黑蒜是利用新鲜的生蒜通过发酵工艺制成的一种食品[1],研究表明发酵后的黑蒜比普通的大蒜营养价值更高[2]。黑蒜能有效降低糖尿病、动脉粥样硬化、高脂血症性高血压、炎症、氧化应激、癌症等疾病的发生风险[3-5]。新鲜生蒜中的多糖属于菊糖类果聚糖,而黑蒜中含有的多糖由新鲜生蒜中的果聚糖经过高温、高湿发酵,最终降解为黑蒜中的低聚果糖[6],这使黑蒜要比普通生蒜的口感更甜。有研究表明,黑蒜具有显著的润肠通便效果,低聚果糖能有效促进肠道有益微生物的生长,且抑制有害菌的生长。从而有可能选择性调节机体肠道微生态,有利于人体肠道健康。此外,在美拉德反应的催化下,发酵过程中产生了黑蒜类黑精,是一种褐色的大分子化合物,具有抗氧化,抗菌消炎,改善肠道菌群的功效。

便秘是西方国家临床实践中诊断出的主要胃肠道疾病之一[7],给人们的身体带来生理不适和精神压力[8]。便秘还容易破坏机体的肠道微生态[9-10]平衡,而机体肠道微生态平衡与肠道微生物[11-12]生长息息相关。乳酸菌是存在于人体肠道中的一类革兰氏阳性益生菌,它能发酵碳水化合物产生乳酸,起到调节胃肠道菌群、保持微生态平衡、提高食物消化率、控制内毒素等作用。乳酸杆菌作为乳酸菌的一种,是重要的生理调节菌[13]。大肠杆菌是一种存在于人体消化道内的革兰氏阴性菌,产毒大肠杆菌在宿主体内破坏肠道正常微生态平衡,同时还会释放多种肠毒素进而诱发炎症[14]。黑蒜中的低聚果糖和类黑精作为一种天然的益生成分,可以有效促进人体肠道有益菌的生长,抑制有害菌的生长。这对改善机体肠道微生态,达到润肠通便效果均具有十分重要的意义。

泡腾片[15-17]是一种新型的固体片剂,与普通饮料所不同的是泡腾片固体饮料的口感更加自然,而且大多数泡腾片中富含多种天然的营养成分,具有良好的吸收利用率[18]。目前采用蔬菜、水果为原料开发的泡腾片产品种类多样,其不仅能够满足人们的口感和风味需求,而且能够对人体的某些生理机能产生特殊功效。

目前,以黑蒜为原料进行加工得到的产品较为稀少,市场上常见的黑蒜再制品主要是黑蒜酱、黑蒜粉等。本研究采用干法制粒及压片法来制备黑蒜泡腾片,并通过响应面试验确定其最佳制备工艺,最终以平均片厚、硬度、平均片重、水分含量、发泡量、崩解时限、pH值为指标对黑蒜泡腾片进行质量评价,通过体外细菌增殖试验探究不同剂量的黑蒜泡腾片对人体肠道微生态的影响。研究结果可为黑蒜泡腾片的生产研究和市场推广提供一定理论依据,也为黑蒜类食品加工工艺的改进和生产设计提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 试验原料与试剂

黑蒜,山东工凡生物科技有限公司;蔗糖,山东荣光实业有限公司;NaHCO3、无水柠檬酸、海藻酸钠、麦芽糊精(均为食品级),山东西王糖业有限公司;低聚木糖、低聚半乳糖(均为食品级),食之味食品有限公司;蛋白胨,天津市大茂化学试剂厂;牛肉膏,北京奥博星生物技术有限责任公司;NaCl(分析纯),国药集团化学试剂有限公司。

1.1.2 试验菌种

大肠杆菌(Escherichia coli)O157∶H7 259 22、植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)LD.0001,本实验室保藏。

