辣椒泡腾片固体饮料的制备

陈红惠，刘芳，沈清清，张文艳

1. 文山学院化学与工程学院（文山 663000）；2. 文山学院环境与资源学院（文山 663000）

辣椒是茄科植物辣椒的果实，具有活血、抗菌和其他功效，中医上用于治疗胃寒、风湿等症。辣椒中辣味成分主要是辣椒素和二氢辣椒素，主要有消炎止痛、减肥、抗疲劳的作用[1]。丘北辣椒是文山州特色经济作物，具有个小细长挺直、果皮油亮光滑、色泽鲜艳、辣香味浓、口感好等优良品质。丘北辣椒中的维生素C、脂肪、蛋白质、辣味素、有机酸、胡萝卜素等含量丰富[2-3]。目前，市场上较常见的是丘北辣椒粗加工产品，如辣椒干、辣椒油、风味辣椒及各种辣椒酱等。对于其辣椒素的研究，国内主要集中在其提取工艺条件的优化方面，而关于辣椒功能食品的研究和加工鲜见报道。

泡腾片是近年来一种新型片剂，由于其便于携带、食用方便、生物利用度高，深受大众喜爱。试验在提取辣椒素基础上，研制了辣椒泡腾片，通过正交试验筛选得到辣椒泡腾片的最佳配方，为拓展辣椒在加工领域的应用提供了科学依据，对提高丘北辣椒的经济价值亦有一定的现实意义。

1 材料与方法

1.1 材料、设备与仪器

辣椒（购自文山丘北）；柠檬酸（潍坊英轩实业有限公司）；苹果酸（河南中泰食化有限公司）；碳酸氢钠（青岛碱业股份有限公司）；乳糖（郑州安安康食品化工有限公司）；甜菊糖苷（曲阜圣仁制药有限公司）；聚乙二醇6000（河南千志商贸）；白砂糖（市售）。

高速万能粉碎机（北京普诺众达科技有限公司）；DGG-9620 A电热恒温鼓风干燥箱（上海齐欣科学仪器有限公司）；W 201 D恒温水浴锅（上海申顺生物科技有限公司）；RE-2000 A旋转蒸发仪（上海亚荣生化仪器厂）；SHB-III循环水式多用真空泵（郑州长城科工贸有限公司）；XS-225 A电子分析天平（Precisa仪器有限公司）；ZP-5、7、9旋转式压片机（泰州市天泰制药机械厂）；PHS-3C+型酸度计（成都世纪方舟科技有限公司）；片剂四用测定仪（上海黄海药检仪器厂）。

1.2 试验方法

1.2.1 辣椒素的制备

挑选无霉无虫蛀、完整的丘北辣椒，去梗除籽，烘干，粉碎，过60目筛。称取辣椒粉末，按料液比1︰20加入90%乙醇，在70 ℃下回流提取2次，每次100 min。合并滤液，经旋转蒸发仪浓缩，直至浓缩液为深红色黏稠状液体。将浓缩液倒出，在45～50℃烘箱中干燥8～9 h，直至浓缩液不粘手即可得到辣椒素[4-7]。

1.2.2 辣椒泡腾片的制备工艺

泡腾片的制备采用酸碱分开制粒，最后酸碱粒复合压片成型的方法。称取一定量辣椒素溶于95%乙醇中，加入0.7 g麦芽糊精、0.7 gβ-环糊精、0.7 g微晶纤维素、甘露醇-乳糖（1︰8，即0.5 g甘露醇，4.0 g乳糖）、适量白砂糖，搅拌均匀，均分成2份，其中1份与酸源（柠檬酸、苹果酸）、润湿剂（乙醇）按照一定比例混合，同时将另1份与碱源（碳酸氢钠）、润湿剂（乙醇）按照一定比例混合，酸碱分开制软材。将上述制备好的酸性粒粉末和碱性粒粉末分别放入颗粒机中制粒，在55 ℃下烘干，过80目筛整粒，向其中加入5 g聚乙二醇6000，使其混匀，最后过20目筛，压片，即可得辣椒泡腾片[8-9]。

