林蓉，趙鑫，包怡紅*

（東北林業(yè)大學林學院，黑龍江哈爾濱150040）

紅松種鱗多酚泡騰顆粒的研制

林蓉，趙鑫，包怡紅*

（東北林業(yè)大學林學院，黑龍江哈爾濱150040）

研究了紅松種鱗多酚泡騰顆粒的制備工藝及其抗氧化活性。以紅松種鱗多酚為原料，加入糊精、甘露醇、檸檬酸、碳酸氫鈉等輔料，研制紅松種鱗多酚泡騰顆粒，并采用響應面分析法優(yōu)化配料添加比例。測定所研制紅松種鱗多酚泡騰顆粒的總還原力、羥基自由基清除能力、DPPH自由基清除能力。結果表明，紅松種鱗多酚泡騰顆粒的最佳制備工藝為甘露醇∶糊精2.2∶1，檸檬酸∶碳酸氫鈉1.4∶1。山梨醇添加量10.1 g/100 g。在此條件下制備的產品感官評分為80.64分，多酚含量為13.76mg/g。

紅松種鱗多酚；泡騰顆粒；抗氧化

植物多酚是一類廣泛存在于植物中的多元酚類化合物，是種類最豐富的植物次生代謝產物之一。多酚類化合物具有多種生物活性，包括抗輻射、抗氧化、降血脂、抗炎、抗菌、抗腫瘤等[1-3]。松多酚是植物多酚中的一類重要資源，法國沿海松樹樹皮的酚類提取物已被成功開發(fā)為保健產品—碧蘿芷[4-5]。碧蘿芷是一種天然抗氧化劑，能夠清除自由基，聯(lián)結蛋白質等，具有延緩衰老、調節(jié)免疫、預防心血管疾病等功效。我國紅松資源豐富，松子是廣受大眾喜愛的堅果之一，而紅松種鱗作為副產物常被廢棄，并未得到合理的開發(fā)利用。李波等[6-7]的研究表明，從紅松種鱗中提取的多酚具有抗氧化、抑制α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶等活性。為使我國紅松資源得到充分利用，可將紅松種鱗的多酚提取物開發(fā)為具有抗氧化、降血糖等功效的保健食品。

近年來，泡騰制劑在保健食品領域應用廣泛，相比于傳統(tǒng)劑型，泡騰制劑具有便于攜帶，生物利用度高，有效成分溶解迅速等優(yōu)勢，且泡騰可產生二氧化碳，可以改善口感[8-9]。紅松種鱗多酚味澀、微苦，制作為傳統(tǒng)片劑或膠囊劑其味道也難以掩蓋，而制作泡騰顆粒除了可以通過添加輔料改善味道，還可以經過泡騰產生碳酸飲料風味，使產品更容易被接受。本試驗以紅松種鱗多酚為原料添加一定輔料制成泡騰顆粒，通過響應面試驗優(yōu)化各輔料配比，確定紅松種鱗多酚泡騰顆粒配方，并對其進行抗氧化活性測定。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

紅松種鱗：收集于黑龍江伊春林區(qū)，曬干后粉碎過60目篩。

山梨醇、PVP-K30、甘露醇、聚乙二醇（polyethylene glycol，PEG）6000、碳酸氫鈉、檸檬酸、β-環(huán)糊精：亞東精細化工有限公司。

沒食子酸標準品、1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl，DPPH）、2-脫氧核糖：美國Sigma公司；無水乙醇、福林酚、碳酸鈉、鐵氰化鉀、氯化鐵、三氯乙酸、硫酸鐵、乙二胺四乙酸（ethylenediaminetetraaceticacid，EDTA）、H2O2：國藥集團化學試劑有限公司；其他試劑均為國產分析純。

1.2 儀器與設備

RE-5205旋轉蒸發(fā)儀：上海亞榮生化儀器有限公司；DK-8D恒溫水浴鍋：上海一恒科學儀器有限公司；1001-2鼓風干燥箱：北京永光明醫(yī)療儀器有限公司；FA2004電子天平：上海天平儀器廠；722型可見分光光度計：上海光譜儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 制備工藝及操作要點

取紅松種鱗干粉超臨界二氧化碳萃取脫脂，用體積分數(shù)57%的乙醇溶液，在料液比為1∶27（g∶m L）條件下，80℃恒溫水浴浸提4 h，重復提取2次。以AB-8大孔吸附樹脂純化，上樣質量濃度為1.5mg/m L，上樣體積為0.3 BV，靜態(tài)吸附3h，水洗3BV，以體積分數(shù)90%的乙醇溶液洗脫1.6BV，收集純化的多酚提取液，旋轉蒸發(fā)溶劑，得紅松種鱗多酚干膏粉，備用。采用福林酚法測定多酚含量[6]。