1.2 仪器与设备

GB/T 6003.1—2022 80目标准筛,承泽丝网制品加工厂;2500C型家用高速多功能粉碎机,东菀市房太电器有限公司;101-5BS型电热鼓风干燥箱,绍兴苏珀仪器有限公司;ZP-5型旋转式压片机,长沙市岳麓区中南制药机械厂;YD-Ⅲ型四用测定仪,山东欧莱博技术有限公司;DHS16-A型红外水分仪,龙煤工矿机械有限公司;PHS-25型pH计,上海雷磁科学仪器有限公司;DHP-9000B型恒温培养箱,天津赛得利斯实验分析仪器制造厂;T6型可见分光光度计,北京普析通用仪器有限责任公司;BHC-1300ⅡA/B2型生物安全柜,苏州净化设备有限公司;XFH-200CA型不锈钢立式灭菌锅,浙江新丰医疗器械有限公司;AR2130/C型电子分析天平,美国OHAUS公司。

1.3 试验方法

1.3.1 黑蒜粉的制备

挑选当季优质黑蒜去皮冲洗晾干,切成3 mm左右的薄片,均匀平铺到不锈钢托盘上,设置鼓风干燥箱温度90 ℃,时间4 h。干燥完毕后粉碎过80目筛,收集筛后样品密封保存。

1.3.2 黑蒜泡腾片的制备

采用干法制粒法[19],将柠檬酸、NaHCO3、黑蒜粉、蔗糖、糊精、海藻酸钠、低聚果糖和低聚木糖称量后混合均匀,采用压片机进行压片,片剂经干燥后得到黑蒜泡腾片,单片重量控制在2.0 g左右。

1.3.3 单因素试验

1.3.3.1 黑蒜粉添加量的确定

固定蔗糖添加量1.5 g、麦芽糊精添加量1.0 g、海藻酸钠添加量0.6 g、低聚果糖添加量0.5 g、低聚木糖添加量0.5 g、柠檬酸添加量3.5 g、NaHCO3添加量2.5 g,分别按4.0、5.0、6.0、7.0、8.0 g添加黑蒜粉进行单因素试验。准确称取4 g泡腾片溶于100 mL热水中,直至溶解完全无气泡产生。以感官评分为评价指标,确定黑蒜粉的添加量。

1.3.3.2 蔗糖添加量的确定

固定黑蒜粉添加量6.0 g、麦芽糊精添加量1.0 g、海藻酸钠添加量0.6 g、低聚果糖添加量0.5 g、低聚木糖添加量0.5 g、柠檬酸添加量3.5 g、NaHCO3添加量2.5 g,分别按2.0、2.5、3.0、3.5、4.0 g添加蔗糖进行单因素试验。准确称取4 g泡腾片溶于100 mL热水中,直至溶解完全无气泡产生。以感官评分为评价指标,确定蔗糖的添加量。

1.3.3.3 增稠剂添加量的确定

固定黑蒜粉添加量6.0 g、蔗糖添加量1.5 g、麦芽糊精添加量1.0 g、低聚果糖添加量0.5 g、低聚木糖添加量0.5 g、柠檬酸添加量3.5 g、NaHCO3添加量2.5 g,分别按0.4、0.6、0.8、1.0、1.2 g添加海藻酸钠进行单因素试验。准确称取4 g泡腾片溶于100 mL热水中,直至溶解完全无气泡产生。以感官评分为评价指标,确定海藻酸钠的添加量。

1.3.3.4 柠檬酸添加量的确定

固定黑蒜粉添加量6.0 g、蔗糖添加量1.5 g、麦芽糊精添加量1.0 g、海藻酸钠添加量0.6 g、低聚果糖添加量0.5 g、低聚木糖添加量0.5 g、NaHCO3添加量2.5 g,分别按2.75、3.00、3.25、3.50、3.75 g添加柠檬酸进行单因素试验。准确称取4 g泡腾片溶于100 mL热水中,直至溶解完全无气泡产生。以感官评分为评价指标,确定柠檬酸的添加量。

1.3.4 响应面优化试验

以单因素试验结果为基础,设计四因素三水平响应面试验,以黑蒜粉添加量、蔗糖添加量、海藻酸钠添加量、柠檬酸添加量为自变量,以感官评分为响应值,试验如表1所示。

1.3.5 泡腾片质量评价

1.3.5.1 感官评分:选择经过感官品评培训的评价人员组成评定小组,评价前漱口。泡腾片形成溶液后,依次对各组样品从外观、口感、香气[20-21]这3个方面进行评分,评价标准如表2所示。

