211072201_黄芪多糖凝胶糖果的制备及其物性研究

砂糖ꎬ 成都太古糖业有限公司ꎻ 果葡糖浆ꎬ 山东香驰健
液中加入柠檬酸ꎬ 并使其与糖浆混合ꎬ 在 ６０℃ 条件下浓
果)ꎻ 明胶ꎬ ２２０ 冻力ꎬ 山东汶泽生物科技有限公司ꎻ 白
源生物科技有限公司ꎻ 柠檬酸ꎬ 河南万邦实业有限公司ꎻ
ＡＰＳꎬ 纯度 ９８％ ꎬ 陕西绿晟源生物品制造有限公司ꎮ
１ ２ 仪器设备
转流变仪对 ＡＰＳ 糖浆进行流变学性质的测定ꎬ 温度由
ＡＰＳ 凝胶糖果的质构特性进行相关性分析ꎮ
２ １ 凝胶糖果优化标准的选择
对市售凝胶糖果质构特性进行样品聚类分析 ( 图
１)ꎬ 可将市场上的凝胶糖果分为三类ꎬ 三类凝胶糖果质
构特性如表 ２ 所示ꎮ 分析发现ꎬ 三类市售凝胶糖果的差
异可能与组成成分有关: 第一类市售凝胶糖果的凝胶剂
法处理测量结果ꎬ 分析影响凝胶糖果质构特性的主要因
保健食品开发的潜在添加成分ꎮ 本研究基于对市售凝胶
利用单因素和响应面试验对明胶型凝胶糖果基体配方进
行优化ꎮ 在此基础上ꎬ 制作一种与市场凝胶糖果质构相
度 ２ ｍｍ / ｓ、 形变 ３０％ )ꎮ 利用聚类分析和主成分分析方
素ꎬ 判断 ２２ 款凝胶糖果中数量占比较大的质构特性范
摘 要: 目的: 制备黄芪多糖凝胶糖果ꎬ 探究其物性特征ꎬ 为中药型凝胶糖果的开发提供参考ꎮ 方法: 利用质
构仪测定市售凝胶糖果的质构特性ꎮ 根据测定结果ꎬ 利用聚类分析和主成分分析确定凝胶糖果质构特性的优化范围ꎮ
通过单因素和响应面实验ꎬ 以凝胶糖果质构特性为优化指标ꎬ 制备明胶基体ꎮ 向其中添加黄芪多糖ꎬ 制备黄芪多糖
１ ３ １ 凝胶糖果质构性质优化标准的选择 利用质构
仪的 ＴＰＡ 模式分析市售的 ２２ 款凝胶糖果的质构特性
他因素保持初始条件ꎮ 待制作完成 ２ 周后凝胶糖果质
构性质趋于稳定 [１] ꎬ 对其质构特性进行分析ꎮ (３) 响
作者简介: 杨佳琪 (１９９６— )ꎬ 女ꎬ 硕士ꎬ 研究方向: 制药工程与技术ꎮ
第一类
第二类
第三类
硬度 (Ｎ)
内聚性
弹性 (ｍｍ)
胶粘性 (Ｎ)
咀嚼性 (ｍｊ)
１４ ９９ ± ５ ６２
０ ７７ ± ０ １０
３ ９１ ± ０ ６１
１１ １７ ± ２ ６１
４３ ３８ ± １１ ０７
６ ９１ ± ２ ２６
０ ７２ ± ０ １１
３ １０ ± ０ ７８
４ ８９ ± １ １３
结果表明ꎬ 硬度、 胶黏性和咀嚼性是区分产品的重要属
果基体配方优化的标准ꎮ



