葡萄籽口含片的制備

巫春寧 林向陽 王長春 鄭為東 葉南慧 吳 佳

WU Chun-ning LIN Xiang-yang WANG Chang-chun ZHENGWei-dong YE Nan-hui WU Jia

（福州大學生物科學與工程學院，福建 福州 350108)

(College of Biology Science and Engineering,Fuzhou University,Fuzhou,Fujian 350108,China)

原花青素（proanthocyanidins，PC）是天然植物中廣泛存在的一大類多酚類化合物的總稱，屬于植物多酚類物質[1]。原花青素水溶性好，極易被機體吸收，生物利用度高達90%以上，是目前為止所發現的最強的抗氧化劑和自由基清除劑，其在體內抗氧化能力是VE的50倍、VC的20倍[2,3]。

早期的原花青素原料主要來源于松樹皮，后來發現從葡萄籽中提取的原花青素純度更高、質量更好、功效更強，因而成為國際市場上生產原花青素的最主要原料。在歐美發達國家，以葡萄籽提取物——原花青素為主要原料膳食補充劑已被廣泛利用多年，人們每天補充或者使用葡萄籽提取物（原花青素產品）已經形成一種良好的生活習慣，就如同每天補充維生素一樣。

葡萄籽是葡萄酒廠的下腳料，經曬干后分離葡萄皮、葡萄梗后所得產物。葡萄籽含有豐富的各種氨基酸、維生素及礦物質等。據中商情報網[4]數據統計，2011年1～12月，中國葡萄酒的產量達11.6億L，而葡萄籽作為葡萄酒行業的主要副產品，每年的產量都非常可觀，而且最近幾年在逐步遞增，為此，可以充分利用這部分資源創造高附加產值。通過超聲波輔助提取葡萄籽中的原花青素，再將其濃縮，冷凍干燥成粉狀，作為片劑主成分，輔以甘露糖及羥丙甲纖維素（HPCM）等，經混合、造粒、干燥、壓片等工序，制成了低熱量、具有保健功能的口含片。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

葡萄籽：安徽毫州公司；

原花青素標準品：阿拉丁試劑有限公司；

阿斯巴甜：常茂生物化學工程股份有限公司；

羥丙甲纖維素（HPCM）：安徽山河藥用輔料有限公司；

藥用滑石粉：廣西桂林市海達滑石制品有限公司；

聚乙二醇：湖南華日制藥有限公司；

微晶纖維素：安徽山河藥用輔料有限公司；

β-環糊精：孟州市華興生物化工有限責任公司；

香草醛、鹽酸、乙醇、甲醇等：均為分析純，市售。

1.2 儀器與設備

三頻數控超聲波清洗器：KQ-300VDE型，昆山市超市儀器有限公司；

紫外分光光度計：UV-1100型，上海美譜達儀器有限公司；

單沖壓片機：TDP-1.5型，中南制藥機械廠；

冷凍干燥機：FD5-series型，西盟國際集團；

低速離心機：SC-3612型，安徽中科中佳科學儀器有限公司；

電子天平：BL150型，德國賽多利斯集團；

低熱恒溫鼓風干燥箱：DHG-9140A型，上海精宏實驗設備有限公司；

旋轉蒸發儀：N-1001型，上海愛明儀器有限公司；

循環水式多用真空泵：SHB-Ⅲ型，鄭州長城科工貿有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 葡萄籽中原花青素含量的測定 采用香草醛—鹽酸法[5]。

1.3.2 樣品中原花青素提取率的計算 取一定量葡萄籽粉，用乙醇進行超聲波浸提后，于離心機4 000 r/min離心20 min，取0.5 mL上清液，稀釋1倍，測定其吸光度。通過標準曲線計算提取液中原花青素的含量，并按式(1)計算其提取率。

式中：

R——原花青素提取率，%；

V——提取液體積，mL；

m——每毫升提取液（稀釋后）中原花青素的量，mg；

M——葡萄籽質量，g。

1.4 原花青素提取工藝優化

1.4.1 超聲波頻率對原花青素提取率的影響 準確稱取2.00 g過30目篩的葡萄籽，固定乙醇濃度60%，料液比1∶10(m∶m)，溫度40℃，提取時間20min，超聲波功率240W，考察不同超聲波頻率（40，80，100 kHz）對葡萄籽提取率的影響。

1.4.2 物料目數對原花青素提取率的影響 準確稱取2.00 g粉碎葡萄籽，固定乙醇濃度60%，料液比1∶10(m∶m)，溫度40℃，提取時間20 min，超聲波功率240W，超聲波頻率80 kHz，考察過不同目數（20,30,40,50,60）的葡萄籽粉末對葡萄籽提取率的影響。

