姜汁凍干粉泡騰片的制備及其配方優(yōu)化

張卉，張曉軍，孫海嬌，何詩意，錢璐璐

（沈陽化工大學制藥與生物工程學院，遼寧沈陽110142）

姜汁凍干粉泡騰片的制備及其配方優(yōu)化

張卉，張曉軍，孫海嬌，何詩意，錢璐璐

（沈陽化工大學制藥與生物工程學院，遼寧沈陽110142）

以遼寧海城生姜為主要原材料開發(fā)泡騰片飲料。通過單因素試驗研究抗壞血酸對姜汁凍干粉的護色效果、比較泡騰片制備工藝優(yōu)劣、篩選出姜辣素的包埋劑和適宜的甜味劑，采用L9（34）正交試驗對姜汁凍干粉泡騰片的配方進行優(yōu)化。主要結果如下：添加0.05%抗壞血酸對姜汁凍干粉有良好護色效果；酸堿混合非水制粒法比粉末直接壓片法和酸堿分別制粒壓片法更適合于姜汁凍干粉泡騰片的制備；麥芽糊精+β-環(huán)狀糊精混合包埋劑對姜辣素的掩蔽效果最佳；泡騰片的最佳配方為：姜汁凍干粉12%，蛋白糖4%，泡騰劑（酸堿比1∶0.8）77%，包埋劑4%，聚乙烯吡咯烷酮0.5%、聚乙二醇60002.5%。按照上述方法制得的姜汁凍干粉泡騰片入水泡騰效果顯著、飲料色澤清亮、酸甜適口、口味獨特，有良好的市場前景。

姜汁；凍干粉；泡騰片；配方優(yōu)化；包埋

生姜（Rhizoma ZingiberisRecens）是一種藥食兼用的植物性食材，具有特殊的芳香味和辣味。我國有悠久的生姜栽培和利用的歷史，除用作調料外，還因其具有發(fā)汗解表、溫里散寒、止嘔止泄、解毒等功能而在中醫(yī)藥廣泛使用?，F(xiàn)代科學研究發(fā)現(xiàn)，生姜中含有姜酚、姜烯等生物活性物質，具有促進血液循環(huán)、延緩組織衰老、抗炎癥、提高機體耐缺氧能力等功效[1]。雖然生姜的營養(yǎng)價值高，但目前在日常飲食中仍主要用作調味料，人們的攝入極少。這種情況不僅不能發(fā)揮生姜的生理活性，也使生姜產(chǎn)品的附加值很低，生姜種植地區(qū)急待開發(fā)深加工產(chǎn)品以提高產(chǎn)品附加值。

泡騰片是一種起始于制藥領域，因其含有堿（碳酸鹽）和有機酸而遇水反應釋放出大量二氧化碳使液體呈泡騰狀而得名的片劑。近年來，泡騰片逐漸向食品加工領域拓展，目前已有關于維生素泡騰片，速溶茶泡騰片、山楂泡騰片等的研究報道[2]。

本項目將生姜的營養(yǎng)價值與泡騰片的新型固體飲料形式有機結合來開發(fā)新型生姜深加工產(chǎn)品，不僅可以增加生姜的附加值，還可以滿足消費者對營養(yǎng)、新奇、便攜特點的新型飲料的需求，具有廣闊的市場前景。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

生姜：購自沈陽市家樂福超市金牛店，產(chǎn)地遼寧海城；β-環(huán)狀糊精、麥芽糊精：國藥集團化學試劑有限公司；檸檬酸、碳酸氫鈉、聚乙二醇6000、蛋白糖：天津市科密歐化學試劑有限公司；聚乙烯吡咯烷酮k30：西隴化工股份有限公司；無水乙醇：天津市永大化學試劑有限公司。

1.2 儀器與設備

LYOGT2真空冷凍干燥機：德國SRK系統(tǒng)技術有限公司；YP10002電子天平：賽多利斯科學儀器（北京）有限公司；SW-CJ-1DF旋轉式壓片機：上海天凡藥機制造廠；SHB-ⅢS循環(huán)水式多用真空泵：北京佳源興業(yè)科技有限公司；DGG-9140電熱恒溫鼓風干燥箱：上海森信實驗儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 姜汁凍干粉的制備方法

稱取鮮姜，洗凈、去皮、切成厚度小于5mm的片，沸水熱燙、冷卻、瀝干；熱燙后的姜片與水按質量1∶2的比例放入榨汁機中榨汁，雙層紗布過濾得姜汁，放入冰箱冷凍12 h；冷凍后的姜汁在-40℃、4.2×10-5Pa條件下冷凍干燥70 h，得姜汁凍干粉，密封冷藏。

