无糖型银花感冒颗粒的成型工艺*

刘本涛，梁旭华，赵艳艳，贾朝，魏歌龙，周伟，孙金娟，程敏，4

(1.广西中医药大学药学院，南宁 530200；2.商洛学院生物医药与食品工程学院，商洛 726000；3.陕西香菊药业集团有限公司，商洛 726000；4.陕西中医药大学药学院，咸阳 712046)

银花感冒颗粒是国家乙类非处方药，收载于国家卫生部药品标准第二册中，由金银花、连翘、防风、桔梗、甘草五味中药组成，具有显著抗病毒、抗菌、解热、抗炎、镇痛、抗变态反应、增加免疫力等作用，主治风热感冒、上呼吸道感染、流行性感冒[1]。原方制剂中含有大量糖分，体积大，易吸潮，易软化变质，给生产、储运带来不便，同时含糖制剂不适于伴有糖尿病、高血压、肥胖等患者使用。为有效解决上述问题，本实验拟在原方制剂提取、精制工艺不变的基础上，选用其他辅料替代蔗糖，同时对其成型工艺进行优化，制成无糖型颗粒，为该制剂的研制及产业化提供理论依据。

1 材料

1.1仪器 DF-206B型电热鼓风干燥箱(陕西省商县电器厂)；ESJ-205-4型电子分析天平(沈阳龙腾电子，感量：0.1 mg)；标准药典筛(浙江上虞市道墟张兴纱筛厂)。

1.2试药 提取物浸膏粉(自制)；糊精、可溶性淀粉(天津市科密欧化学试剂有限公司，批号：160725，161004)；乳糖(批号：151206)、甘露醇(批号：160813)均由北京奥博星生物技术有限责任公司提供；微晶纤维素(批号：151103)、羧甲基纤维素钠(批号： 160521)均由安徽山河辅料有限公司；乙醇为分析纯。

2 方法与结果

2.1浸膏粉的制备 取银花感冒颗粒处方量药材，按原方制剂提取工艺提取、除杂、浓缩，于80 ℃烘箱中烘干，打粉备用。

2.2辅料的初步选择 实验中使用的浸膏粉黏性较强，且制剂最终为无糖型颗粒剂，因此吸湿性较小的无糖型辅料应为首选。可溶性淀粉、糊精、乳糖、甘露醇、微晶纤维素和羧甲基纤维素钠是目前应用较为广泛的无糖型辅料[2]。课题组将可溶性淀粉、糊精、乳糖、甘露醇、微晶纤维素和羧甲基纤维素钠作为筛选对象，分别取一定量，于30 ℃烘箱中恒重48 h后称取2 g ，放入已恒重的扁称量瓶中，摊开至厚度2 mm，将称量瓶盖打开，置于放有相对湿度(relative humidity，RH)75%的过饱和氯化钠溶液的干燥器中，48 h后称定质量，共做两组，计算平均吸湿率，结果见表1。根据各辅料吸湿率并考虑价格因素，初步选择糊精、乳糖和甘露醇作为本制剂的成型辅料，进一步考察此3种辅料单一使用、混合使用对颗粒性质的影响，最终优选出适合本制剂的辅料种类。

表1 辅料在RH75%环境中吸湿率

Tab.1 Hygroscopic rates of the excipients in RH 75% %

辅料名称12平均值可溶性淀粉5.685.365.520糊精1.041.121.080乳糖0.100.140.120甘露醇0.010.020.015微晶纤维素3.874.013.940羧甲基纤维素钠20.4019.8020.100

2.3辅料种类考察 根据表2中设计的辅料种类，按辅料与浸膏粉3：2的比例，分别称取各种辅料，平行加入浸膏粉混合均匀，以适量85%乙醇作为润湿剂制软材，过孔径2.0 mm(10目)筛制粒，记录制粒情况，于40 ℃干燥2 h，测定颗粒的成型率、吸湿率、休止角和溶化率，并进行综合评分，筛选出最佳辅料种类，结果见表2。

2.3.1颗粒成型率的测定 按《中华人民共和国药典》2015年版通则物理检查法0982(第二法双筛分法)进行测定[3]。能通过一号筛且不能通过五号筛的为合格颗粒，颗粒成型率(%) =合格颗粒重量/颗粒总重量×100%。

