互花米草復合咀嚼片的研究與開發

周佳佳，楊愛萍，陳秀秀

（江蘇經貿職業技術學院，江蘇南京 211168）

1 概述

1.1 互花米草簡介

互花米草是禾本科多年生草本植物，原產于北美洲大西洋海岸，在1979 年末被引入我國，為我國保護海岸灘涂方面做出巨大的貢獻。隨著互花米草的過度繁殖及缺少天敵，許多負作用逐漸顯現，如破壞生物多樣性、影響本土的生態系統、水質下降等問題[1]。為解決互花米草帶來的環境問題，許多科研團隊對互花米草的研究日益深入，發現互花米草也能在好的方面為之所用。互花米草中含有粗蛋白、粗脂肪、維生素等具有營養保健作用的物質。互花米草總黃酮具有抗炎、降血糖、降血脂和增強免疫力等作用[2]。互花米草中的活性物質異戊基奎尼酸、對香豆酸和苜蓿素含有很強的降尿酸、抗痛風的作用功效[3-4]。互花米草提取物是獲得衛生部批準，對慢性病的預防有功效的新資源食品[5]。

1.2 輔料簡介

菊苣中降尿酸的主要活性物質有秦皮甲素、菊苣酸，使用菊苣后可明顯降低血清中的尿酸水平[6]。菊苣根粉可以促進消化、消腫利尿，對于痛風患者體內尿酸過高，食用菊苣根粉可以促進快速排尿和增加排尿次數，達到降尿酸的目的[7]。對降低血糖、降低血脂也有一定的功效，日常食用菊苣粉還可以消炎抑菌，提高機體免疫力[8]。與互花米草粉復配食用，可以降低互花米草粉的黏性，防止黏沖，同時可以增大降尿酸的功效。

菊粉可促進腸道蠕動，進而促進排便和減少便秘同時對保護肝臟、降血糖和降血脂有重要作用，在慢性病的預防方面被廣泛使用[9]。菊粉還可提高食品的風味品質，延長食品的保質期。鑒于菊粉上述功效，在試驗中可添加菊粉，使咀嚼片更加適應老年人群體，同時還可改善口感。

甘露醇的吸水性小，入口具有爽口的甜味，可以作為甜味劑，調節互花米草粉自身的風味，使咀嚼片口感更佳，受眾更廣。

1.3 研究現狀與存在問題

隨著對互花米草的深入研究，互花米草在直接利用與間接利用上都有很多產品出現。現在市場中互花米草相關產品有紙漿、生物油、降脂膠囊、復合米草口服液、解風堂等[10]。由于互花米草本身風味局限且尚未出現良好的改善措施，市場上很多互花米草相關的食用產品雖具有一定的功效，但使用成分占比過高導致口感不佳，不易吸引消費者關注。

1.4 研究目的與意義

我國互花米草已經呈現泛濫趨勢，互花米草的治理與利用多為生態學方面，在食品方面的利用率較低。以互花米草粉為原料，選擇恰當適宜的輔料復配，采用粉末直接壓片法進行壓片，使片劑表面光滑，控制片劑質量，實現良好的成型目標[11]。研發出易于人體消化吸收、口感較好、穩定性好、易于儲存攜帶和服用的互花米草復合咀嚼片，使制得的產品符合當下有健康需求的老年群體，長期堅持服用，對治療痛風、降低尿酸有一定的積極作用，具有廣闊的市場前景。互花米草復合咀嚼片的研究與開發有利于提高互花米草的綜合利用率，同時也是互花米草利用的一種新思路。

2 材料與方法

2.1 試驗材料

互花米草粉，江蘇滋補堂藥業有限公司提供；菊苣根粉，御磨坊全粉公司提供；菊粉，重慶驕王天然產物股份有限公司提供；甘露醇，鄭州市偉豐生物科技有限公司提供。所用材料均為食品級。

2.2 儀器與設備

電子天平，奧豪斯儀器（常州）有限公司產品；電熱恒溫鼓風干燥箱，上海慧泰儀器制造有限公司產品；旋轉式壓片機，上海天久機械制備廠產品；片劑四用測定儀，上海黃海藥檢儀器有限公司產品。

