兩種干燥方法對杜仲生物發酵人用保健品品質的影響

烏新平 王秀梅

摘要：真空冷凍干燥和噴霧干燥是目前國內外保健品生產中常用的兩種方法，但在生產杜仲生物發酵人用保健品方面目前還沒有研究。本文通過這兩種工藝的研宄，考察了真空冷凍干燥和噴霧干燥兩種工藝對生產杜仲生物發酵人用保健品的感官和性能的影響。文章利用兩種工藝分別處理杜仲生物發酵液，并從制備的產品質量上進行優缺點分析和比較。結果表明真空冷凍干燥制備杜仲生物發酵人用保健品可以最大限度的保留杜仲皮和葉子中的有效活性成分，而且完全保留了活的嗜酸乳桿菌，從而保障了保健品的保健功效。

Abstract： Vacuum freeze drying and spray drying are two commonly methods used in the production of health care products at home and abroad at present. However， there is no research on the health care products of eucommia ulmoides. This article researched the effects of spray drying and cryogenic freeze-drying on the sensory and performance of the health care products of eucommia ulmoides. In article the fermentation broth of eucommia was treated separately by two kinds of techniques and the advantages and disadvantages of the prepared products are analyzed and compared. Results show that the active ingredients of eucommia ulmoides and leaves were maximize preseved by low temperature vacuum freeze-drying and the living acidophilus preserved completely， thus the health care benefits of health care products were protected successfully.

關鍵詞：杜仲；生物發酵；人用保健品；工藝；比較

Key words： eucommia；ulmoides；health care products；process；compare

中圖分類號：TQ920.6 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）31-0212-03

0 引言

噴霧干燥是物料經霧化后與熱空氣接觸，水分經瞬間高溫迅速汽化除去從而得到干燥物品，該工藝干燥效果好，物料均勻、流散性好，但因瞬間高溫過程物料的營養成分容易被破壞和活性乳酸菌易被滅活。真空冷凍干燥技術是把物料先快速凍結，并在真空低溫狀態下將水分固態升華成氣態，再經解吸干燥除去內部結合水，從而達到干燥脫水的目的，該工藝不僅最大限度地保留了保健品的色香味形和生物活性成分，而且產品結構疏松，產品復水性和速溶性好，更接近“新鮮食品”，目前雖然廣泛應用在國內外保健食品生產中，但在杜仲生物發酵人用保健品加工中的研究和應用還沒有。

杜仲生物發酵人用保健品是以杜仲皮和杜仲葉提取液為主，配以蛋白胨、葡萄糖、碳酸鈣等其他營養成分制備成適合嗜酸乳桿菌生長繁殖的培養基，再無菌接入嗜酸乳桿菌進行培養后制備而成。其充分利用嗜酸乳桿菌發酵杜仲皮葉營養成分，既促進了嗜酸乳酸桿菌呈幾何倍數增長繁殖，又使得杜仲皮葉中富含的木脂素類（松酯醇二葡萄糖苷雙向調壓）、桃葉珊瑚甙[1]、京尼平苷、京尼平苷酸[2]（環烯醚萜甙類化合物具有抗腫瘤活性）、綠原酸[3、4]（苯丙素類具有抗菌作用）、總黃酮類[5]、氨基酸等營養和生物活性成分進一步降解為有利于人體吸收的小分子。嗜酸乳桿菌本身是人體腸道內的主要益生菌，在生長繁殖中可以釋放有益于雙歧桿菌等其他益生菌生長的物質，從而起到增加人體大腸內益生菌的數量，促進人體健康的作用。同時嗜酸乳桿菌生長繁殖中的代謝產物多糖類物質甘露聚糖肽[6]（增強人體免疫活性、抗腫瘤）和可溶性乳酸鈣，長期食用后對康復人體膝關節滑膜炎有一定的效果。