1$

5

















61
-









1$
图 ２ 市售凝胶糖果主成分分析
２ ２ 明胶凝胶糖果配方优化





与应力的比值) 进行测定ꎬ 按照式 (１) 计算蠕变恢


图 １ 市售凝胶糖果聚类分析
复百分比 ( ｃｒｐ) ꎮ
(１ ~ ２２ 为 ２２ 种凝胶糖果)
表 ２ 不同类凝胶糖果质构仪器分析结果及其离散程度
２ ２ １ 单因素试验结果 考察明胶用量、 甜味剂用量、
柠檬酸用量以及白砂糖和果葡糖浆用量比例对硬度、 胶
粘性和咀嚼性的影响ꎬ 结果如图 ３ꎮ 以第三类凝胶糖果的
质构特性范围为标准对各因素进行优选ꎮ 虽然ꎬ 当明胶用
量为 ４％ ~ １２％ 时ꎬ 凝胶糖果硬度、 胶黏性和咀嚼性和该
范围均有一定的差距ꎬ 但有研究表明ꎬ 当明胶添加量少于
硬度、 胶粘性、 咀嚼性为响应值进行凝胶糖果基体配
由于剪切速率 ５０ ｓ ￣１ 所对应的黏度被认为与食品黏度、
表 １ 响应面因素和水平
润滑性等品质相关ꎬ 角频率为 ５０ ｒａｄ / ｓ 下测得的动态黏
因素
水平
质构特性的相关性分析 根据测得的数据ꎬ 分析 ＡＰＳ
度与感官评价的稠度具有良好的相关性[５] ꎬ 因此ꎬ 选取
大多为淀粉类ꎬ 且多数未使用柠檬酸等酸味剂ꎻ 第二类
市售凝胶糖果的凝胶剂则是以明胶和果胶为主ꎬ 酸味剂
以柠檬酸、 柠檬酸钠或柠檬酸钾为主ꎻ 第三类市售凝胶
糖果的凝胶剂大多为明胶、 果胶、 黄原胶、 卡拉胶和刺
槐豆胶等配合使用的复合凝胶剂ꎬ 酸味剂为柠檬酸和
ＤＬ￣苹果酸同时使用的复合酸味剂ꎮ
珀耳帖装置控制ꎬ 使用设备为锥板 ３５ ｍｍ / ２°ꎬ 测量间
中国食物与营养 ２０２３ꎬ２９(３):２９￣３５
第
３期
杨佳琪等: 黄芪多糖凝胶糖果的制备及其物性研究
Ｆｏｏｄ
ａｎｄ Ｎｕｔｒｉｔｉｏｎ ｉｎ Ｃｈｉｎａ
２９
黄芪多糖凝胶糖果的制备及其物性研究
杨佳琪ꎬ 戴幸星ꎬ 盛梦柯ꎬ 石艳双ꎬ 彭鑫慧ꎬ 岑 帅ꎬ 史新元
(北京中医药大学中药学院ꎬ 北京 １０２４０１)
围和单因素试验结果ꎬ 针对明胶用量、 甜味剂用量、
(１)
式 (１) 中ꎬ Ｊ ｍｉｘ 为最大蠕变柔量、 Ｊ ｒ 为恢复后的柔量ꎮ
柠檬酸用量 ３ 个因素进行 Ｂｏｘ￣Ｂｅｎｈｎｋｅｎ 试验设计ꎬ 以
１ ３ ５ 黄芪多糖糖浆流变学性质和黄芪多糖凝胶糖果
方优化 ( 表 １) ꎮ
糖浆流变学性质和 ＡＰＳ 凝胶糖果质构特性的相关性ꎮ
凝胶糖果ꎬ 并测定其凝胶前的流变性质及凝胶后的质构特性ꎮ 结果: 黄芪多糖的添加会使明胶基体的质构特性变弱ꎮ
流变学分析显示ꎬ 黄芪多糖凝胶糖果糖浆表现为剪切变稀行为ꎮ 相关性分析显示ꎬ 黄芪多糖凝胶糖果糖浆的表观黏
