透明質酸鈉魚膠原蛋白肽壓片糖果的配方優化

秦宇翔，趙 峰

（天津市康婷生物工程集團有限公司，天津 300000）

透明質酸鈉（Sodium Hyaluronate，SH）也被稱為玻璃酸鈉，天然存在于人體內，在胎盤、羊水、晶狀體、關節軟骨和皮膚真皮層等器官和組織中大量存在，主要分布在細胞質和細胞間質中，有潤滑與滋養細胞和細胞器官的作用，可以以葡萄糖、酵母粉、蛋白胨等為培養基，由馬鏈球菌獸疫亞種經發酵生產而成[1]。透明質酸鈉和透明質酸有著較相似的結構與性質，人體可以將透明質酸鈉轉化為透明質酸，而小分子透明質酸鈉不會在人體內分解，會被吸收進入血液并送至皮膚真皮層，促進成纖維細胞生長并促進生成透明質酸[2]。

膠原蛋白廣泛應用在食品、保健食品、化妝品和醫藥相關領域。傳統膠原蛋白主要從豬、牛等的結締組織中提取，由于瘋牛病、口蹄疫等疾病的暴發和宗教習俗等原因陸生動物來源的膠原蛋白在應用方面受到限制[3]。而魚類加工后的皮、骨、鱗和鰭等含有豐富的膠原蛋白，具有開發和利用的價值[4]。膠原蛋白肽相較膠原蛋白具有更低的分子量，更易吸收，在人體內發揮其生物功能，提高皮膚的保濕能力[5]。

本試驗以現代壓片工藝為基礎，以透明質酸鈉、魚膠原蛋白肽為主要原料，加入紅石榴果粉、百香果粉、麥芽糖醇和硬脂酸鎂等制作出一種透明質酸鈉壓片糖果。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

透明質酸鈉（山東華熙海御生物醫藥有限公司）；魚膠原蛋白肽（廣東百維生物科技有限公司）；紅石榴粉（贛州華漢生物科技有限公司）；百香果粉（贛州華漢生物科技有限公司）；麥芽糖醇[羅蓋特（中國）營養食品有限公司]；硬脂酸鎂（安徽山河藥用輔料股份有限公司）。

1.2 儀器與設備

YD-35 智能片劑硬度儀（天津市天大天發科技有限公司）；FT-2000AE 脆碎度檢查儀（天津市天大天發科技有限公司）；MS204TS/02 分析天平[梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司]；JJ-1000 電子天平（常熟市雙杰儀器測試廠）；JS-30B 電子計數天平（成都普瑞遜電子有限公司）；換桶混合機[翰林航宇（天津）實業有限公司]；GZPS-65 全自動雙出料高速壓片機[翰林航宇（天津）實業有限公司]。

1.3 實驗方法

1.3.1 劑量選擇與劑型選擇

根據國家衛生健康委員會2020 年第9 號公告，透明質酸鈉每日推薦使用量不超過200 mg，考慮后續壓片工藝控制，每片壓片糖果添加透明質酸鈉為片重的0.3%，添加其他原輔料后片重為0.6 g，成人每日食用此壓片糖果不超過66 g，嬰幼兒、孕婦及哺乳期婦女不宜食用。

1.3.2 工藝流程

原料過篩（20 目）→稱量→混合→壓片→質檢。

1.3.3 操作要點

（1）原料過篩、稱量。將魚膠原蛋白肽粉（16.4%）、百香果粉（10%）、紅石榴果粉（3%）、麥芽糖醇、透明質酸鈉、硬脂酸鎂分別過20 目篩后，按照配方量稱量，備用。

（2）混合。將透明質酸鈉、紅石榴果粉混合均勻，得混合粉1；將百香果粉、魚膠原蛋白肽加入混合粉1 中混合均勻，得混合粉2；將麥芽糖醇與混合粉2 混合均勻，得混合粉3，再將配方量的硬脂酸鎂加入混合粉3 中，混合均勻，得總混粉。

