富硒阿膠-菊粉咀嚼片的制備及降血糖活性研究

史雪潔,朱曉振,衣悅濤

(1.中國科學院煙臺海岸帶研究所,山東煙臺 264003;2.中國科學院大學地球科學學院,北京 100049)

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富硒阿膠-菊粉咀嚼片的制備及降血糖活性研究

史雪潔1,2,朱曉振1,2,衣悅濤1,*

(1.中國科學院煙臺海岸帶研究所,山東煙臺 264003;2.中國科學院大學地球科學學院,北京 100049)

以阿膠、菊粉、富硒卡拉膠等為原料,依次經(jīng)過原料的干燥、混勻、制軟材、干燥、過篩、壓片后制得富硒阿膠-菊粉咀嚼片。本文概述了富硒阿膠-菊粉咀嚼片的制備工藝流程并對優(yōu)化過程進行描述,研究了其降血糖活性功能。研究結果表明:阿膠、菊粉、富硒卡拉膠、硬脂酸鎂的添加量分別為24.5%、73.5%、1%、1%,以95%的乙醇溶液為黏合劑,可制得表面光滑、色澤均勻,獨特風味的富硒阿膠咀嚼片。小鼠降血糖實驗結果表明,樣品組小鼠在灌胃處理30 d后隨機血糖有顯著降低,與二甲雙胍作用相當,因而該產(chǎn)品具有顯著降低血糖水平功效。

阿膠,菊粉,咀嚼片,工藝,降血糖活性

阿膠(AsiniCoriiColla)為馬科動物驢的干皮或鮮皮經(jīng)煎煮濃縮制成的固體膠[1],主要成分為蛋白質(zhì)[2],對血虛動物具有良好的補血作用。阿膠含有豐富的鐵元素和大量的動物蛋白,是一種極易吸收的鐵補充劑,能夠有效控制缺鐵性貧血[3]。

由于現(xiàn)存制作工藝的局限性,新制阿膠總帶有火毒,進服新鮮阿膠會引起喉嚨干痛及大便秘結等癥狀[4]。此外,為調(diào)和阿膠的口感,通常加入大量的蔗糖或其他造成人體血糖升高的糖類,使糖尿病人無法服用,限制了阿膠的使用范圍。菊粉,又名菊糖,由果糖分子通過β(1→2)糖苷鍵連接[5],末端是葡萄糖[6],是一類天然果聚糖的混合物。人體攝入后幾乎不被胃酸水解,具有益生素的特點[7]。同時,還具有控制血脂[8]、不引起血糖波動[9]、促進礦物質(zhì)吸收[10]、防治便秘[11]、預防結腸癌[12]等生理功能。將菊粉加入到阿膠中,不僅可以使阿膠具有更佳的口感,而且能夠促進腸道有益菌的生長,促進腸道蠕動[13],防止便秘的發(fā)生,有效解決阿膠存在的副作用問題。

硒作為一種生物體必需的微量元素,具有抗氧化[14]、降血糖、抗衰老[15]及解毒[16]等功能。我國有30%的地區(qū)嚴重缺硒,生活在缺硒地區(qū)的人口達4億之多[17]。補硒時以有機硒為最安全最有效的方法,通常在食品中添加有機硒。膳食硒最高安全攝入量400 μg∕日。

目前阿膠已經(jīng)有口服液、顆粒劑等多種劑型出現(xiàn)在保健品行列,但還沒有阿膠咀嚼片出現(xiàn)。與普通片劑相比,咀嚼片具有口感良好、食用方便、無需崩解過程、生物利用度高等優(yōu)點。

本實驗旨在以阿膠、菊粉為主要原料,配以適量的富硒卡拉膠以實現(xiàn)富硒目的,采用濕法制粒壓片工藝研制出食用方便、口感合適、具有保健功能的富硒阿膠-菊粉咀嚼片,并對產(chǎn)品的降血糖活性進行評價。

