付艳秋,陈仁财,韩静,李蒙,张田野,王垚
(沈阳药科大学制药工程学院,辽宁 沈阳,110016)
黑枸杞(Lycium ruthenicum Murr.)为茄科枸杞属植物,是我国西部地区特有的一种纯天然药食两用珍品,含有枸杞多糖、氨基酸、甜菜碱、胡萝卜素、VB、VC、烟酸等多种维生素以及 Mn、Cr、Zn、Cu、Mg、Ca、Ge、Co等微量元素[1]。更重要的是,黑枸杞富含花青素,其具有预防心脑血管疾病,提高视力,降低血脂,抗癌、抗动脉粥样硬化、抗肿瘤、抗炎症、抗衰老、抗癌和抗辐射等功能[2-5]。
国内外关于黑枸杞进一步加工的研究很少,目前市场涌现的黑枸杞相关产品主要是黑枸杞干果,用开水或温水浸泡一段时间后服用。但该法处理时间长,营养成分摄取不完全,而且温度过高会破坏黑枸杞中的花青素。泡腾片是近年来国外开发应用的一种新颖片剂,遇水即可发生泡腾反应,产生大量气泡,形成澄清透明又味美的溶液,被称为“干的液体制剂”[6]。将黑枸杞与泡腾片相结合,开发新型的黑枸杞产品,不仅能满足现代社会生活节奏快,人们喜欢方便食品的需求,还可补充人体必需的生物活性成分和微量元素,具有极高的营养价值,市场前景广阔。
黑枸杞干果、柠檬酸、NaHCO3、可溶性淀粉、乳糖等为食品级;聚乙二醇6000(PEG6000)、聚乙烯吡咯烷酮K30(PVP K30)、乙醇等试剂均为分析纯。
BAS124S电子天平,赛多利斯科学仪器有限公司;HH-1型电热恒温水浴锅,北京科伟永兴仪器有限公司;真空干燥箱,北京恒泰丰科试验设备有限公司;RE-5299旋转蒸发仪,巩义市予华仪器有限公司;SHZ-D(Ш)循环水式真空泵,巩义市予华仪器有限责任公司;UV2800PC紫外可见分光光度计,上海舜宇恒平科学仪器有限公司;TDP型单冲式压片机,上海天祥健台制药机械有限公司。
泡腾片以适宜的酸碱为崩解剂,具有剂型新颖,溶解迅速,生物利用度高,口感好,便于服用、携带、运输等特点[7]。但由于泡腾崩解剂遇水易发生中和反应,影响泡腾片的稳定性,因此黑枸杞泡腾片采用酸碱分别制粒,干燥后,再采用压片的方法制备而成。其具体工艺见图1。
图1 黑枸杞泡腾片的制备工艺Fig.1 The preparative process of Lycium ruthenicum Murr effervescent tablets
1.4.1 黑枸杞的提取工艺优化
黑枸杞的主要营养成分是花青素,而用酸化乙醇提取花青素有助于其稳定。但杜超等[8]认为,非酸化乙醇提取的花青素的得率和纯度均略高于酸性乙醇,故本实验采用非酸性乙醇作为提取溶剂。采用正交设计,按表1安排试验,以花青素的提取量为指标,考察乙醇浓度、提取温度、提取时间、料液比对黑枸杞花青素提取效果的影响。
表1 黑枸杞提取工艺的正交设计因素水平表Table 1 Factors and levels of orthogonal design for extract from Lycium ruthenicum Murr
1.4.2 黑枸杞泡腾片的处方筛选及优化
泡腾片的处方筛选主要解决泡腾片的泡腾效果、口感及溶解性等。而影响泡腾片成型的主要因素是酸源和碱源的种类,酸碱比例及泡腾剂用量,故在试验中,采用单因素试验,以pH值、发泡量为考察指标来确定泡腾崩解剂。
根据《中华人民共和国药典》(2010版)中的检测方法,对黑枸杞泡腾片的外观、崩解时限、pH值、发泡量、质量差异5项质量指标进行检测。
1.5.1 外观检查
片剂外观应完整光洁,色泽均匀
1.5.2 崩解时限
取6片黑枸杞泡腾片分别置于盛有200 mL水(水温为15~25℃)的250 mL烧杯中,立即产生大量气泡,当片剂或碎片周围停止逸出气体时,记录时间,得到崩解时限。
1.5.3 pH值
取黑枸杞泡腾片1片,研细,投入25 mL水中,搅拌使其迅速发泡并溶解,待气泡消失后,用pH计测定pH值,随机测定3片。
1.5.4 发泡量
取25 mL具塞试管10支(内径1.5 cm),各加入2 mL水,置(37±1)℃水浴中,5 min后,各管分别加入1片黑枸杞泡腾片,密塞,观察最大发泡量的体积,平均不少于6 mL。
1.5.5 质量差异
取黑枸杞泡腾片20片,精密称量总质量,求得平均质量,再分别精密称量每片的质量,把每片的质量与平均质量相比较,求得黑枸杞泡腾片的质量差异。
表2 黑枸杞提取工艺的正交试验结果Table 2 Orthogonal test for extractfrom Lycium ruthenicum Murr
表3 方差分析表Table 3 Analysis of variance
