非淀粉型結(jié)晶果糖注射液高溫高壓滅菌前后5－羥甲基糠醛及pH的變化

梁美婷，貝家欣，王可欣，楊亞軍，吳 鐵

（廣東醫(yī)科大學藥學院，廣東 湛江 524023）

果糖注射液是以結(jié)晶果糖為主要成分配制的一種可作為靜脈營養(yǎng)輸液，臨床用于燒創(chuàng)傷、術(shù)后及感染等胰島素抵抗狀態(tài)下或不適宜使用葡萄糖時需補充水分或能源的患者的補液，還可作為注射劑的稀釋劑。果糖注射液的代謝不依賴胰島素，進入血液后即使在無胰島素情況下也能迅速轉(zhuǎn)化為肝糖原，參與代謝，可有效降低血糖波動，適用于糖尿病患者。果糖與葡萄糖相比代謝快、供能迅速、更易被機體吸收利用，故果糖注射液起效快，作用迅速。果糖注射液還能用于產(chǎn)生應(yīng)激性高血糖手術(shù)患者的術(shù)后恢復及各類嚴重創(chuàng)傷的外科手術(shù)[1－5]。果糖在高溫或酸性條件下可脫水生成5－羥甲基糠醛（5 －HMF）[6－8]，其對眼睛、黏膜、皮膚均有刺激性，過量食用會引起中毒，造成動物橫紋肌麻痹和內(nèi)臟損害[9－10]。2015年版《中國藥典（二部）》規(guī)定果糖原料藥溶液（50 g ／L）在 284 nm波長處吸光度不得超過 0.32[11]。原國家食品藥品監(jiān)督管理總局藥品標準制訂件[12]（簡稱《標準訂制件》）規(guī)定5%果糖注射液在284 nm波長處吸光度不得超過0.25，以限定雜質(zhì)5－HMF的含量。目前，市售果糖注射液主要是由淀粉經(jīng)過酶解、分離、轉(zhuǎn)化、結(jié)晶得到的果糖（淀粉型結(jié)晶果糖）配制而來，其分離工序復雜、雜質(zhì)多、生產(chǎn)效率低、價格偏高[5]?，F(xiàn)研發(fā)出的非淀粉型結(jié)晶果糖是直接由蔗糖原料經(jīng)過非酶水解后，再通過分離提純、結(jié)晶等一系列工藝而得，具有雜質(zhì)少、穩(wěn)定性強、生產(chǎn)效率高、價格低廉等優(yōu)點。本試驗中以不同來源的結(jié)晶果糖為原料配制5%果糖注射液，按常規(guī)滅菌方法，設(shè)定3種不同的滅菌方案，比較國內(nèi)外不同廠家生產(chǎn)的果糖原料制成5%果糖注射液中5－HMF的含量水平和pH變化，探討用非淀粉型結(jié)晶果糖所配制的果糖注射液與淀粉型結(jié)晶果糖所配制的果糖注射液在pH和5－HMF的質(zhì)量控制方面的差異，為新型非淀粉型結(jié)晶果糖的開發(fā)與利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 儀器與試藥

儀器：UY－2250型紫外分光光度計（江蘇島津儀器有限公司）；數(shù)顯式pH計（上海三信儀表廠）；LDZF－50KB型立式高溫高壓滅菌器 （上海申安醫(yī)療器械廠）；WZZ－2S型數(shù)字式自動旋光儀（上海儀電物光學儀器有限公司）；真空干燥器。

試藥：非淀粉型結(jié)晶果糖（廣東永青生物科技有限公司，批號分別為 1605201，16101801，17050801）；格素姆結(jié)晶果糖（以色列，GALAM）；Sigma果糖對照品（Sigma標準品，批號為 BCBT2460，質(zhì)量濃度為99%）、國產(chǎn)華旭結(jié)晶果糖原料藥（河北華旭藥業(yè)有限責任公司，批號為1610003）；國產(chǎn)正大結(jié)晶果糖原料藥（江蘇正大豐海制藥有限公司，批號為H1607009）；國產(chǎn)豐原結(jié)晶果糖原料藥（蚌埠豐原涂山制藥有限公司，批號為170219 －1）。

