一種三七葉含片的研制

劉艷，唐玲，趙存朝，陶亮, ，田洋,

1.云南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院（昆明 650201）；2.食藥同源資源開發(fā)與利用教育部工程研究中心（昆明 650201）；3.云南省生物大數(shù)據(jù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（昆明 650201）

三七又名“滇漆”“田三七”等，是中國(guó)傳統(tǒng)名貴中藥材之一，云南作為三七的道地產(chǎn)區(qū)，應(yīng)用歷史久遠(yuǎn)[1]。三七之所以被稱為“三七”，是因?yàn)槿呷~獨(dú)特的形狀，每株三七有3個(gè)分叉，且每個(gè)分叉有7張葉片，所以三七的命名時(shí)來源于三七葉[2]。三七葉一般呈倒卵狀橢圓形、長(zhǎng)圓形，先端漸尖，基部漸狹，邊緣呈鋸齒狀且有尖刺。《本草綱目》中提及，三七莖葉治折傷跌撲出血，敷之即止，青痛經(jīng)夜即散，余功同根[3]，具有止血、消腫散瘀的功效[4]；三七葉中含有三七皂苷、人參皂苷，具有鎮(zhèn)靜安神[5]、抗炎鎮(zhèn)痛[6]、降血壓[7]等藥理作用；具有清熱解毒、平肝明目、減肥、降血脂、降血壓、消炎、止血、止痛、抗癌，抗衰、增強(qiáng)人體免疫力功能等多種功效[8-11]；具有較高的藥用價(jià)值及開發(fā)價(jià)值，在中藥產(chǎn)業(yè)發(fā)展中發(fā)揮巨大作用。

近年來三七需求量及種植面積不斷擴(kuò)大，但利用的部位為主要為三七根，隨著研究的深入，發(fā)現(xiàn)三七葉中具有根中類似的藥用活性物質(zhì)[12-13]，具有一定研究開發(fā)價(jià)值。2016年云南省衛(wèi)生計(jì)生委批復(fù)同意將三七花、莖葉作為普通地方特色食品原料進(jìn)行管理，改變其長(zhǎng)期以來不能作為普通食品原料開發(fā)利用的現(xiàn)狀。這標(biāo)志著名貴中藥材三七的地上部分進(jìn)入食品領(lǐng)域，促進(jìn)三七花、莖葉為原料的食品開發(fā)及其產(chǎn)業(yè)發(fā)展[14]。云南三七種植面積約占全國(guó)種植面積的95%[15]，三七根利用率較高，但對(duì)于三七葉資源開發(fā)略顯不足，對(duì)于三七的主要副產(chǎn)物，資源利用率較低。以三七葉被批準(zhǔn)為新食品原料為契機(jī)，以干三七葉為原料，經(jīng)粉碎、發(fā)酵、提取、噴霧后制備三七葉提取物干粉，添加其他配料制備一款風(fēng)味獨(dú)特的新型健康含片產(chǎn)品，為三七葉的資源化利用及食品開發(fā)提供技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

干三七葉（采自云南文山）；糊精（遼寧東源藥業(yè)有限公司）；甘露醇（河南圣斯德實(shí)業(yè)有限公司）；硬脂酸鎂（河南萬邦實(shí)業(yè)有限公司）；羧甲基纖維素鈉（河南萬邦實(shí)業(yè)有限公司）；山梨醇（華北制藥華盈有限公司）。

DE-100手提式高速萬能粉碎機(jī)（浙江紅景天工貿(mào)有限公司）；TDL-5-A離心機(jī)（上海安亭科學(xué)儀器廠）；YC-018噴霧干燥機(jī)（上海順儀實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司）；DYP-1.5L單沖壓片機(jī)（廣州雷邁機(jī)械設(shè)備有限公司）；DHG-2150B電熱鼓風(fēng)干燥箱（鄭州生元儀器有限公司）。