1 儀器、藥品和材料

儀器：島津高效液相色譜儀LC-20A；高速冷凍離心機CT15RT，上海天美生化儀器設備工程有限公司；生物潔凈安全柜BHC-1300ⅡA/B3，吳江市凈化設備總廠；全溫振蕩器DHZ-C太倉豪誠實驗儀器廠；噴霧干燥設備（型號蒸發量5l/h） 離心噴霧干燥干燥機，無錫干燥設備有限公司；冷凍干燥設備（型號1.0平方）上海東富龍科技股份有限公司杜仲皮、杜仲葉由三門峽天緣生物有限公司提供；蛋白胨、牛肉膏和酵母膏生化試劑；氯化鈉、葡萄糖口服試劑、碳酸鈣食品級；乳酸細菌培養基（MRS），青島海博生產。

2 方法與結果

2.1 樣品制備

①分別稱取預先破碎的杜仲皮、杜仲葉，按1：2的比例，分別加水浸泡浸潤；然后按1：6和1：5比例加水進行兩次浸提提取。設定杜仲皮提取溫度為98～100℃，提取時間為1～1：30小時；設定杜仲葉提取溫度為70℃，提取時間為0：40～1：00小時。合并上述杜仲皮和杜仲葉的提取液，作為一、二、三級培養液使用。

②將嗜酸乳桿菌無菌操作接種于含杜仲提取液的培養液中，逐級進行一、二、三級擴大培養。一級試管培養37～39℃培養22～24h，培養液pH4.2～4.5正常渾濁；二級三角瓶培養37～39℃搖床培養18～24h，培養液pH4.2～4.5正常渾濁、無菌膜、無絮狀物；三級圓底燒瓶培養37～39℃搖床培養16～18h，培養液pH4.2～4.5正常渾濁、無菌膜、無絮狀物，碳酸鈣減少。活菌數在120億/ml以上。

③噴霧干燥樣品。將發酵過的培養液經噴霧干燥蠕動泵進行干燥（離心和壓力噴霧干燥均可）。噴霧干燥中干燥溫度、壓縮空氣流量和物料密度是主要因素，選取不同的干燥溫度、壓縮空氣流量和物料密度對發酵培養液進行正交實驗，正交實驗因素表見表1，正交試驗設計表見表2，實驗結果見表3。條件設置如表2，實驗結果如表3所示。

正交試驗結果表3感官評分值結果表明，最佳噴霧干燥實驗優選結果是A2B2C2，即進風溫度為180℃、壓縮空氣；流量為480l/h、物料密度為1.1g/ml左右，在此條件下得到的綠原酸和京尼平苷及感官評分65分。控制進風溫度160～180℃，出風溫度60～80℃。收集噴霧干燥樣品，即可作為提供壓片、膠囊、造粒或功能飲料等產品的基礎原料。

④真空冷凍干燥（又稱升華干燥）樣品 將發酵好的培養液倒入冷凍托盤內，進行低溫冷凍干燥，真空冷凍干燥中物料粘度和真空度是主要因素，選取不同的物料粘度和真空度對發酵培養液進行正交試驗，實驗結果如表5所示。

真空冷凍干燥溫度控制冷凍固化溫度-45～-50℃，物料密度控制在1.1左右，固化后真空升華控制高真空10～40Pa，獲得冷凍干燥品，即可作為提供壓片、膠囊、造粒或功能飲料等產品的基礎原料。

