蔓越莓直飲粉制劑的制備及貯藏穩(wěn)定性

陳斌，陳國靖，徐學(xué)明，龍杰*

1. 宣城柏維力生物工程有限公司（宣城 242131）；2. 江南大學(xué)食品學(xué)院（無錫 214122）

蔓越莓（Cranberry）又稱蔓越橘、小紅莓、酸果蔓，其名稱來源于原稱“鶴莓”，因蔓越莓的花朵很像鶴的頭和嘴而得名，是雙子葉植物綱杜鵑花科越橘屬植物。蔓越莓是一種主要產(chǎn)于北美等地的紅色漿果，含有大量的原花青素。原花青素是一種主要由兒茶素與表兒茶素形成的多酚類物質(zhì)，具有較好的抗氧化活性。此外，蔓越莓中還含有酚酸及黃酮類等天然活性物質(zhì)，使得其具有較強的營養(yǎng)價值及藥用價值。研究表明蔓越莓可預(yù)防婦女常見的泌尿道感染問題，蔓越莓中的原花青素可以有效抑制幽門螺旋桿菌及大腸桿菌的對泌尿道上皮細(xì)胞的黏附[1]。同時，蔓越莓還能保護(hù)腸胃，抵抗細(xì)菌性胃潰瘍，防止幽門螺旋桿菌粘著在人體胃黏液中，并引起幽門螺旋桿菌形狀的變化，影響其繁殖能力[2]。并且，蔓越莓還具有很強的抗氧化能力，具有抗衰老、美容的功效。研究表明蔓越莓能抑制脂質(zhì)過氧化，降低低密度膽固醇及三酸甘油酯的含量，保護(hù)紅細(xì)胞抗溶血[3]。

在目前保健品市場上，蔓越莓主要以果粉形式出售，以蔓越莓作為主料來生產(chǎn)的蔓越莓直飲粉具有攜帶方便、無需沖服的優(yōu)點。但現(xiàn)有的蔓越莓直飲粉從配方上來說，種類太過復(fù)雜，成本較高，蔓越莓的功效被弱化。因此對現(xiàn)有的蔓越莓粉進(jìn)行配方改進(jìn)，在節(jié)省成本的前提下，優(yōu)化配方，使得蔓越莓本身的功效被發(fā)揮出來，具有重要的現(xiàn)實意義。此外，混料和干燥步驟是蔓越莓粉制備質(zhì)量好壞的關(guān)鍵，而傳統(tǒng)的蔓越莓制備過程中使用的設(shè)備不能夠提高混料的均勻性，且混料的時間長、效率低；并且采用普通烘箱干燥得到的顆粒較大，烘干不徹底，縮短了其儲藏時間。此次試驗采用濕法混合制粒結(jié)合流化床干燥，制備了一種蔓越莓直飲粉，該蔓越莓直飲粉顆粒較細(xì)膩，有較強的貯藏穩(wěn)定性，并且減少了配方組分，節(jié)省了成本，縮短了制備周期，延長了產(chǎn)品的保質(zhì)期。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

赤蘚糖醇（保齡寶生物股份有限公司）；木糖醇（山東福田藥業(yè)有限公司）；蔓越莓粉（海里維生物科技有限公司）；刺梨提取物（西安三江生物工程有限公司）；紅甜菜汁粉（上海味度貓實業(yè)有限公司，法國進(jìn)口）；接骨木莓果汁粉（拓豐粉體技術(shù)昆山有限公司）。其他植物提取物（拓豐粉體技術(shù)昆山有限公司）；原花青素標(biāo)準(zhǔn)品（天津尖峰天然產(chǎn)物開發(fā)公司）；香草醛（上海思域化工科技有限公司）。甲醇、乙醇、硫酸（國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司）。其它化學(xué)試劑均為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

YTJ-2實驗室多功能一體機（天津翰林航宇制藥設(shè)備有限公司）；UV-1500型分光光度計：翱藝儀器（上海）有限公司；AL204型分析天平：梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司；超凈工作臺（蘇州安泰空氣有限公司）；立式壓力蒸汽滅菌器（上海申安醫(yī)療器械廠）；FLY-2112B雙層特大容量恒溫培養(yǎng)搖床（上海申賢恒溫設(shè)備廠）；T25型均質(zhì)器（德國IKA集團(tuán)）；高速離心機：賽默飛世爾科技（中國）有限公司；多角度粒度與高靈敏度Zeta電位分析儀（美國布魯克海文儀器公司）。

