黑果腺肋花楸果泡騰顆粒劑制備工藝研究

（吉林化工學(xué)院化學(xué)與制藥工程學(xué)院，吉林吉林132022）

黑果腺肋花楸（Aronia melanocarpa）系薔薇科腺肋花楸屬灌木，其果實及其提取物具有豐富的營養(yǎng)成分和生理活性[1-2]，目前黑果腺肋花楸果已被國家衛(wèi)計委批準(zhǔn)為新食品原料，其主要活性成分為原花青素及花青素等多酚類、花色苷類成分[3-5]，市場發(fā)展前景廣闊，可以制成果脯、果醬等食品[6-7]，另外，還可以將黑果腺肋花楸果與活性酵母一起發(fā)酵或者將其提取物加入到果酒中，制備營養(yǎng)成分豐富的果酒，王鵬優(yōu)化了其果酒發(fā)酵的工藝條件[8]。黑果腺肋花楸果提取物具有眾多生理活性，Metsumoto等[9]發(fā)現(xiàn)黑果腺肋花楸果提取物可以顯著清除機體有害自由基，Ohgami等[10]研究表明，黑果腺肋花楸果提取物具有抗炎作用，陳妍竹等[11]研究發(fā)現(xiàn)，黑果腺肋花楸果提取物可以增加葡萄糖代謝，調(diào)節(jié)血糖中葡萄糖含量，保護(hù)胰島不受炎癥侵害，Malik等[12]通過對黑果腺肋花楸果實的粗提物研究，發(fā)現(xiàn)其能夠阻止癌細(xì)胞的表達(dá)。

目前我國黑果腺肋花楸果的開發(fā)剛剛起步，上市產(chǎn)品較少。泡騰顆粒劑是利用有機酸和弱堿發(fā)生中和作用生成CO2，使藥液處于泡騰狀態(tài)的一種顆粒劑，其具有活性成分釋放迅速、攜帶方便、生物利用度高、口感較好等優(yōu)點[13]，泡騰顆粒劑不僅應(yīng)用于藥物制劑的研究，也可用于保健食品的開發(fā)。黑果腺肋花楸果是一種多汁的漿果，鮮果不易保鮮、儲存，因此研究黑果腺肋花楸果泡騰顆粒劑，可以使黑果腺肋花楸果的加工產(chǎn)品種類更加豐富，具有廣闊的市場發(fā)展前景。本研究以黑果腺肋花楸果提取物為原料，采用單因素與正交試驗相結(jié)合的方法，考察了對泡騰顆粒劑制備工藝的影響因素及相關(guān)質(zhì)量指標(biāo)，為該產(chǎn)品的上市提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

黑果腺肋花楸果：吉林省黑果花楸農(nóng)業(yè)科技開發(fā)有限責(zé)任公司；微晶纖維素、糊精：上海康達(dá)食品工程有限公司；乳糖、甘露醇、山梨醇、木糖醇：河南中泰食化有限公司；三氯蔗糖、阿斯巴甜、安賽蜜、甜菊糖：天津雙味食品廠；原花青素：成都曼斯特生物科技有限公司；聚乙二醇6000：鄭州仁恒化工產(chǎn)品有限公司；聚維酮K30：蘇州誠億達(dá)化工有限公司；重蒸餾水：天然產(chǎn)物化學(xué)及應(yīng)用研究室自制；試劑均為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

紫外可見分光光度計（TU-1810型）：北京普析通用儀器有限責(zé)任公司；電熱鼓風(fēng)干燥箱（XMTD-8222型）：上海精宏實驗設(shè)備有限公司；電子分析天平（FA2004N型）：上海精密科學(xué)儀有限公司；旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器（RE-52C型）：上海亞榮生化儀器廠。

1.3 方法

1.3.1 黑果腺肋花楸果浸膏粉的制備工藝流程

黑果腺肋花楸果→烘干→稱量→超聲波輔助提取[14][62%乙醇水溶液作溶劑，功率200 W，溫度72℃，時間 600 min，料液比 1 ∶25（g/mL）]→抽濾→減壓濃縮（水浴溫度60℃減壓濃縮至相對密度為1.17～1.25的清膏）→加入微晶纖維素拌勻→真空干燥（60℃）→粉碎→過80目篩→黑果腺肋花楸果浸膏粉

1.3.2 輔料的初步選擇

稱取黑果腺肋花楸果浸膏粉、乳糖、甘露醇、山梨醇、木糖醇、糊精各適量，按浸膏粉∶輔料（1∶1）的質(zhì)量比混勻，置于干燥至恒重的稱量瓶中，按文獻(xiàn)[15]的方法操作，于 4、8、12、24、48 h 測定其吸濕率，選擇合適的稀釋劑[15]。