1.3.5.2 片厚的测定

采用游标卡尺进行测定。

1.3.5.3 硬度的测定

采用四用测定仪进行测定。

1.3.5.4 质量差异的测定

随机选取20片最佳配比的黑蒜泡腾片,用分析天平称量总质量并求得平均片重,再分别对每片黑蒜泡腾片的质量依次进行精密称量,根据下列公式(1)计算出黑蒜泡腾片的质量差异限度,按照相关的实验规定超出质量差异限度(±5%)的应≤2片,并且每片不得超出片重差异限度的1倍[22]。

片重差异限度

(1)

1.3.5.5 水分含量的测定

采用红外水分仪测定,泡腾片含水率应低于5%。

1.3.5.6 发泡量

采用质量损失法[18]对发泡量进行测定,随机抽取10片。

1.3.5.7 崩解时限

按照《中华人民共和国药典》2020年版的要求测定[18],随机抽取10片。

1.3.5.8 pH值的测定

采用pH计测定,随机抽取10片。

1.3.6 LB培养基的配制

LB培养基(g/L):胰蛋白胨10.0、牛肉浸膏3.0、NaCl 5.0。用5 mol/L NaOH溶液调节pH值为7.5,121 ℃高压灭菌20 min。

1.3.7 黑蒜泡腾片对人体部分肠道菌群的影响

在曾钰鹏等[23]的方法上稍加修改,将0.5麦氏浊度(菌落总数为1.5×108CFU/mL)的目标菌种(乳酸杆菌LD.0001、大肠杆菌O157)以10%的接种量接种于含有不同剂量(0.5%、1%、2%)最佳配方黑蒜泡腾片的LB培养基中,37 ℃厌氧培养。以空白LB培养基为对照,采用可见分光光度计于660 nm和650 nm的波长下分别测定乳酸杆菌和大肠杆菌的吸光度。各实验样品每4 h平行测定3次,共检测24 h。将各样品测定的吸光度结果依据乳酸杆菌和大肠杆菌的生长速率标准曲线进行菌群总数的计算。乳酸杆菌的生长速率标准曲线为:y=3.167x+0.314,大肠杆菌的生长速率标准曲线为:y=0.16x-0.08,其中y表示吸光度,x表示菌落总数(×108CFU/mL)。

1.4 数据处理

采用Excel 2010、Origin 2019和SPSS 26软件进行数据处理及统计分析,每个实验重复3次。

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果

如图1-a所示,黑蒜添加量对泡腾片感官评价影响显著(P<0.05)。在添加量为6.00 g时,汤液色泽美观,香味协调适中,感官评价最理想;添加量超过6.00 g后,混合压片过程中会出现粘连情况;添加量低于6.00 g时,汤液中的黑蒜风味偏淡,回味低,添加量大于7.00 g后,汤液中的黑蒜风味逐渐变重且过于甜腻;同时随着黑蒜添加量的增加,汤液中的不溶性固形物会明显增多。

由图1-b可示,蔗糖添加量对泡腾片感官评价影响显著(P<0.05)。当蔗糖添加量为3.00 g时,汤液品尝起来甜度适中,轻柔爽口;蔗糖添加量过高或过低时,都会导致汤液口感偏甜或偏酸,从而影响口感。

由图1-c可示,海藻酸钠添加量对泡腾片感官评价有显著的影响(P<0.05)。当海藻酸钠添加量为0.80 g时,汤液的增稠效果最好,汤液的均匀度呈现最佳状态;当海藻酸钠添加量过低时,汤液的增稠效果较差,不能赋予汤液爽滑的口感;当海藻酸钠添加量过高时,在汤液中可以明显观察到颗粒物,过于粘稠口感较差。

由图1-d可示,柠檬酸添加量对泡腾片感官评价影响显著(P<0.05)。当柠檬酸添加量为3.50 g时,汤液酸爽可口,发泡量较为适宜,口感类似碳酸饮料;当柠檬酸添加量过低时,容易导致泡腾片的崩解时限偏离最佳值;当柠檬酸添加量过高时,汤液呈现过重的酸味,影响口感。

