不同制備方式對姜黃素顆粒性狀的影響

蔣江紅

（深圳勁創(chuàng)生物技術(shù)有限公司，廣東深圳 518057）

姜黃素（Curcumin）是一種天然的多酚類化合物，化學(xué)分子式為C21H20O6，結(jié)構(gòu)式為[1，7-雙（4-羥基 -3-甲氧基苯基）-1，6-庚二烯 -3，5-二酮 ]，其兩個鄰甲基化的酚和一個二酮功能基團的結(jié)構(gòu)特性與其多種生物活性密切相關(guān)[1]。姜黃素主要來源于姜科植物郁金、姜黃、莪術(shù)等的塊根或根，為橙黃色的結(jié)晶粉末，辛香輕淡，略有生姜的辣味，味稍苦，在食物的色、香、味三要素中具備色和味兩個要素，是天然可食用的東方香料，作為調(diào)味品和色素廣泛應(yīng)用于食品工業(yè)中。在印度的咖喱和土耳其的烤肉卷中也常用姜黃粉或姜黃素作為調(diào)味品，姜黃素也可添加于雞精調(diào)味料、火鍋調(diào)味料等生產(chǎn)復(fù)合調(diào)味品中。此外，研究表明姜黃素具有較強的抗氧化、抗炎、抗纖維化、清除自由基及抗癌[2]等藥理性質(zhì)，能夠有效降低高血脂[3]、高血壓等慢性疾病的發(fā)病率，還具有預(yù)防老年癡呆[4]、治療關(guān)節(jié)炎[5]和保護肝臟[6]等功效，臨床應(yīng)用十分廣泛，在未來的應(yīng)用前景非常廣闊。

姜黃素的毒副作用小，功能多樣且強大，在醫(yī)學(xué)保健上應(yīng)用越來越廣泛。然而在實際應(yīng)用中，姜黃素在水中的溶解度很低，僅約為11ng/mL，在光、熱、氧條件下容易降解，姜黃素的水不溶性和化學(xué)不穩(wěn)定性的性質(zhì)缺點導(dǎo)致其在臨床使用受到阻礙和影響。目前，國內(nèi)外上市的姜黃素劑型仍以片劑和膠囊為主，由于市場上提供的主要為姜黃素粉末，流動性差，不利于進一步制劑。本研究對姜黃素進行制粒，改變粉體性狀，提高粉體流動性和堆密度，方便終端加工廠在灌膠囊和壓片中的應(yīng)用。

1 材料與儀器

姜黃素（原料為姜黃）、羥丙基甲基纖維素（HPMC）。

G6濕法混合制粒機（深圳信宜特科技有限公司）、TDP-6單沖壓片機（揚州諾亞機械有限公司）、MiniDC干法制粒機（深圳信宜特科技有限公司）、電熱鼓風(fēng)干燥箱（上海一恒科學(xué)儀器有限公司）、JY20002電子天平（上海良平儀器儀表有限公司）、78HW-1數(shù)顯恒溫磁力攪拌器（杭州儀表電機有限公司）、AM300S-H實驗室數(shù)顯電動攪拌機（上海昂尼儀器儀表有限公司）、藥典篩、休止角儀、量筒、藥勺、燒杯。

2 方法

2.1 擠出制粒法

配制黏合劑溶液，稱取2gHPMC，緩緩加入不斷攪拌的80℃100mL熱水中，等HPMC分散均勻后放涼備用；稱取300g姜黃素加入大量杯中，攪拌機檔位調(diào)到轉(zhuǎn)速最低位置，緩慢加入已配制好的HPMC溶液，加到呈濕軟狀，停止加入溶液，開擠出制粒機，調(diào)整參數(shù)，將濕料從量杯中取出加到擠出機中進料口，進行擠出制粒，將擠出物置于托盤中，將長條顆粒用刀切細(xì)，鋪平，置于烘箱內(nèi)，80℃干燥10h，整粒，得顆粒。

2.2 干壓制粒

開干壓機，待機子運轉(zhuǎn)正常，調(diào)整好參數(shù)，將300g姜黃素緩緩料斗中，收集干壓出物料，整粒，得顆粒。

2.3 高速剪切制粒

配制黏合劑溶液，稱取5gHPMC，緩緩加入不斷攪拌著的80℃100mL熱水中，等HPMC分散均勻后停止攪拌，待用；稱取300g姜黃素粉，倒入到濕法混合制粒機中，調(diào)整攪拌和切割參數(shù)，開機，邊剪切邊緩緩加入上配好黏合劑溶液，加完黏合劑，再繼續(xù)混合切割5～10min，出濕顆粒，用托盤接收鋪平，置于烘箱內(nèi)，80℃干燥10h，整粒，得顆粒。

