刘志青,李 斌,颜冬梅,唐琍萍,王 飞,黄璐琦,徐玲霞
(江西中医药大学院士工作站,江西 南昌 330004)
巴西人参是苋科珐菲亚属草本植物巴西人参Pfaffia glomerata(Spreng) Pedersen 的干燥根,广泛用于治疗慢性疲劳综合症、免疫失调、血液循环、炎症、哮喘、高血糖、高血压等多种疾病,具有很高的保健、药用价值[1-3],课题组前期以其为主药,在辨证组方的基础上结合具有抗疲劳、调节免疫作用的药食两用中药枸杞、桑椹、白扁豆花、玳玳花,组成含巴西人参中药复方,方中各药均显示抗疲劳、调节免疫力活性,可为相关临床研究及开发应用提供理论依据[4-9]。
中药复方常用剂型是颗粒剂,无需煎煮,可直接冲服,具有体积小、起效快、安全卫生、易保存、易于调制、适合工业化生产的特点,更适合现代中医药发展[10-12]。因此,本实验将巴西人参中药复方开发成颗粒剂,并对其制备工艺进行优化。
巴西人参购自巴西药材市场,经安徽中医药大学彭华胜教授鉴定为正品; 枸杞、桑椹、白扁豆花、玳玳花均购自江西敦寿堂国药有限公司,经江西中医药大学付小梅教授鉴定为正品。LGJ-10 真空冷冻干燥机(北京松源华兴科技发展有限公司); D1524R 高速冷冻型微量台式离心机(大龙兴创仪器股份公司); FA2004 电子天平(万分之一,上海舜宇恒平科学仪器有限公司); 水分测定仪[梅特勒-托利多仪器(上海) 有限公司]; 标准药典筛全套(东莞超凡筛网有限公司); GTB 粉体流动性测定仪(上海万象仪器有限公司); LDZM-80KCS 立式蒸汽灭菌器(上海申安医疗器械厂)。可溶性淀粉、乳糖均为食品级(河南万邦化工科技有限公司); 环糊精、乙醇均为食品级(华兴生物化工有限责任公司); 水为纯净水(杭州娃哈哈集团有限公司)。
2.1 颗粒剂制备2.1.1 冻干粉制备 称取组方药材适量,提取,提取液在真空冷冻干燥机中冻干,粉碎,即得。
2.1.2 湿法制粒 按配方用量精密称取“2.1.1” 项下冻干粉适量,与赋形剂充分混合,加入润湿剂制软材(手握成团,轻按即散),12 目筛网制粒,干燥,冷却整粒,分级,包装。
2.2 评价指标确定
2.2.1 感官评分 按照2020 年版《中国药典》[13]附录项下颗粒剂内容,由10 名食品专业人员进行感官评分,具体见表1。
表1 含巴西人参中药复方颗粒剂感官评分
2.2.2 AHP 法确定权重系数 依据成型率、粒度、溶化率、休止角、吸湿率、感官评价等指标占比及AHP 法则[14],建立各指标顺序为吸湿率=溶化率>成型率=休止角=粒度>感官评价,构建成对比较优先矩阵,见表2。由此可知,CR=0.002 20<0.1,表明矩阵具有一致性; CI =0.002 77,表明权重系数合理有效。
表2 各指标成对比较优先矩阵
2.2.3 熵权法确定权重系数 将第i个实验的j个评价指标采用离差标准化方法进行处理,建立矩阵Xij,计算信息熵Hi及客观权重系数Wi[15],公式为,其中Pij为第i个实验的j个评价指标概率。结果,成型率、粒度、溶化率、休止角、吸湿率、感官评价Wi分别为0.163 0、0.188 4、0.149 7、0.163 6、0.172 3、0.163 1。
2.2.4 综合权重确定 结合“2.2.2” “2.2.3” 项下结果,计算综合权重系数Zi,公式为,再计算综合评分[15-16],公式为综合评分=[(溶化率/溶化率最大值)×0.234+(吸湿率最小值/吸湿率) ×0.270+(成型率/成型率最大值) ×0.134 + (休止角最小值/休止角) ×0.134 +(粒度最小值/粒度) ×0.155+(感官评价/感官评价最大值) ×0.074] ×100。
2.3 制备工艺优化
2.3.1 单因素试验
2.3.1.1 赋形剂种类及用量 称取“2.1.1” 项下冻干粉50 g,分别与不同赋形剂混匀,80%乙醇润湿,制软材,湿法制粒,干燥,计算综合评分,结果见图1。由此可知,可溶性淀粉与环糊精按一定比例混合作为赋形剂时综合评分较高。