1.3.2 添加護色劑對姜汁凍干粉品質的影響

以顏色、氣味、口感等感官性狀和吸濕性為指標，比較生姜榨汁時添加0.05%抗壞血酸護色劑對姜汁凍干粉品質的影響。

吸濕性/%=（吸濕后的質量-吸濕前的質量）/吸濕前的質量×100

1.3.3 制備工藝對泡騰片質量的影響

以硬度、外觀、發(fā)泡時間、發(fā)泡容量和成品率為指標，比較粉末直接壓片法、酸堿分別制粒法和酸堿混合非水制粒法[3]3種方法制備的生姜泡騰片的質量。

1.3.4 姜辣素包埋劑種類對泡騰片質量的影響

研究水溶性殼聚糖、麥芽糊精、β-環(huán)狀糊精[4]單獨作為包埋劑，以及水溶性殼聚糖+麥芽糊精、水溶性殼聚糖+β-環(huán)狀糊精、麥芽糊精+β-環(huán)狀糊精混合作為包埋劑包埋姜辣素的效果。以所制備泡騰片的顏色、氣味、口感和成品率等為指標指標篩選出適宜的包埋劑。

1.3.5 甜味劑種類對泡騰片質量的影響

通過感官評分比較蛋白糖、甘露醇、蔗糖、阿斯巴甜和木糖醇對泡騰片甜度口感的影響，篩選出合適的泡騰片甜味劑。

1.3.6 生姜泡騰片配方的優(yōu)化

采用L9（34）正交試驗對生姜凍干粉泡騰片配方進行優(yōu)化，以風味、成品率、發(fā)泡容量、發(fā)泡時間等為指標進行感官評定[5-6]，根據(jù)評分確定最優(yōu)配方。本項目采用綜合評分方法，滿分8分，其中風味、成品率、發(fā)泡容量占和發(fā)泡時間分別占25%。正交試驗因素水平表見表1。

表1 正交試驗因素水平表Table1 Factors-levels tableof theorthogonalexperiment

2 結果與分析

2.1 添加護色劑對姜汁凍干粉品質的影響

生姜汁制備時加入抗壞血酸護色制備的生姜凍干粉品質與對照組的差別，結果如表2。

表2 添加護色劑對姜汁凍干粉品質的影響Table2 Effectof color protecting agentaddition on thequality of ginger juice freeze-dried powder

由表2可見，與對照組相比，添加護色劑的姜汁凍干粉在顏色、氣味、口感方面較好地保持了生姜的品質，且吸濕性較小，因而在生姜榨汁時添加0.05%的抗壞血酸護色有利于提高姜汁凍干粉的品質。

2.2 制備工藝對泡騰片產(chǎn)品質量的影響

按照基本配方分別對粉末直接壓片法、酸堿分別制粒壓片法、酸堿混合非水制粒壓片法3種制備的姜汁凍干粉泡騰片的方法進行了比較，結果見表3。

研究發(fā)現(xiàn)，酸堿混合非水制粒法工藝簡單，節(jié)約成本，且制出的泡騰片外觀整潔、硬度高、發(fā)泡時間短、崩解產(chǎn)生的氣泡量多，因而是姜汁凍干粉泡騰片制備的最佳方法。本研究結果與楊春梅等的研究結果一致[7]。

表3 制備工藝對姜汁凍干粉泡騰片產(chǎn)品效果的影響Table3 Effectof preparation technology on thequality of ginger juice freeze-dried powder effervescent tablet

2.3 姜辣素包埋劑種類對泡騰片質量的影響

單一及復合包埋劑對姜汁凍干粉泡騰片質量的影響試驗結果見表4。

表4 姜辣素包埋劑種類對泡騰片質量的影響Table4 Effectof embedding agentson thequality of ginger juice freeze-dried powder effervescent tablet

由表4可見，生姜辛辣口感得到最好掩蔽的是麥芽糊精+β-環(huán)狀糊精混合包埋劑，其在保護姜辣素活性的同時，也解決了生姜泡騰片口感過于辛辣而影響一部分潛在消費者接受度的問題。

2.4 甜味劑種類對泡騰片質量的影響

甜味劑對飲料的口感起著非常重要的作用。本研究對比了蛋白糖、甘露醇、蔗糖、阿斯巴甜和木糖醇對泡騰片口感等質量因素的影響，結果見表5。

表5 甜味劑種類對泡騰片質量的影響Table5 Effectof sweetenerson thequality of ginger juice freezedried powder effervescent Tableteffervescent tablet

續(xù)表5 甜味劑種類對泡騰片質量的影響Continue table5 Effectof sweetenerson thequality of ginger juice freeze-dried powder effervescent tableteffervescent tablet

由表5可見，蔗糖作為甜味劑制備的泡騰片產(chǎn)氣效果最好，成品率也最高，但是選用蔗糖作為甜味劑產(chǎn)品的口感不佳，而且蔗糖容易引起蛀牙。而蛋白糖作為甜味劑制備的泡騰片雖然成品率略低，但蛋白糖作為甜味劑制備的泡騰片口感純正、產(chǎn)品外觀最佳，產(chǎn)氣效果也最好，且蛋白糖熱量低[8]，因此本研究選用蛋白糖作為甜味劑。

