山芹槐花复合压片糖果研制及工艺优化

作者: 殷金玲 马亮

山芹槐花复合压片糖果研制及工艺优化0

摘 要:以山芹和槐花为原料,采用湿法制粒压片方式研制复合型压片糖果,通过单因素试验和正交试验进行工艺优化,确定最佳工艺参数。结果表明,最佳工艺参数为山芹槐花复合粉55%(山芹与槐花质量比3∶2)、麦芽糊精25%、低聚木糖17.8%、柠檬酸0.8%、硬脂酸镁1.0%以及甜菊糖苷0.4%,在此条件下制备的山芹槐花复合压片糖果具有口感好、风味独特、营养丰富等特点,可为消费者提供一种新型的健康糖果。

关键词:山芹;槐花;压片糖果;湿法制粒

Development and Process Optimization of Tablet Candy with Ostericum sieboldii and the Flower of Sophora japonica Composite

YIN Jinling1, MA Liang2

(1.Investment Promotion Bureau, Jilin Rock Economic Development Zone, Jilin Rock, Panshi 132300, China; 2.Jilin Weiyikang Biotechnology Co., Ltd., Panshi 132300, China)

Abstract: Using Ostericum sieboldii and the flower of Sophora japonica as raw materials, a composite candy was developed using a wet granulation and tablet pressing method. The optimal process parameters were determined through single factor and orthogonal experiments for process optimization. The results showed that the optimal process parameters were 55% compound powder of Ostericum sieboldii and the flower of Sophora japonica (3∶2 mass ratio of Ostericum sieboldii and the flower of Sophora japonica), 25% maltodextrin, 17.8% xylooligosaccharides, 0.8% citric acid, 1.0% magnesium stearate, and 0.4% steviol glycoside. The Ostericum sieboldii and the flower of Sophora japonica composite tablet tablet candy prepared under these conditions has the characteristics of good taste, unique flavor, and rich nutrition, which can provide consumers with a new type of healthy candy.

Keywords: Ostericum sieboldii; the flower of Sophora japonica; tablet candy; wet granulation

山芹为多年生伞形科山芹属植物,也称大叶芹、假回芹、短果茴芹。其嫩茎叶为著名山野菜,营养丰富,风味独特[1],在东北山林地区的阔叶林和杂木林下广泛生长,资源十分丰富。山芹菜中含有大量的维生素A、维生素B族、矿物质、氨基酸和黄酮等成分,具有清热解毒、消肿益气等功效,食用价值十分突出。黄酮类化合物是中草药活性成分之一,山芹中黄酮含量极高,蒋新龙[2]以黄酮含量为指标,对山芹菜叶黄酮的提取工艺进行了研究,发现山芹黄酮含量是传统芹菜、水芹的1.5~2.0倍。

槐花为豆科植物槐的干燥花及花蕾,在我国大部分地区均有生长[3],其味苦、性寒,是传统药食同源物质。现代药理学表明,槐花中含有多种化合物,主要为黄酮类化合物,包括芦丁、槲皮素、槐花甲素、槐花乙素、槐花丙素,以及皂苷类化合物等[4],具有抗氧化、抗炎、抗癌等作用。

随着消费者健康意识的增强,营养食品市场持续扩大,新产品层出不穷,以满足不同人群的健康需求和个人偏好为主的个性化养生方案成为行业发展方向。压片糖果是目前年轻人偏爱的膳食补充剂型,其口感稳定、风味多样、便于携带和服用。本研究以山芹、槐花、麦芽糊精、低聚木糖、甜菊糖苷、柠檬酸、硬脂酸镁为原辅料研制新型压片糖果,通过单因素试验和正交试验进行工艺优化。产品富含黄酮类化合物,可充分发挥山芹和槐花的保健功效,并且添加功能性低聚糖和天然甜味剂,既能提供良好的甜度口感,也可满足低糖、减糖的市场需求,适合各年龄段人群食用。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

山芹(吉林敦化);槐花(辽宁辽阳);麦芽糊精(山东西王糖业有限公司);硬脂酸镁(湖州市菱湖新望化学有限公司);低聚木糖(山东百龙创园生物科技股份有限公司);甜菊糖苷(山东华仙浩森生物科技有限公司);柠檬酸(潍坊英轩实业有限公司);无水乙醇(梅河口阜康酒精有限责任公司)。

1.2 仪器与设备

101-1A型电热鼓风干燥箱(天津天泰仪器有限公司);800Y高速多功能粉碎机(永康市铂欧五金制品有限公司);药典筛(绍兴博纬仪器设备有限公司);AR224CN型电子分析天平[(奥豪斯仪器(常州)有限公司)];摇摆颗粒机(南京火燥机械科技有限供公司);DP-60单冲压片机(上海天阖机械设备有限公司);SY-6D型片剂四用测定仪(上海黄海药检仪器有限公司)。