度与黄芪多糖凝胶糖果的质构特性显著相关ꎮ 结论: 成功制备了一种与市售凝胶糖果质构特性相近的黄芪多糖凝胶
性ꎮ 在聚类分析中ꎬ 第三类凝胶糖果的数量占比最大ꎬ
胶糖果质构仪器测量数据ꎬ 对凝胶糖果的硬度、 内聚
说明该类凝胶糖果的市场接受度较好ꎮ 结合主成分分析
性、 弹性、 胶黏性和咀嚼性等质构特性进行主成分分
的结果ꎬ 凝胶糖果质构特性中的硬度、 胶黏性、 咀嚼性
析ꎮ 由图 ２ 结果可得到 ２ 个主成分: 第一主成分的贡献
缩至可溶性固形物含量为 ８０％ ꎬ 将其倒入 １ ０ × １ ０ ×
１ ５ ｃｍ 的淀粉模具中放置过夜ꎬ 自然干燥ꎮ (２) 单因素
试验: 设定明胶添加量 １０％ 、 甜味剂用量 ６０％ 、 白砂糖
和果葡糖浆用量比例 １: １、 柠檬酸用量 １ ２％ 为基准条
件ꎬ 分别 考 察 明 胶 用 量 ４％ 、 ６％ 、 ８％ 、 １０％ 、 １２％ ꎻ
１４ ８２ ± ４ ３５
２ ９２ ± ０ ９０
０ ９０ ± ０ ０６
３ ７５ ± １ ６１
２ ６２ ± ０ ８３
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１０ １８ ± ６ ４０
第３ 期
杨佳琪等: 黄芪多糖凝胶糖果的制备及其物性研究
３１
主成分分析可以区分产品属性的重要程度ꎮ 根据凝
为主要因素ꎮ 因此ꎬ 选择第三类凝胶糖果的质构属性:
二主成分的贡献率为 ２５ ０５％ ꎬ 主要属性为弹性ꎬ 以上
１ １３) Ｎ、 咀嚼性 (１４ ８ ± ４ ３５) ｍｊꎬ 作为后续凝胶糖
率为 ６１ ８０％ ꎬ 主要属性为硬度、 胶黏性和咀嚼性ꎻ 第
凝胶糖果的硬度 (６ ９１ ± ２ ２６) Ｎ、 胶黏性 (４ ８９ ±
ＴＭＳ￣Ｐｒｏ 质构仪ꎬ 美国 ＦＴＣ 公司ꎻ ＨＢ１０ 旋转蒸发
仪ꎬ 德国 ＩＫＡቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ公司ꎻ 电磁炉ꎬ 美的集团有限公司ꎻ 手持
式折光仪ꎬ 河北慧采科技有限公司ꎻ 哈克旋转流变仪ꎬ
赛默飞 公 司ꎻ Ｓ￣４８００ 场 外 发 射 扫 描 电 镜ꎬ 日 本 日 立
公司ꎮ
１ ３ 方法
６０℃ 的水浴锅中ꎬ 使明胶完全溶解形成溶液ꎮ 在明胶溶
于该范围ꎬ 因此ꎬ 综合考虑选择采用柠檬酸用量 ０ ４％ 、
０ ８％ 、 １ ２％ 用于响应面优化试验ꎮ
２ ２ ２ 响应面试验 对表 ３ 数据进行处理ꎬ 得到与各
响应值相关的回归方程及其方差分析表、 各因素对响应
值影响的三维图ꎮ 硬度 (Ｙ１ )、 胶黏性 (Ｙ２ ) 和咀嚼性
(Ｙ３ ) 与各因素间的二次多项式预测模型:

持 ５ ｍｉｎꎬ 选择静态剪切模式ꎬ 控制剪切速率变化为

０ １ ~ １００ ｓ － １ ꎬ 测定糖浆的表观黏度ꎮ 动态模量的测
定: 将样品在 ６０ ℃ 下保持 ５ ｍｉｎꎬ 选择频率扫描模式ꎬ
控制应变为 ０ ３％ ( ＬＶＲ 范围内) ꎬ 频率变化为 ０ １ ~
１００ ｒａｄ / ｓꎮ 测量糖浆的储能模量 Ｇ’ 、 损耗模量 Ｇ” 和
测定) ꎬ 得糖浆ꎬ 放置备用ꎮ 将明胶和去离子水以 １:
品的质构特性进行测定ꎬ 为含中药活性成分的保健凝胶
(１) 明胶基体的制
备: 以明胶为凝胶剂ꎬ 白砂糖和果葡糖浆为甜味剂ꎬ
量为 ８０％ ( ｗ: ｗ) ( 可溶性固形物利用手持式折光仪
市售凝胶糖果 (选择销量排名靠前的 ２２ 种凝胶糖
２ ( ｗ: ｗ) 的 比 例 在 烧 杯 中 混 合 溶 胀ꎬ 将 烧 杯 放 入
Ｙ１ ＝ ３ ６６ ＋ １ ６６Ａ￣ ０ ８３Ｂ ＋ ０ １６Ｃ￣ ０ ２０ＢＣ￣
４％ 时ꎬ 不利于明胶凝胶糖果形成凝胶ꎬ 且口感偏软ꎬ 弹
ＡＰＳ 糖浆在剪切速率为 ５０ ｓ ￣１ 时的表观黏度和角频率为
Ａ 明胶 (％ )
Ｂ 甜味剂 (％ )
Ｃ 柠檬酸 (％ )
￣１
４
４０
０ ４
５０ ｒａｄ / ｓ 时的 Ｇ’、 Ｇ”、 ｔａｎδ 以 及 蠕 变 恢 复 百 分 比 与
１
１２
６０
１ ２
２ 结果与分析
０
８
５０
０ ８
１ ３ ３ 黄芪多糖凝胶糖果的制备及其质构特性的测定
通信作者: 史新元 (１９７４— )ꎬ 女ꎬ 博士ꎬ 博士生导师ꎬ 教授ꎬ 研究方向: 制药工程与技术ꎮ
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３０
第 ２９ 卷
中 国 食 物 与 营 养
ｃｒｐ ＝ (Ｊ ｍｉｘ ￣ Ｊ ｒ ) / Ｊ ｒ × １００
应面试验: 根据前述试验确定的凝胶糖果质构特性范
制备 ＡＰＳ 凝胶糖果ꎮ 按照 １ ３ ２ (１) 的方法将不同质
量分数的 ＡＰＳ 添加在明胶溶液中ꎬ 与糖浆混合ꎬ 浓缩
至可溶性固形物为 ８０％ ꎬ 制得 ＡＰＳ 糖浆ꎬ 冷却干燥后
为 ＡＰＳ 凝胶糖果ꎮ 测定其质构特性ꎬ 根据优选的质构
特性范围ꎬ 确定 ＡＰＳ 的适宜添加量ꎮ
１ ３ ４ 黄芪多糖糖浆流变学性质的测定 利用哈克旋
损失正切 ｔａｎδꎮ 蠕变恢复百分比的测定: 将样品在待
测温度 下 平 衡 ５ ｍｉｎ 后 开 始 测 试ꎬ 保 持 应 力 ( 符 合
ＬＶＲ 范围) 不变ꎬ 设定蠕变时间和恢复时间ꎬ 进行蠕
变测量ꎬ 观察持续时间下应变的变化ꎬ 对柔量 ( 应变


C.
隙为 ０ １ ｍｍꎮ 表观黏度的测定: 将样品在 ６０ ℃ 下保
根据中国药典[２] 规定及相关文献[３￣４] 中黄芪及 ＡＰＳ 的用
量ꎬ 确定 ＡＰＳ 的添加量为 ０％ 、３ ９１％ 、７ ６９％ 、１１ ５４％ 、
１５ ３８％ 、 １９ ２３％ 、 ２３ ０８％ 、 ２６ ９２％ 、 ３０ ７７％ 、 ３４ ６２％
(ｗ / ｗ)ꎮ 将 ＡＰＳ 添加在优化后的明胶型凝胶糖果基体中
甜味剂用量 ４０％ 、 ５０％ 、 ６０％ 、 ７０％ 、 ８０％ ꎻ 白 砂 糖、
果葡糖浆用量比例 ２: １、 １: １、 １: ２、 １: ３、 １: ４ꎻ 柠
檬酸用量 ０ ３％ 、 ０ ６％ 、 ０ ９％ 、 １ ２％ 、 １ ５％ 对凝胶糖
果质构特性的影响ꎮ 在实验过程中ꎬ 除考察因素外ꎬ 其
围ꎬ 将其作为凝胶糖果质构特性优化的标准ꎮ
近的明胶型 ＡＰＳ 凝胶糖果ꎬ 并对其中间体流变性质及成
１ ３ ２ 明胶基体的配方优化
糖果的生产和开发提供参考ꎮ
柠檬酸为酸味剂制作明胶基体ꎮ 首先ꎬ 将白砂糖、 果
１ 材料与方法
葡糖浆和水混合ꎬ 不断搅拌ꎬ 熬煮至可溶性固形物含
１ １ 材料与试剂
糖果ꎬ 凝胶糖果中间体的表观黏度与质构特性相关可为凝胶糖果生产提供新思路ꎮ
关键词: 质构特性ꎻ 凝胶糖果ꎻ 响应面法ꎻ 黄芪多糖ꎻ 流变性质
黄芪多糖 (ＡＰＳ) 具有多种生物活性及安全性ꎬ 是
(起始力 ０ ０７５ Ｎ、 探头 ４３２￣０１０、 间隔时间１０ ｓ、 测试速
糖果的质构性质分析ꎬ 选定凝胶糖果的质构特性范围ꎬ