2.5 生姜泡騰片配方的優(yōu)化結果

采用L9（34）正交試驗進一步優(yōu)化姜汁凍干粉泡騰片飲料的配方，結果見表6。

表6 L9（34）正交試驗結果表Table6 The resultsof orthogonal test

由表6可見，影響生姜泡騰片飲料品質的主次因素排列次序為：C>A>D>B，即泡騰劑質量比>姜汁凍干粉>包埋劑>甜味劑，由極差分析得出的最優(yōu)因素水平組合為A3B1C1D1，即：姜汁凍干粉12%，蛋白糖4%，泡騰劑酸堿質量比1∶0.8，包埋劑4%。經(jīng)驗證試驗，A3B1C1D1組合的綜合評分可達7.3。

3 結論

酸堿混合非水制粒法是制備姜汁凍干粉泡騰片的良好方法；姜汁凍干粉制備過程中添加抗壞血酸有護色的效果；采用麥芽糊精+β-環(huán)狀糊精混合包埋劑對姜辣素的掩蔽效果最佳；姜汁凍干粉泡騰片的最佳配方為：姜汁凍干粉12%，蛋白糖4%，泡騰劑（酸堿質量比1∶0.8）77%，包埋劑4%，聚乙烯吡咯烷酮0.5%、聚乙二醇6000 2.5%。按照上述方法制得的姜汁凍干粉泡騰片入水泡騰效果顯著、飲料色澤清亮、酸甜適口、口味獨特，有良好的市場前景。本論文研究的姜汁凍干粉泡騰片飲料為生姜深加工探索了一條新途徑。

[1]李媛.生姜固體飲料的研制[D].泰安:山東農業(yè)大學,2011

[2] 陳三寶.夏桑菊泡騰片的制備工藝研究[J].陜西中醫(yī),2011,32(5): 612-613

[3]龍曉英,房志仲.藥劑學[M].北京:科學出版社,2009:247-254

[4]柴軍紅,楊春文,馬懷良,等.普洱茶泡騰片的生產(chǎn)工藝優(yōu)化[J].食品科學,2010,31(18):428-432

[5]弓志青,王文亮.固體飲料加工方法及性質研究進展[J].中國食物與營養(yǎng),2011,17(12):36-39

[6]張宏康,林奕楠,李德榮,等.番石榴泡騰片固體飲料研制[J].食品工業(yè),2015,36(1):4-7

[7]楊春梅,吳金鴻,夏云,等.紫蘇泡騰片固體飲料的研究[J].食品與藥品,2012,14(11):381-38

[8] 劉婷,吳道澄.食品中甜味劑的檢測方法[J].中國調味品,2011(3): 1-12,16

Preparation and Formula Optim ization of Freeze-dried Ginger Juice Powder Effervescent Tablets

ZHANGHui，ZHANGXiao-jun，SUNHai-jiao，HEShi-yi，QIAN Lu-lu
（Faculty ofPharmaceuticaland BiologicalEngineering，Shenyang UniversityofChemical Engineering，Shenyang110142，Liaoning，China）

Effervescent tabletwas targeted to development use Haicheng（Liaoning Province）ginger asmain raw material.Bymeans of a series of single factor experiment，the color-preserving effectof ascorbic acid on freeze-dried ginger juice powderwas researched，the stand or fallofeffervescent tabletspreparation technology was compared，and the gingerol embeddingmedium and appropriate sweeteners were screened.Finally，the formula ofginger juice effervescent tabletswere optimized through the L9（34）orthogonalexperiment.Themain results obtained were as follows：itshowed a good color-preserving effecton ginger juice freeze-dried powder by adding 0.05%ascorbic acid.Mixed acid-base non-aqueousgranulatingmethod wasmore suitable for effervescent tablets preparation than direct power compressingmethod and acid and alkaligranulationmethod.The mixed embeddingmedium ofmaltodextrin andβ-cyclodextrine had an optimal effect on gingerol embedding. The optimum formula for the effervescent tabletswas12%of freeze-dried ginger juice powder，4%of Aspartame，77%effervescentagent（1∶0.8），4%of the embedding agent，0.5%of polyvinylpyrrolidone and 2.5% polyethylene glycol.The effervescent tablets prepared in accordancewith abovemethod had a significanteffervescenteffectand had agreatmarketprospectwith itsclear color，unique taste.

ginger juice；freeze-dried powder；effervescent tablet；formula optimization；embedding

10.3969/j.issn.1005-6521.2016.24.016

2016-03-11

遼寧省科技廳自然科學基金資助項目（2013020060）；遼寧省教育廳科學研究一般項目資助（L2014163）；沈陽化工大學與海城合作項目（鞍騰開管委發(fā)[2015]12號）

張卉（1968—），女（漢），副教授，博士，主要從事食品生物技術及生物化工領域的研究與產(chǎn)品開發(fā)。