1　材料與方法

1.1材料與儀器

阿膠山東東阿修元阿膠生物集團有限公司;硒化卡拉膠(含硒量1%)青島鵬洋科技有限公司;菊粉荷蘭Sensus公司;鏈脲佐菌素(Streptozotocin,STZ)美國Sigma公司;硬脂酸鎂國藥集團化學試劑有限公司;SPF級昆明種小鼠60只,雄性,3周齡,體重18～23 g,北京華阜康生物科技股份有限公司,合格證號:SCXK(京)2014-0004。

真空干燥箱、鼓風干燥箱上海一恒科學儀器有限公司;TDP-5單沖壓片機中南制藥機械廠;JJ-1電動攪拌器金壇市科析儀器有限公司;DH252B川井除濕機深圳市納美特科技有限公司;水分測定儀奧豪斯儀器有限公司;ACCU-CHEK Performa血糖儀、血糖試紙瑞士Roche公司;20目、80目標準檢驗篩。

1.2實驗方法

原料的干燥→混勻→制軟材→干燥→過篩→壓片→感官評價→咀嚼片

1.3操作要點

1.3.1原料的干燥將咀嚼片制備過程中需要的原料先研磨成粉末,后過40目篩,置于40 ℃真空干燥箱中,干燥過夜后置于干燥器內(nèi)密封保存以備用。

1.3.2軟材的制作與造粒利用除濕機將室內(nèi)濕度降至30%以下,按配方將不同的原料混合均勻,邊攪拌邊噴入黏合劑,制成軟硬適中的軟材,將軟材置于托盤中于40 ℃鼓風干燥箱中干燥6 h。干燥后的軟材分別經(jīng)過80目和20目的標準檢驗篩,以除去較大的結塊和較細的粉末,得到體積適中的顆粒。

1.3.3壓片為使咀嚼片表面光滑,易從模具上脫落,需在混合后的物料中加入一定量的潤滑劑-硬脂酸鎂,利用單沖壓片機進行壓片。

1.4感官評定

對各成分含量不同的咀嚼片進行評分,評分小組由具有一定感官評價經(jīng)驗的15人組成,每人各自打分后取平均值。評價指標為嗅覺、味覺、甜度、酸度、苦味和嚼勁。品嘗一個配方后須漱口,并間隔1 min后對下一處方進行評價,感官質(zhì)量評分標準見表1,對每個因素的評價采用3分制,分值越高,表明該特征指標越好[18]。

表1　咀嚼片感官評分標準

1.5 單因素實驗

1.5.1乙醇濃度對造粒效果的影響濕法造粒中常使用的潤濕劑是水和乙醇[19]。預實驗表明,由于菊粉的吸濕性,造粒困難,難以進行壓片操作,因此選用乙醇作為潤濕劑。在預實驗基礎上,選擇配方:阿膠24.5%、菊粉73.5%、硒化卡拉膠1%(含硒量為1%)、硬脂酸鎂1%。將原料混合均勻,邊攪拌邊噴灑乙醇溶液,乙醇溶液的體積分數(shù)分別為100%、95%、90%、85%、80%,乙醇溶液添加量為配方質(zhì)量的25%,按照上述造粒的操作步驟進行造粒。以得粒率為評價指標,對乙醇溶液不同濃度的造粒效果進行評價。定義得粒率(DLL)為顆粒制劑干燥后,依次經(jīng)過20目和80目標準篩過篩之后,得到20目與80目之間的顆粒質(zhì)量占總顆粒的比例。

式中,m1表示干燥后過20目和80目篩后剩余的顆粒質(zhì)量;m2表示配方的總質(zhì)量。

1.5.2乙醇添加量對造粒效果的影響在預實驗基礎上,選擇配方:阿膠24.5%、菊粉73.5%、硒化卡拉膠1%(含硒量為1%)、硬脂酸鎂1%。將原料混合均勻,邊攪拌邊噴灑體積分數(shù)為95%乙醇溶液,乙醇溶液的添加量分別為原料總質(zhì)量的10%、20%、30%、40%、50%,按照上述操作步驟進行造粒。以得粒率為評價指標,對乙醇溶液不同添加量的造粒效果進行評價。