1.2 工藝優(yōu)化

1.2.1 三七葉含片制備工藝

參考區(qū)潔雯[16]方法制備三七葉浸提物干粉。三七葉含片加工基本工藝流程：干三七葉→打粉→料液混合（料液比1∶10 g/mL）→加熱至沸騰（沸騰5 min）→冷卻至室溫→接種酵母菌→發(fā)酵（24 h）→離心（5 600g，4 000 r/min，20 min）→取上清液（5 ℃冷庫(kù)保存）→噴霧干燥（1 h）→三七葉干粉→添加糖粉、糊精、甘露醇、羧甲基纖維素鈉等輔料→混勻→制軟材→造粒→干燥→總混（硬脂酸鎂、薄荷腦）→整粒→壓片→包裝。

1.2.2 操作要點(diǎn)

原料處理：將采摘的新鮮三七葉烘干后破碎打粉，過0.180 mm孔徑篩備用。

料液混合：按照三七葉粉與水1∶10（g/mL）加水煮沸保持10 min完成殺菌處理，在加熱過程中需不斷攪拌，使物料受熱均勻。降溫至35～40 ℃時(shí)，添加乳酸菌發(fā)酵（植物乳桿菌、嗜酸乳桿菌質(zhì)量比1∶1）48 h。

離心：將發(fā)酵好的三七葉液在離心力5 600g（轉(zhuǎn)速4 000 r/min）條件下離心25 min，取上清液備用。

噴霧干燥：在噴霧干燥機(jī)的進(jìn)口溫度190 ℃、出口溫度65 ℃、空氣壓力0.3 MPa的條件下，噴霧干燥制備得到三七葉干粉。

純水造粒：造粒前應(yīng)把含片的填充劑（糖粉、糊精、甘露醇、羧甲基纖維素鈉）混勻，加入純水，多次少量加入純水同時(shí)不斷攪拌，調(diào)整物料的濕度，避免純水加多，制軟材失敗。制作好的軟材應(yīng)“握之成團(tuán)，觸之即散”。

造粒和干燥：將顆粒狀的軟材均勻鋪在烤盤上，于70 ℃干燥，間隔0.5 h翻動(dòng)1次。干燥完成后的干粒用手捏不粘手，使勁一捏可捏碎。

壓片：壓片前加入潤(rùn)滑劑（硬脂酸鎂）和薄荷腦，薄荷腦后加入是避免薄荷腦在干燥的高溫下?lián)]發(fā)，混合均勻后送入壓片機(jī)壓片。

1.2.3 單因素試驗(yàn)

篩選矯味劑、填充劑、黏合劑、潤(rùn)滑劑的種類對(duì)三七葉含片質(zhì)量的影響，以口感和組織狀態(tài)為考察指標(biāo)，確定最優(yōu)配方。固定輔料糖粉∶羧甲基纖維素鈉∶硬脂酸鎂質(zhì)量比10∶2∶5，以感官評(píng)分為參考，篩選三七葉粉添加量（5%～20%）、糊精添加量（2%～20%）、甘露醇添加量（10%～50%）對(duì)三七葉含片感官質(zhì)量的影響。

1.2.4 響應(yīng)面優(yōu)化

利用響應(yīng)面Central Composite Design中心復(fù)合設(shè)計(jì)試驗(yàn)，以響應(yīng)值（Y值）為感官評(píng)分，選取X1（三七葉粉添加量）、X2（甘露醇添加量）、X3（糊精添加量）為試驗(yàn)因素，進(jìn)行三因素三水平的試驗(yàn)設(shè)計(jì)。優(yōu)化三七葉粉含片的工藝參數(shù)，響應(yīng)面分析水平見表1。

表1 響應(yīng)面分析因素及水平 單位：%

1.3 感官評(píng)分

由8名經(jīng)過培訓(xùn)的食品加工專業(yè)人員組成評(píng)定小組，對(duì)含片的外觀、硬度、滋味、氣味等做感官評(píng)價(jià)，對(duì)感官評(píng)分結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果取平均值，具體感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)見表2。

表2 葉含片感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

1.4 產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)