1.4.3 乙醇濃度對原花青素提取率的影響 準確稱取2.00 g過30目篩的葡萄籽，固定料液比1∶10(m∶m)，溫度40℃，提取時間20min，超聲波功率240W，超聲波頻率80 kHz，考察不同乙醇濃度（35%，45%，55%，65%，75%，85%，95%）對葡萄籽提取率的影響。

1.4.4 超聲波功率對原花青素提取率的影響 準確稱取2.00 g過30目篩的葡萄籽，固定乙醇濃度60%，料液比1∶10(m∶m)，溫度40 ℃，提取時間 20min，超聲波頻率 80 kHz，考察不同超聲波功率（120，150，180，210，240，270，300W）對葡萄籽提取率的影響。

1.4.5 提取溫度對原花青素提取率的影響 準確稱取2.00 g過30目篩的葡萄籽，固定乙醇濃度60%，料液比1∶10(m∶m)，提取時間20min，超聲波功率240W，超聲波頻率80 kHz，考察不同溫度（25，35，45，55，65，75 ℃）對葡萄籽提取率的影響。

1.4.6 提取時間對原花青素提取率的影響 準確稱取2.00 g過30目篩的葡萄籽，固定乙醇濃度60%，料液比1∶10(m∶m)，提取時間20min，超聲波功率240W，超聲波頻率80 kHz，考察不同時間(10，20，30，40，50，60min)對葡萄籽提取率的影響。

1.4.7 液料比對原花青素提取率的影響 準確稱取2.00 g過30目篩的葡萄籽，固定乙醇濃度60%，溫度40℃，提取時間20min，超聲波功率240W，超聲波頻率80 kHz，考察不同料液比質量比分別為(1∶5，1∶10，1∶15，1∶20，1∶25)對考察葡萄籽提取率的影響。

根據預試驗結果，分析超聲波頻率、物料目數、提取溶劑（乙醇濃度）、超聲波功率、提取溫度、時間、料液比等因素對指標（原花青素提取率）的影響，選出對其影響最顯著的因素，再采用中心組合設計（CCD）進行響應面試驗分析。

1.5 提取液的處理及壓片

利用旋轉蒸發儀對提取液進行濃縮后，再冷凍干燥，得粉末狀提取物，再將其運用到含片中。以感官評定標準（表1）為指標，探究輔料種類、配比對葡萄籽含片組織狀態、風味、口感、硬度、色澤的影響。

表1 口含片感官質量評分標準Table1 Marking standards about sensory evaluation of tablet

2 結果與分析

2.1 響應面試驗結果

2.1.1 響應面試驗結果及方差分析 在單因素及綜合分析基礎上，擇優選取乙醇濃度、溫度、時間進行RSM三因素三水平試驗，因素水平表見表2，響應面試驗結果見表3。

表2 響應面因素與水平表Table2 Factors and levels of RSM

2.1.2 模型的建立及方差分析 由表4可知，試驗數據所得模型的F值為22.90，模型P<0.000 1，表示該模型極其顯著。失擬項的F值為0.78，P值為0.602 0不顯著，表明該方程擬合性好，可用回歸方程來預測實際的試驗結果。

由表5可知，該模型對超聲波提取葡萄籽中原花青素進行分析和預測對實踐具有指導意義。由模型擬合得到的編碼響應面二次回歸模型R=+2.49-0.17A+0.019B+0.081C-0.019AB+0.057AC-0.027BC-0.21A2-0.088B2-0.10C2，其方程R2為0.953 7。通過求方程極值得到的最優提取工藝：乙醇濃度71.25%，溫度46.08℃，時間42.74 min，最大預測值為2.534%。

2.1.3 試驗因素及交互作用對原花青素提取率的影響

(1)乙醇濃度、溫度及其交互作用對原花青素提取率的影響：由圖1可知，在提取時間40min條件下，當提取溫度為35℃時，原花青素提取率隨著乙醇濃度的上升而增大，當達到一定值后，又下降，這主要是因為原花青素易溶于極性溶劑，但達到一定限度時，反而會隨著溶劑極性的增強而降低。而當乙醇濃度為65%時，溫度對原花青素提取率的影響呈較為平緩的趨勢。

表3 響應面中心組合試驗設計及結果Table3 Response surface central composite design arrangementand experimental results