稱取PEG6000適量加熱融化，加入碳酸氫鈉并攪拌均勻，冷卻凝固后，粉碎過80目篩備用。取紅松種鱗多酚干膏粉適量，過80目篩。將紅松種鱗多酚與稀釋劑、矯味劑混勻，分為兩份，其中一份加入檸檬酸，另一份加入包裹后的碳酸氫鈉，分別加入適量黏合劑制成軟材，過40目篩，將包含酸源和碳源的原料分別制粒，置于60℃烘箱內烘干24 h后，混勻，整粒即可[10-12]。

1.3.2 單因素試驗

固定配方中其他輔料用量，分別對包合堿源PEG6000用量比例，稀釋劑、矯味劑、酸源堿源用量比例以及黏合劑進行篩選。以感官評價分值為考察指標，最終確定最佳輔料。

（1）PEG6000包合堿源用量的比例

為避免泡騰顆粒制劑的酸源和堿源在制作和儲存過程中反應生成二氧化碳，對堿源碳酸氫鈉進行包裹[13]。采用PEG6000熔融包合制粒的方法，分別將PEG6000與碳酸氫鈉以0.1∶1.0、0.3∶1.0、0.5∶1.0、0.7∶1.0、0.9∶1.0的比例進行包合制粒，制作紅松種鱗多酚泡騰顆粒，根據包合情況、制粒難易程度和綜合評定分值對PEG6000包合碳酸氫鈉時的用量比例進行篩選。

（2）稀釋劑的比例篩選

按配方稱取紅松種鱗多酚、山梨醇、檸檬酸和已包裹的碳酸氫鈉5份，分別加入混合比例為1∶3、1∶2、1∶1、2∶1、3∶1的糊精和甘露醇，制成紅松種鱗多酚泡騰顆粒，根據感官評分確定合適的稀釋劑比例。

（3）矯味劑的添加量

因多酚味澀，需添加適量矯味劑改善口感，考慮到此款產品使用者中高血糖患者需嚴格控制糖類矯味劑的攝入，因此選取山梨醇為輔料。分別加入6 g/100 g、8 g/100 g、 10 g/100 g、12 g/100 g、14 g/100 g的山梨醇，制成紅松種鱗多酚泡騰顆粒，根據感官評分確定較合適的矯味劑用量。

（4）酸源與碳源比例篩選

在泡騰顆粒中添加酸源和碳源的比例分別為0.9∶1、1.2∶1、1.5∶1、1.8∶1、2.1∶1，制成紅松種鱗多酚泡騰顆粒，根據感官評分確定較合適的酸源與碳源比例。

（5）黏合劑的篩選

分別以4%、6%、8%PVP-K30及體積分數(shù)60%、75%的乙醇溶液為黏合劑，制成紅松種鱗多酚泡騰顆粒，根據感官評分確定較合適的黏合劑。

1.3.3 響應面試驗

在單因素試驗的基礎上，采用響應面分析法，以產品感官評分（Y）為評價指標，利用Design-Expert軟件在3因素3水平上對紅松種鱗多酚顆粒的（A）稀釋劑的比例（甘露醇∶糊精），（B）矯味劑（山梨醇）的添加量和（C）酸源碳源的比例（檸檬酸∶碳酸氫鈉）進行優(yōu)化，確定最適的紅松種鱗多酚泡騰顆粒配方。響應面試驗因素與水平編碼見表1。

表1 Box-Behnken試驗設計因素與水平Table 1 Factors and levels of Box-Behnken experiments design

1.3.4 測定方法

紅松種鱗多酚泡騰顆粒的感官評分標準：由實驗室的5名同學對其粒度進行評價，加入200m L溫水泡騰后，分別對口感、澄清度及泡騰時間進行評價，結合粒度評分結果得到感官評分，感官評分標準如表2。

表2 紅松種鱗多酚泡騰顆粒感官評分標準Table 2 Sensory evaluation standards of Korean pine scale polyphenols effervescent granu les

紅松種鱗多酚泡騰顆粒的多酚含量測定：按照參考文獻[14-15]的方法繪制沒食子酸標準曲線。精密稱取1 g紅松種鱗多酚泡騰顆粒，置于100m L容量瓶中，加入蒸餾水溶解至刻度，搖勻。于25m L容量瓶中吸取1m L適當稀釋的樣品溶液，加入2m L福林酚試劑，充分振蕩后靜置3～4m in，加入10m L 10%碳酸鈉溶液，蒸餾水定容，50℃水浴1 h，在波長765 nm處測定吸光度值，帶入標準曲線回歸方程計算多酚含量。