水分，參照GB 5009.3《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中水分的測(cè)定》中的常壓干燥法測(cè)定；灰分，參照GB 5009.4《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中灰分的測(cè)定》進(jìn)行測(cè)定；砷含量，參照GB/T 5009.11《食品中總砷及無機(jī)砷的測(cè)定》進(jìn)行測(cè)定；鉛含量，參照GB 5009.12《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中鉛的測(cè)定》進(jìn)行測(cè)定；片重，采用稱重法測(cè)量；含化時(shí)間，記錄每個(gè)感官評(píng)定同學(xué)含片在口中消失的時(shí)間；菌落總數(shù)，參照GB 4789.2《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品微生物學(xué)檢驗(yàn)菌落總數(shù)測(cè)定》平板菌落計(jì)數(shù)法進(jìn)行測(cè)定；大腸桿菌，參照GB 4789.3《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品微生物學(xué)檢驗(yàn)大腸菌群計(jì)數(shù)》進(jìn)行測(cè)定；霉菌計(jì)數(shù)，參照GB 4789.15《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品微生物學(xué)檢驗(yàn)霉菌和酵母菌計(jì)數(shù)》進(jìn)行測(cè)定。

1.5 數(shù)據(jù)處理

使用Excel 2013對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，數(shù)據(jù)在Design-Expert 8.0.6進(jìn)行響應(yīng)面分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 三七葉含片輔料篩選試驗(yàn)結(jié)果分析

2.1.1 矯味劑篩選

矯味劑能提高含片感官評(píng)價(jià)、滋味，增強(qiáng)消費(fèi)者的可接受性[17]，選用糖粉、甘露醇、山梨醇、糖精鈉、薄荷腦為輔料，以感官評(píng)分作為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行矯味劑的篩選，由圖1可知，甘露醇與薄荷腦混合時(shí)感官評(píng)分最高，是最適合三七含片的矯味劑，甘露醇能夠掩蓋三七葉粉的部分苦味[18]，薄荷腦使含片具有清涼感，使含片風(fēng)味更佳[19]。只使用糖精鈉時(shí)，開始入口很甜，沒有回甘而回苦；糖精鈉、乳糖和、薄荷腦混合使用都有相同的情況。甘露醇、山梨醇混合使用時(shí)，甜味不足，且山梨醇吸濕性較強(qiáng)，不利于壓片。甘露醇與草莓香精混合時(shí)，草莓香精味道太濃郁，掩蓋三七特有的味道。

圖1 三七葉含片矯味劑篩選結(jié)果

2.1.2 填充劑篩選

填充劑能改善三七葉粉的性能，加入填充劑不僅保證一定的體積大小，而且能夠減少含片功效成分的劑量偏差，改善物料的壓縮成型性等，便于含片成型[20]。選用淀粉、糊精、甘露醇、糖粉、乳糖、硫酸鈣等輔料，以感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行填充劑的篩選。由圖2可知，糖粉和糊精感官評(píng)分最高，是最適三七葉含片的填充劑且含片成型效果最好。由于糖粉的吸濕性較強(qiáng)，若用量過度會(huì)造成壓片困難、含片表面有細(xì)粉或裂紋。

圖2 三七葉含片填充劑篩選結(jié)果

2.1.3 黏合劑的篩選

黏合劑[21]的選擇影響著含片制作過程的難易程度，外觀及成品的內(nèi)在質(zhì)量，選用羧甲基纖維素鈉、微晶纖維素、甲基纖維素等輔料，以感官評(píng)分作為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行填充劑的篩選。由圖3可知，羧甲基纖維素鈉作為三七葉含片黏合劑時(shí)感官評(píng)分最高，三七葉粉黏合性較差，添加羧甲基纖維素鈉能提高三七葉粉的黏合性，添加羧甲基纖維素鈉的含片表面無裂紋，結(jié)構(gòu)緊實(shí)，硬度適宜。添加微晶纖維素壓制出的含片表面有明顯裂紋，結(jié)構(gòu)松散，硬度軟，有裂片，微晶纖維素價(jià)格略高淀粉、糊精等常用試劑，甲基纖維素壓制出的含片表面不光滑、內(nèi)部有輕微結(jié)塊現(xiàn)象。