2.2 產品質量標準比較

2.2.1 杜仲生物發酵培養物真空冷凍干燥樣品檢驗項目和方法

①水分：按GB 5009.3-2010 食品安全國家標準 食品中水分的測定。

②乳酸菌：按GB 4789.35-2010 食品安全國家標準 食品微生物學檢驗 乳酸菌檢驗。

③綠原酸：HPLC法測定杜仲雄花和杜仲雄花茶中京尼平苷酸、綠原酸和京尼平苷[7]。

④總黃酮：總黃酮含量比色法測定[8]。

⑤京尼平苷：HPLC法同時測定杜仲皮中京尼平苷酸、綠原酸、京尼平苷和松酯醇二葡萄糖苷[9]。

⑥京尼平苷酸：同⑤。

⑦松酯醇二葡萄糖苷：同⑤。

⑧甘露聚糖肽：同時高產甘露聚糖肽與乳酶生發酵條件的研究[10]。

⑨乳酸鈣：按GB 5009.12-2016 食品安全國家標準 食品中鈣的測定。

⑩桃葉珊瑚苷：高效液相色譜法測定杜仲果仁中的桃葉珊瑚苷方法[1]。

2.2.2 杜仲生物發酵噴霧干燥和真空冷凍干燥檢測結果（表6）

2.3 產品性狀、簽別、檢查

感官檢查噴霧干燥樣品顆粒粗糙、顏色深棕，真空冷凍樣品呈多孔海綿狀，顏色淺棕，復水快。藥味濃。

3 討論與小結

①冷凍干燥物料干燥過程是在較低溫度下進行，而且基本隔絕了空氣，因此更有效地抑制了熱敏性物質發生生物、化學或物理變化，并較好地保存了原料色澤和活性物質。

②噴霧干燥和真空冷凍干燥兩種制備工藝制得的產品，從質量指標感官和有效成分等比較可知，噴霧干燥產品中綠原酸、京尼平苷有效成分損失較大，真空冷凍干燥則更好的最大限度的保存了產品的這兩種活性物質[11、12]。活性嗜酸乳桿菌冷凍干燥品大約50億/克以上，噴霧干燥品嗜酸乳桿菌則未檢出。

參考文獻：

[1]胡江宇，張永康，李輝，李志平，田楊.高效液相色譜法測定杜仲果仁中的桃葉珊瑚苷[J].生命科學儀器，2006（03）：39-42.

[2]杜紅巖.杜仲活性成分與藥理研究的新進展[J].經濟林研究，2003（02）：58-61，82.

[3]張康健，董娟娥，馬柏林，高錦明，韓學文.杜仲次生代謝物部位差異性的研究[J].林業科學，2002（06）：12-16.

[4]王嗣岑，賀浪沖，高錦明，張康健，劉麗.RP-HPLC法同時分離測定杜仲葉中3種有效成分[J].西北藥學雜志，2001（01）：15-16.

[5]杜慶鑫，魏艷秀，劉攀峰，杜紅巖.分光光度法測定杜仲雄花和葉中的總黃酮[J].中南林業科技大學學報，2017，37（05）：96-100.

[6]馮鎖民，任淑娟，楊穎，王黎，惠樂妮.同時高產甘露聚糖肽與乳酶生發酵條件的研究[J].安徽農業科學，2011，39（19）：11889-11891.

[7]戚向陽，陳維軍，張聲華.反相高效液相色譜法測定杜仲中京尼平苷、京尼平苷酸及綠原酸的含量[J].藥物分析雜志，2000（01）：22-24.

[8]尉芹，王冬梅，馬希漢，張康健.杜仲葉總黃酮含量測定方法研究[J].西北農林科技大學學報（自然科學版），2001（05）：119-123.

[9]劉慧，張盛，劉仲華.HPLC法同時測定杜仲皮中京尼平苷酸、綠原酸、京尼平苷和松脂醇二葡萄糖苷[J].中草藥，2012，43（08）：1547-1549.

[10]金偉華，陳華，張明，蒲志強.注射用甘露聚糖肽兩種含量測定方法的比較[J].藥學實踐雜志，2016，34（01）：62-65.

[11]李欽，杜紅巖，杜蘭英，赫錦錦，段經華.HPLC法測定杜仲雄花和杜仲雄花茶中京尼平苷酸、綠原酸和京尼平苷[J].中草藥，2009，40（01）：71-72，143.

[12]趙文波，劉起華，李婧海.杜仲的研究與應用[J].中國林副特產，2000（02）：49.