2.3 工藝流程

互花米草粉干燥→添加菊苣根粉、菊粉、甘露醇→稱量→混勻→過篩3 次→壓片→成品→滅菌→包裝。

2.4 操作要點

2.4.1 干燥

互花米草粉是提取物，易吸水，不能在空氣中長期放置，若吸潮，壓片易黏，導致試驗失敗。將互花米草粉置于60 ℃的烘箱中，干燥30 min 后，置于干燥器中冷卻備用。

2.4.2 稱量、混勻

將菊苣根粉、菊粉、甘露醇、干燥后的互花米草粉按照配方進行精密稱量，用干燥潔凈的藥匙攪拌混勻。

2.4.3 過篩

將攪拌后的粉末進行3 次過篩，以達到充分混合，然后置于潔凈干燥的容器中。

2.4.4 壓片

將混合好的粉末按照規范的投料操作要求立即投入到旋轉式壓片機中進行壓片，并注意片劑的成型情況，及時調整壓力和填充度。

2.4.5 成品

觀察成片效果，除去片劑表面的粉狀物。

2.4.6 滅菌

將性狀良好的成品置于干燥器內，在無菌操作臺紫外線燈下滅菌30 min，密封包裝。

2.5 試驗方法

2.5.1 基礎配方

根據前期的預試驗數據和互花米草粉本身風味略咸的特性，得出基礎配方為互花米草粉3.5 g，菊苣根粉5 g，甘露醇10 g，菊粉11 g，依據基礎配方的數據進行后續的單因素試驗及正交試驗，對基礎配方進行驗證和優化。

2.5.2 單因素試驗

根據基礎配方中各成分的用量，在考查某一因素的影響時，其他因素保持不變，通過食品感官評價表、硬度、脆碎度等指標進行綜合評價，進而選取出各個因素的最優三水平。

（1）互花米草粉用量的確定。由于互花米草粉自身有很濃烈的咸味，為了使片劑的風味更佳，故互花米草粉用量只在小范圍內浮動，確定用量。根據基礎配方，在保持用量為菊粉11 g，甘露醇10 g，菊苣粉5 g 不變的條件下，選取互花米草粉用量分別為3.1，3.3，3.5，3.7，3.9 g，進行單因素試驗。通過感官評價標準表進行感官評價，對不同用量互花米草粉制作的咀嚼片進行硬度、脆碎度的測定，并記錄。

（2）菊苣根粉用量的確定。根據基礎配方，在保持用量為互花米草粉3.5 g，菊粉11 g，甘露醇10 g不變的條件下，選取菊苣粉用量分別為3，5，7，9，11 g，進行單因素試驗。通過感官評價標準表進行感官評價，對不同用量的菊苣根粉制作的咀嚼片進行硬度、脆碎度測定，并記錄。

（3）甘露醇用量的確定。根據基礎配方，在保持用量為互花米草粉3.5 g，菊粉11 g，菊苣粉5 g不變的條件下，選取甘露醇用量分別為4，7，10，13，16 g，進行單因素試驗。通過感官評價標準表進行感官評價，對不同用量的甘露醇制作的咀嚼片進行硬度、脆碎度測定，并記錄。

（4）菊粉用量的確定。根據基礎配方，在保持用量為互花米草粉3.5 g，甘露醇10 g，菊苣粉5 g不變的條件下，選取菊粉用量分別為7，9，11，13，15 g，進行單因素試驗。通過感官評價標準表進行感官評價，對不同用量的菊粉制作的咀嚼片進行硬度、脆碎度測定，并記錄。