2.3.2颗粒溶化性的测定 按《中华人民共和国药典》2015年版制剂通则0104颗粒剂(可溶颗粒检查法)进行测定[3]。称取颗粒2 g，加70 ℃热水40 mL，用磁力搅拌器以固定转速搅拌，秒表记录颗粒完全溶化所需时间，允许有轻微浑浊。

2.3.3颗粒吸湿率的测定 取一定量的颗粒，于30 ℃烘箱中恒重48 h。在已恒重的扁形称量瓶中放入厚约2 mm的颗粒，将称量瓶盖打开，置于放有RH75%过饱和氯化钠溶液的干燥器内，48 h后称定质量，计算吸湿率。吸湿百分率(%)= (吸湿后称量瓶及颗粒总质量-吸湿前称量瓶及颗粒总质量)/吸湿前颗粒质量×100%[4]。

2.3.4颗粒流动性的测定 采用固定漏斗法，取一已知半径r的表面皿，在背面中心处划上标记，将一支架平放于桌面上，并使漏斗竖直固定于支架上，漏斗下端正对表面皿的中心[5]。取合格颗粒，使其自漏斗上方自然流下，当漏斗下方形成的颗粒椎体边缘与表面皿边缘重合为止，测量锥体高度h，颗粒流动性用休止角α评价(α=Arctanh/r)。

2.3.5综合评分及结果分析 各指标权重系数均为0.25，综合评分(%)=[粒度/最大粒度×0.25+最小吸湿率/吸湿率×0.25+最小休止角/休止角×0.25+最小溶化率/溶化率×0.25]×100%[6]。根据表2中数据及综合评分可知，乳糖：甘露醇(1：1)的综合评分最高，其次是糊精：乳糖：甘露醇(1：1：1)，考虑到价格因素，拟确定选用糊精：乳糖：甘露醇(1：1：1)混合辅料作为本制剂的成型辅料。

2.4辅料的最佳配比筛选 将浸膏粉与糊精、乳糖和甘露醇按表3比例混匀，按“2.3”项下步骤进行制粒，对颗粒的各项指标进行测定，筛选出合适的三元辅料配比，实验结果见表4。

由表4综合考察颗粒四项指标结果，1号处方颗粒在外观、流动性、溶化性和吸湿性检查项目中最优，并考虑到吸湿性对本方的影响较大，最终确定处方1，即浸膏粉：糊精：乳糖：甘露醇=2：0.5：1：1.5为三元混合辅料的最优配比。

2.5响应曲面优化成型工艺

2.5.1单因素考察 选择辅料用量比(A)，乙醇体积分数(B)，乙醇用量(C)，考察各因素对颗粒成型的影响。

表2 综合评分结果

表3 浸膏粉与三元混合辅料的配比

Tab.3 The ratio of extract powder and ternary mixed excipients

g

表4 混合辅料配比筛选的评价结果

Tab.4 Evaluation results of the screening on the mixture excipients ratio

处方号外观成型率/%流动性/(°)吸湿率/%溶化性/s1颜色一致,颗粒均匀,无结块、黏糊现象97.131.237.9524.082颜色一致,颗粒均匀,少量结块、黏糊94.831.388.8624.843颜色一致,颗粒均匀,无结块、黏糊现象98.230.879.3725.624颜色一致,颗粒较细,粉末较多90.430.739.6125.365颜色一致,颗粒均匀,无结块、黏糊现象96.730.548.1426.086颜色一致,颗粒均匀,无结块、黏糊现象95.130.349.3726.557颜色一致,颗粒均匀,但有白点出现94.830.519.3126.988颜色一致,颗粒均匀,无结块、黏糊现象94.630.209.4927.24

2.5.1.1辅料用量比 预实验选择浸膏粉与辅料之比分别为1：0.5，1：1，1：1.5，1：2，1：2.5进行制粒，结果发现1：0.5和1：2.5难以制粒，1：0.5时颗粒太黏且易板结；1：2.5时颗粒松散细粉多，均易结块黏糊，可能是辅料太少或太多；比例为1：1，1：1.5和1：2时能轻松制得颗粒。

2.5.1.2乙醇体积分数 预实验选择浓度分别为50%，60%，70%，80%，90%乙醇，由于浸膏粉吸湿性较强，发现50%，60%，70%难以制软材，加入过少不易成团，加入稍多则太黏易板结。当加入80%和90%乙醇后，可得到手捏成团，轻压即散的软材。