2.4 壓片制粒

配制黏合劑溶液，稱取3.5gHPMC，緩緩加入不斷攪拌著的80℃100mL熱水中，等HPMC分散均勻后停止攪拌，待用；稱取300g姜黃素加入到濕法混合制粒機中，調(diào)整攪拌和切割參數(shù)，開機，邊剪切邊緩緩加入黏合劑溶液中，加完黏合劑，5～10min，然后將濕顆粒置于烘箱內(nèi)，80℃干燥10h，將干燥所得顆粒加入0.5%的硬脂酸鎂，混合混均勻，調(diào)整壓片參數(shù)，開機，將干燥的顆粒加入到壓片機的加料斗內(nèi)，壓片、整粒后得到顆粒。

3 結(jié)果與討論

4種方法制得的顆粒先分別按《中國藥典》（2015版）干燥失重測定法進行水分測定，要求顆粒水分均小于5%。將顆粒水分小于5%的顆粒先用20目篩網(wǎng)進行過篩，未能過20目篩的粗顆粒加入到整粒機中進行整粒，直到全過20目。對全過20目的顆粒混合均勻，分別觀察顆粒的形狀，通過按壓和強力振搖檢測顆粒的易碎性，使用休止角測量儀測定顆粒的休止角，檢測和計算顆粒堆密度和過100目篩細(xì)粉占比重的百分率，結(jié)果見表1和表2。

從表1可看出，顆粒形狀方面，除高剪切制粒方法得到的顆粒較圓外，其他3種方法制備的顆粒形狀以不定形為主。硬度方面，高剪切顆制粒得到的顆粒硬度不大，其他3種方法制備的顆粒較硬，而且硬度與制備過程中使用的壓力有關(guān)。干壓制粒和壓片制粒得到的顆粒細(xì)粉占比大于35%，主要是由于通過干壓制粒和壓片制粒得到的顆粒硬度較大和大顆粒較多，通過整粒機整粒時，產(chǎn)生較多細(xì)粉；同時顆粒通過整粒機整粒后得到的一些小顆粒易松散成細(xì)粉，加大細(xì)粉的占比，在運輸過程中顆粒易分層。擠出制粒細(xì)粉較少，不超過5%，在制備軟材時如果水量加入較高，制得顆粒不致密，堆密度較低；反之，顆粒致密，堆密度較高，顆粒硬度大，不易松散；高剪切制粒時，若加入黏合劑溶液的量不足，制得顆粒經(jīng)干燥后易松散；若加入黏合劑溶液量過多，過濕不成粒；制備過程中離心力的作用，顆粒比較致密，由于黏合劑溶液配制濃度大于5%時，溶液較稠，流動性差，所以在制粒時，黏合劑用量有限的原因，顆粒硬度適中，制得顆粒細(xì)粉占比為18%左右。

表2 顆粒堆密度和休止角

從表2可以看出，高剪切制粒所得顆粒較圓，細(xì)粉適中，其休止角為43°，顆粒流動性較好，適合工業(yè)生產(chǎn)所需流動性要求。干壓制得顆粒休止角為45°左右，顆粒流動性合格。擠出制粒和壓片制粒制得顆粒休止角大于45°，流動性較差。從堆密度來分析，壓片制粒得到的顆粒堆密度最大，高剪切制得顆粒堆密度較小。

4 結(jié)論

姜黃素作為一種色味具備的調(diào)味品、天然的色素和具有廣泛生理功能性的活性物質(zhì)，在食品、保健品、調(diào)味品應(yīng)用中具有悠久的歷史，但是水溶性差、性質(zhì)不穩(wěn)定和生物利用率低，一直都是限制其開發(fā)利用的難題。目前，姜黃素終端產(chǎn)品除了直接使用粉劑外，一般是以膠囊與片劑形式應(yīng)用。原料姜黃素粉末通過顯微觀察可看出其為針狀結(jié)構(gòu)，此種針頭性狀的物料彈性形變較大，可壓性差，粉體流動性差，同時姜黃素本身水溶性差，堆密度較?。?.30 g/mL），終端生產(chǎn)商很難直接將其應(yīng)用于壓片或灌膠囊。姜黃素以一種怎樣的形態(tài)或利用何種載體改善其自身的缺憾，一直是臨床醫(yī)生及科研人員研究的主要課題，姜黃素具有非常大的市場潛力等待人們?nèi)グl(fā)掘。本文通過不同的制粒方法來改變其流動性和堆密度的研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)要求堆密度大，流動性好，利于灌膠囊的顆粒時，采用干壓制粒方法得到的顆粒較合適。而用高剪切制粒方法得到的顆粒流動性好、硬度適中，較適合于壓片的應(yīng)用。當(dāng)只要求高堆密度時，考慮采用擠出制粒或壓片制粒的制備方法更適合。