黑果枸杞复合压片及其抗氧化性

Lycium ruthenicum Murr.complex pressed tablets and their antioxidant properties

摘要

目的 制备一种具有补充眼部营养、抗氧化的黑果枸杞复合压片。 方法 选用黑果枸杞、盐藻、螺旋藻为原料，以二氧化硅、微晶纤维素、硬脂酸镁为赋形剂，通过单因素正交试验，筛选出最佳配方，采用粉末直接压片法，制备具有保健功能、口味适合的黑果枸杞复合压片。测定主要功效成分花青素和类胡萝卜素以VC为参照进行抗氧化性测定。 结果 黑果枸杞复合压片配方为功能原料黑果枸杞占85%、螺旋藻5%、盐藻3%，辅料二氧化硅3.5%、微晶纤维素2.5%，硬脂酸镁1%；复合压片中活性成分花青素含量为8.890 mg/g、类胡萝卜素含量为0.150 mg/g；抗氧化性结果显示：在浓度为1.0 mg/mL时，复合片的DPPH自由基清除率为75.35%，低于黑果枸杞和VC；ABTS自由基清除率为91.81%，高于VC，低于黑果枸杞。复合压片口感、硬度、外观和边缘整齐度复合保健品要求，具有良好的抗氧化性。 结论 复合压片为缓解视疲劳、抗氧化的新型食品开发提供了一定的参考。

Abstract

Objective The experiment aimed to develop a Lycium ruthenicum Murr.compound pressed tablet enriched with eye nutrition supplements and antioxidants，founded on a protein-rich and balanced nutritional base. Method Utilizing Lycium ruthenicum，Dunaliella salina，and Spirulina platensis as primary ingredients，alongside silicon dioxide，microcrystalline cellulose，and magnesium stearate as excipients，the optimal formulation was determined through a single-factor orthogonal test.Subsequently，Lycium ruthenicum composite pressed tablets with health-enhancing properties and pleasing taste were crafted employing a direct powder pressing technique.The signature components anthocyanins and carotenoids were quantified using VC as a reference for antioxidant efficacy. Result The research showed that the most effective composite tablet formulation comprised 85% Lycium ruthenicum，5% Spirulina，3% Dunaliella salina，3.5% silicon dioxide，2.5% microcrystalline cellulose，and 1% magnesium stearate as excipients.The composite tablet exhibited anthocyanin and carotenoid contents of 8.890 mg/g and 0.150 mg/g，respectively.In antioxidant assessments at a concentration of 1.0 mg/mL，the compound tablet displayed a DPPH free radical scavenging rate of 75.35%，lower than that of black fruit wolfberry and VC，while the ABTS free radical scavenging rate stood at 91.81%，surpassing that of VC but falling short of black fruit wolfberry.The composite pressed tablets met the criteria for health products in terms of taste，hardness，appearance，and edge precision，demonstrating commendable antioxidant properties. Conclusion The composite pressed tablets serve as a valuable reference for the development of novel food products aimed at alleviating visual fatigue and offering antioxidant benefits.

Graphical abstract

关键词

黑果枸杞 / 盐藻 / 螺旋藻 / 抗氧化

Key words

Lycium ruthenicum Murr. / Dunaliella salina / Spirulina platensis / anti-oxidation

Author summay

石翠，硕士研究生。E-mail：2968878783@ qq.com

随着现代科技的发展，电子产品的普及导致人们视疲劳及眼部疾病呈现直线型上升趋势^［1］。目前，对视疲劳及眼部疾病的物理治疗与药物治疗效果有限，且伴随着一定的风险性^［2］。因此，开发高效、安全的预防视疲劳的功能性产品成为食品领域重要的研究方向。视疲劳主要症状以视物模糊、不耐久视、干涩不适等为临床表现^［1-2］，有研究表明视疲劳是氧化产生的自由基过多与眼部营养不足导致的，人体若受到过量活性氧（ROS）的氧化损伤，自身的保护体系就不足以将其清除，需要使用抗氧化剂^［3］。随着生活水平的提高，人们对眼睛的保健引起广泛关注，目前合成抗氧化剂较多^［4］，被广泛用于功能性食品中。但长期使用合成抗氧化剂会产生一定不良作用^［5］。因此，无副作用的天然、安全的良性抗氧化剂成为人们追求的主要目标。

黑果枸杞（Lycium ruthenicum Murr.）属茄科枸杞属，其活性成分花青素有“软黄金”之称，含量显著高于其它植物，具有抗氧化、抗疲劳、延缓衰老等保健及药用价值^［6］，可通过防辐射、清除细胞中的自由基达到保护视力和增加视网膜中维生素A的含量，从而达到缓解视疲劳的效果^［7］。目前我国视疲劳保健产品，以花青素为标志性成分的产品居多^［8］，刘春民等^［9］对青少年视疲劳进行研究发现，花青素能有效改善视疲劳症状，刘笑茹等^［10］等用蓝莓和枸杞制备视力保健咀嚼片，以蓝莓中的花青素、枸杞中类胡萝卜素为功效性成份。黄宗锈等^［11］以花青素和维生素Ａ的复配，以花青素和叶黄素进行复配对受试物老鼠进行实验，结果均显示受试者的视疲劳相关指标均有明显改善。盐藻含有大量的类胡萝卜和蛋白质，类胡萝素所包含的β胡萝卜素是维生素A的前体物质^［12］，具有维生素A的各种功能，如清除人体自由基、防止脂质过氧化等^［13-14］，螺旋藻含有大量的优质蛋白，可以很好的补充蛋白，有研究表明β胡萝卜和优质蛋白主要参与人体视质素的合成^［15-18］。