2.5.1.3乙醇用量 预实验选用85%乙醇做润湿剂，用量分别为混合粉的4%，6%，8%，10%，12%进行考察。按辅料与浸膏粉3：2的比例混匀，加入不同用量的85%乙醇，迅速混合，发现当用量为4%时软材不能成团，为散粉状; 用量为12%时，软材呈黏稠状; 为6%，8%，10%时，可得到手握成团，轻压即散的软材。

2.5.2Box-Behnken响应面优化实验 在单因素考察的基础上进行因素水平表设计，见表5。根据Box-Behnken中心组合试验设计原理，以辅料用量比、润湿剂浓度、润湿剂用量3个因素为自变量，以颗粒成型率、休止角、吸湿率和溶化率的总评归一值(overall desirability，OD)[7]为响应值，利用Design-Expert 8.0.6版软件进行三因素三水平的Box-Behnken中心组合试验设计，实验结果见表6。

表5 响应面实验因素水平

Tab.5 Factors and levels of response surface test

水平辅料用量比(A)乙醇体积分数(B)乙醇用量(C)%-1118060238581129010

2.5.3数据处理及结果分析 将结果采用Hassan方法[8]，分别转化为0～1间 “归一值”，对取值越小越好的因素(颗粒溶化性、流动性和吸湿率)，归一值d'min=(ymax-yi)/(ymax-ymin)；取值越大越好的因素(颗粒成型率)，归一值d'max=(yi-ymin)/(ymax-ymin)，计算出各实验项下指标的归一值，再以各值求算几何平均数，得到总评归一值OD，OD=(d1·d2·d3·d4)1/4。得到结果后应用Design-Expert 8.06版软件对以上数据建立回归模型，对回归模型进行显著性检验及方差分析，根据结果检验该工艺的合理性与可行性，判断试验结果有无参照意义，结果见表7。

表6 Box-Behnken响应面实验设计与指标测定结果

表7 回归模型方程系数及其显著性方差分析

Tab.7 Coefficient of regression model equation and its significant variance analysis

方差来源平方和自由度均方FP模型1.10090.120119.89<0.0001A0.64010.640626.93<0.0001B7.875E-00317.875E-0037.750.0272C0.02510.02524.130.0017AB5.550E-00315.550E-0035.460.0521AC0.04510.04544.000.0003BC0.05610.05654.790.0001A20.28010.280274.31<0.0001B20.01110.01110.600.0139C20.03710.03736.520.0005残差7.116E-00371.017E-003失拟项3.647E-00331.216E-0031.400.3648纯误差3.469E-00348.672E-004合计1.10016

A.辅料用量比；B.乙醇体积分数；C.乙醇用量。

A.excipient ratio；B.ethanol volume fraction；C.ethanol dosage.

由表7可看出，一次项中A与C的P值均<0.01，表明它们对响应值的影响极显著，B的P值<0.05，对响应值的影响显著；交互项中A与C、B与C对响应值的影响极显著，A与B对响应值的影响不显著；二次项中A2、C2对响应值的影响极显著，B2对响应值的影响显著。在所选的各因素水平范围内，按照对结果的影响排序A>C>B，即辅料用量比>乙醇用量>乙醇体积分数。由方差分析可知，模型的P值<0.000 1，表明本实验所选用的模型极显著[9]，失拟项检验的P值为0.3648(不显著)，表明拟合的回归方程符合实际情况，用于优选无糖型银花感冒颗粒成型工艺条件是合理可行的。

2.5.4响应曲面分析与优化 采用Design-Expert.8.0.6版软件分析数据，得到各因素间相互作用的响应面和等高线图，见图1～3。通过软件分析计算求得无糖型银花感冒颗粒最佳成型工艺为：辅料用量比1：1.92，乙醇体积分数90%，乙醇用量10%，结合实际情况，最终选择辅料用量比1：2，乙醇体积分数90%，乙醇用量10%为最佳成型工艺条件。

图1 辅料用量比与乙醇体积分数交互作用对OD值影响的响应面图和等高线图

Fig.1 Response surface plots and contour map for the interaction of excipient ratio and ethanol volume fraction versusODvalue

图2 辅料用量比和乙醇用量交互作用对OD值影响的响应面图和等高线图

Fig.2 Response surface plots and contour map for the interaction of excipient ratio and ethanol dosage versusODvalue

