菊粉復(fù)合咀嚼片的制備及通便活性研究

王亞坤，陳喜財(cái)，陳澤豐，卞旺青，陳霓平，張紫菱，張焜，何燕

（廣東工業(yè)大學(xué)生物醫(yī)藥學(xué)院，廣東 廣州 510006）

便秘作為一種常見的胃腸道健康問題，越來越受到人們的重視[1-2]。該問題和身體虛弱、膳食纖維與水分?jǐn)z入較少、胃腸蠕動減弱、腸道菌群紊亂等相關(guān)[3-4]，主要表現(xiàn)為排便困難、糞便干硬、腹脹、食欲減退、口臭、頭暈等[5]，長期便秘不僅會導(dǎo)致毒素堆積、腸道損傷、腎臟負(fù)擔(dān)加重等全身性問題，還伴隨著焦慮、長痘等現(xiàn)象，嚴(yán)重影響人們的生活質(zhì)量[6-8]。

隨著健康意識的增強(qiáng)，人們對天然成分食品的功能保健性和綠色安全性越來越關(guān)注。出現(xiàn)了便秘問題可通過低聚果糖來改善，長期食用有效且安全，同時(shí)可避免西藥瀉劑依賴性，以及腹脹、結(jié)腸黑變病等副作用[9-10]。菊粉（inulin）是一種富含低聚果糖的水溶性膳食纖維，不但可選擇性刺激微生物群落的增殖與代謝活性、促進(jìn)腸道蠕動、軟化糞便來預(yù)防便秘和腹瀉，還可以降血糖、降血脂及控制體重，在預(yù)防和控制腸道疾病、肥胖病和心血管病等慢性病方面有很好的作用，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥保健品行業(yè)[11-12]。魔芋（konjac）能促進(jìn)腸道益生菌增殖、促進(jìn)腸道蠕動、軟化宿便、清除體內(nèi)毒素、改善青春痘等皮膚問題[13]。香蕉具有潤腸通便、緩減焦慮、抗氧化、降血脂等作用，且味道香甜、流動性好[14-15]。以菊粉、魔芋、香蕉為主要功能成分，輔以具有抗氧化作用的維生素C可多方面平衡腸道菌群益生菌、改善胃腸功能、提高人體免疫能力和改善不良癥狀，實(shí)現(xiàn)便秘防治[16]。

本研究以菊粉、魔芋粉、香蕉粉為主要活性物料，篩選研制成菊粉復(fù)合咀嚼片，進(jìn)一步考察其通便效果，以期提供口感怡人、制備簡單、服用方便的抗便秘健康產(chǎn)品。

1 材料與方法

1.1 材料與動物

菊粉：比利時(shí)歐樂芙迪公司；魔芋粉：四川阿依郎食品有限責(zé)任公司；香蕉粉：福建立興食品有限公司；維生素C鈉：江西百勤異VC鈉有限公司；乳糖：鄭州坤利食品添加劑有限公司；微粉硅膠：鄭州皇朝化工產(chǎn)品有限公司；聚維酮K30：河南佳航化工產(chǎn)品有限公司；阿司帕坦：江蘇漢光甜味劑有限公司；甘露醇、微晶纖維素、滑石粉、糖精鈉：山西萬里通生物科技有限責(zé)任公司；β-環(huán)糊精、玉米淀粉：曲阜市天利藥用輔料有限公司；羧甲基纖維素鈉、阿拉伯膠：廣東味多美食配料有限公司；鹽酸洛哌丁胺膠囊：西安楊森制藥有限公司。

ICR雄性小鼠（SPF級）：濟(jì)南朋悅實(shí)驗(yàn)動物繁育有限公司提供，動物合格許可證號為SCXK（魯）2014-0007，體質(zhì)量 18 g～22 g。

1.2 儀器設(shè)備

TD-5T單沖壓片機(jī)：德工機(jī)械設(shè)備有限公司；YD-1片劑硬度測試儀：天津市新天光分析儀器技術(shù)有限公司；HE53/02水分測定儀、ML204梅特勒天平：梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司；101A恒溫鼓風(fēng)干燥箱：上海精密實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司。