①酸源+辣椒素、填充剂、润湿剂→制粒→烘干

②碱源+润滑剂、润湿剂→制粒→烘干

①+②+辣椒素、填充剂、润湿剂→混合→压片

1.2.3 辣椒泡腾片配方优化单因素试验

1.2.3.1 泡腾剂种类的选择[10]

泡腾剂常用的酸源有柠檬酸、酒石酸、苹果酸等，碱源有碳酸钙、碳酸氢钠、碳酸钠等。酸源和碱源的选择会影响泡腾片的崩解时间、产气效果等。通过预试验确定柠檬酸和碳酸氢钠作为此次试验的泡腾剂。

1.2.3.2 泡腾剂酸碱比的选择[10]

以0.9 g辣椒素、60 g白砂糖、45 g柠檬酸、5 g聚乙二醇6000为固定添加量，泡腾剂酸碱比为2∶1，2.3∶1，2.8∶1和3.5∶1，按1.2.2制备辣椒泡腾片，以发泡量、崩解时限为评价指标对辣椒泡腾片溶液进行评价，以确定合适的添加比例。

1.2.3.3 辣椒素添加量的选择[9]

辣椒素的添加量影响到泡腾片的滋味及适口性，添加过多辣味刺激难以接受，过少提神效果不明显。试验以35 g柠檬酸、12.5 g碳酸氢钠、60 g白砂糖、5 g聚乙二醇6000为固定添加量，分别添加0.4，0.5，0.6和0.7 g的辣椒素按照1.2.2进行压片，确定辣椒素的最佳添加量。

1.2.3.4 润滑剂的选择[11-14]

分别以聚乙二醇6000乙醇溶液、聚乙烯吡咯烷酮、硬脂酸镁为润滑剂，按1.2.2制备辣椒泡腾片，通过观察泡腾片外观，选择最适润滑剂。试验表明，硬脂酸镁和聚乙烯吡咯烷酮压片外观光滑，成型性良好，但硬脂酸镁使用后泡腾片溶解后会在溶液表面有漂浮物，二者溶解性差于聚乙二醇6000，综合考虑选择聚乙二醇6000作为润滑剂。

1.2.3.5 甜味剂添加量的选择

以白砂糖为甜味剂。以0.6 g辣椒素、35 g柠檬酸、12.5 g碳酸氢钠、5 g聚乙二醇6000、为固定添加量，分别添加50，55，60，65和70 g的白砂糖进行压片，以感官评价为指标，确定甜味剂的添加量。

1.2.3.6 矫味剂及其用量的选择

由于添加辣椒素制作的泡腾片辣味突出，单一的甜味剂及酸味剂口感不佳，难以接受，因此试验进行矫味处理。

1.2.4 辣椒泡腾片配方工艺优化[9-10]

固定0.3 g苹果酸、5 g乳糖、0.2 g甜菊糖苷、5 g聚乙二醇6000的添加量，以柠檬酸添加量、碳酸氢钠添加量、白砂糖添加量、辣椒素添加量为考察指标，设计L9(34)正交试验表，因素水平设计见表1，优选辣椒泡腾片的最佳工艺条件。

表1 辣椒泡腾片配方优化正交试验因素与水平

1.2.5 辣椒泡腾片感官评价方法[15-17]

选取20名食品专业学生组成感官评价小组，对辣椒泡腾片冲制的饮料进行感官评价，以滋味、澄清度、汤色为评价指标，评分标准见表2。

感官评价结果的计算：在评分结果中去除一个最高分和一个最低分，其余的分数相加算平均值。总分=汤色（30%）+澄清度（30%）+滋味（40%）。

表2 感官评分标准

1.2.6 检测分析方法

1.2.6.1 发泡量的测定[10-11]

