羥丙基甲基纖維素（HPMC）作為種衣成膜劑的應用性能研究

王海燕

摘 要：羥丙基甲基纖維素（HPMC） 具有良好的水溶、分散、增稠、保水和成膜性能，可用于藥品的包衣，本試驗將其用于種子包衣用成膜劑，采用標準測試方法，設置4個不同HPMC添加濃度，測定其成膜時間、包衣均勻度、包衣脫落率、發(fā)芽率等。結(jié)果表明，添加5% HPMC成膜效果最佳，成膜時間6 min，包衣均勻度98.5%，脫落率為2.8%，7 d發(fā)芽率為90.1%，說明HPMC可作為玉米種子的包衣成膜材料。

關鍵詞：羥丙基甲基纖維素；種子包衣；成膜劑

中圖分類號：TQ450.6 文獻標識碼：A DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2018.06.015

Study on the Application Performance of Hydroxylpropyl MethylCellulose as a kind of Membrane-forming Agent

WANG Haiyan

（Tianjin Red Sun Love For Pharmaceutical Company Limited， Tianjin 300384， China）

Abstract： Hydroxypropyl methyl cellulose （HPMC） has good water solubility， dispersion， thickening， and water and film-forming properties， it could be used for drug coating. The experiment studied the application performance of HPMC as seed membrane-forming agent， 4 different HPMC concentration were set to test the film-forming time， coating uniformity， coating peeling rate， and maize seed germination rate. The results showed that 5% HPMC was the best film， the film time was 6 minutes， the coating uniformity rate was 98.5%， the shedding rate was 2.8%， and 7 d germination rate was 90.1%， indicating that HPMC could be used as the coating material for maize seeds.

Key words： HPMC； seed coating； membrane-forming agent

種子包衣用成膜劑是一種能將種衣劑中農(nóng)藥、微肥、生長調(diào)節(jié)劑和緩釋劑等活性組分黏附于種子表面、固化成膜的物質(zhì)。當種衣劑處于制劑狀態(tài)時，成膜劑在水中溶解為膠體，為其他成分在制劑中的懸浮提供支撐骨架，保證種衣劑產(chǎn)品具有一定的黏度；當種衣劑在種子表面干燥后成膜劑聚合為具有一定強度的連續(xù)膜，束縛農(nóng)藥成分不致脫落，對衣膜內(nèi)活性成分起緩釋作用。我國現(xiàn)階段的種子包衣劑仍然存在包衣容易脫落、經(jīng)常出現(xiàn)包衣層分層、沉淀和不牢固等現(xiàn)象。包衣層的脫落會使得包衣中的有效成分含量降低，從而影響種子包衣技術(shù)的推廣和應用[1-3]。

羥丙基甲基纖維素（HPMC）為天然纖維素，是經(jīng)過堿化處理、醚化改性、中和反應以及洗滌干燥等工藝得到的具有水溶性的纖維素衍生物，其來源豐富可再生，環(huán)境友好，可以生物降解[4-5]。作為水溶性高分子材料，HPMC具有良好的水溶、分散、增稠、保水和成膜性能，所形成的包衣薄膜無色無味、堅韌、透明度好，廣泛地用作藥物包衣和緩釋制劑的控速聚合物材料[6-7]。

本研究將HPMC應用于種子包衣，通過HPMC不同添加量試驗獲得最佳添加配比，并開展發(fā)芽試驗，驗證其對種子發(fā)芽的影響，旨在為HPMC在農(nóng)用種子包衣領域應用提供參考。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

供試玉米種子為鄭單958，來源于農(nóng)資店。羥丙基甲基纖維素（HPMC）60HD3來源于山東赫達股份有限公司；17%多·福種衣劑來源于天津科潤北方種衣劑有限公司。

1.2 儀器設備

黏度計、紫外分光光度計、振蕩器、小型砂磨粉碎機、離心機、平板玻璃。

1.3 試驗方法

1.3.1 成膜劑中HPMC的合理添加量試驗 成膜劑混配17%多·福懸浮種衣劑，使用實驗室砂磨機混合砂磨20 min制成混懸液。試驗設置4個濃度梯度，分別為1%，2%，5%，10%，每個梯度3個重復。

1.3.2 玻板成膜法測定成膜劑的成膜性 將成膜劑于2 cm×10 cm玻板上流延成膜，膜厚0.08 mm。成膜性分3級考察：Ⅰ級，均勻成膜，玻板在水中浸0.5 h后，膜能從玻板上完整刮下；Ⅱ級，均勻成膜，玻板在水中浸0.5 h后，膜不能從玻板上完整刮下；Ⅲ級，成膜劑在玻板不能成膜，以市售成膜劑CMC配成0.2%固含量為對照[8]。