1.3 試驗方法

1.3.1 工藝流程

原輔料處理→干混→濕法制粒→吸料→干燥→整粒→總混→灌裝熱封

1.3.2 蔓越莓直飲粉制備

樣品1：將蔓越莓粉、赤蘚糖醇及木糖醇粉碎，過80目篩，備用；稱取400 g蔓越莓粉、1 000 g赤蘚糖醇、600 g木糖醇，依次投入高速濕法混合制粒機中，設(shè)置攪拌速度200～350 r/min、剪切刀500～1 000 r/min，混合均勻后，加入30%乙醇制軟材，開啟濕整粒機，設(shè)置轉(zhuǎn)速500～1 000 r/min，制得濕顆粒；采用流化床干燥機對濕顆粒進(jìn)行干燥，設(shè)置干燥溫度50℃，將濕顆粒轉(zhuǎn)移至流化床中沸騰干燥35～45 min，控制水分≤7%，得干顆粒；然后將干顆粒送入整粒機進(jìn)行整粒，將上述整粒后的干顆粒加入總混機中進(jìn)行混合，混合5 min后用鋁塑袋灌裝并熱封包裝。

樣品2：將蔓越莓粉、梨果仙人掌粉、刺梨粉、玫瑰茄粉、赤蘚糖醇及木糖醇粉碎，過80目篩，備用；稱取700 g蔓越莓粉、50 g梨果仙人掌粉、50 g刺梨粉、300 g玫瑰茄粉、700 g赤蘚糖醇、200 g木糖醇，依次投入高速濕法混合制粒機中，設(shè)置攪拌速度200～350 r/min、剪切刀500～1 000 r/min，混合均勻后，加入30%乙醇制軟材，開啟濕整粒機，設(shè)置轉(zhuǎn)速500～1 000 r/min，制得濕顆粒；采用流化床干燥機對濕顆粒進(jìn)行干燥，設(shè)置干燥溫度50 ℃，將濕顆粒轉(zhuǎn)移至流化床中沸騰干燥35～45 min，控制水分≤7%，得干顆粒；然后將干顆粒送入整粒機進(jìn)行整粒，將上述整粒后的干顆粒加入總混機中進(jìn)行混合，混合5 min后用鋁塑袋灌裝并熱封包裝。

樣品3：將蔓越莓粉、接骨木莓濃縮果汁粉、玫瑰茄粉、白葡萄果汁粉、紅甜菜汁粉、赤蘚糖醇、木糖醇粉碎，過80目篩，備用；稱取500 g蔓越莓粉、100 g接骨木莓濃縮果汁粉、100 g玫瑰茄粉、200 g白葡萄果汁粉、300 g紅甜菜汁粉、200 g赤蘚糖醇、600 g木糖醇，依次投入高速濕法混合制粒機中，設(shè)置攪拌速度200～350 r/min、剪切刀500～1 000 r/min，混合均勻后，加入30%乙醇制軟材，開啟濕整粒機，設(shè)置轉(zhuǎn)速500～1 000 r/min，制得濕顆粒；采用流化床干燥機對濕顆粒進(jìn)行干燥，設(shè)置干燥溫度50 ℃，將濕顆粒轉(zhuǎn)移至流化床中沸騰干燥35～45 min，控制水分≤7%，得干顆粒；然后將干顆粒送入整粒機進(jìn)行整粒，將上述整粒后的干顆粒加入總混機中進(jìn)行混合，混合5 min后用鋁塑袋灌裝并熱封包裝。

1.3.3 粒度測定

將0.01%蔓越莓直飲粉分散于水中并用均質(zhì)儀均質(zhì)20 min，然后置于樣品池中，采用Nano Brook Omni進(jìn)行粒度分析。激光器為35 mW光泵半導(dǎo)體激光器，操作溫度為20 ℃，操作波長為640 nm。