图1 赋形剂种类及用量对综合评分的影响(±s,n=6)
2.3.1.2 润湿剂种类及用量 称取“2.1.1” 项下冻干粉50 g,加入50 g 赋形剂[可溶性淀粉+环糊精(1 ∶3) ]混合均匀,加入不同体积分数、用量乙醇制软材,湿法制粒,干燥,计算综合评分,结果见图2。由此可知,80% ~90%乙醇作为润湿剂、用量为10~20 mL 时综合评分较高。
图2 润湿剂种类、用量对综合评分的影响(±s,n=6)
2.3.2 Box-Behnken 响应面法 在单因素试验基础上,确定冻干粉用量为50 g,赋形剂为可溶性淀粉+环糊精(1 ∶3),以赋形剂用量(A)、乙醇体积分数(B)、乙醇用量(C) 为影响因素,综合评分(Y) 为评价指标,结果见表3。
采用Design-Expert 8.0.6 软件对表3 数据进行分析,得二元多项式回归方程为Y=98.04+2.56A+9.74B+8.34C-0.71AB+1.34AC-0.036BC-23.34A2-17.76B2-16.99C2,方差分析见表4。由此可知,模型P<0.01,具有高度显著性;因素B、C、A2、B2、C2具有显著性影响(P<0.01)。
表4 方差分析结果
响应面分析见图3。最终确定,最优工艺为赋形剂用量51.43 g,89.11% 乙醇用量16.24 mL,综合评分为99.93分,考虑到实际操作,将其调整为赋形剂用量50 g,89%乙醇用量16 mL。另外,冻干粉、可溶性淀粉、环糊精用量比例为50 ∶12.5 ∶37.5。
图3 各因素响应面图
2.3.3 颗粒剂干燥方式优化 按“2.3.2” 项下优化工艺平行制备12 批样品,置于电热鼓风干燥箱中干燥,分别考察干燥温度40、60、80、100 ℃及干燥时间0.5、1、2 h 对成型率、含水量的影响,结果见图4。由此可知,湿颗粒于60 ℃电热鼓风干燥箱中干燥1 h 时成型率较高,含水量也符合2020 年版《中国药典》 规定。
图4 不同干燥方式对成型率(A)、含水量(B) 的影响(±s,n=6)
2.3.4 验证试验 按“2.3.2” 项下优化工艺平行制备6批样品,进行验证试验,结果见表5,可知模型预测性良好,稳定可行。再观察其颗粒大小、色泽均一度,进行粒度、含水量、溶化性检查,结果见表5 ~6,可知均符合2020 年版《中国药典》 一部颗粒剂项下要求。
表5 验证试验结果(n=6)
表6 常规检查结果
多指标综合评价是优化中药复方颗粒剂制备工艺的重要方式,其中AHP 法适用于多层次指标权重分析,但判断较主观,而熵权法是一种客观赋权计算模型,故将两者进行综合加权时既能体现各指标之间的实际影响,又可使权重系数更科学合理[17-18]。本实验采用AHP-熵权混合加权法优化含巴西人参中药复方颗粒剂制备工艺,避免了单一方法的局限性,主客观并重,使所得最优工艺更具合理性、科学性、全面性及稳定性。
含巴西人参中药复方中多糖类成分多,黏性大,吸湿性强,对颗粒剂成型工艺有一定影响[10-11,14]。颗粒剂常用赋形剂为可溶性淀粉、环糊精及乳糖,其中乳糖溶化性好,但不易成型,成本高昂; 环糊精成型率高,但溶化慢; 可溶性淀粉溶化性好,但吸湿性大[11],本实验发现,可溶性淀粉与环糊精按一定比例混合时制备的颗粒成型率高,溶化性好,吸湿性小。另外,颗粒剂常用润湿剂为乙醇,但其体积分数过高时不易成型,而过低时制粒易粘连[11],本实验发现,89% 乙醇制备的颗粒大小适中,成型率高,粒度小。
验证试验结果显示,含巴西人参中药复方颗粒外观均匀,呈棕褐色,综合评分较高,颗粒指标符合2020 年版《中国药典》 标准,体验感较好,具有很高的商业推广价值,为后续开发相关产品奠定了基础,也为该外来药材资源的中药化和研发提供参考。但本实验尚未测定含巴西人参中药复方颗粒中有效成分含量,今后仍需进一步补充和完善。