甘肃省河西走廊独特的气候条件为黑果枸杞生长发育与繁殖提供了优良的生存环境，有大面积的人工种植，但黑果枸杞产品开发精深加工产品不足，为提高其产品综合利用率、推动黑果枸杞产业健康发展，本研究以黑果枸杞为主要原料，制备黑枸杞复配压片，增加保健食品新品种。试验配方由黑果枸杞、盐藻、螺旋藻为组成原料，根据2019年新资源食品公告和中国居民膳食营养素参考摄入量（2013 版）^［19］确定复合配方中各种营养成分与营养物质含量。同时，按照中药复方学、营养学的原理^［20］以现代科学技术，将黑果枸杞、盐藻、螺旋藻混合直接压片，以黑果枸杞花青素和盐藻类胡萝卜素为缓解视疲劳的标志性功效成份进行抗氧化性检测，旨在调配成一种具有抗氧化性、补充眼部营养，缓解视疲劳保护视力的复合压片食品。

1 材料与方法

1.1 材料

试验所用的黑果枸杞购于玉门市花海镇，盐藻粉购于青岛青泉港生物工程有限公司，螺旋藻粉购于甘肃凯源生物技术开发中心，微晶纤维素、硬脂酸镁（药品级）以及二氧化硅来源于淮南山河药用辅料有限公司。二苯基苦基苯肼（diphenyl picryl hydrazyl，DPPH）、2，2′-偶氮双（3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸）二铵（ABTS）、VC均购于合肥巴斯夫生物科技有限公司；其它试剂的纯度均为分析纯，实验用水为超纯水。

1.2 仪器设备

多功能粉碎机FTT-2000A、压片机ZP37、鼓风干燥箱DGH-9240、紫外分光光度计UV-3200S。

1.3 工艺流程

黑果枸杞粉+螺旋藻粉、盐藻粉+添加剂→混合→压片。

黑果枸杞粉的制备方法：将黑果枸杞进行精选、去杂、去梗、清洁、烘干（烘干温度不超过40 ℃）、粉碎过150目筛得到黑果枸杞粉。

1.4 配方工艺筛选与优化

1.4.1 黑果枸杞、盐藻、螺旋藻复配物最佳比例的确定

黑果枸杞、螺旋藻在不超过其推荐使用量的基础上确定其配比，盐藻的食用量每日不超过300 mg（5.5%）^［21］。在满足营养成分的同时考虑产品的口感、气味、色泽、外观等由河西学院教师、学生依据进行综合评定，评分标准（按百分制）见表 1，以感官综合评定进行设计3因素3水平正交试验，得到原料最佳配比因素水平表（表2）。

1.4.2 添加剂的筛选与优化

根据功效性成份单因素试验结果，以压片的外观、硬度、表面的平整度为评价指标进行感官打分，评分标准同上见表1。根据原料的特性设计4因素3水平正交试验，得到其最佳配方（表3）。

1.4.3 具体成型工艺条件

以混和粉体颜色的均匀性为指标，根据混合物的多少，将其放入粉碎机，进行粉碎混合至粉体颜色均匀、无色差。混合之后调节压片机填充物至片重0.5 g，控制压片机压力在50 N左右进行压片。

1.5 压片主要功效成分、抗氧化性检测

本复合压片主要以黑果枸杞花青素、盐藻类胡萝卜素为主要功效成分，以VC为对照，测定其抗氧化，以抗氧化指标DPPH和ABTS来评价复合片的抗氧化性。样品设置6个浓度、3次重复。花青素的测定采用pH示差法^［22］_，类胡萝卜素采用80%的丙酮进行提取测定^［23］；DPPH自由基清除率测定参考Blois等^［24］ 的方法；ABTS自由基清除率的测定参考朱玉昌的方法^［25］。

1.6 数据分析与绘图

采用IBM SPSS Statistics 25.0软件对数据进行方差分析，采用origin 2021进行作图。

2 结果与分析

2.1 复合压片的制作

2.1.1 黑果枸杞、盐藻、螺旋藻最佳混合比例正交试验分析

由表4分析可知，3个原料中以黑果枸杞影响最大，其次是螺旋藻、盐藻影响最小。本试验得到的最优组合为黑果枸杞为85%、盐藻3%、螺旋藻5%，其混粉的色泽、气味及口感均为最佳。