1.3.4 水分含量的測定

水分含量的測定參照GB/T 5009.3—2010。將混合均勻的試樣迅速磨細(xì)至顆粒小于2 mm，稱取2～10 g（精確至0.000 1 g）試樣，放入稱量瓶中，試樣厚度不超過5 mm，加蓋，精密稱定后，置101～105 ℃干燥箱中，瓶蓋斜支于瓶邊，干燥2～4 h；然后蓋好取出，放入干燥器內(nèi)冷卻0.5 h后稱其質(zhì)量。接著放入101～105 ℃干燥箱中干燥1 h左右，取出，放入干燥器內(nèi)冷卻0.5 h后再稱其質(zhì)量，并重復(fù)以上操作至前后2次質(zhì)量差不超過2 mg，即為恒重。試樣中的水分的含量按式（1）計算。

式中：X為試樣中水分的含量，g/100 g；m1為稱量瓶（加海砂、玻棒）和試樣的質(zhì)量，g；m2為稱量瓶（加海砂、玻棒）和試樣干燥后的質(zhì)量，g；m3為稱量瓶（加海砂、玻棒）的質(zhì)量，g。

1.3.5 色差測定[4]

樣品色差采用色差計測定。測定不同貯藏條件及貯藏時間下的蔓越莓直飲粉樣品L值、ɑ值和b值，以初始樣品的L值、ɑ值和b值作為參考值，色差ΔE按式（2）計算。

式中：ΔL為樣品與初始樣品的亮度差值，Δɑ為樣品與初始樣品的紅色度差值，Δb為樣品與初始樣品的黃色度差值。

1.3.6 原花青素的測定

將樣品研磨成細(xì)粉，精密稱取5 g，加入30 mL 70%的乙醇溶液，加熱回流30 min，過濾，用10 mL 70%乙醇溶液洗滌濾渣，濾液加入15 mL鹽酸與10 mL去離子水，加熱回流80 min，冷卻后過濾，然后用70%乙醇溶液洗滌至濾液無色，再用70%的乙醇溶液定容至250 mL。精密量取50 mL上述溶液，置圓底燒瓶中，水浴蒸發(fā)至約3 mL，轉(zhuǎn)移至分液漏斗中，依次用10 mL和5 mL去離子水沖洗圓底燒瓶并將沖洗液轉(zhuǎn)入分液漏斗中，用正定醇萃取3次，每次15 mL，合并正丁醇萃取液至100 mL的定容瓶中，定容至刻度，得樣品溶液。分別取樣品溶液，采用分光光度計法在545 nm波長處測吸光度。樣品中花青素測定結(jié)果以花青素氯化物按（C15H11CIO6；Mr 322.7）計算：

式中：X為試樣中花青素氯化物的百分含量，mg/100 g；Ax為樣品溶液的吸光度；M為樣品的質(zhì)量，g。

1.3.7 微生物菌落計數(shù)[5]

準(zhǔn)確稱取2.5 g樣品，加入裝有22.5 mL 0.1%蛋白胨水的無菌袋進(jìn)行梯度稀釋中，并均質(zhì)1 min。

將1 mL稀釋樣品接種到胰蛋白酶大豆瓊脂培養(yǎng)皿中，并在37 ℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24 h。然后進(jìn)行菌落總數(shù)計算，每克隆形成單位（CFU）以每板30～300 CFU的稀釋度計算。

將1 mL稀釋樣品接種到3MTMPetrifilmTM大腸桿菌數(shù)量板上，并在35 ℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)48 h，然后以每板30～300 CFU的稀釋度計數(shù)帶有氣體的藍(lán)色菌落，即得大腸桿菌菌落數(shù)。

將1 mL稀釋樣品接種到LB固體培養(yǎng)基中，并在37℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24 h，然后以每板30～300 CFU的稀釋度計數(shù)菌落，即得霉菌菌落數(shù)。

1.3.8 感官評定[6]

感官評分采用百分制，由10名具有食品專業(yè)相關(guān)知識的人士組成評價小組，根據(jù)表1所示評分標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評分，取其平均值作為評分結(jié)果，滿分為100分。