2.5.3 正交試驗

在單因素試驗的基礎上，得出每個因素的最優三水平，將互花米草粉、菊苣根粉、菊粉、甘露醇作為影響因素，組成四因素三水平的正交試驗表。

3 質量評價指標

3.1 顆粒產率

顆粒產率：每一批壓片成品中，成片的質量與實際投料量的百分比[12]。

3.2 硬度

先將硬度儀開機預熱10 min 后，打開蓋子將片劑置于規定位置，蓋好機器蓋子，根據顯示器的提示完成操作，并記錄數據。每批需要測定6 片，求出平均值。

3.3 脆碎度

設置脆碎度測試儀的轉速為25 r/min，時間為4 min，使得機器轉動100 次。片劑的選取規范如下，用吹風機吹落咀嚼片表面的粉末，使用電子天平對需要進行脆碎度測定的咀嚼片逐個稱質量。若片質量在0.65 g 以下，咀嚼片取若干片，使其總質量約為6.5 g；若片質量大于0.65 g，咀嚼片共取10 片。將選取后的咀嚼片放在圓筒中，轉動100 次。取出后，再次采用上述同種方式除去咀嚼片表面的粉末，精密稱質量，記錄減失質量，若減失的質量小于或等于1%，且沒有檢出斷裂、粉碎的咀嚼片，則該配方的咀嚼片脆碎度良好。

3.4 感官評價

召集15 名學生對成片進行品嘗，根據感官評價表的指標和評分標準，對不同配方的成片進行逐個品嘗評分。

互花米草復合咀嚼片感官評價標準見表1。

表1 互花米草復合咀嚼片感官評價標準

4 結果與分析

4.1 單因素試驗

4.1.1 互花米草粉用量

以感官評價的評分為指標，得出不同用量互花米草粉的質量指標參數。

互花米草粉用量對咀嚼片感官評價的影響見圖1，不同用量的互花米草粉質量評價見表2。

圖1 互花米草粉用量對咀嚼片感官評價的影響

表2 不同用量的互花米草粉質量評價

由圖1 可知，不同的互花米草用量，所得感官評價不同。當互花米草粉用量為3.1 g 時，咀嚼片不緊實，感官評價的得分低，片劑的硬度略低于其他4 個水平的咀嚼片硬度；互花米草粉用量為3.9 g時，顆粒產率不高，原料易粘在機器表面，造成原料損失較多，制作出的片劑咸味偏重；互花米草粉用量為3.5 g 時，咀嚼片的感官評價評分最高，顆粒產率也較高，該條件下的咀嚼片，外觀平整且入口無粗糙感，保留了互花米草粉特有風味。結合以上綜合指標，選取互花米草粉用量3.3，3.5，3.7 g 為最優的三水平。

4.1.2 菊苣根粉用量

以感官評價的評分為指標，得出不同用量菊苣根粉的質量指標參數。

菊苣根粉用量對咀嚼片感官評價的影響見圖2，不同用量菊苣根粉的質量指標見表3。

圖2 菊苣根粉用量對咀嚼片感官評價的影響

表3 不同用量菊苣根粉的質量指標

由圖2 可知，菊苣根粉的評分隨著菊苣根粉用量的增加總體呈先上升后下降的趨勢，而小于5 g 的區間下降幅度頗大，這是因為添加的菊苣根粉越多，不易成片或成片的浮粉較多，入口太綿密。菊苣根粉用量為3 g，咀嚼片比較粗糙；菊苣根粉用量為11 g時，咀嚼片入口有苦味，咀嚼片的脆碎度的測定中，損耗的量大于1%，不合格；菊苣根粉用量為5 g 時，咀嚼片的感官評價評分最高。由表3 可知，菊苣根粉用量對咀嚼片的硬度和顆粒產率影響均較大。菊苣根粉用量增多，硬度總體趨于變小，用量為11 g時，咀嚼片在脆碎度測定中，出現了不合格現象。結合以上綜合指標，選取菊苣根粉用量3，5，7 g為最優三水平。

4.1.3 甘露醇用量

以感官評價的評分為指標，得出不同用量甘露醇的質量指標參數。

甘露醇用量對咀嚼片感官評價的影響見圖3，不同用量甘露醇的質量指標見表4。

圖3 甘露醇用量對咀嚼片感官評價的影響

表4 不同用量甘露醇的質量指標

由圖3 可知，甘露醇的評分隨著甘露醇用量的增加總體呈先上升后下降的趨勢。甘露醇用量為4 g時，咀嚼片入口略咸有點苦澀味道；甘露醇用量為16 g時，咀嚼片過于甜膩，口感不佳；甘露醇用量為10 g時，咀嚼片具有爽口的甜味，甜而不膩，咀嚼片感官評價的評分最高。由表4 可知，甘露醇用量對硬度的影響不大，5 組不同用量甘露醇制作的咀嚼片脆碎度均合格，顆粒產率較高。結合以上綜合指標，選取甘露醇用量7，10，13 g 為最優三水平。