2.2 响应面试验及其结果

2.2.1 响应面优化及结果

根据四因素三水平的响应面试验设计,进行29组试验,各组评价结果如表3所示。

2.2.2 模型建立及显著性检验

对表3试验数据进行二次多项回归拟合,得到多元回归方程为:Y=67.20-3.33A-0.25B-1.08C-2.17D+0.75AB+5.00AC-1.25AD-3.50BC-1.50BD+0.75CD+0.19A2+3.82B2+0.82C2-2.81D2。回归模型的方差分析结果如表4所示。试验模型P值为0.000 1,说明该模型总体高度显著,失拟项P=0.518 1>0.05,表明模型拟合度较好,对回归模型进行显著性检验可知,黑蒜粉添加量和柠檬酸添加量对感官评分有极显著的影响(P<0.01)。校正决定系数(R2adj)为0.757 9,且R2=0.878 9,说明此模型置信度较高。可用此模型对黑蒜泡腾片的工艺条件结果进行分析和预测[24]。

2.2.3 响应曲面分析

采用Design-Expert对回归方程进行分析,得到黑蒜泡腾片制备工艺的响应面及等高线如图2-a～图2-c所示,随着黑蒜粉添加比例的改变,响应面图的陡峭程度发生改变,相应的等高线图的变化也较为明显,说明黑蒜粉添加量对黑蒜泡腾片的感官评分有较为显著的影响。如图2-e、图2-f所示,随着柠檬酸添加量的改变,响应面图的陡峭程度有较为显著的变化,相应的等高线图的变化也较为明显,说明柠檬酸添加量对黑蒜泡腾片的感官评分有较为显著的影响。以上结果与表4中响应面方差分析结果一致。

2.2.4 最优工艺确定与验证

根据Design-Expert软件分析预测,当黑蒜粉添加量6.00 g、蔗糖添加量3.50 g、海藻酸钠添加量0.80 g、柠檬酸添加量3.38 g时,泡腾片的感官评分可达到84.801 1分。此条件下重复3次得到黑蒜泡腾片最优工艺参数。黑蒜泡腾片的感官评分为84.30分,RSD值为3.65%,与模型预测值差值为0.60%,接近理论预测值。

2.3 黑蒜泡腾片的品质评价

以感官评分作为评价指标,通过单因素试验、响应面试验,最终得到黑蒜泡腾片的最佳配方(g):黑蒜粉添加量6.00、蔗糖添加量为3.50、海藻酸钠添加量为0.80、柠檬酸添加量为3.38、麦芽糊精添加量1.0、低聚果糖添加量0.5、低聚木糖添加量0.5、NaHCO3添加量2.5。根据最佳配方制备黑蒜泡腾片,进行质量分析。结果表明(见表5),黑蒜泡腾片平均片厚为(4.98±0.09) mm;硬度(48.7±1.2) N,在30～50 N范围内;平均片重为(1.96±0.07) g,片重差异小于5%;水分含量为(4.85±0.05)%;发泡量(7.12±0.14) mL;崩解时限(4.63±0.19) min,未超过5 min;pH值5.63±0.01,符合相关规定。

2.4 黑蒜泡腾片对2种常见肠道微生物的影响

按照响应面试验优化的最佳配方配制黑蒜泡腾片,分别以0.5%、1%和2%这3种剂量加入LB培养基,接种大肠杆菌和乳酸杆菌后,采用可见分光光度计测定各样品的吸光度,探究不同剂量的最佳配方黑蒜泡腾片对2种肠道微生物体外增殖的影响。

2.4.1 对大肠杆菌体外增殖的影响

图3可以看出,随体外培养时间的延长,大肠杆菌体外增殖均受到不同程度的抑制。该抑制作用与黑蒜泡腾片添加剂量具有依赖关系,说明黑蒜泡腾片对大肠杆菌体外生长具有显著的抑制作用。

2.4.2 对乳酸菌体外增殖的影响

图4可以看出,随着体外培养时间的延长,乳酸杆菌体外增殖均受到不同程度的促进作用。该促进作用与黑蒜泡腾片添加剂量正相关,这说明黑蒜泡腾片对乳酸杆菌体外生长具有显著的促进作用。