1.3.3 單因素試驗

1.3.3.1 泡騰顆粒劑的制備方法

將聚乙二醇6000熔融后，加入碳酸氫鈉適量，攪拌均勻，冷卻，粉碎，過80目篩。另取過80目篩的黑果腺肋花楸果浸膏粉、乳糖與甘露醇組成的輔料粉各適量，與上述聚乙二醇6000包裹的碳酸氫鈉粉末于容器內(nèi)充分?jǐn)嚢?，混勻，加入含有甜菊糖的聚維酮K30的無水乙醇溶液適量制軟材、造粒、干燥、整粒，制得堿粒。再稱取過80目篩的黑果腺肋花楸果浸膏粉、乳糖與甘露醇組成的輔料粉、檸檬酸各適量，于容器內(nèi)充分?jǐn)嚢?，混勻，加入含有甜菊糖的聚維酮K30的無水乙醇溶液適量制軟材、造粒、干燥、整粒，制得酸粒，將制好的酸粒和堿?；旌暇鶆?，加入潤滑劑聚乙二醇6000粉末，混勻，即得泡騰顆粒劑。

1.3.3.2 考察指標(biāo)的確定

顆粒劑的吸濕率、成型率、溶化時間、流動性按照文獻(xiàn)[16]方法操作，以顆粒劑的綜合指標(biāo)評分為考察指標(biāo)，根據(jù)綜合指標(biāo)評分優(yōu)選處方中的浸膏粉添加量、泡騰崩解劑質(zhì)量比及其加入量、聚乙二醇6000包合堿源用量、黏合劑種類等[16]。

綜合指標(biāo)評分=（吸濕率值/最大吸濕率值）×25+（最小休止角值/休止角值）×25+（成型率值/最大成型率值）×25+（溶化時間/最大溶化時間）×25

按感官評價標(biāo)準(zhǔn)對泡騰顆粒劑的泡騰時間、澄清度及口感進(jìn)行測定，將1 g泡騰顆粒劑加入到200 mL水中，待泡騰顆粒停止產(chǎn)氣后，立即讓接受過感官試驗訓(xùn)練的20人評定小組進(jìn)行評定，感官評價由泡騰時間（滿分30分）、溶液澄清度（滿分30分）、口感（滿分40分）三部分組成，由本專業(yè)20名師生對各配方結(jié)果進(jìn)行評價（總分以100分計），評分越高，產(chǎn)品質(zhì)量就越好[17]，評分標(biāo)準(zhǔn)見表1。根據(jù)評分標(biāo)準(zhǔn)篩選甜味劑及其加入量。

1.3.3.3 單因素考察

以綜合指標(biāo)評分為考察指標(biāo)，按泡騰顆粒劑的處方，只改變浸膏粉加入量（分別加入顆粒劑質(zhì)量的15%、20%、25%、30%、35%、40%），只改變泡騰崩解劑質(zhì)量比（碳酸氫鈉與檸檬酸的質(zhì)量比分別為1.5∶1、1.25 ∶1、1 ∶1.0、1 ∶1.25、1 ∶1.5），只改變泡騰崩解劑加入量（分別加入顆粒劑質(zhì)量的60%、55%、50%、45%、40%、35%），只改變聚乙二醇6000與碳酸氫鈉的質(zhì)量比[15]（聚乙二醇6000與碳酸氫鈉的質(zhì)量比分別為0.1 ∶1.0、0.3 ∶1.0、0.5 ∶1.0、0.7 ∶1.0、0.9 ∶1.0），只改變黏合劑種類（5%的聚維酮K30無水乙醇溶液、10%的聚維酮K30無水乙醇溶液、95%乙醇、無水乙醇、5%的羥丙甲基纖維素的無水乙醇溶液），按照制備工藝制備泡騰顆粒劑，計算綜合評分。

表1 感官評分標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Sensory scoring criteria

以感官評價標(biāo)準(zhǔn)為考察指標(biāo)，按泡騰顆粒劑的處方，只改變甜味劑種類（按10 g處方，固定處方其它輔料，加入下列甜味劑：三氯蔗糖0.016 g、甜菊糖0.1 g、阿斯巴甜0.1 g、安賽蜜0.1 g，加入方式為將甜味劑溶于黏合劑溶液中），只改變甜味劑加入量（分別加入顆粒劑質(zhì)量的0.4%、0.6%、0.8%、1.0%、1.2%），按照制備工藝制備泡騰顆粒劑，計算感官綜合評分。