正交试验(见表2)和方差分析(见表3)结果表明,各因素作用的主次顺序为B>A>C>D,其中B因素的影响具有显著性意义(P<0.05),A、B和D三因素对黑枸杞的提取有一定的意义(P<0.10),最佳提取工艺为A2B2C2D3,即最佳工艺为9倍体积的80%乙醇,45℃水浴回流提取60 min。按照最佳提取工艺进行3次试验,结果得到的黑枸杞花青素的平均提取量为482.13 mg/100g,大于正交试验结果中的最高值458.23 mg/100g,试验结果证明该提取工艺条件稳定可行。
2.2.1 填充剂和粘合剂的选择
在2.1确定的黑枸杞提取工艺的基础上,对乳糖和可溶性淀粉这2种常见的泡腾片填充剂进行考察。其中乳糖虽为泡腾片的优良填充剂,但不足以使黑枸杞提取浓缩液粉末化,而且由于乳糖国产量较少,价格较贵。选择可溶性淀粉则可以达到很好的效果。黏合剂选择6%PVP K30无水乙醇,制得的颗粒流动性好,易压片。
2.2.2 润滑剂的选择
在压片前加入润滑剂,可降低颗粒或粉末与冲模间的摩擦力,使填充良好、片重差异小,避免黏冲,保证推出片剂的完整性。其中滑石粉、硬脂酸镁、PEG6000等是加工泡腾片时较常用的润滑剂[10-11]。但是要制备高质量的泡腾片,一般要求片剂成分有适当的溶解性,以保证泡腾片在短时间内泡腾、溶解,形成澄清透明溶液。而PEG6000为水溶性润滑剂,润滑性及抗黏性均比较好,且泡腾片溶于水后,溶液清澈透明。经文献调研及预实验证明,泡腾片中用5%PEG6000包裹碱源能有效隔离酸源与碱源[12],因此在本实验中采用5%PEG6000包裹碱源碳酸氢钠。
2.2.3 泡腾崩解剂的确定
2.2.3.1 酸源和碱源的筛选
泡腾崩解剂为酸碱系统,包括一个酸源和一个碱源。泡腾剂中的酸源常用的有苹果酸、酒石酸和柠檬酸。其中苹果酸有苦味,而酒石酸有涩味[13],且易与自来水和矿泉水中的钙镁离子发生反应形成胶状沉淀。而柠檬酸酸味圆润、柔和、爽快、可口,且溶液澄明度等均较理想,故本实验中选择柠檬酸为酸源。泡腾剂中的碱源有NaHCO3、K2CO3、KHCO3、CaCO3等。由于以NaHCO3为碱源制备的泡腾片能在在水中迅速溶解,产生较多的CO2,且泡腾后溶液的pH较低,故碱源选择NaHCO3。
2.2.3.2 酸碱比例的确定
由于黑枸杞中的主要营养成分是花青素,为了提高花青素的稳定性,故要使泡腾后的水溶液显示弱酸性,pH值最好介于4.5~5.6以满足人们的口味要求。以柠檬酸和NaHCO3做为泡腾崩解剂,设计单因素实验,根据发泡量和反应后溶液的pH值,选择合适的酸碱比例,结果见表4。当柠檬酸与NaHCO3质量比为0.55∶0.45和0.60∶0.40时,制得的泡腾片的发泡量、溶液pH值均符合要求。由于NaHCO3易吸潮而影响产品质量,因此选用柠檬酸与NaHCO3的质量比为 0.60∶0.40。
表4 泡腾崩解剂的酸碱比例的测试Table 4 Proportions of acid and base in different effervescent disintegrants tested
2.2.3.3 泡腾剂用量的筛选
泡腾剂用量过少时,达不到崩解时限要求;用量过大时,pH值偏低。以发泡量、反应后溶液的pH值和崩解时限为指标。由表5试验结果可知,当泡腾剂用量为45%,55%时,泡腾片的发泡量和溶液pH值均符合要求,但提高片剂的营养价值,在达到泡腾片要求的条件下,应减少泡腾剂用量。故选用45%的泡腾剂较好。
表5 泡腾剂用量的选择Table 5 Tested dosages of effervescent disintegrants
2.3.1 外观检查
片剂外观完整光洁,色泽均匀。
2.3.2 崩解时限
黑枸杞泡腾片的崩解时限为(114±4.3)s,且观察到片剂充分溶解或分散在水中,泡腾后溶液澄清透明,无聚集的颗粒剩留。
2.3.3 pH值
泡腾后溶液的pH值均在4.5~6.0。
2.3.4 发泡量
最大发泡量的体积为11 mL,平均不少于6 mL。
2.3.5 质量差异
黑枸杞泡腾片的平均质量546 mg,质量差异为±2.5%,符合药典规定。
(1)利用正交试验设计研究和优化黑枸杞的提取工艺,通过少量的实验,获得满意的结果,优化出最佳提取工艺为A2B2C2D3,具有较强的科学性。
(2)泡腾片中同时含有酸源和碱源,易吸潮,并与水发生反应,采用PEG包裹NaHCO3的方法将酸源和碱源隔离开来,增加了稳定性,并较好的解决了黏冲的问题。
(3)按照中国药典2010年版方法对制备的黑枸杞泡腾片的外观、崩解时限、pH值、发泡量、重量差异5项质量指标进行检测,结果表明所制成的制剂符合药典相关规定。
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