4.1.4 菊粉用量

以感官評價的評分為指標，得出不同用量菊粉的質量指標參數。

菊粉用量對咀嚼片感官評價的影響見圖4，不同用量菊粉的質量指標見表5。

圖4 菊粉用量對咀嚼片感官評價的影響

表5 不同用量菊粉的質量指標

由圖4 可知，菊粉的評分隨著菊粉用量的增加總體呈先上升后下降的趨勢。菊粉用量為7 g 時，咀嚼片的感官評價評分最低，此時咀嚼片外觀較粗糙；菊粉用量為11 g 時，咀嚼片感官評價的評分最高。5 組不同菊粉用量制作的咀嚼片脆碎度均合格，菊粉用量對硬度的影響不大，但隨著用量的增加，硬度也有相應增大，在15 g 時，硬度最大，此時的咀嚼片咀嚼性差，5 組中顆粒的產率也較高。結合上述的綜合評價，選取菊粉用量9，11，13 g為最優三水平。

4.2 正交試驗

通過單因素試驗可得到各個因素的最優三水平，進行四因素三水平的正交試驗。

正交試驗因素水平見表6，正交試驗結果見表7。

表6 正交試驗因素水平 / g

表7 正交試驗結果

由表7 可知，極差R 的大小比較可得到咀嚼片中各因素的影響大小為A＞C＞B＞D，表明互花米草粉用量對咀嚼片的整體感官品質影響最為顯著，其次分別為甘露醇用量、菊粉用量、菊苣根粉用量。由K 值大小可表明該水平的影響程度，由表7 可知，最優組合條件為A2B2C3D2，即配方中互花米草粉用量為3.5 g，菊粉用量為11 g，甘露醇用量為13 g，菊苣根粉用量為5 g。該最優組合不在正交試驗組內，因此要進行驗證試驗。將得到的最優組合的配方進行3 次平行試驗，觀察咀嚼片的成片效果，并進行感官評價，最后得到的3 次評分均值為89.3 分，高于正交試驗組的任一組，故A2B2C3D2為互花米草復合咀嚼片的最優組合。

4.3 基礎配方的優化

根據正交試驗的結果及3 次平行試驗的結果，將基礎配方中的甘露醇用量由10 g 修改為13 g，即優化后的咀嚼片配方為互花米草粉用量3.5 g，菊粉用量11 g，甘露醇用量13 g，菊苣根粉用量5 g。

4.4 互花米草復合咀嚼片綜合評價

最優配方互花米草復合咀嚼片的綜合評價為：外形完整、無雜斑、色澤均勻；咸淡適中、無異味、爽口；緊實、無松散咀嚼良好、無粗糙感；片質量（0.82±0.02）g，硬度55.14 N，脆碎度合格，顆粒產率為92.3%。

5 結論

依據基礎配方進行單因素試驗和正交試驗，確定了最終優化配方為互花米草粉用量3.5 g，菊苣根粉用量5 g，甘露醇用量13 g，菊粉用量11 g。該配方一次投料可以得到35 片成品。按照此配方的互花米草復合咀嚼片外觀和口感俱佳，感官評價良好，硬度與脆碎度都在標準范圍之內，顆粒產率也較高。

互花米草中的活性物質不僅具有增強免疫力的功能，還具有一定的抗炎效果，對降尿酸有一定的成效。產品中的原料均為食品級且未添加任何化學添加劑，食用不易出現副作用，滿足了尿酸高癥狀者對功效與口感的雙重需求。目前，市場上還未有與該產品成分相似的咀嚼片，市場前景廣闊，經濟效益可觀。由于互花米草自身有咸味，在制作產品時有一定的局限，后期可以對互花米草降鈉工藝進行探索。未來，還可以針對互花米草的特性進行功能性產品的研發與深加工。