范 雲(yún), 張 慜
(江南大學 食品學院,江蘇 無錫214122)
大麥葉中富含多種營養(yǎng)元素[1],包括蛋白質(zhì)28.2%[2]、葉綠素0.26~0.43 μg/hg[3]、類黃酮(36 mg/hg)、膳食纖維、維生素C 和E,以及K、Ca、Mg 等礦質(zhì)元素,而其碳水化合物及脂肪含量則較低。 此外,大麥葉還具有降血脂、降血糖、抗腫瘤、預防便秘、抗氧化、抗疲勞等保健功能[4],被認為是一種新型功能食品,通過“選擇性吸收”補充人體所需。 然而,新鮮的大麥葉存在不易運輸、儲存和加工等缺點,因此,將新鮮大麥葉經(jīng)過低溫干燥,制成凍干麥葉,既可以保留其豐富的營養(yǎng)元素,又可以進一步加工成麥苗粉,用作食品加工原料,方便運輸、倉儲,并且降低了商業(yè)成本,且產(chǎn)品具有較好的分散性和利于人體消化吸收等特點。
目前,市場上的大麥葉產(chǎn)品主要包括單一的大麥葉粉和大麥葉青汁,而以凍干大麥粉為原料的泡騰片還鮮有研究。 泡騰片起源于制藥領(lǐng)域,是一種遇水發(fā)生酸和堿化學反應的藥物劑型,其遇水快速崩解,并釋放有效成分,同時伴隨大量的二氧化碳產(chǎn)生[5-6]。 它具有體積小、功能成分釋放快、口感好、顏色可調(diào)等特點,在固態(tài)飲品中越來越受到人們的歡迎,因此開發(fā)麥苗粉泡騰片意義顯著。
本研究中以真空冷凍干燥及高能納米沖擊制備的麥苗粉為原料,開發(fā)麥苗粉泡騰片,既能促進大麥葉功能成分快速釋放, 提高其生物利用率,又便于商業(yè)運輸和消費者攜帶使用,為大麥葉產(chǎn)品深加工提供了新的思路。
大麥葉,由江蘇頂能食品公司提供;甜葉菊糖苷、聚乙二醇(PEG)6000,購自上海維酮材料科技有限公司;檸檬酸、NaHCO3均為食品級。
(CIM-SY-A)高能納米沖擊磨,秦皇島市太極環(huán)納米制品有限公司產(chǎn)品;多功能高速粉碎機,北京恒泰豐科試驗設(shè)備有限公司產(chǎn)品;鋼篩,鞏義市予華儀器有限公司產(chǎn)品;電子分析天平,上海舜宇恒平科學儀器有限公司產(chǎn)品;干燥器,上海梅穎浦儀器儀表制造有限公司產(chǎn)品;TDP 型單沖式壓片機,上海天祥健臺制藥機械有限公司產(chǎn)品。
將大麥葉剪至3~5 mm 長, 置于-80 ℃超低溫冰箱中24 h。 然后,參照高甜等[7]的方法稍作修改,將凍干條件設(shè)置為冷阱-40 ℃,功率2 W/g,真空度(8.8±0.2) kPa, 將大麥葉進行真空冷凍干燥至含水質(zhì)量分數(shù)為3%。 然后,用多功能高速粉碎機粉碎凍干的麥苗,過300 目篩。 惰性氣體保護下,再經(jīng)高能納米沖擊磨處理8 h,制成麥苗粉(粒徑≤250 nm),樣品保存于干燥器中直至下一步試驗。
根據(jù)付艷秋等[6]的方法,稍作修改。 選取PEG6000作為潤滑劑[8],熔融后加入一定量NaHCO3,冷卻粉碎過100 目篩得到堿源包裹物; 取一定量的麥苗粉與檸檬酸混合后,加入一定量甜葉菊糖苷,并將其與堿源包裹物混合均勻,直接壓片制成麥苗粉泡騰片。
1.5.1 麥苗粉添加量 試驗前將麥苗粉過500 目篩, 分別將不同質(zhì)量的麥苗粉(0.05、0.1、0.15、0.2、0.25 g, 相當于1 g 泡騰片的5%、10%、15%、20%、25%)溶于100 mL 50 ℃的純凈水中。以色澤、滋味、麥香風味3 個感官指標對麥苗粉湯汁進行評價,每項設(shè)定5 分,以綜合分值作為感官評定的結(jié)果(表1),最終確定麥苗粉的最佳添加量范圍。
1.5.2 崩解劑配比試驗 本試驗選擇檸檬酸[9](酸源)和NaHCO3(堿源)作為崩解劑[6,10],并將NaHCO3定量為1 g,按質(zhì)量比,配制不同比例的崩解劑(NaHCO3:檸檬酸=1∶0.6、1∶0.7、1∶0.8、1∶0.9、1∶1)。 取0.5 g 各個配比的崩解劑加入100 mL 純凈水中, 待泡騰結(jié)束后測定溶液的pH 值,最終確定崩解劑的配比范圍。