（3）壓片。總混粉用壓片機進行壓片，控制每片片重為0.6 g，得透明質酸鈉魚膠原蛋白肽片糖果，取樣進行檢測。

1.3.4 透明質酸鈉壓片糖果評價方法

（1）感官評定方法。隨機選取20 位不同年齡公司內部具有食品研發背景或食品加工經驗的員工，取適量透明質酸鈉魚膠原蛋白肽壓片糖果樣品置于潔凈的白色瓷盤中，在自然光下觀察外觀、色澤和狀態，聞其氣味，用溫開水漱口后，品嘗滋味[6]，依據表1進行感官評價。對20 位評分人員的感官分數取平均值，得到樣品的最終感官評分。

表1 透明質酸鈉魚膠原蛋白肽壓片糖果感官評價標準表

（2）片重差異。隨機選取20 片透明質酸鈉魚膠原蛋白肽壓片糖果，精密稱定總重量，求得平均片重后，再分別精密稱定每片的重量，每片重量與平均片重比較，超出重量差異限度的不得多于2 片，并不得有1 片超出限度1 倍，重量差異限度為±5%[7]。

（3）硬度測定。隨機選取10 片壓片糖果，用硬度儀進行硬度測定。

（4）脆碎度測試。參考《中華人民共和國藥典》，隨機選取11 片壓片糖果，吹去脫落的粉末，精密測量，置于脆碎度檢查儀圓筒中，轉動100 次。取出后吹去脫落的粉末，精密測量，減失重量不得超過1%，且不得檢出斷裂、龜裂及粉碎的壓片糖果[7]。

1.3.5 單因素實驗設計

（1）填充劑添加量對壓片糖果硬度和感官評價的影響。麥芽糖醇作為填充劑、甜味劑，甜味特性接近蔗糖，能有效防止糖果的結晶和抗烊，調整糖果的口味[8]。試驗分別添加45%、55%、65%、75%和85%的麥芽糖醇，0.2%的硬脂酸鎂，制片壓力為10 kN，按照工藝流程制作壓片糖果，考察填充劑添加量對壓片糖果硬度和感官評價的影響。

（2）潤滑劑添加量對壓片糖果硬度和感官評價的影響。硬脂酸鎂作為良好的潤滑劑、脫模劑與防粘劑，能夠提高總混粉的流動性，同時使得壓片時與沖模不粘連。試驗分別添加0.2%、0.4%、0.6%、0.8%和1.0%的硬脂酸鎂，45%的麥芽糖醇，制片壓力為10 kN，按照工藝流程制作壓片糖果，考察潤滑劑添加量對壓片糖果硬度和感官評價的影響。

（3）制片壓力對壓片糖果硬度和感官評價的影響。硬度和脆碎度作為壓片糖果重要的質量指標，主要受制片壓力和填充量的影響，在確定0.6 g 片重的情況下，研究制片壓力對硬度的影響。在一定范圍內，壓力越大，片劑的硬度越大，脆碎度越容易合格；片劑的硬度越小，脆碎度越不容易合格。但片子硬度過大，片劑容易掉蓋[9]。試驗分別以10 kN、15 kN、20 kN、25 kN 和30 kN 的制片壓力按照工藝流程用相同的配方進行壓片，考察不同制片壓力對壓片糖果硬度和感官評價的影響。

1.3.6 正交試驗設計

基于單因素試驗結果，取麥芽糖醇添加量、硬脂酸鎂添加量、制片壓力作為正交試驗的考察因素，各取3 個水平，進行正交試驗，以硬度、感官評分為評價指標，通過綜合加權評分法，對正交試驗制備的透明質酸鈉魚膠原蛋白肽壓片糖果進行綜合性評價。正交試驗因素水平設計見表2。

表2 正交試驗因素水平表

進行綜合評分時，為在統一標準下加權評分，將硬度轉化為分數，硬度越大越好，以實驗結果最大值設定為100 分。對硬度和感官評分進行統計，給出權重系數，權重系數均為0.5，其綜合評分計算公式為Y=0.5×(X1-227.3+100)+0.5X2，其中X1為硬度值，X2為感官評分。