2 結果與分析

2.1 沒食子酸標準曲線

沒食子酸標準曲線如圖1所示。

由圖1可知，標準曲線線性回歸方程為y=4.075 6x+ 0.014 7，R2=0.999 3。表明二者線性關系良好。

圖1 沒食子酸標準曲線Fig.1 Standard curve of gallic acid

2.2 紅松種鱗多酚泡騰顆粒配方優(yōu)化單因素試驗

2.2.1 PEG6000包合堿源用量的比例

表3 PEG6000包合NaHCO3用量比對紅松種鱗多酚泡騰顆粒的影響Table 3 Effect of PEG6000 and NaHCO3ratio on Korean pine scale polypheno ls effervescent granules

由表3可知，當PEG6000與NaHCO3的比例為0.1∶1.0時，NaHCO3與熔融的PEG6000無法混合均勻，有未包合的碳酸氫鈉粉末殘留，無法制粒；當PEG6000與NaHCO3的比例為0.3∶1.0、0.5∶1.0時，均可完全包合，較易制粒且粒度均勻，PEG6000與NaHCO3的比例為0.3∶1.0時感官評分最高，為65.4分；當PEG6000與NaHCO3的比例為0.7∶1.0、0.9∶1.0時，冷卻后干膏硬度較大，不易于粉碎制粒。因此，最終選取PEG6000∶NaHCO3比例為0.3∶1.0。

2.2.2 稀釋劑的比例篩選

圖2 甘露醇與糊精比例對紅松種鱗多酚泡騰顆粒感官評分的影響Fig.2 Effect ofm annitoland dextrin ratio on the sensory score of Korean pine scale polyphenols effervescent granu les

由圖2可知，隨著甘露醇添加比例的增加，產品的感官評分逐漸升高，產品沖泡后的口感愈佳，澄清度提高。當甘露醇與糊精的添加比例為2∶1時，感官評分達到最高，為73.6；當甘露醇與糊精的比例為3∶1時，產品的感官評分降低。因此選擇甘露醇與糊精的比例為1∶1、2∶1和3∶1進行后續(xù)試驗。

2.2.3 矯味劑的添加量

圖3 山梨醇添加量對紅松種鱗多酚泡騰顆粒感官評分的影響Fig.3 Effect of sorbitoladdition on the sensory score o f Korean pine scale po lyphenols effervescent granules

由圖3可知，隨著山梨醇添加量的增加，產品的感官評分逐漸升高，當山梨醇添加量為10 g/100 g時，紅松種鱗多酚泡騰顆粒的口感最佳，感官評分最高為66.8；繼續(xù)增加山梨醇添加量，感官評分反而下降。因此選擇山梨醇添加量為8 g/100 g、10 g/100 g、12 g/100 g進行后續(xù)試驗。

2.2.4 酸源與碳源比例的篩選

檸檬酸和碳酸氫鈉的添加可以產生泡騰效果，并改善泡騰制劑的口感，但是當酸源或堿源過多時，會造成泡騰不充分，影響泡騰顆粒的質量。由圖4可知，當酸源和碳源比例為0.9∶1時，堿源過多，口味咸澀，泡騰時間短，感官評分較低；隨著酸源比例增加，泡騰效果愈佳，口味趨于適宜，產品的感官評分逐漸增高；在酸源與碳源的比例為1.5∶1時，紅松種鱗多酚泡騰顆粒的口感最佳，泡騰時間適宜，感官評分最高為75.8分；而后，隨著酸源比例的增加，產品漸酸，口味受到影響，感官評分逐漸降低。因此選擇檸檬酸與碳酸氫鈉的比例為1.2∶1、1.5∶1、1.8∶1進行后續(xù)試驗。

圖4 檸檬酸與碳酸氫鈉比例對紅松種鱗多酚泡騰顆粒感官評分的影響Fig.4 Effectof citric acid and sodium bicarbonate ratio on the sensory score of Korean pine scale polyphenols effervescent granu les

2.2.5 黏合劑的篩選

黏合劑的使用會影響泡騰顆粒的粒度，不同黏合劑對產品感官品質影響結見圖5。由圖5可知，6%的PVP-K30乙醇溶液為黏合劑時制得的產品感官評分最高，為67.8，所制得的紅松種鱗多酚泡騰顆粒的粒度最均勻，產品質量最好。因此，最終選取6%的PVP-K30為黏合劑。

圖5 不同黏合劑對紅松種鱗多酚泡騰顆粒感官評分的影響Fig.5 Effect of different adhesives on the sensory score of Korean pine scale polyphenols effervescentgranules

2.3 響應面法優(yōu)化紅松種鱗多酚泡騰顆粒中各因素的配比

在單因素試驗的基礎上，選擇稀釋劑的比例，矯味劑的添加量，酸源和碳源的比例為評價因素，以感官評分為評價指標進行Box-Behnken設計，進行3因素3水平的響應面設計，共17個試驗點，試驗結果如表4所示。