2.6工艺验证 根据筛选得到的最佳成型工艺条件，进行3批次验证实验，并计算OD值，实际测得平均OD值为0.916(RSD为0.35%)，与模型方程理论预测值0.928的偏差为-1.29%。颗粒符合《中华人民共和国药典》2015年版四部 “颗粒剂”项下要求，表明该方法优化的工艺可靠、稳定、重复性好。

图3 乙醇体积分数与乙醇用量交互作用对OD值影响的响应面图和等高线图

Fig.3 Response surface plots and contour map for the interaction of volume fraction and dosage of ethanol versusODvalue

2.7临界相对湿度的测定 准确称取干燥颗粒样品2 g，共6份，分别置于放有乙酸钾(RH22%)、氯化镁(RH33%)、碳酸钾(RH43%)、溴化钠(RH60%)、氯化钠(RH75%)、氯化钾(RH84%)过饱溶液的干燥器中，打开称量瓶盖，室温放置7 d后取出称定质量，计算吸湿率[10]。以相对湿度(RH%)为横坐标(X)，平均吸湿率(%)为纵坐标(Y)，绘制曲线，作曲线两端切线，切线交点对应的横坐标值即为临界相对湿度(critical relative humidity，CRH)， 结果见图4。

Fig.4 Curves of hygroscopic rate of the granules at different RH values

由图4可知，颗粒的CRH为54%，即制粒、分装及贮存时，环境湿度必须控制在54%以下，以减少水分对药物性质及稳定性的影响。

3 讨论

中药浸膏干燥打粉后通常具有较强的吸湿性，直接制粒有一定难度，且制备的是无糖颗粒，故应选取适宜的无糖辅料与浸膏粉混合以降低颗粒吸湿性。本实验结果表明，在降低吸湿性方面以乳糖和甘露醇效果最佳，但二者价格昂贵，不便于实际大生产的实施，所以考虑加入吸湿率稍高的糊精来降低生产成本。初步确定糊精、乳糖和甘露醇可作为本制剂的成型辅料后，进一步考察此3种辅料单一使用、混合使用时对颗粒性质的影响。实验发现，采用混合辅料制粒的效果总体上要优于单一辅料，这可能与浸膏粉及辅料的特性以及各辅料之间的配比有关。实验通过考察颗粒的4项指标对辅料进行筛选，发现混合辅料的最佳配比为糊精：乳糖：甘露醇=0.5：1：1.5。其中甘露醇还能作为矫味剂，可降低颗粒中添加的阿司帕坦或其他人工合成甜味剂对人体的伤害[11]，既避免颗粒苦口难咽，提高患者服药顺应性，又可节约生产成本，因此本研究确定以3种辅料混合作为制剂的成型辅料。

对于3种辅料组成的混合辅料，其辅料之间的配比复杂多样，考虑到采用Box-Behnken响应曲面法将其与辅料和浸膏之间的配比放在一起作为原料配比问题进行研究，会更加增大实验的复杂性，实验误差也会增多，因此选择对其进行单一考察。在考察辅料之间的配比时，共设计8组方案，较为全面合理，且能达到筛选目的。其次，根据预实验结果发现，影响颗粒性质的因素强弱顺序为：辅料用量比>乙醇体积分数及用量>辅料间配比，表明辅料之间的配比不是影响颗粒性质的关键因素，这可能与实验所用浸膏粉的极强吸湿性有关，在单因素考察时不能完全确定合适的乙醇体积分数及用量可能也与此有联系。考虑到所用浸膏粉的特殊性以及本研究以颗粒成型工艺研究为侧重点，课题组最终选择将乙醇体积分数及用量作为影响因素采用Box-Behnken响应曲面法进一步研究。结果表明，辅料与浸膏的比例、乙醇体积分数及用量对颗粒成型性、溶化性、流动性和吸湿性的影响均较大，又由于颗粒剂考察指标不止一个，不同指标间互相影响，故实验引入总评归一值OD，将各指标统一起来，基于各指标的综合效应得出实验结果，同时结合Box-Behnken响应面法优选最佳成型工艺参数，以得到最佳成型条件。

综上所述，该工艺所制颗粒成型性较高，水分低，吸湿率低，流动性好，外观及溶化性均符合《中华人民共和国药典》2015年版相应要求。与原制剂相比较，无糖型银花感冒颗粒减少患者对糖的摄入量，扩大临床适用患者人群，提高产品市场竞争力，但其是否适合工业化大生产以及临床应用还有待长期深入的研究。