表4 試驗結果方差分析表Table4 Analysis of variance for the experimental results

表4 試驗結果方差分析表Table4 Analysis of variance for the experimental results

*P<0.05;**P<0.01;***P<0.001。

變異來源模型A-乙醇濃度B-溫度C-時間AB AC BC A2 B2 C2殘差失擬項純誤差總值SS 1.29 0.39 4.971E-003 0.090 3.04E-003 0.026 5.724E-003 0.62 0.11 0.16 0.063 0.028 0.035 1.36 df 91 1 11 1 1 1 1 1 1 0 5 5 1 9 MS 0.14 0.39 4.971E-003 0.090 3.04E-003 0.026 5.724E-003 0.62 0.11 0.16 6.279E-003 5.519E-003 7.038E-003 F 22.90 62.39 0.79 14.38 0.48 4.10 0.91 98.65 17.70 24.70 0.78 P<0.000 1<0.000 1 0.394 5 0.003 5 0.502 2 0.070 3 0.362 2<0.000 1 0.001 8 0.000 6 0.602 0顯著度********不顯著

表5 模型可信度分析Table5 Analysis ofmodel reliability

(2)乙醇濃度、時間及交互作用對原花青素提取率的影響：由圖2可知，在溫度45℃條件下，當提取時間為20min時，原花青素提取率隨著乙醇濃度的上升而增大，當達到一定值后，又下降。當乙醇濃度為65%時，原花青素提取率會隨著提取時間的延長而提高，而后呈現略微下降趨勢，當超聲波時間較短時，原花青素不易溶出，原花青素提取率隨提取時間的延長而增大，但超聲時間過長一方面，耗時，另一方面提取液經長時間超聲空化效應，增加了超聲波作用強度，破壞了原花青素母核的結構，且導致溫度升高，不利于原花青素的提取[6,7]。

(3)溫度、時間及交互作用對原花青素提取率的影響：由圖3可知，在乙醇濃度為75%條件下，當提取時間為20min時，原花青素提取率隨著溫度的上升而增大，當達到一定值后，又下降。當溫度為35℃時，原花青素提取率會隨著提取時間的延長而提高，而后呈平緩，略微下降趨勢。

圖1 乙醇濃度，溫度及其交互作用對原花青素提取率的影響Figure 1 Effectof Concentration of ethanol,tempertature and their interaction on the influence of yield of proanthocyanidins

圖2 乙醇濃度，時間及其交互作用對原花青素提取率的影響Figure 2 Effectof Concentration of ethanol,time and their interaction on the influence of yield of proanthocyanidins

圖3 溫度，時間及其交互作用對原花青素提取率的影響Figure 3 Effectof temperature,time and their interaction on the influence of yield of proanthocyanidins

2.1.4 驗證實驗 根據響應面優化得到的最佳提取條件：乙醇濃度71.25%，溫度46.08℃，時間42.74 min，在此條件下，進行驗證實驗。原花青素提取率為2.521%，相對于預測值2.534%，其相對誤差為0.51%，充分驗證了所建模型的正確性。

2.2 壓片工藝

2.2.1 填充劑、黏合劑對含片質量的影響 由表6可知，甘露醇和乳糖的填充效果最佳，3%的HPCM的黏合效果最好。由于水易被物料迅速吸收，難以分散均勻，造成結塊等現象，所制成的顆粒也松緊不勻而影響片劑的質量[8]；而用80%乙醇和8%淀粉漿，雖然效果會好些，但制成的顆粒粉末較多，顆粒大小分布不均勻,且操作過程中要迅速，以免醇揮發后，軟材變硬或結塊，影響制粒[9]。故綜合考慮選用3%HPCM乙醇溶液作為黏合劑，進行壓片。甘露醇在口腔含化過程中，有負熱效應，故在口腔中溶解有清涼感，適用于口含片，但若選用單一的甜味劑，甜味較為單調，不夠醇厚，再者甘露醇流動性較差而且價格較貴，故將甘露醇配合乳糖（4∶1）、矯味劑（阿斯巴甜）進行壓片使用。

表6 填充劑、粘合劑對含片感官質量的影響Table6 Effectof filler and adhesive on aesthetic quality of tablet

2.2.2 潤滑劑對含片質量的影響 休止角越小，說明顆粒具有更好的流動性，據表7可知硬脂酸鎂的潤滑效果最好，可以使含片的片重均勻，而且能減少粘沖現象，使含片表面光滑。從感官評定得分，知硬脂酸鎂的添加較不會對含片口感產生影響，而加滑石粉制得的口含片口感較差，有苦味，而加聚乙二醇制成的片子脫膜效果好，但其本身有苦澀味，口感不佳[10-13]。

表7 潤滑劑對含片感官質量的影響Table7 Effectof lubricanton aesthetic quality of tablet

2.2.3 干燥溫度及時間對含片質量的影響 軟材造粒后，要迅速干燥，否則易結塊，影響后續的壓片效果。因含片中葡萄籽提取物（主要成分原花青素），在高溫下易氧化，而失去功效，且會造成軟材中的糖分熔化，使顆粒容易結塊、堅硬；而干燥溫度過低，又將延長干燥時間，降低生產效率。由表8可知，造粒后置于烘箱中50℃干燥90min制得的含片顆粒緊湊，硬度合適，無裂片，碎片。