表4 響應面試驗設計及結果Table 4 Design and results o f response surface experiments

利用Design-Expert8.0軟件對試驗數(shù)據進行回歸分析，得到二元回歸方程為：

對回歸模型進行方差分析，結果如表5所示。

表5 回歸模型的方差分析Table 5 Variance analysis of regression model

由表5可知，該模型的顯著水平P＜0.000 1，達到極顯著水平；失擬項P=0.089 1＞0.05，表明回歸方程擬合情況好，誤差小，該模型可較好的描述各因素與響應值之間的真實關系，可利用該方程確定紅松種鱗多酚泡騰顆粒中各因素的最佳配比。

2.4 響應面優(yōu)化與模型驗證

圖6 稀釋劑比例、矯味劑添加量、碳源酸源比例交互作用對紅松種鱗多酚泡騰顆粒感官評分影響的響應曲面及等高線Fig.6 Response surface plots and contour line of e ffects o f interaction between diluent ratio,corrigent addition and carbon source acid source ratio on the com prehensive sensory score of the effervesce granules

由圖6可知，根據模型可計算紅松種鱗多酚泡騰顆粒的最優(yōu)配方為甘露醇∶糊精=2.15∶1，山梨醇添加量為10.09 g/100 g，檸檬酸∶碳酸氫鈉為1.44∶1，在此條件下，紅松種鱗多酚泡騰顆粒的感官評分可達到80.59。

為方便實際操作，修改最優(yōu)配方為甘露醇∶糊精=2.2∶1，山梨醇添加量為10.1 g/100 g，檸檬酸∶碳酸氫鈉為1.4∶1，分別按上述最優(yōu)工藝條件進行5次平行試驗，所得紅松種鱗多酚泡騰顆粒的綜合感官評分均值為80.64分，與預測值相對誤差＜1%，說明響應面優(yōu)化所得工藝條件準確、可靠。

2.5 紅松種鱗多酚泡騰顆粒多酚含量測定

取6份樣品測得的吸光度值，根據標準曲線計算出多酚含量均值為13.76mg/g。

3 結論

本試驗在稀釋劑與矯味劑輔料選擇時避免了糖類添加劑，而是選擇甘露醇與糊精為稀釋劑，山梨醇為矯味劑，可以避免對糖尿病、肥胖等人群造成血糖波動影響。為避免泡騰顆粒在制作及儲存過程中因潮濕失效，使用PEG6000對碳源進行包合，并采用酸堿單獨制粒方法，增加了泡騰顆粒的穩(wěn)定性。

優(yōu)化后紅松種鱗多酚泡騰顆粒的配方為PEG6000∶NaHCO3為0.3∶1.0，6%的PVP-K30為黏合劑，甘露醇∶糊精= 2.2∶1，山梨醇添加量為10.1 g/100 g，檸檬酸∶碳酸氫鈉為1.4∶1，在優(yōu)化條件下制作的紅松種鱗多酚粒度均勻，口感，澄清度等均為最佳，感官評分為80.64分，多酚含量為13.76mg/g。

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Preparation of Korean pine scale polyphenolseffervescentgranules

LIN Rong,ZHAO Xin,BAO Yihong*
(College ofForestry,NortheastForestry University,Harbin 150040,China)

The preparation technology and antioxidantactivity of Korean pine scale polyphenolseffervescentgranuleswere researched.Using the Korean pine scale polyphenolsas raw material,the dextrin,mannitol,citric acid,sodium bicarbonate,etc asaccessories,Korean pine scale polyphenols effervescentgranuleswere developed,and the proportion of ingredientswas optim ized by response surfacemethodology.The total reducing power, hydroxyl radical scavenging ability and DPPH free radical scavenging ability of Korean pine scale polyphenols effervescent granules developed were determined.The results showed that the optimum preparation conditionsweremannitol∶dextrin 2.2∶1,citric acid∶sodium bicarbonate 1.4∶1, sorbitoladdition 10.1 g/100 g.Under the conditions,the sensory score and polyphenol contentof the productdeveloped were 80.64 and 13.76mg/g, respectively.

Korean pine scale polyphenols;effervescentgranules;antioxidantability

TS218

0254-5071（2017）08-0186-05

10.11882/j.issn.0254-5071.2017.08.041

2017-03-30

中央高校基本科研業(yè)務費專項資金項目（2572016CG02）；卓越農林人才教育培養(yǎng)計劃改革試點項目（41110211）

林蓉（1993-），女，碩士研究生，研究方向為食品加工與安全。

*通訊作者：包怡紅（1970-），女，教授，博士，研究方向為食品生物技術與功能食品。