1.2 方法

5%果糖注射液配制：先取果糖樣品及果糖對照品各50 g，于真空干燥箱內(nèi)70℃干燥4 h，密封后保存，再精密稱取干燥后的各廠家果糖原料20.0 g，置燒杯中，滅菌注射用水溶解，定容至400 mL，即得5%果糖注射液。

5%果糖注射液高壓滅菌方案：分別取上述5%果糖注射液100 mL，置潔凈玻璃瓶內(nèi)，牛皮紙封口，置立式高溫高壓滅菌器中，分別在方案1（滅菌溫度 115℃滅菌時間30 min）、方案2（滅菌溫度120℃滅菌時間20 min）、方案3（滅菌溫度 120℃滅菌時間30 min）的滅菌條件下進行滅菌。

不同來源結(jié)晶果糖原料藥真空干燥后含量比較：根據(jù)2015年版《中國藥典（二部）》果糖原料含量測定指導準則測定果糖原料藥含量。取果糖樣品10 g，精密稱定，置燒杯中，加滅菌注射用水適量，后加0.2 mL氨試液，溶解后轉(zhuǎn)移至100 mL容量瓶中，定容，搖勻，靜置30 min后，在室溫25℃時用自動旋光儀依法測定旋光度（《中國藥典（二部》通則 0621），所得旋光度值與 1.124相乘，即得供試品中果糖的質(zhì)量（g），多次平行測定，取平均值[11]。

5%果糖注射液滅菌前后pH檢測：取高溫高壓滅菌前后的5%果糖注射液10 mL，加入飽和氯化鉀溶液0.03 mL，搖勻，采用數(shù)顯式pH計測定pH，多次平行測定，取其平均值[12]。

5%果糖注射液滅菌前后5－HMF紫外分光光度法檢測：取高溫高壓滅菌前后的5%果糖注射液，用移液管精密量取1 mL，定容至25 mL，即得質(zhì)量濃度為2 g／L的果糖溶液，取適量置石英比色皿中，用紫外分光光度計檢測于284 nm波長處的吸光度，多次平行測定，取平均值[12]。

2 結(jié)果

永青非淀粉型結(jié)晶果糖與其他淀粉型結(jié)晶果糖含量比較見表1?？梢?，非淀粉型結(jié)晶果糖與淀粉型結(jié)晶果糖的含量差異不大，均接近99%。

表1 永青非淀粉型結(jié)晶果糖與不同來源結(jié)晶型果糖的含量（±s，%）

表1 永青非淀粉型結(jié)晶果糖與不同來源結(jié)晶型果糖的含量（±s，%）

來源豐原永青（批號為1605201）永青（批號為16101801）永青（批號為17050801）含量99.38 ± 0.921 98.70 ± 1.68 98.71 ± 0.134 100.05 ± 0.084

5%果糖注射液在3種不同條件高溫高壓滅菌前后pH及變化值（ΔpH）見表2?？梢姡瑴缇?，除永青（批號為16101801）所配制的5%果糖注射液pH為3.0～5.5外，其余均不符合《標準制訂件》對5%果糖注射液pH的限定。但經(jīng)不同條件的高溫、高壓滅菌后，不同廠家來源果糖配制的5%果糖注射液pH均符合標準（3.0～5.5）；永青生產(chǎn)的非淀粉型結(jié)晶果糖所配制的5%果糖注射液滅菌前后ΔpH均比其他廠家的淀粉型結(jié)晶果糖低。

表2 滅菌前后各廠家果糖原料配制的5%果糖注射液pH及變化值

5%果糖注射液在3種不同條件高溫高壓滅菌前后284 nm波長處的紫外吸光度及升幅結(jié)果見表3?？梢姡跍缇埃鲝S家果糖原料所配制的果糖注射液中5－HMF在284 nm波長處的吸光度均符合《標準制訂件》的限度要求 0.25。經(jīng) 115℃ 30 min滅菌后，各廠家果糖原料所配制的果糖注射液中5－HMF的含量仍符合標準，120℃ 30 min滅菌后，各果糖注射液中5－HMF含量均超出了標準，嘗試減少滅菌時間，經(jīng)過120℃20 min滅菌后，各廠家果糖原料所配置的果糖注射液中5－HMF含量仍符合標準，但華旭、正大、豐原、格素姆組的果糖注射液中5－HMF含量均接近最大限度0.25，永青各批次果糖所配制的5%果糖注射液稍低。經(jīng)過3種不同條件的高溫高壓滅菌，各廠家果糖原料配制的果糖注射液中5－HMF含量均呈倍數(shù)增長，當滅菌溫度超過120℃后均呈大幅增長趨勢。其中，永青非淀粉型結(jié)晶果糖原料所配制的5%果糖注射液的5－HMF增長倍數(shù)均比國內(nèi)外淀粉型結(jié)晶果糖所配制的5%果糖注射液低許多。