1.5.3潤滑劑的加入量對菊粉咀嚼片壓片效果的影響為了使咀嚼片表面光滑,在混合后的物料中通常加入一定質(zhì)量的潤滑劑。本實驗采用硬脂酸鎂作為潤滑劑。硬脂酸鎂加入量為0.5%、1%、1.5%、2%、2.5%。在預實驗基礎上,選擇配方:阿膠24.5%、菊粉73.5%、硒化卡拉膠1%(含硒量為1%)。將原料混合均勻,邊攪拌邊噴灑體積分數(shù)為95%乙醇溶液,乙醇溶液的添加量為原料總質(zhì)量的25%。按照上述造粒的操作步驟進行造粒并對其評價。

表3　乙醇體積分數(shù)對得粒率的影響

注:▲p<0.05,與體積分數(shù)為80%組比較。

表4　乙醇溶液添加量對得粒率的影響

注:▲p<0.05,與添加量為10%組比較。1.6阿膠-菊粉咀嚼片最佳配方的確定

在單因素實驗的基礎上,應用Design Expert 7.0.0軟件,采用Box-Behnken Design設計實驗方案,以乙醇濃度(A)、乙醇添加量(B)、硬脂酸鎂添加量(C)為影響因素,以咀嚼片的感官評分為響應值,設計了三因素三水平的正交實驗,正交實驗因素與水平表見表2。配方中阿膠、硒化卡拉膠、菊粉含量保持不變,以咀嚼片的感官評分為指標,對嚼味劑和填充劑的含量進行優(yōu)化,以期得到口感最佳的咀嚼片配方。

表2　正交實驗因素與水平表

1.7咀嚼片功能成分降血糖實驗

1.7.1糖尿病模型建造SPF級雄性昆明小鼠60只,3周齡,體重18～23 g,適應性飼養(yǎng)一周后,隨機分為正常對照組和模型組,正常對照組10只,模型組50只。正常對照組普通飼料喂養(yǎng),模型組高脂高糖飼料喂養(yǎng)。4周后檢測體重及血糖,模型組單次腹腔注射120 mg/kg的STZ(STZ用滅菌的0.1 mmol/L、pH4.4的檸檬酸-檸檬酸鈉緩沖液配成2%的溶液,冰上避光操作,現(xiàn)配現(xiàn)用),用于誘導動物糖尿病模型。正常組只注射等量的生理鹽水。10 d后取尾靜脈血,測得空腹血糖高于7.0 mmol/L 和餐后血糖高于11.1 mmol/L的作為糖尿病模型。一次注射未成模,立即按原劑量補注一次STZ,未成者淘汰,成模但緩解者淘汰。

1.7.2動物分組及藥物處理建模成功小鼠40只。對小鼠進行如下分組:正常對照組(10只)、糖尿病模型組(10只)、樣品+糖尿病組(10只)和二甲雙胍+糖尿病組(10只)。

除正常對照組外其余各組小鼠均給予相應治療:樣品組(飼料為最佳原料配比制成的咀嚼片,溶解后灌胃給藥,26 g/kg·d);二甲雙胍組(150 mg/kg·d,灌胃給藥);糖尿病組(等量生理鹽水,灌胃給藥);除正常對照組外其他小鼠給予高脂高糖飼料喂養(yǎng),每日灌胃1次,連續(xù)灌胃8周,于第4周結束時分別檢測體重及血糖值[20]。