2.4.3 微生物对肠道微生态调控作用的分析

据报道发酵乳杆菌HY01显著提高了活性炭诱导便秘小鼠粪便含水量和排便频率,从而缓解便秘。这可能是血清胃泌素、内皮素和乙酰胆碱酯酶的水平上升的结果[13]。同时,乳酸杆菌对幽门螺旋杆菌、大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等致病菌具有拮抗作用。乳酸杆菌的抑菌活性主要与在发酵过程中产乳酸和乙酸等有机酸相关。经发酵后的黑蒜不仅本身含有低聚果糖和类黑精等益生成分,体外增值试验表明,对乳酸杆菌的生长具有明显的促进作用。因此黑蒜泡腾片在机体内不仅本身会抑制有害菌的生长,更会促进有益菌的增值来产生有机酸发挥抑菌活性。

以上体外增殖试验表明,黑蒜泡腾片在一定程度上提高肠道有益菌如乳酸杆菌的丰度,降低肠道有害菌(如大肠杆菌)的丰度。目前通过黑蒜类产品治疗便秘的很多机制尚未阐明,需要进行更多的探索;且对黑蒜与肠道菌群之间的关联知之甚少。黑蒜含有多种益生物质,对肠道健康有一定的优势,如何发现黑蒜与便秘之间的关联,找到关键的作用机制,则成为下一步的研究目标。

3 结论

本试验以新鲜优质黑蒜为原料,采用干法制粒及压片法制备泡腾片,并通过响应面试验确定其最佳制备工艺参数:黑蒜粉6.00 g、蔗糖3.50 g、海藻酸钠0.80 g、柠檬酸3.38 g、麦芽糊精1.0 g、低聚果糖0.5 g、低聚木糖0.5 g、NaHCO3 2.5 g,此配方制备的泡腾片表面细腻且光滑,外形平整无裂纹,溶液状态均匀,具有独特的黑蒜风味,香气持久性强,口感良好。体外细菌增殖试验结果表明,随着黑蒜泡腾片剂量的增加,其对乳酸杆菌体外增殖的促进作用显著增强,并且对大肠杆菌的体外增殖有显著的抑制作用。这表明黑蒜泡腾片对某些肠道微生物有着一定的影响,可能会选择性地调节人体肠道微生态,从而发挥润肠通便的保健功效。本试验创新性的以黑蒜为原料制备泡腾片固体饮料,既确保了黑蒜中低聚果糖的极大利用与释放,又能赋予泡腾片独特的风味。该研究结果可为黑蒜泡腾片的市场推广提供一定理论支持,也为黑蒜类食品的进一步研究与开发提供技术参考。

参考文献

[1] 王燕, 何贵山, 王赛元.黑蒜的活性成分和生理功能研究进展[J].现代食品, 2021, 27(2):30-34;38.WANG Y, HE G S, WANG S Y.Research progress on active ingredients and physiological functions of black garlic[J].Modern Food, 2021, 27(2):30-34;38.

[2] 叶淼, 刘春凤, 李梓语, 等.黑蒜的营养功能及其加工工艺研究进展[J].食品与发酵工业, 2022, 48(1):292-300;307.YE M, LIU C F, LI Z Y, et al.Research progress on nutritional function and processing technology of black garlic[J].Food and Fermentation Industries, 2022, 48(1):292-300;307.

[3] AFZAAL M, SAEED F, RASHEED R, et al.Nutritional, biological, and therapeutic properties of black garlic:A critical review[J].International Journal of Food Properties, 2021, 24(1):1387-1402.

[4] AHMED T, WANG C K.Black garlic and its bioactive compounds on human health diseases:A review[J].Molecules, 2021, 26(16):5028.

[5] JAVED M, AHMED W.Black garlic:A review of its biological significance[J].Journal of Food Biochemistry, 2022, 46(12):e14394.

[6] 赖鲸慧, 祝元婷, 陈媛, 等.乳酸菌代谢低聚果糖/菊粉途径及机理的研究进展[J].食品科学, 2022, 43(9):364-372.LAI J H, ZHU Y T, CHEN Y, et al.Recent progress in understanding metabolic pathways and mechanisms of fructooligosaccharides/inulin by lactic acid bacteria[J].Food Science, 2022, 43(9):364-372.

[7] WODARCZYK J, WANIEWSKA A, FICHNA J, et al.Current overview on clinical management of chronic constipation[J].Journal of Clinical Medicine, 2021, 10(8):1738.

