黄芪枸杞保健颗粒的制备工艺研究

李 思 齐

(潍坊工程职业学院 农林科技学院, 山东 青州 262500)

黄芪为药食同源中药,是豆科植物蒙古黄芪Astragalusmembranaceus(Fisch.) Bge.var.mongholicus(Bge.)Hsiao或膜荚黄芪Astragalusmembranaceus(Fisch.)Bge.的干燥根。黄芪味甘、性微温,归肺、脾经,具有补气升阳、利水消肿、固表止汗等功能,应用广泛[1]。相关研究表明,黄芪所含成分丰富,主要有皂苷、多糖、氨基酸、蔗糖、叶酸及硒、锌、铜等多种微量元素[2],具有抗病毒、提高免疫力、保护心脑血管、抗肿瘤等众多功效,是最基本的用于补气的中药,可提高肺与呼吸系统的免疫能力,增进脾脏功能和代谢能力[3]。枸杞,又名枸杞子,为药食同源中药,是茄科植物宁夏枸杞LyciumbarbarumL.的干燥成熟果实。枸杞味甘性平,归肝、肾经,具有滋补肝肾、益精明目的功能[1]。相关研究表明,枸杞含有多糖、黄酮类、β-胡萝素、叶黄素、氨基酸等成分[4],具有提高免疫力、抗肿瘤形成、降血脂、抗氧化、预防动脉粥样硬化等作用[5]。

黄芪和枸杞均可药食两用,其养生保健作用众所周知。颗粒剂又叫固体饮料,冲泡服用,具有携带方便、剂量可控、保质期长、质量稳定的优点,以中医药理论为基础,结合现代制剂工艺和研究水平制备黄芪枸杞保健颗粒,可以为大众的养生保健提供一个新选择[6]。研究黄芪枸杞保健颗粒的制备工艺,对黄芪枸杞保健颗粒从提取到剂型进行系统的优化及验证,可以为黄芪枸杞保健颗粒日后的开发利用奠定基础,为进一步探索中国传统药物的创新性开发利用提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

1.1.1 材料与试剂

1.1.2 仪器与设备

1.2 试验方法

1.2.1 工艺流程

黄芪枸杞方→提取→过滤→浓缩→加辅料→制粒→干燥→整粒

1.2.2 具体操作

1.2.2.1 黄芪枸杞方提取物的制备

(1)浸提:将一定量的黄芪枸杞方,加一定量水(10℃)浸泡一定时间,加热(100℃)提取一定时间,过滤取滤渣,加水后再次提取相应次数,合并滤液,即得提取液。

(2)浓缩:将提取液使用旋转蒸发器减压浓缩,按原药材1:1进行浓缩,即得浓缩液。

(3)醇沉:浓缩液慢加快搅加入乙醇,使含醇量为50%,于4℃静置24小时进行醇沉,过滤取上清液,即得。

1.2.2.2 辅料的加工处理

取辅料,过80目(180μm)筛备用。

1.2.2.3 颗粒的制备

(1)制备浸膏:将上述上清液浓缩至一定比例,得浸膏。

(2)湿法制粒:50℃下,将浸膏与一定比例辅料混合,用适量75%乙醇作润湿剂,制软材,过14目(1180μm)筛制粒。

(3)干燥:将制得的湿颗粒60℃下干燥1小时。

(4)整粒:干燥后颗粒过14目筛整粒,过65目(230μm)筛去除细粉,即得。

1.2.3 单因素试验

1.2.3.1 浸泡时间考察

对药材的浸泡时间进行考察,将中药饮片黄芪、枸杞各10g为一份,取10份,加8倍量水(10℃)浸泡,浸泡时间梯度设置为10组(10～100分钟,间隔10分钟为1组),计时结束后滤出多余水液,用电子天平称量。

1.2.3.2 提取时间考察

中药饮片黄芪、枸杞各10g混合为一份,取5份,分别放置于烧瓶内,加8倍量水浸泡一定时间后进行提取(100℃),提取时间范围为30～150分钟(间隔30分钟为1组),将所得水煎液过滤,进行出膏率的测定。