1.8產(chǎn)品質(zhì)量指標檢測

1.8.1感官指標采用感官分析進行評定。

1.8.2物理指標脆碎度用脆碎度檢查儀測定,硬度用硬度儀進行測定。

1.8.3微生物指標的檢測微生物指標按照GB/T4789-2008《食品衛(wèi)生微生物學檢測》的規(guī)定執(zhí)行。

1.8.4硒含量的測定硒含量按照GB 5009.93-2010 《食品安全國家標準 食品中硒的測定》的規(guī)定進行測定。

2　結果與分析

2.1單因素實驗結果

2.1.1潤濕劑對造粒效果的影響由表3可以看出,乙醇體積分數(shù)在80%～95%范圍內(nèi),隨著乙醇體積分數(shù)的增加,得粒率不斷上升,當乙醇體積分數(shù)為95%時,得粒率達到了90.63%±2.92%,這主要是由于原料中的菊粉易吸水形成大的粘塊,水分含量越高形成的粘塊越多,干燥后不易通過標準篩,難以形成顆粒。當乙醇的體積分數(shù)為100%時,得粒率反而下降,這主要是由于無水乙醇對原料的粘結作用不夠,軟材干燥后經(jīng)過標準篩剩余了大量的粉末,因此得粒率出現(xiàn)下降。因此,在后續(xù)實驗中選擇體積分數(shù)為95%的乙醇作為潤濕劑。

2.1.2潤濕劑添加量對造粒效果的影響由表4可以看出,當乙醇溶液添加量由原料總質(zhì)量的10%增加到20%時,得粒率由25.34%±3.67%增加到了74.45%±4.38%;乙醇溶液添加量由20%增加到30%時,得粒率增加幅度較小;當乙醇溶液添加量由30%增加到50%時,得粒率開始迅速下降。造成這種現(xiàn)象的原因主要是由于乙醇溶液添加量較低時,粘合劑不夠,有大量的粉末不能相互粘結形成顆粒;當乙醇溶液添加量過高時,

表5　硬脂酸鎂加入量對壓片效果的影響

原料中含有大量的水分,原料間的粘結作用過度形成大的結塊,同樣不利于顆粒的形成,因此,在后續(xù)實驗中乙醇溶液添加量確定為30%。

2.1.3潤滑劑的加入量對菊粉咀嚼片壓片效果的影響由表5可以看出,當硬脂酸鎂的加入量為1%時,制得的咀嚼片脫模效果好,而且具有很好的流動性以及潤滑性,黏度低。因此,本實驗采用加入量為1%的硬脂酸鎂作為制備咀嚼片的潤滑劑。

表7　方差分析表

2.2正交實驗結果

表6　咀嚼片配方優(yōu)化實驗結果

由表6可以看出,RB>RA>RC,在實驗設計的范圍內(nèi),乙醇濃度對咀嚼片口感的影響程度最大,其次為乙醇的加入量及硬脂酸鎂的加入量。由直觀分析可以看出A3>A2>A1,B1>B2>B3,C2>C1=C3。因而較好的組合為A3B1C2,即乙醇濃度為95%、乙醇加入量為原料總質(zhì)量的30%、硬脂酸鎂加入量為1%。由方差分析可知,三個因素對產(chǎn)量的影響都不是很大,可能是由于本實驗誤差自由度較小(僅為2),使檢驗靈敏度低,從而掩蓋了考察因素的顯著性。選擇平均數(shù)較大的水平A3,B1,C2組合成最優(yōu)水平組合A3B1C2。采用與實驗方法相同的工藝,對制備的咀嚼片進行感官評價。三次平行實驗得到的感官評價平均分為2.35分,制備的咀嚼片呈淡黃色,色澤均勻,表面光滑,具有阿膠-菊粉的獨特風味、酸甜協(xié)調(diào)、崩解性好,在25 min內(nèi)全部溶解,硬度及其質(zhì)量差異限度等均符合中國藥典規(guī)定。

2.3咀嚼片功能成分降血糖實驗結果

表8實驗數(shù)據(jù)表明,小鼠經(jīng)過藥物處理飼養(yǎng)30 d后,與正常組相比較體重顯著降低。但樣品組小鼠體重在灌胃處理30 d后可見明顯增加,與糖尿病模型組相比有統(tǒng)計學意義,因此可以推測樣品組飼料對糖尿病小鼠體重的下降具有減緩作用。

表8　各組小鼠藥物處理前后體重變化±s)