1.3 活性配方組成

經(jīng)文獻(xiàn)調(diào)研，選用富含低聚果糖的菊粉、魔芋和香蕉提取物[17-18]，輔以提高人體免疫力的維生素C鈉，組成菊粉復(fù)合咀嚼片的活性配方。

1.4 吸濕性考察

分別稱取一定量的菊粉、魔芋粉、香蕉粉以及維生素C鈉，均勻鋪展在表面皿上，置于相對濕度75%、溫度37℃條件下3 h，稱量各物料質(zhì)量變化，計(jì)算吸濕率。

吸濕率/%＝物料增重/物料原重×100

1.5 咀嚼片輔料篩選

因活性原料有一定的吸濕性，需要優(yōu)選抗吸濕性能力好的填充劑和潤滑劑，綜合考慮顆粒形狀、壓片效果等成型效果。本研究以吸濕性為主要指標(biāo)（方法同1.4），對乳糖、玉米淀粉、甘露醇、微晶纖維素、β-環(huán)糊精等填充劑進(jìn)行篩選；對滑石粉和微粉硅膠等潤滑劑進(jìn)行篩選；考察90%乙醇、無水乙醇及含10%聚維酮K30的95%乙醇溶液等不同類型黏合劑的制粒效果；探討甜味劑糖精鈉和阿司帕坦對咀嚼口感的影響。最終獲得最佳配方工藝，以外觀、咀嚼口感、硬度、片重差異為綜合評價(jià)指標(biāo)，對自制菊粉咀嚼片的產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行評價(jià)。

1.6 通便作用研究

參考《保健食品檢驗(yàn)與評價(jià)技術(shù)指南》，采用鹽酸洛哌丁胺為建模藥物，開展菊粉咀嚼片通便活性研究[19-21]。

1.6.1 溶液配制與劑量設(shè)計(jì)

取6粒鹽酸洛哌丁胺膠囊（2 mg/粒）內(nèi)容物混懸于100 mL的0.5%羧甲基纖維素鈉溶液中，配制成0.12 mg/mL鹽酸洛哌丁胺混懸液。稱取咀嚼片碾細(xì)后粉末或單純菊粉，用蒸餾水溶解、定容，配制成濃度為16.67、166.7、500 mg/mL 的受試品或 250 mg/mL 菊粉溶液。

將 0.33、3.33、10 g/kg·bw 作為樣品的低、中、高劑量組，分別相當(dāng)于人體推薦食用量的1、10、30倍，劑量設(shè)置詳見表1。其中菊粉人體推薦量為10 g/d（成人按60 kg計(jì)）[22]，灌胃前配成水溶液。

表1 劑量設(shè)置Table 1 Dose setting

1.6.2 試驗(yàn)方法

取ICR雄性小鼠，隨機(jī)分為6組，即空白對照組、模型對照組、菊粉組、低劑量組、中劑量組和高劑量組，每組5只?？瞻讓φ战M給予等容量的蒸餾水，其余組按照20 mL/kg·bw的灌胃分別給予受試物，每天一次，連續(xù)7 d。第7次給藥后各組小鼠禁食不禁水24 h，空白對照組給予蒸餾水，其余組按照20 mL/kg·bw灌胃給予鹽酸洛哌丁胺溶液（2.4 mg/kg）。30 min后，空白對照組和模型對照組給予墨汁，其余4組分別給予含有相應(yīng)受試樣品的墨汁。25 min后立即處死小鼠，取出幽門至盲部腸管，測量小腸總長度和墨汁推進(jìn)長度，計(jì)算小腸墨汁推進(jìn)率P/%=墨汁推進(jìn)長度（cm）/小腸總長度（cm）×100。對墨汁推進(jìn)率進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)處理和方差分析。同時(shí)觀察小鼠一般情況，記錄小鼠體重，探究產(chǎn)品的生物安全性。

