劉濤 于曉紅 吳憲玲 竇博鑫

摘要：以西洋參多糖提取物為膠囊主要填充物，對(duì)其輔料、造粒及膠囊制備工藝進(jìn)行研究。以吸濕性和流動(dòng)性為考查指標(biāo)，以糊精為膠囊輔料，藥輔比為3∶1，潤(rùn)濕劑為85%乙醇，在該工藝條件下顆粒平均成型率為95.3%，顆粒的堆密度為0.59 g/mL。將制好的多糖濕粒在50℃條件下干燥，環(huán)境濕度控制在75%以下，以0號(hào)膠囊殼灌裝，裝料量為0.39 g，可保持膠囊較好的生物活性、粉體流動(dòng)性和穩(wěn)定性。

關(guān)鍵詞：西洋參；多糖；膠囊；制粒工藝

中圖分類號(hào)：TQ461 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A doi：10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2018.03.013

文章編號(hào)：1671-9646（2018）03a-0040-03

Abstract：In this study，the extracts of Panax quinquefolium L. polysaccharide were used as the main filler of capsule，and the preparation technology process of the excipient and granule was studied. Base on the hygroscopicity and fluidity of polysaccharide granule，the optimal granulation process as follows，the ration of the polysaccharide and excipient was 3∶1，85% ethanol as the wetting agent. Under this process，particle average yield was 95.3%. The obtained wet granules，drying by heating 50 ℃，controling environmental humidity below 75%，filling in 0 capsule shell with 0.39 g. Under that condition，the capsule had better bioactivity，powder fluidity and stability.

Key words：American ginseng；polysaccharides；capsule；granulation process

西洋參（Panax quinquefolius L.）英文名American ginseng，又稱花旗參、洋參、西洋人參[1]。我國(guó)于20世紀(jì)80年代初引種并獲得成功，現(xiàn)在已經(jīng)成為世界上生產(chǎn)消費(fèi)西洋參的大國(guó)[2]。西洋參的主要化學(xué)成分包括皂苷、多糖、氨基酸、蛋白質(zhì)、核酸、淀粉、肽類、維生素、果膠質(zhì)、甾醇類、黃酮類、揮發(fā)油、脂肪酸、有機(jī)酸、礦物質(zhì)及微量元素，但主要成分是西洋參皂苷和多糖類，西洋參總糖含量占50%～65%[3]。近年來(lái)，天然多糖的研究逐漸受到人們的重視[4]。藥理學(xué)研究表明，一些植物多糖有調(diào)節(jié)機(jī)體免疫功能、降血糖、降血脂、抗腫瘤、抗病毒等方面的生物活性。研究結(jié)果顯示，西洋參多糖通過(guò)增強(qiáng)機(jī)體網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)的吞噬功能，增加機(jī)體的非特異性免疫和細(xì)胞免疫功能，從而促進(jìn)白細(xì)胞介素Ⅱ的合成。西洋參多糖也可用于防治癌癥患者放射治療和化學(xué)治療引起的不良反應(yīng)，并能改善機(jī)體的應(yīng)激狀態(tài)，減緩胸腺、淋巴組織萎縮等[5-6]。

隨著社會(huì)進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)發(fā)展，人們對(duì)自身的健康日益關(guān)注，近年全球居民的健康消費(fèi)逐年攀升，營(yíng)養(yǎng)保健品的市場(chǎng)需求也日趨旺盛。盡管我國(guó)西洋參資源相對(duì)豐富，但目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上西洋參多糖類保健產(chǎn)品相對(duì)稀缺。因此，試驗(yàn)以西洋參為原料，提取西洋參水溶性多糖，以西洋參多糖提取物為主要粉體進(jìn)行膠囊制備工藝研究，為西洋參多糖生物加工關(guān)鍵技術(shù)與實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

西洋參多糖，哈爾濱商業(yè)大學(xué)實(shí)驗(yàn)室自制；無(wú)水乙醇，天津市天力化學(xué)試劑有限公司提供；淀粉、糊精、可溶性淀粉，河南鴻基生物有限公司提供。

1.2 儀器與設(shè)備

DHG-9120A型電熱恒溫箱，哈爾濱盛博儀器有限公司產(chǎn)品；BS220S型萬(wàn)分之一電子天平，上海精科有限公司產(chǎn)品；篩網(wǎng)（20目，40目，80目），北京博醫(yī)康試驗(yàn)儀器公司產(chǎn)品；LRH-230型恒濕恒溫箱，上?？挡?shí)驗(yàn)儀器有限公司產(chǎn)品；CTFD-10型真空凍干機(jī)，廣州湘喜生物科技有限公司產(chǎn)品。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 輔料種類研究