注:▲p<0.05,與糖尿病模型組比較,表9同。

表9實驗數(shù)據(jù)表明,正常對照組小鼠在灌胃30 d后血糖水平基本穩(wěn)定,糖尿病模型組血糖水平具有較大幅度的增加。模型組血糖顯著高于正常對照組,具有顯著性差異。與糖尿病模型組比較,樣品組與二甲雙胍組小鼠在灌胃處理30 d后隨機血糖均有降低,差異具有統(tǒng)計學意義,樣品組降低糖尿病小鼠血糖和減緩糖尿病小鼠體重的作用顯著,與二甲雙胍作用相當。與正常對照組相比較,樣品組與二甲雙胍組小鼠的血糖偏高。

表9　各組小鼠藥物處理前后隨機血糖變化±s)

2.4產(chǎn)品質(zhì)量指標檢測

2.4.1感官指標本品為淡黃色片,外觀完整,表面光滑,色澤均勻,具有菊粉、阿膠特有的香味,酸甜可口、入口柔順、無異味,崩解性好,能在25 min內(nèi)全部崩解。

2.4.2物理指標片重0.55 g±5.0%;脆硬度≤0.6%;硬度60 N±5%。

2.4.3微生物指標細菌總數(shù)≤1000 個/g;大腸桿菌未檢出;致病菌未檢出。

2.4.4硒含量指標硒含量為0.01%,在咀嚼片中穩(wěn)定存在。

3　結論

與普通片劑相比,咀嚼片具有攜帶方便、質(zhì)量穩(wěn)定、口感良好等優(yōu)點,片劑經(jīng)過咀嚼后進入腸道,可減少藥劑對胃腸道的負擔,特別適用于小兒、老人、吞咽困難或胃腸功能較差的患者。本實驗對富硒阿膠咀嚼片的制備工藝及配方進行了優(yōu)化,并對咀嚼片中功能成分的降血糖效果進行了研究,得到如下結論:

按照配方:阿膠、菊粉、富硒卡拉膠、硬脂酸鎂的添加量分別為24.5%、73.5%、1%、1%。將原料混合均勻,邊攪拌邊加入體積分數(shù)為95%的乙醇溶液,加入量為原料總質(zhì)量的30%,在40 ℃的鼓風干燥箱中干燥6 h,制得富硒阿膠咀嚼片。采用此方法制得的咀嚼片表面光滑、色澤均勻,口感良好。

小鼠降血糖實驗結果表明,該產(chǎn)品能夠顯著降低小鼠的血糖水平,并對其體重的減少具有緩解作用,與二甲雙胍作用相當。因此,用阿膠、菊粉等原料制成的富硒阿膠咀嚼片具有降血糖活性的功效。

[1]陳慧慧,馮明建,朱海芳,等. 阿膠藥理研究進展[J]. 國藥物評價,2014,31(1):23-26.

[2]霍光華,阿膠氨基酸礦物成分分析與評價[J]. 氨基酸和生物資源,1996,18(4):22-24.

[3]高景會,王蕊,范峰. 阿膠現(xiàn)代研究進展[J]. 中國藥事,2011,25(4):396-401.

[4]程博琳,苗明三. 阿膠的現(xiàn)代研究及特點[J]. 中醫(yī)學報,2015,30(3):67-69.

[5]Gibson G R,Roberfroid M B. Dietary modulation of the human colonic microbiota-introducing the concept of prebiotics[J]. Journal of Nutrition,1995,125(6):1401-1412.

[6]彭英云,鄭清,張濤. 菊粉的功能與利用[J]. 食品研究與開發(fā),2012,33(10):236-240.

[7]Li W C,Zhang J,Yu C W. Extraction,degree of polymerization determination and prebiotic effect evaluation of inulin from Jerusalem artichoke[J]. Carbohydrate Polymers,2015,121(1):315-319.

[8]Canzi E,Brighenti F B,Casiraghi M C,et al. Effect of consumption of a ready-to-eat breakfast cereal containing inulin on the intestinal milieu and blood lipids in healthy male volunteers[J]. European Journal of Clinical Nutrition,1999,53(9):726-733.