1.7 統(tǒng)計(jì)分析

2 結(jié)果與討論

2.1 活性成分及吸濕性考察

經(jīng)前期篩選，確定菊粉復(fù)合咀嚼片的活性配方及用量為：50%菊粉、10%魔芋粉、5%香蕉粉以及10%維生素C鈉?；钚猿煞治鼭袂€見圖1。

圖1 活性成分吸濕曲線Fig.1 Hygroscopic curve of active ingredients

吸濕性考察結(jié)果表明，菊粉和香蕉粉在150 min內(nèi)有較強(qiáng)的吸濕性，其中香蕉粉最強(qiáng)，菊粉次之，魔芋粉較弱，維生素C鈉基本不吸濕。提示在產(chǎn)品成型配方工藝研究過程中，應(yīng)注意產(chǎn)品的吸濕性，盡量選擇抗吸濕性能較好的材料。

2.2 成型工藝及輔料的篩選

在制備工藝的選擇中，由于功能成分吸濕性較大、物料流動性差、輔料要求高，采用粉末直壓法容易造成黏沖和物料損失等問題，因此本研究選用濕法制粒壓片法。確定制備工藝為：稱量過80目的原輔料混合均勻，加入適量的黏合劑過16目篩制粒、干燥（60℃，60 min）、16目篩整粒，加入潤滑劑混合均勻，壓制成1g/片的菊粉復(fù)合咀嚼片。以咀嚼時(shí)的口感為指標(biāo)來確定菊粉配方咀嚼片制備工藝的合適硬度，硬度過低嚼勁一般，硬度過大，嚼勁稍大，不適合老人和兒童，試驗(yàn)確定本咀嚼片硬度的合適范圍為5 kg～8 kg。

由于主要活性物料的吸濕性較大，故輔料的抗吸濕性至關(guān)重要。分別考察含20%不同填充劑片劑的抗吸濕性能，結(jié)果如圖2所示。

圖2 不同填充劑吸濕性能研究Fig.2 Filler hygroscopic curve

由圖2可知，玉米淀粉、環(huán)糊精和微晶纖維素吸濕率大，而甘露醇、乳糖的吸濕率并不隨著時(shí)間而增大，表現(xiàn)出了極好的抗吸濕性能，乳糖效果最佳，因此本工藝初步采用20%乳糖為填充劑。

以顆粒形狀、壓片效果、產(chǎn)品抗吸濕性能為綜合評價(jià)指標(biāo)，比較了潤滑劑微粉硅膠與滑石粉性能。發(fā)現(xiàn)以滑石粉為潤滑劑所制得的顆粒流動性一般，壓片時(shí)有黏沖，無抗吸濕性。而微粉硅膠為潤滑劑時(shí)所得顆粒流動性較好，壓片時(shí)無黏沖無裂片，有一定抗吸濕性能，因此選擇1.5%微粉硅膠作為本品潤滑劑。進(jìn)一步對內(nèi)加的微粉硅膠用量進(jìn)行篩選，結(jié)果如圖3所示。

圖3 內(nèi)加微粉硅膠對產(chǎn)品吸濕性影響Fig.3 Effect of adding micropowder silica gel on product hygroscopicity

由圖3可知，隨著微粉硅膠用量增加，咀嚼片抗吸濕性能有所提高，用量為1%和3%抗吸濕性能有明顯提高，當(dāng)用量提高到5%時(shí)吸濕性更強(qiáng)?？赡苁俏⒎酃枘z的孔隙率高，隨著用量的增大，微粉硅膠由抗吸濕作用轉(zhuǎn)變成助崩解作用。最終選用2.5%微粉硅膠（內(nèi)加1%微粉硅膠與19%乳糖組成混合填充劑）。

以制軟材所需的黏合劑用量以及顆粒狀態(tài)為指標(biāo)，分別考察90%乙醇、無水乙醇以及含10%聚維酮K30的95%乙醇溶液作為菊粉配方咀嚼片的黏合劑。發(fā)現(xiàn)以90%乙醇為黏合劑所制得的顆粒易結(jié)塊，以無水乙醇為黏合劑制得顆粒中粉末較多、黏合效果不佳；以含10%聚維酮K30的95%乙醇溶液為黏合劑時(shí)，用量少，所制得顆粒均勻，因此選用含有10%聚維酮K30的95%乙醇溶液作為本品黏合劑。

