sweet2～3(40%)口感酸Sour1～2口感酸澀Acor0 ～1

1.2.3.8 花青素含量的測定

使用pH示差法測定花青素含量。

1.2.4 物料篩選單因素實驗

1.2.4.1 酸源和堿源的篩選

分別以檸檬酸、酒石酸、富馬酸為酸源，無水碳酸氫鈉、碳酸鈉為堿源，以乳糖為填充劑，對酸源和堿源分別進行比較。

1.2.4.2 酸堿比例的確定

花青素在酸性條件下較穩定，在確定了酸源和堿源之后，設計單因素實驗，以平均發泡量和溶液pH值作為指標，選出最合適的酸堿比例范圍。

1.2.4.3 泡騰劑用量的確定

在確定了酸堿比例之后，以發泡量、反應后溶液的pH值和崩解時間為指標進行泡騰劑用量的篩選。

1.2.4.4 填充劑的篩選

以吸濕性、溶液澄明度、可壓性、硬度作為指標，對蔗糖粉、乳糖、可溶性淀粉這三種填充劑進行考察。乳糖作為填充劑的同時也可作干粘合劑，采用粉末直接壓片法壓片[17]。

1.2.4.5 潤滑劑的篩選

以黏沖程度，澄清度，起泡程度，崩解時間為指標，對滑石粉、硬脂酸鎂、聚乙二醇6000、十二烷基硫酸鈉進行考察。

1.2.4.6 黑果枸杞提取物添加量的確定

黑果枸杞提取物是泡騰片的主要原料成分，它的添加量決定了該泡騰片的獨特風味。設置添加量分別為10%、15%、20%、25%、30%。以色澤、香氣(各五分)為評價標準對溶液進行感官評價，并以此來確定泡騰片中黑果枸杞提取物的添加量[18]。

1.2.4.7 甜味劑添加量的確定

甜味劑采用甜蜜素，其添加量直接影響泡騰片的口感，以口感為評價指標，對五個不同甜蜜素添加量的泡騰片沖制的飲品進行感官評價。

1.2.5 響應面優化試驗

采用感官評價法，通過響應面優化試驗考察A(酸堿總量)、B(酸堿比)、C(甜蜜素含量)優化配方。對黑果枸杞提取物泡騰片沖制的飲品進行感官

表2 響應面試驗因素水平表Table 2 Factors and levels of response surface test

評價，以色澤、香氣和口感為評價指標，分為五個等級，評分標準見表1，響應面試驗因素水平表見表2。通過三組重復試驗驗證結果，并對最優配方得到的泡騰片進行質量評價。

2 結果與討論

2.1 黑果枸杞提取物泡騰片的制備工藝篩選

采用酸堿分開制粒壓片，泡騰片色澤不均一，花斑較大，崩解時間長；酸堿混合制粒壓片得到的片劑表面光滑精美，崩解時間符合要求，且花斑較小，黑果枸杞中含有大量以錦葵色素-3-O-(6-O-對香豆酰-3-O-乙酰)-5-O-二葡萄糖苷為主的花色苷[19]，極易受到光照、熱以及氧氣的影響[20]，不參與制粒能夠最大程度保留其有效成分；粉末直接壓片法崩解時間短，但易黏沖，對物料要求較高。故采用酸堿混合制粒壓片制備黑果枸杞提取物泡騰片。工藝流程如圖1所示。

圖1 工藝流程圖Fig.1 Process flow diagram

2.2 物料篩選單因素實驗

2.2.1 酸源和堿源的篩選

由表3所示，對于酸源，富馬酸所制備的泡騰片泡騰后溶液不澄清，不予采用。酒石酸的口感差，有澀味，氣泡不易消除，且易與水中的鈣鎂離子發生反應形成膠狀沉淀，不予采用。檸檬酸口感好，且溶于水后沒有可見的不溶物，缺點在于吸濕性強，所以在壓片前要充分對物料的干燥，另外可加入潤滑劑防止黏沖。

對于堿源，碳酸氫鈉、碳酸鈉的各項指標差別不大，但是以碳酸氫鈉為堿源制備的泡騰片能在水中迅速溶解，產生較多的二氧化碳，且泡騰后溶液的pH值較低，所以堿源選擇碳酸氫鈉。

表3 不同酸源和堿源性能比較Table 3 Comparison of performance between different acid sources and alkali sources

2.2.2 酸堿比例的確定

由圖2可知，當酸用量太少時pH值較高，不利于花青素的穩定，且口感較差。但當酸用量過大時，溶液顏色偏紅。因此酸堿比選取范圍在1.25∶1至1.5∶1之間比較合適，既滿足口感與色澤，同時也符合發泡量要求。

2.2.3 泡騰劑用量的確定

由圖3可知，隨著泡騰劑用量的提高，崩解時間在逐漸減少，發泡量在逐漸上升。泡騰劑用量越大，崩解時間會越短，但是由于要考慮到花青素的含量及其他輔料的用量，泡騰劑用量不宜太大。當泡騰劑用量為45%～65%時，泡騰片的發泡量、崩解時間和崩解后溶液的pH值均符合要求且比較良好，顏色也為亮紫色，所以55%的泡騰劑較合適。