1.2.3.3 加水量考察

将中药饮片黄芪、枸杞各10g为一份,取5份,分别放置于烧瓶内,加入6～14倍量水(间隔2倍量水为1组),浸泡一定时间后提取1小时(100℃),将所得水煎液过滤,进行出膏率的测定。

1.2.3.4 浸膏密度考察

挤压过筛制粒时,浸膏密度对制粒质量产生的影响很大,尤其在添加辅料时,会严重增加辅料用量,所以首先考察浸膏密度(浸膏重量/浸膏体积),防止出现最终颗粒产品含药量少的问题。

浸膏密度过小,需要添加的辅料过多,含药量不理想;浸膏密度过大,需要添加的辅料少,含药量理想,但制粒难度明显增大。本试验选取浸膏密度1.1～1.3进行考察,酌情添加辅料,辅料选用常见组合,淀粉与蔗糖的比例为1:3,针对制粒评价情况,进行分析[7]。

1.2.3.5 辅料种类及配比考察

辅料会直接影响颗粒的溶解度、口感、体内释放速度,是颗粒剂中主要的添加品。因不考虑制备无糖颗粒产品,对常见的辅料(淀粉、糊精、乳糖、蔗糖)进行筛选。再对辅料进行配比考察,针对制粒评价情况,进行分析[8]。

1.2.3.6 药辅比考察

根据2020年版《中国药典》四部制剂通则项下颗粒剂规定,辅料用量不能大于浸膏量的5倍,在保证颗粒质量的同时,尽可能的减少辅料的用量。按药物浸膏量与辅料比例1:1～1:1.4进行考察,针对制粒评价情况,进行分析[8]。

1.2.4 正交试验优化提取工艺

提取方法选取煎煮时间(60分钟、90分钟、120分钟)、提取次数(1次、2次、3次)以及加水量(8倍量水、10倍量水、12倍量水)三个因素,并选取出膏率为指标进行评分,将中药饮片黄芪、枸杞各10g合为一份进行试验,共9份[9-11]。按L9(34)正交试验设计进行试验,正交试验因素与水平见表3。

1.2.5 检验项目及方法

1.2.5.1 出膏率测定

将所得水煎液过滤后通过旋转蒸发器浓缩至约200mL(不足200mL的加水添至200mL),使用250mL容量瓶进行定容,定容后使用25mL移液管精密吸取滤液,并放置于蒸发皿(干燥至恒重并放凉)中,通过电热恒温水浴锅水浴蒸干,再于电热鼓风烘箱中干燥(控制温度为105℃)4小时后取出,并快速放置于干燥器内冷却,冷却1小时后迅速取出,使用电子天平精密称定质量,计算出膏率。

(M表示出膏量,W表示药材质量)

1.2.5.2 制粒评价

分别取5g样品,从制得颗粒的制粒难度、成型度、颗粒颜色、溶解性等方面综合考虑,按规定评价标准进行评价。评价标准见表4。

1.2.5.3 成型工艺综合评价

(1)性状及粒度检查

观察三批颗粒的颜色、形态、气味。按照《中国药典》2020年版四部粒度和粒度分布测定法(通则0982)项下的第二法双筛分法测定,三批颗粒不能通过一号筛与能通过五号筛颗粒的总和均小于15%。

(2)水分检查

按照《中国药典》2020年版四部水分测定法(通则0832)项下的第二法烘干法测定,三批颗粒水分均小于8%。

(3)溶化性检查

按照《中国药典》2020年版四部颗粒剂(通则0104)项下的可溶颗粒检查法,取三批颗粒各10g,加热水200mL,搅拌5分钟,可溶颗粒应全部溶化或轻微浑浊,无不溶性焦屑。