1.3 工艺流程

压片糖果制作工艺流程为原料清洗→烘干→粉碎→混合→制软材→制粒→干燥→整粒→加入辅料→综合评价→包装。

(1)原料预处理。用流动清水冲洗干净山芹,沥干水分,切成5 cm左右长度,置于烘箱,以40~45 ℃烘干至恒重,用粉碎机进行粉碎,再过100目筛网,筛下物即为山芹粉。去除槐花表面杂质和泥土,清洗干净,沥干水分,烘干温度保持在35~40 ℃,待其重量为恒重时进行粉碎处理,过100目筛,得到槐花粉。

(2)辅料预处理。将麦芽糊精、低聚木糖、柠檬酸分别过60目筛,去掉粗质颗粒。按配方比例称取物料均匀混合15 min,制成辅料混合粉,备用。

(3)制软材。将已制备好的山芹粉、槐花粉与辅料混合粉混合均匀,在搅拌状态下,向其表面缓慢喷洒一定浓度的乙醇水溶液,制成软材,乙醇水溶液喷洒量需要依据物料柔软程度确定,不宜过散或过黏稠,达到轻捏成团时即可。

(4)造粒与干燥。将制作好的软材放入摇摆制粒机中(20目筛),得到山芹槐花湿颗粒。将湿颗粒均匀平铺在托盘上,高度为1 cm左右,迅速放入干燥箱中烘干,烘干温度保持在65 ℃,每隔60 min翻动1次,待干燥的颗粒水分含量在3%以下时,即可停止烘干。

(5)整粒与总混。将干燥后的颗粒再次投入摇摆颗粒剂进行整粒,对结块的物料进行破碎。将筛下物倒入60目筛网中,筛掉细粉,筛网上剩余部分便是需要的颗粒。筛掉的细粉可以进行二次制作,重新制作需要的颗粒。

(6)压片。为便于压片及使产品表面更加光滑,在制得的颗粒中加入一定质量比例的硬脂酸镁作为润滑剂,调整合适压力与片重,制备1 g片重的片剂,包装后即得成品。

1.4 单因素试验设计

固定山芹粉和槐花粉质量比1∶2、麦芽糊精25%、甜菊糖苷0.6%,考察柠檬酸用量(0.6%、0.8%、1.0%、1.2%和1.4%)对产品感官品质的影响;固定山芹粉和槐花粉质量比1∶2、麦芽糊精25%、柠檬酸1.0%,考察甜菊糖苷用量(0.2%、0.4%、0.6%、0.8%和1.0%)对产品感官品质的影响;固定麦芽糊精25%、甜菊糖苷0.6%、柠檬酸1.0%,考察山芹粉和槐花粉质量比(1∶1、2∶1、1∶2、2∶3和3∶2)对产品感官品质的影响;固定山芹粉和槐花粉质量比1∶2、甜菊糖苷0.6%、柠檬酸1.0%,考察麦芽糊精用量(15%、20%、25%、30%和35%)对产品感官品质的影响。

1.5 正交试验设计

在单因素试验结果的基础上,选取山芹和槐花质量比、麦芽糊精、甜菊糖苷、柠檬酸作为考察因素,进行L9(34)试验,确定最优组合方案。正交试验因素水平表见表1。

1.6 感官评价

随机选取10名专业人员组成评定小组,取被测样品置于洁净的白色瓷盘中,在自然光线下观察其外观形态、品尝滋味,从外观、组织状态、滋气味等方面进行综合评分。山芹槐花复合压片糖果感官质量评分标准见表2。

2 结果与分析

2.1 原料添加量的确定

为最大限度地发挥山芹与槐花的营养价值及作用效果,需要在成品中尽可能地提高二者的使用量。在前期试验的基础上按照35%、45%、55%、65%和75%的山芹与槐花添加量开展试验,发现两种主要原料各具独特风味,过多添加会导致产品口感不佳,接受度低。综合考虑成品的感官及口感需求,确定二者适宜的添加量为55%。

2.2 单因素试验结果

2.2.1 山芹与槐花质量比对产品感官的影响

山芹和槐花是复合压片糖果的核心原料,二者添加比例对成品的质量和口感起决定性作用。如表3所示,山芹和槐花的质量比为3∶2时,色泽均匀,口感最佳,产品具有独特的风味,感官评分最高。综合考虑,选择山芹和槐花质量比2∶1、2∶3、3∶2作为正交试验3个水平。