[8] SCOTT S M, SIMRÉN M, FARMER A D, et al.Chronic constipation in adults:Contemporary perspectives and clinical challenges.1:Epidemiology, diagnosis, clinical associations, pathophysiology and investigation[J].Neurogastroenterology and Motility, 2021, 33(6):e14050.

[9] LIU Q H, LUO Y F, KE X.Interaction between the gut microbiota and intestinal motility[J].Evidence-Based Complementary and Alternative Medicine:ECAM, 2022, 2022:3240573.[10] LU D H, HUANG Y M, KONG Y, et al.Gut microecology:Why our microbes could be key to our health[J].Biomedicine &Pharmacotherapy = Biomedecine &Pharmacotherapie, 2020, 131:110784.

[11] WANG J, LIANG J, HE M X, et al.Chinese expert consensus on intestinal microecology and management of digestive tract complications related to tumor treatment (version 2022)[J].Journal of Cancer Research and Therapeutics, 2022, 18(7):1835-1844.

[12] YANG L, WANG Y, ZHANG Y, et al.Gut microbiota:A new avenue to reveal pathological mechanisms of constipation[J].Applied Microbiology and Biotechnology, 2022, 106(21):6899-6913.

[13] 赵岩. 中国人群肠道中发酵乳杆菌的基因差异及其对肠道的生理调节作用[D].无锡:江南大学, 2021.ZHAO Y.Genetic difference and intestinal regulatory function of Limosilactobacillus fermentum in Chinese population[D].Wuxi:Jiangnan University, 2021.

[14] 蔡熙姮, 尹望, 汪凤莲, 等.5种益生菌对大鼠肠道感染产肠毒素大肠杆菌的预防效果[J].动物营养学报, 2023, 35(10):6726-6736.CAI X H, YIN W, WANG F L, et al.Preventive effects of five probiotics on intestinal infection with enterotoxigenic Escherichia coli of rats[J].Chinese Journal of Animal Nutrition, 2023, 35(10):6726-6736.

[15] 迟晓君, 扈梅龙, 李吉超, 等.蜜瓜泡腾片的工艺[J].食品工业, 2022, 43(6):62-65.CHI X J, HU M L, LI J C, et al.The process of honeydew melon effervescent tablets[J].The Food Industry, 2022, 43(6):62-65.

[16] 王艳, 万庆家, 廖海慧, 等.芦荟泡腾片的制备[J].食品工业, 2022, 43(1):9-12.WANG Y, WAN Q J, LIAO H H, et al.Preparation of Aloe vera Effervescent Tablets[J].The Food Industry, 2022, 43(1):9-12.

[17] 殷浩哲, 申乙钧, 陈智伟.香菇牛奶泡腾片的配方优化[J].现代食品, 2022, 28(11):67-72.YIN H Z, SHEN Y J, CHEN Z W.Formulation optimization of Lentinus edodes milk effervescent tablets[J].Modern Food, 2022, 28(11):67-72.

[18] 王媛媛, 郝璟嵘, 闫思颖, 等.沙棘冻干粉泡腾片的制备工艺优化及其品质分析[J].食品工业科技, 2023, 44(10):235-241.WANG Y Y, HAO J R, YAN S Y, et al.Optimization of preparation process and quality analysis of seabuckthorn lyophilized powder effervescent tablets[J].Science and Technology of Food Industry, 2023, 44(10):235-241.

[19] 王艺萌, 国佳鑫, 孔庆新, 等.荔枝草泡腾片的制备工艺及质量评价[J].食品工业科技, 2019, 40(2):165-169.WANG Y M, GUO J X, KONG Q X, et al.Preparation technology and quality evaluation of Salvia plebeia R.Br.effervescent tablets[J].Science and Technology of Food Industry, 2019, 40(2):165-169.

[20] 王文宝, 杨俊涛, 郭留成, 等.模糊综合评价法优选小儿消食泡腾片的处方工艺[J].中国医院药学杂志, 2019, 39(7):662-665.WANG W B, YANG J T, GUO L C, et al.Optimization of prescription technology of pediatric digestion effervescent tablets by fuzzy comprehensive evaluation[J].Chinese Journal of Hospital Pharmacy, 2019, 39(7):662-665.