表1 感官評價標(biāo)準(zhǔn)

1.3.9 貯藏穩(wěn)定性試驗

將包裝好的樣品置于室溫保藏12個月，測定其感官指標(biāo)、水分及原花青素含量、微生物菌落數(shù)變化。

1.3.10 貯藏穩(wěn)定性加速試驗

將包裝好的樣品置于加速試驗箱中，在溫度40±2 ℃、相對濕度RH 75%±5%的條件下，保藏3個月，測定其感官指標(biāo)、水分及原花青素含量、微生物菌落數(shù)變化。

1.4 數(shù)據(jù)處理與結(jié)果分析

采用Origin Pro 8.5軟件進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)分析及統(tǒng)計。

2 結(jié)果與討論

2.1 粒度分析

蔓越莓直飲粉粒徑分布如圖1所示。蔓越莓直飲粉顆粒較小，粒徑分布較均勻，其中蔓越莓粉的平均粒徑在162 μm左右，明顯比蔓越莓復(fù)合粉平均粒徑大，樣品2平均粒徑在90 μm左右，樣品3平均粒徑在83 μm左右，粒徑分布較窄。

圖1 蔓越莓直飲粉樣品粒徑分布圖

2.2 貯藏穩(wěn)定性分析

2.2.1 水分含量變化

蔓越莓直飲粉水分含量隨貯藏時間變化如圖2所示。在常溫條件下，樣品的水分含量隨貯藏時間的延長而逐漸增加，這可能是水蒸氣逐漸透過PET袋進(jìn)入，吸附到蔓越莓粉末上，貯藏360 d后，蔓越莓直飲粉的水分含量變化不大；在40 ℃條件下，隨著貯藏時間的延長，樣品的含水量也并未出現(xiàn)顯著變化，這說明蔓越莓直飲粉的貯藏穩(wěn)定性較好，在較長的貯藏時間內(nèi)能保持其物理品質(zhì)不變，不發(fā)生結(jié)塊現(xiàn)象。

圖2 常溫貯藏條件（A）和40 ℃貯藏條件（B）下蔓越莓直飲粉水分含量隨貯藏時間的變化

2.2.2 色差變化

蔓越莓直飲粉貯藏期間色差變化如圖3所示。在常溫貯藏條件下，蔓越莓直飲粉的色差在前180 d隨著貯藏時間的延長而增加，在180～270 d內(nèi)隨著時間的延長色差有所降低，但在270～360 d內(nèi)色差又隨著貯藏時間的延長而增加，總體上呈逐漸上升的趨勢，穩(wěn)定性加速試驗條件下，蔓越莓直飲粉的色差也出現(xiàn)了同樣的變化趨勢。貯藏時間對色差的影響顯著（p＜0.05），可能是原花青素發(fā)生了氧化導(dǎo)致。此外，從圖3中可以看出，樣品2和樣品2的色差變化要高于樣品1，這可能是樣品2和樣品3中原花青素含量高于樣品1。

2.2.3 感官評定結(jié)果

不同貯藏條件下貯藏時間對蔓越莓直飲粉感官評價分值的影響見圖4。隨著貯藏時間的延長，蔓越莓直飲粉感官評價分值總體上呈下降趨勢。常溫貯藏條件下，在貯藏的前150 d，蔓越莓直飲粉的感官評價分值變化很小，150 d后，感覺評價分值逐漸下降，到360 d，蔓越莓直飲粉仍然保持著較好的口感，感官評價分值在80分以上；其中，樣品3的分值低于樣品1和樣品2。在加速穩(wěn)定性試驗條件下（40 ℃貯藏），蔓越莓直飲粉也出現(xiàn)了同樣的感官評價分值變化，在貯藏90 d后，蔓越莓直飲粉仍然保持著較好的口感，其中樣品1的感官評價分值最高，為84分，說明蔓越莓直飲粉有著較好的貯藏穩(wěn)定性。