圖3 三七葉含片黏合劑篩選結(jié)果

2.1.4 潤(rùn)滑劑的篩選

在壓片過程中添加適量潤(rùn)滑劑能減少摩擦，增加顆粒的流動(dòng)性，使其順利完成壓片，使片劑外觀光滑美觀。有研究表明硬脂酸鎂作為潤(rùn)滑劑會(huì)對(duì)片劑產(chǎn)生軟化作用，主要表現(xiàn)為片劑硬度的降低。由圖4可知，硬脂酸鎂作為三七葉含片的潤(rùn)滑劑感官評(píng)分最高。硬脂酸鎂作為潤(rùn)滑劑會(huì)對(duì)片劑產(chǎn)生軟化作用，主要表現(xiàn)為片劑硬度的降低，硬脂酸鎂壓制出的含片表面光滑美觀，內(nèi)部分布均勻，使用滑石粉壓制出的含片，有一種特殊味道，表面不光滑，有掉粉現(xiàn)象產(chǎn)生[22-23]。

圖4 三七葉含片潤(rùn)滑劑篩選結(jié)果

2.2 三七葉含片中主要配料對(duì)感官質(zhì)量的影響

2.2.1 三七葉粉添加量的確定

三七葉粉經(jīng)噴霧干燥，純凈無雜質(zhì)、三七味濃郁純正，但味道較苦消費(fèi)者接受性低，需要其他輔料進(jìn)行矯味，來提高可接受性和口感。由圖5可知，固定糖粉添加量，隨著三七葉粉添加量增加，感官評(píng)分逐步增加，添加量15%時(shí)感官評(píng)分最高，由于三七葉粉有較強(qiáng)的苦澀味，感官評(píng)分隨著三七葉粉添加而下降。三七葉粉添加量15%時(shí)最適宜，含片甜味適中，色澤均勻，三七氣味濃郁。

圖5 三七葉粉添加量對(duì)感官評(píng)分的影響

2.2.2 甘露醇添加量的確定

甘露醇[24]是含片甜味的主要來源，能夠增加含片儲(chǔ)存期限，改善含片口感，對(duì)含片的滋味和口感有顯著影響。由圖6所知，感官評(píng)分隨著甘露醇添加量增加而增加，甘露醇添加量40%時(shí)，感官評(píng)分最高；這時(shí)甜度適中、三七葉氣味濃郁且有回甘，甘露醇添加過多會(huì)使含片口感變差、表面不光滑、掩蓋三七葉的氣味。

圖6 甘露醇添加量對(duì)感官評(píng)分的影響

2.2.3 糊精添加量的確定

糊精是淀粉的水解產(chǎn)物，其口感無味，但在片劑制作過程中能夠作為黏合劑，可有效改善口含片壓片狀態(tài)及硬度[25]。如圖7所示，感官評(píng)分隨著糊精添加量增加而增加，糊精添加量10%時(shí)，感官評(píng)分最高；糊精添加量越多，硬度越大，影響含片得結(jié)構(gòu)性狀。

圖7 糊精添加量對(duì)感官評(píng)分的影響

2.3 響應(yīng)面優(yōu)化

2.3.1 響應(yīng)試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果

結(jié)合單因素試驗(yàn)的結(jié)果，以三七葉添加量（X1）、甘露醇添加量（X2）、糊精添加量（X3）為自變量，以三七葉含片感官評(píng)分為響應(yīng)值（Y），進(jìn)行三因素三水平響應(yīng)面試驗(yàn)，確定最佳三七葉含片配方，響應(yīng)面分析及結(jié)果見表3。

表3 響應(yīng)面分析方案及結(jié)果

2.3.2 模型建立及顯著性檢驗(yàn)

利用數(shù)據(jù)處理軟件Design-Expert 8.0.6中的Central Composite Design中心復(fù)合設(shè)計(jì)試驗(yàn)對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行結(jié)果分析，得到感官評(píng)分（Y）與三七葉粉添加量（X1）、甘露醇添加量（X2）、糊精添加量（X3）的二次方程模型：Y=87.94+1.11X1+2.34X2-3.55X3-0.5X1X2+0.47X1X3-2.42X2X3-5.87X12-8.52X22-8.80X32。