1.5.3 甜味劑添加質(zhì)量分數(shù) 稱取0.01、0.02、0.03、0.04、0.05、0.06 g (相當于1 g 泡騰片的1%、2%、3%、4%、5%、6%)甜葉菊糖甙,分別溶于100 mL 50 ℃純凈水中,然后進行感官評價,評價標準為:過度甜1 分,無甜味2 分,微甜3 分,濃甜4 分,中等甜5 分。 最終確定甜葉菊糖甙的最佳添加量范圍。
選擇影響泡騰片產(chǎn)品品質(zhì)的3 個因素:麥苗粉添加量(質(zhì)量分數(shù))、崩解劑比例、甜葉菊糖苷添加量(質(zhì)量分數(shù)),根據(jù)單因素試驗結(jié)果設(shè)計L9(34)正交試驗,以感官評價為指標,確定泡騰片的最優(yōu)配方。
1.7.1 崩解時間 將6 片麥苗粉泡騰片分別置于200 mL 水(20±5 ℃)中,當氣泡產(chǎn)生時開始計時,直至周圍不再逸出氣體時停止計時,即為泡騰片崩解時間。
1.7.2 產(chǎn)氣量的測定 用15 mL 帶刻度試管(內(nèi)徑1.5 cm)準確量取3 mL 水,置于36~38 ℃水浴5 min后,加入1 片麥苗粉泡騰片,觀察最大發(fā)泡量的體積,并進行記錄,平行測定6 次。
1.7.3 感官評定 選擇主要感官指標:色澤、滋味和麥香風味,分值設(shè)定見表1。 權(quán)重分配如下:色澤0.3、滋味0.3、麥香風味0.4;得分高者質(zhì)量為優(yōu)。 感官評定過程:召集15 位評分員,評分員具有一定的食品科學背景,并經(jīng)過簡要的培訓,將其評分收集后通過求和加權(quán)取平均分,最終得分計算公式為:
表1 麥苗粉泡騰片的感官評定標準Table1 Standard of the sensory evaluation for effervescent tablets of barley grass powder
其中Xi指標,Yj為權(quán)重,n 為參與人數(shù)。
采用SPSS 16.0 軟件進行正交分析 (相關(guān)性系數(shù)P<0.05); 用OriginPro.8 (OriginLab Corporation,Northampton USA)繪圖。
由圖1 可以看出, 麥苗粉質(zhì)量分數(shù)為10%時,其湯汁的色澤、滋味及風味評分均最高,平均約為4.3,呈現(xiàn)均勻的翠綠色且?guī)в泄鉂桑涛兑巳司哂袧饬业柠溝泔L味; 而含5%麥苗粉的湯汁則呈現(xiàn)較淺的綠色,滋味較淡,麥香風味明顯不足。 因此本試驗選擇麥苗粉的添加量為5%、10%、15%(即0.05、0.1、0.15 g)3 個水平進行后面的正交優(yōu)化試驗。
圖1 不同添加質(zhì)量麥苗粉湯汁的感官評分Fig.1 Sensory evaluation of the solution with different contents of barley grass powder
由圖2 可知,將NaHCO3的質(zhì)量定為1 g,加入不同質(zhì)量的檸檬酸獲得不同比例的崩解劑,最終獲得的湯汁pH 值具有顯著差異[11]。當NaHCO3∶檸檬酸比例為1∶1(g∶g)時,其湯汁pH 值最低,溶液呈酸性,與不添加崩解劑的原味麥苗粉湯汁相比,風味發(fā)生了較大的改變。 為了保持麥苗粉原有的風味,應盡可能使崩解劑不改變湯汁的pH 值。顯然,崩解劑比例為1∶0.5~1∶0.7(g∶g)時,泡騰片湯汁基本保持了麥苗粉單獨沖泡時的pH 值,保持了自然的麥苗風味。因此,選取1∶0.5、1∶0.6、1∶0.7(g∶g)3 個水平進行正交試驗。
甜葉菊糖苷是一種天然甜味劑,其甜度是蔗糖的200~300 倍[12]。因此,較小的添加量即可達到適口的要求。 從圖3 可以看出,當甜葉菊糖苷質(zhì)量分數(shù)在1%~3%時,感官評分均在3 以上,而甜葉菊糖苷質(zhì)量分數(shù)大于3%時,感官評分迅速降低,達到難以接受的甜度閾值, 因此選取1%、2%、3%3 個水平進行正交試驗。