1.3.4 正交試驗及工藝驗證性試驗

在單因素試驗的基礎(chǔ)上，通過正交試驗進(jìn)一步優(yōu)化泡騰顆粒劑的處方，固定黏合劑種類，選擇浸膏粉的用量為A、泡騰崩解劑的質(zhì)量比為B、泡騰崩解劑的用量為C、聚乙二醇6000與碳酸氫鈉的質(zhì)量比為D作為考察因素，以綜合指標(biāo)評分為考察指標(biāo)，確定最佳的黑果腺肋花楸果泡騰顆粒劑制備工藝。所確定的因素與水平見表2。然后按照正交試驗篩選的最佳成型工藝制備3批顆粒劑，考察工藝的穩(wěn)定性。

表2 因素水平表Table 2 The table of factors and levels

1.3.5 質(zhì)量檢查

依照“1.3.4”方法制得的黑果腺肋花楸果泡騰顆粒劑，按照2015版中國藥典進(jìn)行相關(guān)質(zhì)量檢測[18]。

1.3.5.1 泡騰顆粒劑pH值的測定

取顆粒劑10 g，使分散于200 mL 15℃～25℃蒸餾水中，參照2015版中國藥典四部附錄規(guī)定，測定溶液pH值。

1.3.5.2 泡騰顆粒劑的粒度

取顆粒劑10 g，參照2015版中國藥典四部附錄規(guī)定，計算不能通過一號篩與能通過五號篩顆粒劑的總質(zhì)量。

1.3.5.3 泡騰顆粒劑的水分

取顆粒劑3 g，參照2015版中國藥典四部附錄0832第二法規(guī)定，測定泡騰顆粒劑的水分。

1.3.5.4 泡騰顆粒劑的溶化性

取顆粒劑10 g，加入200 mL 15℃～25℃蒸餾水中，參照2015版中國藥典四部附錄規(guī)定，測定泡騰顆粒劑的溶化性。

1.3.5.5 泡騰顆粒劑中原花青素含量測定

稱取1 g泡騰顆粒劑，精密稱定，置于50 mL容量瓶中，加入蒸餾水溶解至刻度，搖勻，靜置。吸取2 mL上清液于25 mL容量瓶中并稀釋至刻度，作為供試品溶液。精密吸取供試品溶液2 mL于25 mL容量瓶中，按照含量測定方法，在波長550 nm處測定吸光度值，計算原花青素的含量。

2 結(jié)果與分析

2.1 輔料初步選擇的試驗結(jié)果

以吸濕率為參考指標(biāo)，結(jié)果表明各輔料的吸濕率均隨著時間的延長而增加，其中糊精、乳糖、甘露醇吸濕性較小，由于糊精的溶化性相對較差，且糊精用量太大可能會影響含量測定，所以選擇乳糖、甘露醇為泡騰顆粒劑的稀釋劑，并進(jìn)一步考察二者配比對吸濕率的影響，試驗結(jié)果表明隨著乳糖與甘露醇質(zhì)量比的增大，吸濕率也隨之略有提高，但12 h后各質(zhì)量比的吸濕率差別并不顯著，考慮到乳糖的價格及甘露醇有矯味功能，選擇乳糖∶甘露醇=1∶1（質(zhì)量比）進(jìn)行后續(xù)試驗。結(jié)果見表3。

表3 輔料吸濕性測定結(jié)果Table 3 Test results of moisture absorption of accessory material

2.2 單因素的試驗結(jié)果

試驗結(jié)果見圖1～圖7。

圖1 浸膏粉用量試驗結(jié)果Fig.1 Test results of extract powder dosage

圖2 酸堿崩解劑質(zhì)量比試驗結(jié)果Fig.2 Test results of mass ratio of acid alkali disintegrant

試驗結(jié)果表明，浸膏粉加入量為顆粒劑質(zhì)量的25%，碳酸氫鈉與檸檬酸的質(zhì)量比為1∶1.25，泡騰崩解劑的加入量為顆粒劑質(zhì)量的40%，包合碳酸氫鈉的聚乙二醇6000與碳酸氫鈉的質(zhì)量比為0.3∶1，所使用的黏合劑為10%的聚維酮K30無水乙醇溶液時，在各自的單因素試驗中顆粒劑的綜合指標(biāo)評分最高。

圖3 泡騰崩解劑用量試驗結(jié)果Fig.3 Test results of dosage of effervescent disintegrating agent