咀嚼片的咀嚼口感非常重要，試驗(yàn)比較了糖精鈉和阿司帕坦這兩種甜味劑的效果。發(fā)現(xiàn)糖精鈉咀嚼甜度較大，并伴有苦澀感，阿司帕坦咀嚼口感較好，甜度適宜，故確定所選用甜味劑為1.5%阿司帕坦。

2.3 咀嚼片制片工藝和硬度的確定

最優(yōu)處方組成：主要活性成分為50%菊粉、10%魔芋粉、5%香蕉粉和10%維生素C鈉，黏合劑為含10%聚維酮K30的95%乙醇溶液，填充劑為19%乳糖，潤滑劑為2.5%微粉硅膠（內(nèi)加1%），甜味劑為1.5%阿司帕坦，濕法制粒壓片法制得片重為1 g/片的菊粉復(fù)合咀嚼片。

自制3批樣品，以外觀、咀嚼口感、硬度、片重差異為指標(biāo)進(jìn)行質(zhì)量評價(jià)。本產(chǎn)品外觀性狀上呈現(xiàn)出均勻的橙紅色，片面整齊光滑，有一定的甜味，平均片重為1.012 g/片，片重差異為-1.73%～2.84%，咀嚼口感較好，硬度適中（5 kg～8 kg），符合相關(guān)要求。

2.4 通便功能研究結(jié)果

本試驗(yàn)采用鹽酸洛哌丁胺為建模藥建立便秘模型，以墨汁推進(jìn)率為評價(jià)指標(biāo)，考察自制菊粉復(fù)合咀嚼片通便功能。樣品對小腸運(yùn)動的影響（墨汁推進(jìn)率）如表2、圖4所示。

圖4 菊粉活性配方劑量對小腸推進(jìn)率的影響Fig.4 Effect of active inulin dosage on the intestinal propulsion rate

表2 小腸的墨汁推進(jìn)率Table 2 Small intestinal transition rates of mice

與陰性對照組的墨汁推進(jìn)率61.07%相比，模型對照組的墨汁推進(jìn)率顯著降低至45.06%，提示造模成功（p＜0.05）；與模型對照組相比，樣品低劑量組和純菊粉組無明顯區(qū)別，中、高劑量組墨汁推進(jìn)率均增加，分別為52.45%、73.67%，表明樣品中、高劑量組可促進(jìn)胃腸蠕動，其中高劑量組能顯著改善小鼠的腸道蠕動（p<0.01），治療便秘效果最佳。與菊粉組相比，低劑量組基本相同，中劑量組較好，菊粉劑量相同的高劑量組改善腸道蠕動效果顯著，提示菊粉、魔芋提取物和香蕉提取物復(fù)合組效果更好。

實(shí)驗(yàn)期間各組小鼠精神狀態(tài)、行為活動、攝食攝水等均未見明顯異常，無死亡，體質(zhì)量變化見圖5。樣品各劑量組小鼠的體質(zhì)量均無規(guī)律性變化，表明樣品對小鼠的體質(zhì)量增長無不良影響。

圖5 小鼠體重變化Fig.5 Body mass changes of mice

3 結(jié)論

隨著人們對綠色功能保健需求的增加，天然功能性低聚果糖抗便秘產(chǎn)品開發(fā)備受關(guān)注。本研究以菊粉、魔芋粉和香蕉粉為主要功效成分，對填充劑、黏合劑、潤滑劑、矯味劑進(jìn)行篩選，獲得最佳原輔料組成為50%菊粉、10%魔芋粉、5%香蕉粉、10%維生素C鈉、19%乳糖、2.5%微粉硅膠（內(nèi)加1%）、1.5%阿司帕坦、含10%聚維酮K30的95%乙醇溶液，研制出綠色安全、片劑光滑、咀嚼口感佳、便于儲存和攜帶的菊粉復(fù)合咀嚼片。以鹽酸洛哌丁胺為建模藥誘導(dǎo)小鼠建立便秘模型，分別考察低、中、高劑量組及純菊粉劑量組對小鼠小腸推進(jìn)程度的影響，實(shí)驗(yàn)證明菊粉復(fù)合中、高劑量組均具有很好的便秘防治效果。本研究為菊粉復(fù)合產(chǎn)品在功能性食品中的進(jìn)一步開發(fā)提供一定基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支持。