圖3 常溫貯藏條件（A）和40 ℃貯藏條件（B）下蔓越莓直飲粉色差隨貯藏時間的變化

圖4 常溫貯藏條件（A）和40 ℃貯藏條件（B）下蔓越莓直飲粉感官評價分值隨貯藏時間的變化

2.2.4 原花青素含量變化

不同貯藏條件下貯藏時間對蔓越莓直飲粉原花青素含量的影響見圖5。隨著貯藏時間的延長，蔓越莓直飲粉原花青素含量逐漸下降。原花青素是一種以黃烷-3-醇為主要結(jié)構(gòu)單元，通過4→8位或4→6位的碳-碳鍵連接的一類縮合類化合物，原花青素在有氧及酸性條件下會發(fā)生降解反應(yīng)，因此原花青素在貯藏過程中不穩(wěn)定，易發(fā)生降解[7]。在3種樣品中，樣品1的原花青素含量最低，樣品3的原花青素含量最高。在常溫貯藏條件下貯藏360 d后，樣品1，2和3的原花青素含量分別由0.73，1.34和1.46降低到0.50，0.81和0.89，其原花青素的殘留率分別為66%，60%和60%，原花青素含量仍然較高，說明蔓越莓直飲粉原花青素的穩(wěn)定性較高。然而在40 ℃貯藏條件下貯藏90 d后，樣品1，2和3的原花青素含量降低到0.2，0.86和0.76，其原花青素的殘留率分別為27%，60%和52%，除了樣品2，40 ℃條件下樣品1及樣品2的原花青素降解速率顯著高于常溫貯藏條件，說明溫度對原花青素穩(wěn)定性影響較大。夏曉雨等[7]得到了相似的結(jié)果：在有氧或充氮氣條件下，隨著溫度的升高及pH的降低，藍(lán)莓果汁飲料原花青素的穩(wěn)定性下降。周浩等[8]研究也表明原花青素對光和熱不穩(wěn)定，當(dāng)溫度高于60 ℃時，其結(jié)構(gòu)被破壞。

圖5 常溫貯藏條件（A）和40 ℃貯藏條件（B）下蔓越莓直飲粉原花青素含量隨貯藏時間的變化

2.2.5 菌落總數(shù)變化

在食品生產(chǎn)中，細(xì)菌總數(shù)可以用來衡量整體產(chǎn)品衛(wèi)生的一個指標(biāo)[9]。大腸桿菌的存在暗示著污染，可以用于表明糞便來源的其他致病細(xì)菌的可能存在，因此大腸桿菌總數(shù)被用作微生物的指標(biāo)[10]。此外，食品在生產(chǎn)和運輸過程中還可能會感染真菌，發(fā)生腐敗，產(chǎn)生霉菌毒素，降低食品質(zhì)量，危害人體健康，能引起癌癥及免疫抑制[11]。在整個貯藏過程中，不論是在常溫還是在40 ℃貯藏條件下，蔓越莓直飲粉的菌落總數(shù)、大腸桿菌及霉菌計數(shù)均小于1 log CFU/g，均滿足中國衛(wèi)生署的規(guī)定，表明了其較好的貯藏穩(wěn)定性，這可能與蔓越莓直飲粉較低的含水量（0.4～0.68）有關(guān)，較低的水分活度不利于微生物的生長。

3 結(jié)論

采用濕法混合制粒結(jié)合流化床干燥，制備了一種蔓越莓直飲粉。該蔓越莓直飲粉顆粒分布較均勻，粒徑大小在83～162 μm之間，在常溫條件下貯藏360 d后，蔓越莓直飲粉的水分含量及感官評定分值變化不大，其原花青素的殘留率在60%左右，菌落總數(shù)、大腸桿菌及霉菌計數(shù)均小于1 log CFU/g，這說明蔓越莓直飲粉的貯藏穩(wěn)定性較好。在加速穩(wěn)定性試驗條件下（40 ℃貯藏），蔓越莓直飲粉的水分含量、感官評定分值變化、菌落總數(shù)、大腸桿菌及霉菌計數(shù)結(jié)果與常溫貯藏條件結(jié)果一致，但其原花青素殘留率（除了樣品2）顯著低于常溫貯藏條件，說明溫度對原花青素穩(wěn)定性影響較大，蔓越莓直飲粉在常溫或者低溫貯藏條件下更有利于其營養(yǎng)成分的保留。