表3 各廠家果糖原料配制的5%果糖注射液滅菌前后284 nm波長處的紫外吸光度及其增長倍數(shù)

3 討論

由表1可見，非淀粉型結(jié)晶果糖與淀粉型結(jié)晶果糖的含量無太大差異，表明非淀粉結(jié)晶果糖的生產(chǎn)工藝所生產(chǎn)的結(jié)晶果糖純度可達到結(jié)晶型果糖的高純度。由表2可見，各廠家果糖原料配制的果糖注射液經(jīng)不同條件的高溫高壓滅菌后pH都有不同程度下降，但永青生產(chǎn)的非淀粉型結(jié)晶果糖所配置的5%果糖注射液的pH均比其他廠家低，可能是由于該企業(yè)生產(chǎn)的非淀粉型結(jié)晶果糖用非酶法的工藝條件，使其結(jié)晶果糖受熱后降解產(chǎn)生的酸性產(chǎn)物比其他用酶發(fā)酵生產(chǎn)的結(jié)晶果糖更少。由表3可見，在滅菌方案1、滅菌方案2條件下，各廠家果糖原料配制的果糖注射液中5－HMF含量均符合標準，在滅菌方案3條件下，所有樣品中5－HMF含量均超過標準上限，但以永青生產(chǎn)的非淀粉型結(jié)晶果糖所配制的5%果糖注射液經(jīng)過3種不同條件的滅菌方法后其受熱降解產(chǎn)生的5－HMF的含量增長倍數(shù)始終低于華旭、正大、豐原及格素姆，這也可能是該企業(yè)用非酶法的工藝條件生產(chǎn)的結(jié)晶果糖受熱后化學穩(wěn)定性較淀粉型結(jié)晶果糖強，因此更不容易被高溫降解。

有報道稱，果糖在103℃以上即開始分解成5－HMF，與溫度、壓力成正相關(guān)遞增關(guān)系，溫度的變化比pH的變化對果糖分解的影響更大，若同時處于酸性條件則分解更迅速[13－16]，此物可進一步分解為乙酰丙酸和甲酸或聚合有色物等，這是導致果糖注射液加熱變黃，產(chǎn)生混濁或細微絮狀物沉淀及pH下降的主要原因[17]。本研究發(fā)現(xiàn)，永青非淀粉型結(jié)晶果糖的純度高，在3種滅菌條件下，永青非淀粉型結(jié)晶果糖所配的5%果糖注射液的ΔpH與5－HMF增長倍數(shù)均比國內(nèi)外其他廠家的淀粉型結(jié)晶果糖所配制5%果糖注射液低，而ΔpH上升大者5－HMF的升幅也相應(yīng)較大，ΔpH下降幅度大者其5－HMF含量增長也大，故pH與5－HMF產(chǎn)生之間的聯(lián)系有待進一步深究。果糖的熱穩(wěn)定性不如葡萄糖，滅菌后，5－HMF含量增加幅度較大，在運輸、貯存過程中容易超標，穩(wěn)定性較差。臨床使用的5%果糖注射液均由淀粉型結(jié)晶果糖配制而來，本研究結(jié)果表明，永青非淀粉型結(jié)晶果糖所配制的5%果糖注射液的化學穩(wěn)定性或熱穩(wěn)定性比淀粉型結(jié)晶果糖更好，故采用非淀粉型結(jié)晶果糖配制5%果糖注射液在生產(chǎn)、貯存、運輸過程中可能較淀粉型結(jié)晶果糖更不易產(chǎn)生變化，性質(zhì)更穩(wěn)定，更有利于果糖注射液的質(zhì)量控制。