圖2 不同配比的崩解劑(NaHCO3 和檸檬酸)對湯汁pH 的影響Fig. 2 Effect of different ratios of disintegrating agents(NaHCO3 and citric acid) on the pH of soup
圖3 不同質(zhì)量分數(shù)甜葉菊糖苷溶液的感官評分Fig. 3 Sensory evaluation of the solution with different contents of steviol glycosides
根據(jù)上面的單因素試驗結(jié)果,進行L9(3)4正交試驗(表2)。
表2 麥苗粉泡騰片配方優(yōu)化正交試驗設(shè)計表Table 2 Orthogonal test design table for formula optimization of effervescent tablets of barley grass powder
從表3 中可以看出,麥苗粉添加量、崩解劑配比和甜葉菊糖苷添加量的R 值 (極差值) 分別是1.34、1.66 和0.94, 顯然崩解劑對感官品質(zhì)影響最大,而甜葉菊糖苷質(zhì)量分數(shù)在選取的質(zhì)量分數(shù)范圍內(nèi)對湯汁品質(zhì)影響較小。3 個因素對泡騰片湯汁品質(zhì)影響的強弱排序為:B (崩解劑比例)>A (麥苗粉添加量)>C(甜葉菊糖苷添加量)最優(yōu)組合為A1B1C1,即麥苗粉添加量為10%,崩解劑(NaHCO3∶檸檬酸)比例為1∶0.7(g∶g),甜葉菊糖苷添加量為1%時,麥苗粉泡騰片感官評分最高,說明其口感最佳。
按照最優(yōu)配方A1B1C1制備麥苗粉泡騰片,并檢測其沖泡特性(產(chǎn)氣量和崩解時間)。 從表4 可以看出,5 次試驗中,麥苗粉泡騰片單片產(chǎn)氣量均大于6 mL,崩解時間均小于5 min,滿足要求。
按照最優(yōu)配方A1B1C1, 生產(chǎn)了一批麥苗粉泡騰片成品,測定相關(guān)質(zhì)量指標。 取20 片麥苗粉泡騰片進行測定, 測定結(jié)果為:20 片麥苗粉泡騰片平均重1.0014 g,相對標準偏差(RSD)為0.31%,質(zhì)量合格。 產(chǎn)品呈圓形片劑,表面光潔,直徑為1 cm,表面及芯材顏色均勻;pH 為6、產(chǎn)氣量7 mL、崩解時間2 min,完全符合泡騰片相關(guān)質(zhì)量規(guī)定。
本試驗制備的麥苗粉泡騰片,具備了產(chǎn)品應有的特征:外觀顏色良好,具有濃烈的麥香氣,滿足5 min全部分散溶解的要求。 麥苗粉泡騰片的麥苗粉添加量為10%時,其湯汁的色澤、滋味和麥香風味最佳,感官得分最高;崩解劑(NaHCO3和檸檬酸)比例為1∶0.5、1∶0.6、1∶0.7(g∶g)時,能形成接近中性的湯汁,保持原味麥香;甜葉菊糖苷添加量在1%~3%時,其湯汁的甜度適中,感官評分較高,而超過3%時,甜度則讓人難以接受。 泡騰片的正交試驗優(yōu)化結(jié)果表明:麥苗粉添加量為10%,崩解劑比例為1∶0.7(g∶g),甜葉菊糖苷添加量為1%時,麥苗粉泡騰片的感官評分最高,沖泡特性最佳。
表3 麥苗粉泡騰片配方優(yōu)化正交試驗結(jié)果Table 3 Orthogonal results of formula optimization of effervescent tablets of barley grass powder
表4 麥苗粉泡騰片的產(chǎn)氣量和崩解時間測試Table 4 Gas production and disintegration time of effervescent tablets of barley grass powder