采用质量损失法，分别精密称定含水的烧杯和1片辣椒泡腾片的质量，然后将泡腾片置于烧杯中进行发泡，待片剂完全溶解，气体停止逸出，再次称量烧杯及溶液总质量。平行测定6次，取平均值。

1.2.6.2 崩解时限的测定[10,18]

按照《中国药典》2015版要求，取1片泡腾片置于含200 mL温水（约20 ℃）的250 mL烧杯中，泡腾片从放入水中开始计时，至溶解完全无残留终止计时，平行检测6片，各片均应在5 min内崩解。

1.2.6.3 pH测定[10]

取6片泡腾片，分别分散于100 mL 20 ℃蒸馏水中，测定各溶液的pH，结果取平均值。

1.2.6.4 硬度测定[10]

取6片辣椒泡腾片，采用片剂四用测定仪检测泡腾片的硬度。

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果与分析

2.1.1 泡腾剂种类的确定

通过预试验，选择碳酸氢钠作为泡腾剂碱源，以不同比例柠檬酸为酸源，确定柠檬酸的添加量，结果见表3。柠檬酸添加量的递增不仅增强了泡腾片的风味，合适的添加量还能消除致呕感，降低柠檬酸的尖锐。柠檬酸的添加量为35%能较好地凸显泡腾片的风味，故柠檬酸的添加量为35 g。

表3 柠檬酸添加量对泡腾片风味的影响

2.1.2 泡腾剂酸碱比的确定

以柠檬酸为泡腾片的酸源，碳酸氢钠为碱源，选择不同的泡腾剂酸碱比，测定其发泡量与崩解时限，结果见表4。随着酸碱比例的增加，发泡量开始逐渐增加，然后减少，崩解时限呈现增加的趋势。酸碱比的选择应在发泡量多、崩解时间短较为合适；另外，碳酸氢钠添加太多，会带来明显致呕口味，严重影响食用。因此，崩解剂的酸碱比为2.8︰1。

表4 泡腾剂酸碱比对泡腾片发泡量和崩解时限的影响

2.1.3 辣椒素添加量的确定

辣椒素的添加量主要影响泡腾片的色泽及风味。添加过多，口感难以接受；添加过少，风味不足。将不同辣椒素添加量的泡腾片分别加入200 mL温水中溶解，考察其对感官品质的影响，结果如表5所示。辣椒素的添加量不仅影响泡腾片的风味，还能决定泡腾片溶解后汤色的深浅。随着辣椒素添加量的递增，泡腾片溶解后的汤色由淡黄增加到橘色，汤色越来越悦人，但过量的辣椒素会增加舌尖的痛感，从而降低泡腾片的口感。所以，当辣椒素的添加量为0.6 g时，泡腾片酸辣和谐且辣味突出，汤色澄清透明，呈明亮橘色，达到了辣味泡腾片特殊风味的要求。

表5 辣椒素添加量对泡腾片风味的影响

2.1.4 润滑剂质量的确定

润滑剂的使用可增加颗粒的流动性，改善压片过程中黏冲的影响。通过试验，选择聚乙二醇6000作为润滑剂效果较好。考察聚乙二醇6000分别为3，4，5和6 g时压片时黏冲影响情况。结果显示，润滑剂过少极易出现黏冲现象，但加入过多又会阻碍水分进入，导致泡腾片崩解缓慢。当聚乙二醇6000质量为5 g时，压片无黏冲现象，泡腾片的外观及崩解时限最好。

男孩再次表态：“肯定‘不是’。我就是不知道怎样说‘不’，才想找您咨询，听您分析后，我顿时豁然开朗了。”男孩微笑着向我告别。

2.1.5 甜味剂添加量的确定

通过添加不同比例白砂糖作为甜味剂，考察其对辣椒泡腾片风味的影响，结果如表6所示。白砂糖的添加量对泡腾片风味影响很大，当白砂糖的添加量较少时，泡腾片整体风味偏淡，滋味差，而过量的白砂糖反而破坏了泡腾片风味的和谐，当白砂糖的添加量为65%时，泡腾片酸甜适度，口感较滋润，且有一定的厚重感。