2.1.2 压片添加剂配方筛选试验分析

由表5可知，以上4个因素中以黑果枸杞混合粉影响最大，其次是二氧化硅、微晶纤维素，硬脂酸镁影响最小。正交试验得到的最优组合为黑果枸杞混合粉93%、二氧化硅3.5%、微晶纤维素2.5%、硬脂酸镁1%，其复合压片的硬度适中、边缘整齐、表面光滑、色泽均匀，呈深紫黄色、具有黑果枸杞特有风味、入口细腻无颗粒感。

2.1.3 具体成型工艺条件

粉碎机转速为12 r/min、混合时间为5 min时，混和粉体不同层次颜色均一、无色差、均匀度等符合要求。采用最佳混合时间进行混合之后再次过筛，然后进行压片，片重差异符合要求。

2.2 黑果枸杞复合压片标志性成分含量及抗氧化性测定

2.2.1 复合压片标志性成分含量测定

通过实验室测定（表6），每个复合片重0.5 g，其中花青素含量8.890 mg/g、胡萝卜素含量0.150 mg/g。

2.2.2 复合压片、黑果枸杞与VC抗氧化比较

ABTS自由基清除率的变化。从图1-A中可以看出，随着3个样品浓度的增加，ABTS自由基清除率均呈上升趋势。在各浓度下，复合片的清除率均低于黑果枸杞，但浓度在0.1、0.6、0.8和1.0 mg/mL时，复合压片自由基清除率高于VC；浓度在0.2到0.4 mg/mL时，复合片清除率低于VC。方差分析表明，在相同浓度下，复合片、黑果枸杞与VC之间ABTS自由基清除率均存在极显著差异（P<0.01）。

DPPH自由基清除率的变化。从图1-B中可以看出，随着样品浓度的增加，DPPH自由基清除率均呈上升趋势。在各浓度下，复合片的清除率均低于黑果枸杞在浓度为0.1 mg/mL时，复合压片DPPH自由基清除率高于VC；浓度在0.2到1.0 mg/ml时，复合片清除率均低于VC。方差分析表明，在相同浓度下复合压片、黑果枸杞和VC之间，ABTS自由基清除率均存在极显著差异（P<0.01）。

3 讨论

粉末直接压片，对原料、添加剂的要求较高，在功能性食品中，功能性成分占比越大，保健效果越强。食品添加剂二氧化硅主要控制压片的硬度，微晶纤维素增加物料的黏合性，控制复合片的外观、边缘整齐度，硬脂酸镁主要控制物料流动性^［26］。如果食品添加剂占比过大，会导致功能性成分含量较少，功能食品粉末直接压片，可以最大程度的保留了其营养成分。本研究将黑果枸杞及其它复配物进行粉末直接压片，功能性成份占93%，食品添加剂少于其它研究^［27］。

原料之间进行复配，可以实现各种功效性成份的互补或促进作用，弥补单一营养素对治疗效果的不足，体现复配物之间协同增效，但也可能会出现抗节现象^［28］。ABTS和DPPH是测定总抗氧化的主要指标。ABTS由强氧化剂与ABTS盐反应产生，DPPH是一种以氮为中心的顺磁化合物^［29］。抗氧化剂能使自由基失活是基于氢质子转移（HAT）和电子转移（ET） 两种机制。ABTS是通过HAT 机制导致体系绿色减退。DPPH法使紫色减退则可能是ET 机制、HAT 机制，或是二者共同作用的结果^［30］。两者抗氧化性的评价都是在反应溶剂中加入抗氧化剂使其溶剂褪色，通过反应体系颜色的改变评价试样抗氧化性。测定过程中抗氧化剂样品浓度过高，会导致反应体系中自由基吸光度超出了分光光度法的准确范围^［31］，因此，本实验确定6个浓度对样品进行测定。本研究中三个样品浓度在1.0 mg/mL时，复合片ABTS高于VC，低于黑果枸杞粉；DPPH自由基清除率低于黑果枸杞粉和VC，可能是压片单位体积中的有效抗氧化成分含量相对降低，也可能是压片过程中粉碎机温度过高造成花青素含量分解，或是复合片中有相互抗节的成份，导致其抗氧化成份未能发挥其功效性。抗氧化指标ABTS和DPPH自由基对各种样品的清除率出现不一致的情况，这可能由于其不同抗氧化指标的侧重点不一样导致的结果^［32］。

4 结论

黑果枸杞复合压片功能性成分占93%（黑果枸杞占85%、螺旋藻5%、盐藻3%），添加剂占7%（二氧化硅3.5%、微晶纤维素2.5%，硬脂酸镁1%）。该复合压片的口感、硬度、外观均符合要求；粉末直接压片法，制备工艺简单且最大程度保留了黑果枸杞、藻类各种营养成分，复合片中花青素含量8.9 mg/g、胡萝卜素0.152 mg/g。抗氧化指标DPPH和ABTS自由基清除率较高，复合片浓度在1.0 mg/mL时，ABTS自由基清除率为91.8%，高于VC，低于黑果枸杞粉；DPPH自由基清除率75.34%，低于黑果枸杞粉和VC；河西走廊独特的地理环境保证了黑果枸杞产业开发原材料的供应，黑果枸杞复合压片为新型功能食品开发提供了一定的参考。

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基金资助

甘肃省高等学校产业支撑项目(2021CYZC-56)