2 結果與分析

2.1 單因素試驗結果

2.1.1 填充劑添加量對壓片糖果硬度和感官評價的影響

麥芽糖醇具有良好的可壓性和成形性[10]，麥芽糖醇添加量對透明質酸鈉魚膠原蛋白肽壓片糖果的影響見圖1。壓片糖果的感官評分和硬度隨著麥芽糖醇添加量的增加而增加，但麥芽糖醇添加量超過65%后，感官評分開始下降，主要原因是魚膠原蛋白肽粉添加量隨之減少，導致壓片糖果缺少魚膠原蛋白肽的風味，感官評分降低。綜合考察選擇麥芽糖醇添加量為65%。

圖1 麥芽糖醇添加量對透明質酸鈉魚膠原蛋白肽壓片糖果的影響圖

2.1.2 硬脂酸鎂添加量對壓片糖果硬度和感官評價的影響

硬脂酸鎂添加量對透明質酸鈉魚膠原蛋白肽壓片糖果的影響見圖2。壓片糖果的硬度隨硬脂酸鎂添加量的增加呈下降趨勢；感官評分隨硬脂酸鎂添加量的增加先上升后下降，在添加量高于0.4%后呈下降趨勢，綜合考察選擇硬脂酸鎂添加量為0.4%。

圖2 硬脂酸鎂添加量對透明質酸鈉魚膠原蛋白肽壓片糖果的影響圖

2.1.3 制片壓力對壓片糖果硬度和感官評價的影響

不同的制片壓力對透明質酸鈉魚膠原蛋白肽壓片糖果的影響見圖3。隨著制片壓力的增加，壓片糖果的硬度和感官評分整體呈上升趨勢，感官評分在制片壓力大于20 kN 后變化不明顯，而20 kN 的制片壓力對沖頭壽命影響較為嚴重，綜合選擇制片壓力為19 kN。

圖3 制片壓力對透明質酸鈉魚膠原蛋白肽壓片糖果的影響圖

2.2 正交試驗結果

正交試驗結果見表3。根據R值，各因素對試驗結果的影響排序為制片壓力（C）＞麥芽糖醇添加量（A）＞硬脂酸鎂添加量（B）。

表3 正交試驗結果表

根據k值得到最優組合為A3B2C3，進行驗證試驗，結果見表4，組合A3B2C3的綜合得分為96.40 分，高于組合A2B2C3，即在麥芽糖醇添加量為70%、硬脂酸鎂添加量為0.3%、制片壓力為19 kN 的條件下，得到的透明質酸鈉魚膠原蛋白肽壓片糖果綜合評分最高。

表4 驗證試驗結果表

由表5 方差分析結果可知，因素A（麥芽糖醇添加量）、因素B（硬脂酸鎂添加量）對透明質酸鈉魚膠原蛋白肽壓片糖果的綜合評分有顯著影響，因素C（制片壓力）對透明質酸鈉魚膠原蛋白肽壓片糖果的綜合評分有極顯著的影響。

表5 方差分析結果表

在最優組合方案條件下制備的透明質酸鈉魚膠原蛋白肽壓片糖果的品質測定結果見表6。

表6 透明質酸鈉魚膠原蛋白肽壓片糖果品質測定結果表

3 結論

透明質酸鈉魚膠原蛋白肽壓片糖果的制備受較多因素影響，本試驗通過單因素和正交試驗考察壓片糖果的硬度和感官評價，得到壓片糖果的最佳配方為添加麥芽糖醇70%、魚膠原蛋白肽粉16.4%、百香果粉10%、紅石榴果粉3%、透明質酸鈉0.3%，硬脂酸鎂0.3%，在制片壓力為19 kN條件下經過原料過篩、混合、壓片工藝制備壓片糖果表面顏色均勻，表面光滑完整，邊緣整齊，酸甜適宜，無異味，硬度合適，咀嚼性好且魚膠原蛋白肽氣味適宜。2008 年，透明質酸鈉通過國家衛生部批準，作為新資源食品，可用于保健食品原料；2020 年，透明質酸鈉作為新食品原料獲批，雖然透明質酸鈉作為普通食品原料的時間較晚，但是伴隨著國內企業技術、工藝水平的不斷提高和市場認可度的不斷提升，未來透明質酸鈉將有廣闊的發展空間。