1.3.3 包衣法測試成膜性能和成膜時間 稱取玉米種子50 g置于培養(yǎng)皿中，分別加入1 g含有試驗設置濃度成膜劑的懸浮種衣劑，注入到培養(yǎng)皿中，加蓋振搖5 min后，將包衣種子平展開，使其成膜，觀察并記錄種子表面固化成膜、種子間互不粘連不結(jié)塊所需的時間、成膜種子數(shù)以及均勻程度，計算成膜率。

1.3.4 種子包衣脫落率測試 稱取一定量的包衣種子，置于振蕩儀上振蕩10 min，按照國標[9]用乙醇萃取，測定吸光度，計算其脫落率。

1.3.5 發(fā)芽率 將含有HPMC的種衣劑包衣的玉米種子晾干后用于發(fā)芽試驗。砂培法測定成膜劑對種子活力的影響：在長40 cm、寬25 cm的鐵盤中以干燥滅菌河砂為基質(zhì)，均勻放入經(jīng)成膜劑包衣處理的種子50粒，蓋上2.0 cm濕潤細砂，以未進行藥劑處理的玉米種子為對照，20 ℃下保濕培養(yǎng)，播種7 d和10 d計算發(fā)芽率[10]。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

試驗數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2013軟件進行分析和作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同HPMC添加量的成膜劑性能

將不同含量的HPMC加入到不含成膜劑懸浮種衣劑中進行混合，以原廠的種衣劑作為對照，對玉米種子進行包衣，結(jié)果表明，以HPMC為成膜劑的包衣成膜時間為6～12 min，均低于對照組，其中，5% HPMC試驗組的成膜時間最短，為6 min（表1）。所測得的包衣成膜時間符合種衣劑有關規(guī)定，表明該劑型成膜時間較短，成膜性良好。

含有不同濃度HPMC的種衣劑的藥物脫落率均低于8%，包衣均勻度均高于90%，符合種衣劑國家標準的相關規(guī)定；按照玻板法測定成膜性，以HPMC作為成膜劑的試驗組，成膜性均為Ⅰ級。根據(jù)多項指標的橫向比較，確定添加量為5% HPMC成膜劑的種衣劑包膜效果更優(yōu)。

2.2 HPMC包衣對種子發(fā)芽率的影響

由表2可知，7 d時，試驗組發(fā)芽率均低于對照組，且隨著HPMC添加濃度增高，發(fā)芽率逐漸降低，不同含量成膜劑對發(fā)芽率的影響存在一定的差異，5%添加組還能保持在90%以上，10%添加組發(fā)芽率僅為67.5%，分析認為HPMC添加量越高造成包衣膜越厚，對種子萌發(fā)有一定程度的阻礙；10 d時，試驗組在延長萌發(fā)時間的基礎上發(fā)芽率明顯提高，與對照組差距進一步縮小，10%添加組發(fā)芽率達到90.5%，分析認為HPMC膜雖厚，但對種子活力沒有影響，僅對種子有延緩發(fā)芽的效果。

綜合而言，與對照組相比，5%HPMC添加組均勻度提高了6.2個百分點，脫落率降低了5個百分點的同時，對種子發(fā)芽率影響相對較小，故認為5%的HPMC添加量作為種衣成膜劑效果更優(yōu)。

3 結(jié)論與討論

HPMC易溶于水，有利于制備農(nóng)用包衣劑；包衣后能延緩種子萌發(fā)，有利于提高種子耐儲存性；且在土壤中可被微生物有效降解，與環(huán)境相容性好，是良好的種衣成膜劑材料。本試驗結(jié)果表明，HPMC在縮短成膜時間、降低脫落率和提高均勻度方面有明顯效果，特別是添加5% HPMC的種衣劑成膜時間短，僅為6.0 min左右，包衣后種子的脫落率僅為2.8%，包衣均勻度達到98.5%，7 d的種子發(fā)芽率可達90.1%，初步認為HPMC適用于種子包衣。

種子包衣的研究重在成膜材料的改進和提高，HPMC具有良好的水溶、分散、增稠、保水和成膜性能，特別是容易生產(chǎn)、性能優(yōu)良、對生態(tài)環(huán)境友好，但是HPMC過高的價格阻礙了它的推廣。今后HPMC的研究重點是改進工藝降低生產(chǎn)成本，通過改性設計合成不同性能的HPMC共聚物以滿足農(nóng)用包衣的需求。

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