2.2.2 麦芽糊精添加量对产品感官的影响

麦芽糊精是压片糖果常用辅料,具有很好的可压性、黏合性和流动性,可有效增加成品的黏度、韧性,改善组织状态,在压片工艺中发挥着关键作用。麦芽糊精呈无味或微甜,对产品滋气味无影响或弱影响,因此表中仅列出外观及组织状态方面的评价(评分仍为总评分,下同)。如表4所示,当麦芽糊精添加量为25%时,山芹槐花复合压片糖果片面完整光洁、色泽均匀、成型性优良,评分最高。当麦芽糊精添加量小于25%时,产品片面色泽不均匀,硬度偏软,质感稍差;麦芽糊精添加量过高,产品硬度较大,过于紧实,不利于咀嚼。综合考虑,本文以评分结果选择麦芽糊精添加量为25%、30%、35%作为正交试验3个水平。

2.2.3 甜菊糖苷添加量对产品感官的影响

甜菊糖苷是从菊科草本植物甜叶菊中精粹得到的新型纯天然甜味剂,其口感与传统蔗糖接近,并具有高甜度、低热能的特点。其甜度是蔗糖的200~300倍,热量仅为蔗糖的1/300,是继蔗糖、甜菜糖之外的第3种有开发价值和健康推崇的天然甜味剂,被誉为“世界第三糖源”。如表5所示,当产品中甜菊糖苷添加量为0.4%时,其可与柠檬酸良好适配,口感甜度较好,感官评分最高。随着添加量的不断增加,甜度呈现过甜甚至过腻口感,评分逐渐降低。因甜菊糖苷对产品外观、组织状态、气味无较大影响,因此仅列出甜度适口情况作为主要评分指标,选定甜菊糖苷添加量为0.4%、0.6%、0.8%作为正交试验3个水平。

2.2.4 柠檬酸添加量对产品感官的影响

添加柠檬酸可以使产品口感更加清新柔和。当柠檬酸添加量为1.0%时,感官评分最高。在此条件下,复合压片糖果的酸味自然,酸甜可口。当柠檬酸添加量小于1.0%时,产品甜度较突出,酸味较弱;当柠檬酸添加量大于1.0%时,酸味不自然,会压制产品中的甜味,致使口感不佳。柠檬酸对产品外观、组织状态、气味无明显影响,因此以酸度适口情况为主要评分指标,选定柠檬酸添加量0.8%、1.0%、1.2%为正交试验3个水平,评价结果见表6。

2.3 正交试验结果

以单因素试验结果为基础,选择A山芹粉与槐花粉质量比、B麦芽糊精添加量、C甜菊糖苷添加量、D柠檬酸添加量作为考察对象,进行4因素3水平L9(34)正交试验[5],确定山芹槐花复合压片糖果的最优组合方案。由表7结果看出,各因素影响大小为A>B>C>D,即山芹和槐花的质量比对复合压片糖果感官品质影响最大,其次是麦芽糊精(对产品硬度和成型性起到关键影响),再次是甜菊糖苷的添加量(可为产品带来良好风味),最后是柠檬酸添加量。分析K值可知最优组合方案为A3B1C1D1,与正交表中最优组合A3B1C3D2不一致,因此进行验证试验。结果发现,A3B1C1D1条件下的产品感官评分为90.3分,高于A3B1C3D2组合得分(89.5分),故本试验最优方案为A3B1C1D1,即山芹和槐花添加量55%(质量比为3∶2)、麦芽糊精添加量25%、甜菊糖苷添加量0.4%、柠檬酸添加量0.8%,该条件下可以得到风味独特、口感优良、片面光滑、色泽均匀、硬度适中的山芹槐花复合压片糖果。

3 结论

通过单因素试验和正交试验得出的最佳配方为山芹和槐花质量比3∶2(55%)、麦芽糊精25%、柠檬酸0.8%、甜菊糖苷0.4%,辅以润滑剂硬脂酸镁1.0%和矫味剂低聚木糖17.8%,用乙醇溶液作为黏合剂进行制粒、烘干、造粒、压片,该生产工艺稳定,操作便捷,所得产品口感独特、酸甜适中、色泽均匀,符合当今食品低糖、减糖的发展趋势,具有良好的市场开发前景。

参考文献

[1]杨慧洁,高箭.山芹菜生物学特性的调查研究[J].人参研究,2000(2):19-20.

[2]蒋新龙.山芹菜叶黄酮的提取工艺研究[J].中国酿造,2007(11):37-39.

[3]杨日丽.正交试验优选槐花中总黄酮提取工艺[J].广州化工,2012,40(12):75-76.

[4]李娆娆,原思通,肖永庆.中药槐花化学成分、药理作用及炮制研究进展[J].中国中医药信息杂志,2002(6):

77-82.

[5]李冰,张立攀,胡桂芳,等.牡丹花山茱萸复合压片糖果研制及工艺优化[J].河南化工,2021,38(3):22-26.

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