2.2.4 葡萄籽提取物的包合及配方研究 因葡萄籽提取物，有苦澀味，穩定性不好，故選用β-環糊精對葡萄籽提取物進行包埋，以此來掩蓋其苦澀味。經前期試驗，得出將0.45 g葡萄籽提取物置于45℃、50 g的β-環糊精飽和溶液中包埋42min，得到的包埋物口感效果好。而后考察包合物與填充劑的配比（總用量92%）情況，檸檬酸與阿斯巴甜配比(總用量2%)對含片配方的影響。

由表9可知，當包合物與填充劑配比為1∶3，檸檬酸與阿斯巴甜配比為1∶1時，得出的葡萄籽含片外形圓整(直徑0.8 cm)，含片表面光滑，色澤均勻，入口順滑，清涼爽口，酸甜適宜，每片重（0.27±0.03）g。

表8 干燥溫度及時間對含片感官質量的影響Table8 Effect of drying temperature and time on aesthetic quality of tablet

表9 主輔配料對含片質量的影響Table9 Effectof ingredients on aesthetic quality of tablet

3 結論

(1)采用超聲波輔助提取葡萄籽中的功能性成分——原花青素，通過單因素和響應面分析得出提取最佳工藝條件：乙醇濃度71.25%，溫度46.08℃，時間42.74 min,在此條件下，原花青素提取率為2.521%，相對于預測值2.534%，其相對誤差為0.51%，充分驗證了所建模型的正確性。

(2)利用旋轉蒸發儀將提取液進行濃縮后，于冷凍干燥機中干燥制成粉末，將其用于含片的制作，得出當包合物與填充劑配比1∶3（92%），檸檬酸與阿斯巴甜配比為1∶1（2%），3%HPCM的乙醇溶液（4.5%），硬脂酸鎂為1%時，得出的葡萄籽含片（0.27±0.03）g/片表面光滑，色澤均勻，入口順滑，清涼爽口，酸甜適宜，適合廣大消費群體的功能性保健含片。

(3)葡萄籽提取物，輔以不同的配料，經混合、造粒、干燥、壓片等工序，雖制成了低熱量口含片，但還缺少含片的滅菌及包裝，具體的保健效果及功效還有待考究，后期將對含片功能性成分的釋放及對人體的保健效果進行深入探究。

1 周坦洋,羅芙蓉,白彬.葡萄籽原花青素生物藥理活性的研究進展[J].哈爾濱醫科大學學報,2012,46(1):94～96

2 Debasis B，Manashi B，Sidney J S.Freeradical and grape seed proanthocyanidinextract:importancein human health and disease prevention［J］.Toxicology,2000,148:187～197.

3 Bagchi D,Garg A,Krohn R L,et al.Oxygen free radical scavenging abilities of Vitamins C,E and a grape seed proanthocyanidin extract in vitro[J].Research Communication in Molecular Pathology and Pharmacology,1997,95(2):179～189.

4 中商情報網.2011年中國葡萄酒產量增長13%[EB/OL].（2012-01-20）[2013-01-18].http://www.askci.com/news/201201/20/152732_96.shtm l.

5 李春陽,許時嬰,王璋.香草醛—鹽酸法測定葡萄籽梗中原花青素含量的研究[J].食品科學，2004,25(2):157～160.

6 師繪敏.枇杷籽原花青素的超聲波輔助提取[J].食品工業,2012,33(8):22～22.

7 趙兵.循環超聲提取技術在中藥提取中的應用[C]//中藥提取技術(國際)研討會會議論文.北京:中國醫藥設備工程協會,2005:26～29.

8 王銳平,陳雪峰,王寧,等.大棗口含片生產工藝的研究[J].食品工業科技,2007,28(1):154～156.

9 曹德英,王靜.藥物劑型與制劑設計[M].北京:化學工業出版社,2009.

10 王世寬,郭春曉.馬齒莧保健含片生產工藝的研究[J].食品研究與開發,2006,27(9):74～76.

11 彭瀟波.玉竹多糖提取及其口含片的制備工藝研究[D].長沙:中南大學,2011.

12 王屹.蜂花粉含片加工工藝研究[D].福州:福建農林大學,2009.

13 楊生輝,羅光宏.無糖軟兒梨含片生產工藝研究[J].食品科技,2008(1):43～45.

14 國家藥典委員會.中華人民共和國藥典[S].北京:化學工業出版社,2000.