[21] 郑丹丹, 王京龙, 张立华, 等.竹叶提取物泡腾片的制备工艺优化及其质量分析[J].食品科学, 2016, 37(8):39-44.ZHENG D D, WANG J L, ZHANG L H, et al.Optimized preparation and quality analysis of bamboo leaf extract effervescent tablets[J].Food Science, 2016, 37(8):39-44.

[22] 曲中原, 朱室儒, 姜雪, 等.五味子泡腾片的制备工艺及质量评价[J].食品研究与开发, 2020, 41(6):99-105.QU Z Y, ZHU S R, JIANG X, et al.Preparation technology and quality evaluation of Schisandra chinensis effervescent tablets[J].Food Research and Development, 2020, 41(6):99-105.

[23] 曾钰鹏, 李国坤, 卢晓丹, 等.槲皮素复合益生元固体饮料的研制及其对小鼠肠道菌群的影响研究[J].湖北农业科学, 2021, 60(1):114-118.ZENG Y P, LI G K, LU X D, et al.Development of quercetin composite prebiotic solid beverage and its effect on intestinal flora of mice[J].Hubei Agricultural Sciences, 2021, 60(1):114-118.

[24] 许粟, 姚绍炉, 刘宇泽, 等.响应面优化淀粉型刺梨凝胶软糖配方工艺[J].食品工业科技, 2022, 43(17):240-247.XU S, YAO S L, LIU Y Z, et al.Optimization of preparation processing of starchy Roxburgh rose gel soft sweet by response surface analysis[J].Science and Technology of Food Industry, 2022, 43(17):240-247.

Optimization of the preparation process of black garlic effervescent tablets and its effects on intestinal microecology

FENG Sisi1,ZHANG Xirui2,YU Mengyan1,XU Yumeng2,LI Zinuo1,LI Jiahui1,SUN Wanmeng1,WANG Lu1,LIANG Bin1*,SUN Chanchan2*

1(School of Food Engineering, Ludong University, Yantai 264025, China)2(College of Life Sciences, Yantai University, Yantai 264003, China)

ABSTRACT In order to explore the best formula of black garlic effervescent tablet and its effect on intestinal microecology.The optimal formula of black garlic effervescent tablets was determined by single factor analysis and response surface test using sensory score as index.By measuring the average thickness, hardness, average weight, moisture content, foaming amount, disintegration time and pH value;In vitro proliferation tests of Escherichia coli and Lactobacillus were conducted to evaluate their quality and effects on the proliferation of two intestinal bacteria in vitro.The best formula of black garlic effervescent tablet was black garlic powder 6.00 g, sucrose 3.50 g, alginateg 0.80 g sodium, citric acid 3.38 g, maltodextrin 1.0 g, fructooligosaccharide 0.5 g, xylo-oligosaccharide 0.5 g, sodium bicarbonate 2.5 g.The average thickness of black garlic effervescent tablets was (4.98±0.09) mm, the hardness was (48.7±1.2) N, the average weight was (1.96±0.07) g, the moisture content was (4.85±0.05)%, the foaming volume was (7.12±0.14) mL, and the disintegration time was (4.63±0.19) min.pH value 5.63±0.01.The in vitro value-added test showed that the inhibition or promotion effect of black garlic effervescent tablet on two common intestinal bacteria, E.coli and Lactobacillus, was significantly enhanced with the increase of dose, which confirmed the effect of black garlic effervescent tablet on some intestinal microorganisms, and may selectively participate in the regulation of human intestinal microecology.

Key words black garlic;effervescent tablets;single factor test;response surface test;intestinal healthy

DOI：10.13995/j.cnki.11-1802/ts.037645

引用格式：冯思思,张喜瑞,于梦言,等.黑蒜泡腾片的制备工艺优化及其对肠道微生态的影响[J].食品与发酵工业,2024,50(19):49-55;86.FENG Sisi,ZHANG Xirui,YU Mengyan, et al.Optimization of the preparation process of black garlic effervescent tablets and its effects on intestinal microecology[J].Food and Fermentation Industries,2024,50(19):49-55;86.

第一作者：硕士研究生(梁彬讲师和孙婵婵副教授为共同通信作者,E-mail:liangbin1989311@163.com;sunchan88@126.com)

基金项目：国家自然科学基金青年科学基金项目(32101904);山东省自然科学基金青年基金项目(ZR2020QC219)

收稿日期：2023-10-13,改回日期:2023-12-11