圖4 聚乙二醇6000與碳酸氫鈉質(zhì)量比試驗結(jié)果Fig.4 Test results of mass ratio of polyethylene glycol 6000 to sodium bicarbonate

圖5 黏合劑種類選擇試驗結(jié)果Fig.5 Test results of adhesive type selection

由于顆粒劑的綜合指標(biāo)評分是通過其吸濕率、成型率、溶化時間、流動性綜合計算而得，在單因素試驗中，顆粒劑的綜合指標(biāo)評分隨著因素水平的變化沒有明確的規(guī)律性，所以選擇每個單因素中綜合指標(biāo)評分最高水平及上下2個因素水平進(jìn)入正交試驗。不同種類的甜味劑對顆粒劑的感官綜合評分影響不同，通過感官評價，甜菊糖的感官綜合評分最高，阿斯巴甜的感官綜合評分最低。安賽蜜和三氯蔗糖的感官綜合評分相近，所以選擇評分最高的甜菊糖為甜味劑。由圖7可知，當(dāng)甜菊糖添加量為顆粒劑質(zhì)量的1.0%時，泡騰顆粒的感官綜合評分最高。

圖6 甜味劑種類選擇試驗結(jié)果Fig.6 Test results of sweetener type selection

2.3 正交試驗及工藝驗證性試驗結(jié)果

圖7 甜味劑用量選擇試驗結(jié)果Fig.7 Test results of sweetener dosage selection

取黑果腺肋花楸果浸膏粉及各輔料適量，其中黏合劑種類、甜味劑種類及用量均為單因素試驗中的最佳結(jié)果，甜味劑的加入方式為溶解在黏合劑溶液中加入，其它各影響因素按正交試驗表進(jìn)行試驗，結(jié)果見表4。

試驗結(jié)果表明影響黑果腺肋花楸果泡騰顆粒劑制備工藝的各因素中，崩解劑用量影響最為顯著，其次為浸膏粉用量、崩解劑質(zhì)量比，聚乙二醇6000包合碳酸氫鈉時二者的質(zhì)量比影響相對較小。根據(jù)正交試驗結(jié)果得出,黑果腺肋花楸果泡騰顆粒劑成型工藝條件為：A1B3C3D2，即浸膏粉加入量為顆粒劑質(zhì)量的20%，酸堿崩解劑碳酸氫鈉與檸檬酸的質(zhì)量比為1∶1.5，泡騰崩解劑的加入量為顆粒劑質(zhì)量的35%，聚乙二醇6000包合碳酸氫鈉時聚乙二醇6000與碳酸氫鈉的質(zhì)量比為0.3∶1。

表4 正交試驗數(shù)據(jù)表Table 4 The data of orthogonal experiment

最佳成型工藝為：將4.2 g聚乙二醇6000熔融后，加入碳酸氫鈉14 g，攪拌均勻，冷卻粉碎，過80目篩。另取過80目篩的浸膏粉10 g、甘露醇9 g、乳糖9 g，與上述聚乙二醇6000包裹的碳酸氫鈉粉末于容器內(nèi)充分?jǐn)嚢? min～5 min，混勻，加入10%聚維酮K30的無水乙醇溶液（含甜菊糖0.5 g）適量制軟材，過18目篩制粒，50℃干燥，24目篩整粒，制得堿粒。再稱取過80目篩的浸膏粉10 g、甘露醇9 g、乳糖9 g、檸檬酸21 g，于容器內(nèi)充分?jǐn)嚢? min～5 min，混勻，加入10%聚維酮K30的無水乙醇溶液（含甜菊糖0.5 g）適量制軟材，過18目篩制粒，50℃干燥，24目篩整粒，制得酸粒。將酸粒和堿粒混合均勻，添加3 g潤滑劑聚乙二醇6000粉末，混勻，即得每克含黑果腺肋花楸果3.3 g的泡騰顆粒劑。

按最佳工藝條件制備3批黑果腺肋花楸果泡騰顆粒劑小樣，對工藝進(jìn)行驗證。分別測定其成型性、溶化性及吸濕性、流動性，計算其綜合指標(biāo)評分，3批樣品的平均綜合指標(biāo)評分為97.62、平均感官綜合評分為78.36，結(jié)果表明確定的工藝穩(wěn)定可行，結(jié)果見表5。