[9]Niness K R,Inulin and oligofructose:what are they[J]. Journal of Nutrition,1999,129(7):1402-1406.

[10]Remesy C,Behr S R,Levrat M A,et al. Fiber fermentation in the rat cecum and its physiological consequences[J]. Nutrition Research,1992,12(10):1235-1244.

[11]Hond E D,Geypens B,Ghoos Y. Effect of high performance chicory inulin on constipation[J]. Nutrition Research,2000,20(5):731-736.

[12]Qian S Q,Lu H D,Meng P P. Effect of inulin on efficient production and regulatory biosynthesis of bacillomycin D in Bacillus subtilisfmbJ[J]. Bioresource Technology,2015,179(3):260-267.

[13]王金剛,杜寧娟. 菊粉的工業(yè)化生產(chǎn)技術與發(fā)展前景[J]. 食品工業(yè)科技,2008,29(11):308-312.

[14]安麗霞,溫偉業(yè),王俊東,等. 硒的生物學作用與生物轉(zhuǎn)化[J]. 上海畜牧獸醫(yī)通訊,2006,01(2):55-56.

[15]陳必鏈. 我國富鋅和富硒功能食品研究現(xiàn)狀[J]. 食品研究與開發(fā),1999,20(1):33-37.

[16]馬卓,劉宗平,張白銀,等. 綿羊鉛鎘聯(lián)合中毒與硒解毒的實驗病理學研究[J]. 中國獸醫(yī)科技,1997,27(3):12-14.

[17]董海興. 硒與疾病[J]. 中國療養(yǎng)醫(yī)學,2006,15(2):113-114.

[18]陳武,鄒盛勤,伍曉春,等.絞股藍無糖口含片的制備工藝研究[J].食品科學,2008,29(3):245-248.

[19]馮大偉,冀曉龍,王敏,等. 菊粉咀嚼片制備工藝研究[J]. 食品研究與開發(fā),2013,34(14):46-49.

[20]李耀冬,葉靜,肖美添. 復方海藻膳食纖維對糖尿病小鼠降血糖作用的研究[J]. 食品工業(yè)科技,2014,35(10):341-345.

Preparation and hypoglycemic activity of selenium-enrichedasinicorricolla-inulin chewable tables

SHI Xue-jie1,2,ZHU Xiao-zhen1,2,YI Yue-tao1,*

(1.Yantai Institute of Coastal Zone Research,Chinese Academy of Sciences,Yantai 264003,China； 2.College of Earth Sciences,University of Chinese Academy of Sciences,Beijing 100049,China)

AsiniCoriiColla,inulin and selenium-enriched carrageenan were used as the main raw materials,and a kind of selenium-enrichedAsiniCoriiColla-inulin chewable tablets were prepared through drying,mixing,making granules,drying,compression. The manufacturing process and main point of the operation were described detailedly. Besides,hypoglycemic activity was studied. Accoding to the research,whenAsiniCoriiColla,inulin,selenium-enriched carrageenan,and magnesium stearate were 24.5%,73.5%,1%,1%,with 95% ethanol solution as a adhesive,a kind of selenium-enrichedAsiniCoriiColla chewable tablets with smooth surface,identical color and special flavor can be obtained. The results of hypoglycemic tests in mice indicated that blood sugar levels of mice which were feed withAsiniCoriiColla contained inulin and selenium-enriched carrageenan were decreased significantly after treatment for 30 d.

AsiniCoriiColla;inulin;chewable tables;processing technology;hypoglycemic activity

2016-03-03

史雪潔(1990-)，女，碩士研究生，研究方向：資源生物與化學，E-mail：shixuejie@126.com。

衣悅濤(1974-)，男，博士，副研究員，研究方向：海岸帶資源化學，E-mail:ytyi@yic.ac.cn。

863計劃(2012AA021205-1)；山東省科技重大專項(2015ZDJS03002)。

TS201.1

B

1002-0306(2016)17-0242-05

10.13386/j.issn1002-0306.2016.17.039