表6 白砂糖添加量对泡腾片风味的影响

2.1.6 口味矫正试验

选用苹果酸、乳糖、甜叶菊苷作为矫味剂，按照一定比例添加到上述泡腾剂中进行压片，任取1片在水中分散后，对其风味进行感官评价，结果见表7和表8。

从表7可以看出，苹果酸的添加可以增加泡腾片天然水果风味，适量的苹果酸和柠檬酸复配添加不仅能增强酸味，还能丰富酸的口感，但过量的苹果酸其溶解不完全，出现沉淀，降低泡腾片溶液的稳定性。当苹果酸的添加量为0.3 g时泡腾片汤色澄清，酸辣口感较和谐。

表7 苹果酸添加量对泡腾片风味的影响

由表8可知，乳糖和甜叶菊苷复配可以达到增甜、协调甜味的效果。适量的甜菊糖苷添加量不但能增强泡腾片甜度，还能产生良好的余味，当5 g的乳糖和0.2 g的甜叶菊苷复配时，泡腾片酸甜可口，辣味适宜，且厚重感明显，余味适宜。

表8 甜味剂复配对泡腾片风味的影响

2.2 正交试验结果与分析

根据单因素试验结果，选择柠檬酸添加量（A）、碳酸氢钠添加量（B）、白砂糖添加量（C）、辣椒素添加量（D）进行四因素三水平L9(34)正交试验，以感官指标进行评分，确定最佳配方，结果如表9所示。

由表9可看出，各因素对泡腾片感官指标的影响顺序为B＞C＞D＞A，即碳酸氢钠添加量影响最大，白砂糖添加量次之，柠檬酸添加量影响最小。选取得到的最佳配方为A3B1C2D2，即柠檬酸40 g，碳酸氢钠14 g，白砂糖65 g，辣椒素0.6 g。

表9 正交试验设计与结果

2.3 辣椒泡腾片品质分析

按照以上最佳配方，制备辣椒泡腾片成品，泡腾片每片的平均质量为0.76 g，产品色泽为浅粉色，表面光滑，外形整齐，加水冲泡后溶液呈橙黄色，澄清度高，具有辣椒特殊香气，酸甜宜人，伴有一丝辣味，但没有灼烧感，酸、辣、甜的滋味较协调，口感丰富。

2.3.2 发泡量

取1片辣椒泡腾片，精密称其质量。取1个加有100 mL水的锥形瓶，精密称其质量。将泡腾片投入水中，待完全无气泡产生后，称其质量，计算得到1 g辣椒泡腾片平均可产生CO2气体的量，为18.24±0.243 mL。2.3.3 崩解时限

随机选取6片辣椒泡腾片，测定其崩解时限，全部在5 min内崩解，符合2015版《中国药典》泡腾片的质量要求。

2.3.4 pH

随机选取6片辣椒泡腾片，测定所得溶液平均pH为5.6左右，均呈弱酸性，符合2015版《中国药典》要求。

2.3.5 硬度

随机选取6片辣椒泡腾片，测定其平均硬度为2.8 kg，符合2015版《中国药典》泡腾片的品质要求。

3 结论

以丘北辣椒中提取的辣椒素为主要成分，采用酸碱分开制粒法制备辣椒泡腾片。经正交试验得到辣椒提神泡腾片的最佳配方：辣椒素添加量0.6 g、柠檬酸添加量40 g、碳酸氢钠添加量14 g、白砂糖添加量65 g、苹果酸添加量0.3 g、乳糖添加量5 g、甜菊糖苷添加量0.2 g、聚乙二醇6000添加量5 g。所得的辣椒泡腾片口感良好、崩解迅速、酸辣可口且品质指标符合相关要求。辣椒泡腾片的研制为辣椒的精加工提供一种新的产品类型，由于风味酸辣，口感特别，提神效果明显，目前市场上未见相关产品，具有较广阔的市场前景。