回歸模型方差分析結(jié)果見表4。由表4回歸模型方差分析可知：三七葉粉含片感官評(píng)分回歸模型顯著性檢驗(yàn)p＜0.000 1，0.000 1＜0.05，表明該試驗(yàn)?zāi)Ｐ鸵堰_(dá)到極顯著水平。三七葉粉含片感官評(píng)分回歸模擬失擬性檢驗(yàn)p＞0.05，此說明所選的三七葉粉含片感官評(píng)分回歸模擬失擬項(xiàng)不顯著，與實(shí)際情況吻合。決定系數(shù)R2=0.991 3，信噪比Adeq Precision=23.934 305，這表明預(yù)測(cè)效果較好，可用于預(yù)測(cè)三七葉粉含片感官評(píng)分評(píng)價(jià)。三七葉粉含片感官評(píng)分?jǐn)M合C.V值為1.48%，C.V值越小則說明試驗(yàn)誤差小、可靠性高。試驗(yàn)表明，該模型方程能夠處理指標(biāo)與配方擬合之間的關(guān)系，具有實(shí)踐指導(dǎo)意義。

表4 方差分析結(jié)果

2.3.3 三七葉粉含片響應(yīng)面優(yōu)化

圖8中響應(yīng)面的變化可以反映三七葉含片的X2（甘露醇添加量）、X3（糊精添加量）間相互作用對(duì)感官評(píng)分的影響。

圖8為二次回歸方程擬合得到的響應(yīng)值Y的等高線3D圖。由方差分析顯示，X2與X3之間交互作用顯著（p＜0.05），對(duì)三七葉含片感官評(píng)分影響較大；三七葉含片感官評(píng)分隨著甘露醇添加量、糊精添加量增加而增加，甘露醇添加量40%、糊精添加量10%時(shí)，三七葉含片的感官評(píng)分值最大，之后隨著甘露醇、糊精添加量增加，感官評(píng)分降低，與單因素、交互作用顯著性和方差分析結(jié)果相符。

圖8 甘露醇添加量、糊精添加量對(duì)感官評(píng)分的影響

由表5可知，為方便生產(chǎn)加工中原料的調(diào)配，對(duì)三七含片加工配方做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整：三七葉粉添加量15%、甘露醇添加量40%、糊精添加量10%。在此配方下加工的三七含片的感官評(píng)分為87分，與模型測(cè)值無顯著差異，且品質(zhì)較佳。

表5 最佳條件的確定和回歸模型的驗(yàn)證

2.4 產(chǎn)品指標(biāo)測(cè)定結(jié)果

2.4.1 感官性狀

成品為淡黃色圓形片狀固體，具有三七獨(dú)特氣味、微甜且回甘，無砂礫感，可接受片型大小一致、無缺邊、無開裂，無明顯花斑。

2.4.2 理化指標(biāo)

成品的理化指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果如表6所示。

表6 三七葉粉含片的理化指標(biāo)

2.4.3 微生物指標(biāo)

成品三七葉含片的微生物理化指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果見表7。

表7 三七葉粉含片的微生物指標(biāo)

3 結(jié)論

采用響應(yīng)面法優(yōu)化三七葉含片工藝，建立含片感官分回歸模型，固定輔料糖粉、羧甲基纖維素鈉和硬脂酸鎂質(zhì)量比10∶2∶5，由該模型優(yōu)化得到的最佳工藝為三七葉粉添加量15%、蔗糖添加量19%、硬脂酸鎂添加量10%、羧甲基纖維素鈉添加量4%、糊精添加量10%、薄荷腦添加量2%、甘露醇添加量40%，此工藝下制得的三七含片感官評(píng)分為87分，具有三七獨(dú)特氣味，微甜且回甘、淡黃色、色澤均勻、無砂礫感，理化指標(biāo)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。與模型預(yù)測(cè)結(jié)果相近，進(jìn)一步驗(yàn)證模型可靠性。開發(fā)三七葉含片同時(shí)也促進(jìn)三七葉發(fā)展，提高其利用價(jià)值。