2 结果与分析

2.1 提取工艺研究

2.1.1 单因素试验结果

2.1.1.1 浸泡时间对药材质量的影响

结果见图1,在50分钟之前,药材质量随浸泡时间延长而增加,50分钟后,药材吸水达到饱和,由此得出最优浸泡时间为50分钟。

图1 浸泡时间对药材质量的影响

2.1.1.2 提取时间对出膏率的影响

结果见图2,同为8倍量水进行提取,出膏率随提取时间延长而提高,提取时间为120分钟与150分钟出膏率相近。

图2 提取时间对出膏率的影响

2.1.1.3 加水量对出膏率的影响

结果见图3,同为提取1小时,出膏率随加水量增多而提高,加水量为12倍量水与14倍量水出膏率相近。

图3 加水量对出膏率的影响

2.1.2 正交试验优化结果

在单因素试验的基础上,对黄芪枸杞方的提取工艺进一步优化,试验安排与结果见表5,方差分析见表6。

根据试验数据分析,得出B因素(煎煮时间)水平变化对试验结果影响较小,A因素(加水倍数)和C因素(提取次数)水平变化对试验结果有显著影响(P<0.05)。因此,各因素对提取方法的评分影响程度大小为C>A>B,即提取次数>加水倍数>煎煮时间,确定水煎煮法提取最佳工艺是A3—B1—C3,即10倍量的水,煎煮90分钟,提取3次。

2.1.3 验证试验结果

中药饮片黄芪、枸杞各10g为一份进行验证试验,验证次数为3次,结果见表7。由表数据可知,模型预测性良好,工艺条件重复性理想。

2.2 成型工艺研究

2.2.1 单因素试验结果

2.2.1.1 浸膏密度对制粒情况的影响

如表8,浸膏密度越大,制粒添加辅料量越少,当浸膏密度1.2时,制粒评价结果最优。

2.2.1.2 辅料种类及配比对制粒情况的影响

淀粉和糊精在热水、温水中的溶解性相当,因此选取最常用的淀粉;乳糖和蔗糖相比,乳糖更好一些,但考虑到乳糖不耐受人群服用含乳糖辅料的制剂会有腹部不适的不良反应,且乳糖应用成本略高,因此选用蔗糖粉。

对淀粉与蔗糖比例1:3～1:7的范围内进行考察,观察制粒情况、颗粒溶解性。

根据制粒评价结果(表9),最终选用淀粉与蔗糖的比例为1:5。

2.2.1.3 药辅比对制粒情况的影响

根据制粒评价结果(表10),最终选用药辅比1:1.3。

表1 材料与试剂

表2 仪器与设备

表3 正交试验因素与水平

表4 制粒评价标准

表5 正交试验与结果

表6 综合评分方差分析

表7 验证试验结果(n=3)

表8 浸膏密度对制粒评价的影响

表9 辅料种类及配比对制粒评价的影响

表10 药辅比对制粒评价的影响

2.2.2 验证结果

按上述成型工艺考察,确定黄芪枸杞保健颗粒的最佳成型工艺为将药材滤液按原药材1:1浓缩,加入乙醇使含醇量为50%进行醇沉操作,过滤,将上清液浓缩成相对密度为1.2的浸膏,50℃下按药辅比1:1.3加入辅料(淀粉:蔗糖=1:5)制软材,制粒,干燥,整粒,即得。

按拟定的制备工艺路线及上述优选的成型工艺,制备3批黄芪枸杞保健颗粒进行检查验证,综合评价成型工艺。确定黄芪枸杞保健颗粒为红棕色颗粒,气甘,味微苦。

结果见表11,三批颗粒性状及粒度、水分、溶化性均符合药典规定。

表11 成型工艺验证结果

3 结论

颗粒剂已成为一种常规剂型应用于药品、食品行业,制粒工艺成熟,机械化程度高。常见的制粒方法主要有三种,包括干法制粒、喷雾干燥制粒、湿法制粒。本试验选取湿法制粒的挤压过筛制粒方法,制成的颗粒粒度大小均匀、触碰不易破碎、质量形态较好,适用于黄芪枸杞保健颗粒的制备。研究得出最佳提取工艺为10倍量的水,浸泡50 分钟,煎煮90分钟,提取3次;最佳成型工艺为相对密度为1.2的浸膏,药辅比1:1.3加入辅料(淀粉:蔗糖=1:5)制粒,干燥,整粒,即得。经验证,所得制剂工艺稳定性好、重复性高。黄芪枸杞保健颗粒黄芪、枸杞添加量为1:1,枸杞与“补气之王”黄芪搭配,可以中和阴阳,不但相互弥补了不足,还使补气、抗疲劳等效果翻倍,有益气补肾、养肝、防衰老等作用,老少皆宜,适合大部分人群。