表5 工藝驗證性試驗數(shù)據(jù)Table 5 The data of orthogonal experiment

2.4 質(zhì)量檢查試驗結(jié)果

2.4.1 泡騰顆粒劑的質(zhì)量通則檢查結(jié)果

根據(jù)試驗結(jié)果可知，黑果腺肋花楸果泡騰顆粒劑溶液的pH值為6.0、顆粒劑的水分為4.14%＜8%，其粒度不符合藥典規(guī)定的顆粒劑百分比為8.75%＜15%，顆粒劑在5 min內(nèi)完全分散在水中，各項指標(biāo)均符合2015版中國藥典四部附錄規(guī)定。

2.4.2 泡騰顆粒劑中原花青素含量測定結(jié)果

根據(jù)參考文獻(xiàn)對3種常見的原花青素含量測定方法鐵鹽催化比色法[19]、香草醛-鹽酸顯色法[20]、高鐵鹽-鐵氰化鉀分光光度法[21]進(jìn)行考察，通過原花青素對照品溶液、供試品溶液的顯色前后的紫外可見光譜及顯色劑的紫外可見光譜的峰型對比、最大吸收峰重合度、雜質(zhì)峰干擾等情況考慮，鐵鹽催化比色測定法中顯色后的對照品溶液在550 nm有明顯的最大吸收峰，供試品溶液在549 nm處有明顯的最大吸收峰，由于它們峰形相似，且無其他雜質(zhì)峰干擾，而顯色劑、未顯色的對照品溶液及供試品溶液在最大吸收峰處無干擾，因此最終選擇鐵鹽催化比色測定法作為泡騰顆粒劑中原花青素含量測定方法，檢測波長選擇對照品顯色后的波長550 nm。根據(jù)供試品溶液的吸光度值，通過原花青素的標(biāo)準(zhǔn)曲線（y=24.179x+0.044 2，R2=0.999 0）計算原花青素的含量，結(jié)果表明，3批黑果腺肋花楸果泡騰顆粒劑中原花青素的含量分別為95.63、97.27、96.39 mg/g，平均值為 96.43 mg/g，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差值為0.85%。

3 結(jié)論

本試驗對黑果腺肋花楸果泡騰顆粒劑的制備工藝進(jìn)行了研究，考察了影響泡騰顆粒劑制備工藝的各個因素，包括稀釋劑的選擇、浸膏粉的用量、泡騰崩解劑中碳酸氫鈉與檸檬酸的質(zhì)量比、泡騰崩解劑的用量、包合碳酸氫鈉的聚乙二醇6000的用量、黏合劑的種類、甜味劑的種類與用量，并對泡騰顆粒劑質(zhì)量進(jìn)行了考察。試驗結(jié)果表明選擇甘露醇與乳糖為稀釋劑，既可以降低泡騰顆粒劑的吸濕性又可以改善其口感，按照0.3∶1的質(zhì)量比用聚乙二醇6 000包裹碳酸氫鈉，并采用酸堿分開制粒的方式，減少了碳酸氫鈉與檸檬酸的直接接觸，提高了泡騰顆粒劑的穩(wěn)定性。

經(jīng)過單因素和正交試驗優(yōu)化后的黑果腺肋花楸果泡騰顆粒劑的制備工藝為：用碳酸氫鈉質(zhì)量（顆粒劑質(zhì)量的14%）30%的聚乙二醇6000對其包裹，然后與顆粒劑質(zhì)量10%的浸膏粉、顆粒劑質(zhì)量18%的稀釋劑（甘露醇∶乳糖=1∶1，質(zhì)量比）混勻，加入含甜菊糖（顆粒劑質(zhì)量的0.5%）的10%聚維酮K30的無水乙醇溶液制堿粒。再稱取顆粒劑質(zhì)量10%的浸膏粉、顆粒劑質(zhì)量21%的檸檬酸及顆粒劑質(zhì)量18%的稀釋劑（甘露醇∶乳糖=1∶1，質(zhì)量比）混勻，加入含甜菊糖（顆粒劑質(zhì)量的0.5%）的10%聚維酮K30的無水乙醇溶液制酸粒。將酸粒和堿?；旌暇鶆?，添加顆粒劑質(zhì)量3%的潤滑劑聚乙二醇6000粉末，混勻，即得每克含黑果腺肋花楸果3.3 g的泡騰顆粒劑。在上述優(yōu)化工藝下制備的黑果腺肋花楸果泡騰顆粒劑成型性、流動性、吸濕性、溶化性及口感、澄清度等均最佳，平均綜合指標(biāo)評分為97.62、平均感官綜合評分為78.36，3批黑果腺肋花楸果泡騰顆粒劑中原花青素的含量分別為95.63、97.27、96.39 mg/g，平均值為 96.43 mg/g，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差值為0.85%。