圖2 崩解劑的酸堿比例的測試Fig.2 Test of acid-base ratio of disintegrant

2.2.4 填充劑的篩選

圖3 泡騰劑用量的選擇Fig.3 Selection of effervescent dosages

表4 篩選填充劑試驗配方及測定結果Table 4 Screening filler test formula and measurement results

表4結果表明，配方R1硬度為最低值，且片劑不光滑，因此必須添加填充劑。配方R2硬度太低，片劑的成形性較差，且淀粉在溫水中很難溶解，故不選用。配方R3硬度最大，且在溫水中可以較好溶解，在崩解時間符合要求的情況下理應選擇硬度最大的配方，以保證片劑的綜合質量。配方R3的崩解時間測定結果為55 s左右，符合要求。配方R4的硬度也符合要求，但是蔗糖易吸濕，在壓片過程中容易發生黏沖，且可壓性較差，所以不予選用。綜上所述，應該選擇乳糖作為填充劑。

2.2.5 潤滑劑的篩選

表5 不同潤滑劑的性能比較Table 5 Performance comparison of different lubricants

由表5實驗結果可知，滑石粉和硬脂酸鎂雖然用量很少，但其疏水性仍影響泡騰溶液的澄明度，而且鎂離子會催化溶液中的花青素氧化，故不予采用；十二烷基硫酸鈉會導致泡騰片的崩解時間變長，而且金屬鈉離子同樣也會加速溶液中的花青素氧化。而用聚乙二醇6 000作為潤滑劑，潤滑性及抗黏性均比較好。而且泡騰片溶于水后，溶液澄清透明，沒有不溶物。綜合上述現象，選用聚乙二醇6 000作為潤滑劑。

2.2.6 黑果枸杞提取物添加量的確定

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

表6可以看出，當黑果枸杞提取物添加量較低時，顏色為淡紫色，香氣較淡，且片刻后褪色嚴重，添加量越高時，黑果枸杞香氣加重，色澤為明亮的紫色，但考慮到生產成本和營養價值，選擇25%較為合適。

2.2.7 甜味劑添加量的確定

表7 不同甜味劑添加量的感官評價表Table 7 Sensory evaluation form for different amounts of sweetener

由表7可知，添加過低和過高的甜味劑都會導致口感較差，因此，甜味劑添加量為3%較為合適。

2.3 響應面優化試驗

通過對物料進行篩選，選擇檸檬酸作為酸源，碳酸氫鈉作為堿源，乳糖作為填充劑，聚乙二醇6000作為潤滑劑，甜蜜素作為甜味劑，通過響應面試驗確定黑果枸杞提取物泡騰片配方。

2.3.1 響應面試驗結果

響應面試驗結果如表8所示。

2.3.2 方差分析

運用Design-Expert 8.0軟件對表8結果進行方差分析，顯著性結果見表9。

經回歸擬合，得到感官評分與各因素變量二次多元回歸模型為：

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

由回歸方程可反映出各因素對感官評分的影響程度，分析一次項系數可得到，影響感官評分的因素主次順序為：C(甜蜜素含量)>A(酸堿總量)>B(酸堿比)。該回歸模型P<0.000 1，表明該模型是有意義的，失擬項P=0.198 5>0.05不顯著，該模型R2=98.72%，表明此模型擬合程度好，使用該方程來預測真實情況是可行的。

表8 響應面試驗結果Table 8 Result of response surface test

表9 回歸模型的方差分析Table 9 Variance analysis of regression model

注：**表示在1‰水平顯著；*表示在5%水平顯著。

Note:**indicates significant at 1‰ level;*means significant at the 5% level.

圖4 酸堿比與酸堿總量、甜蜜素含量對感官評分的交互作用Fig.4 Interaction between acid-base ratio and Acid and alkali amount,cyclamate content on sensory score

由圖4可知：感官評分隨著酸堿總量、酸堿比、甜蜜素含量的增大先增大后減小，酸堿總量與酸堿比的交互作用極其顯著，酸堿比與甜蜜素含量的交互作用顯著。

通過回歸方程求解，在試驗范圍內最佳配方為：酸堿總量56%，酸堿比1.37∶1，甜蜜素含量3.21%，此配方下感官評分理論上可達4.76。考慮到實際，將其校正為酸堿總量56%(檸檬酸32%，碳酸氫鈉24%)、黑果枸杞提取物25%、乳糖15%、甜蜜素3%、聚乙二醇6000 1%。

2.3.3 重復驗證試驗及質量評價

三組重復驗證性試驗測定結果如表10所示。

該配方下顏色為亮紫色，結果與預測值基本相符，證明了該模型的有效性。從表10可以看出硬度、崩解時間、發泡量、pH、感官評分、花青素含量相差不大，片重差異在5%以下，脆碎度在1%以下，均符合藥典規定，其中花青素平均含量為8.06 mg/g。

3 結論

本實驗以泡騰片質量標準為依據，篩選、優化制備工藝，最終采用酸堿混合制粒壓片法，該方法與酸堿分開制粒壓片法相比，片劑花斑小且崩解時間短，不參與制粒能夠最大程度保證其有效成分的生物活性，并且解決了粉末直接壓片法易黏沖的問題。

建立黑果枸杞泡騰片感官評價體系，通過響應面優化確定黑果枸杞提取物泡騰片最優配方：檸檬酸32%、黑果枸杞提取物25%、碳酸氫鈉24%、乳糖15%、甜蜜素3%、聚乙二醇6000 1%，最優配方泡騰片質量符合藥典規定。

表10 最優制劑配方各項指標測定結果Table 10 Optimum formula index measurement results