以粉體的休止角和吸濕性為指標(biāo)考查膠囊最適輔料。將冷凍干燥后獲得的西洋參多糖粉分別與糊精、淀粉和微晶纖維素以6∶1比例混合，研磨并混勻，過(guò)80目篩網(wǎng)，置于干燥器內(nèi)干燥至恒質(zhì)量，精密稱取3 g藥粉置于干燥恒質(zhì)量后的稱量瓶中，將其置于溫度25 ℃，相對(duì)濕度75%的恒溫恒濕箱中進(jìn)行吸濕性試驗(yàn)，計(jì)算吸濕百分率。以未添加輔料的多糖樣品為對(duì)照，測(cè)定不同種類輔料的吸濕性。休止角測(cè)定參照文獻(xiàn)方法，采用漏斗法，將藥粉從3支串聯(lián)漏斗中倒入，直至最下面的漏斗下口形成的圓錐體的尖端接觸到漏斗口為止，量取圓錐體底部直徑（2R）及圓錐高（H），按公式tgα=H/R計(jì)算休止角α[7]。

1.3.2 制粒工藝條件研究

多糖具有明顯的吸濕特性，因此輔料的添加量和乙醇體積分?jǐn)?shù)對(duì)制粒工藝具有顯著影響，取西洋參多糖與輔料以1∶1，3∶1，5∶1，7∶1，9∶1的藥輔比（M/M）混合，進(jìn)行吸濕性試驗(yàn)，以不同體積分?jǐn)?shù)乙醇制軟材，采用濕法制粒，以軟材性質(zhì)、制粒難易及顆粒成型率為指標(biāo)考查輔料用量。

1.3.3 顆粒性質(zhì)研究

（1）休止角和堆密度測(cè)定。按1.3.1測(cè)定休止角方法測(cè)定。顆粒堆密度采用量筒法，精密稱取實(shí)驗(yàn)室自制西洋參多糖顆粒2 g，放入10 mL量筒中，用吸耳球輕輕敲打量筒壁，直至顆粒堆實(shí)。測(cè)量體積，計(jì)算堆密度，堆密度=質(zhì)量/體積（g/mL）。

（2）填充顆粒吸濕性測(cè)定。按1.3.1方法測(cè)定吸濕百分率，以時(shí)間對(duì)吸濕量百分率作圖即得吸濕曲線。

（3）臨界相對(duì)濕度測(cè)定。按1.3.2工藝制備的顆粒干燥至恒質(zhì)量后，將顆粒置于恒質(zhì)量的稱量瓶底部，厚約2 mm，準(zhǔn)確稱質(zhì)量后置于盛有不同濃度硫酸或不同鹽的過(guò)飽和溶液的干燥容器內(nèi)，打開(kāi)稱量瓶蓋，于25 ℃恒溫培養(yǎng)箱中保持72 h后稱量，計(jì)算吸濕百分率。平行測(cè)定3次，取平均值。以吸濕百分率為縱坐標(biāo)，相對(duì)濕度為橫坐標(biāo)，繪制吸濕平衡曲線，根據(jù)坐標(biāo)點(diǎn)求出曲線切線的一次回歸方程，再求出交點(diǎn)坐標(biāo)值即可知臨界相對(duì)濕度。

（4）顆粒干燥溫度研究。試驗(yàn)過(guò)程中，以藥物顆粒成型性和干燥時(shí)間為考查指標(biāo)，鋪料厚度均為 4 nm，分別在30，40，50，60，70 ℃條件下對(duì)顆粒進(jìn)行干燥。

（5）裝量規(guī)格確定。測(cè)定待填充物料的堆密度，選擇膠囊規(guī)格，然后計(jì)算該物料的裝量。

2 結(jié)果與分析

2.1 輔料種類研究結(jié)果

不同輔料藥粉休止角見(jiàn)表1。

粉體顆粒間摩擦力較小時(shí)則流動(dòng)性較好，其休止角越小，一般認(rèn)為θ≤30°時(shí)流動(dòng)性好，α>40°時(shí)流動(dòng)性不好，30°≤α≤40°時(shí)可以直接充填，滿足生產(chǎn)過(guò)程中的流動(dòng)性需求。由表1可知，西洋參多糖未添加輔料時(shí)其休止角α=45.2°，表明多糖流動(dòng)性較差不可直接充填，分別加入3種輔料后，多糖粉體休止角均有減小，且糊精>淀粉>微晶纖維素，其中微晶纖維素α=41.1°流動(dòng)性仍較差，糊精和淀粉的休止角30°≤α≤40°，明顯改變了多糖粉體的流動(dòng)性。

不同輔料藥粉吸濕百分率見(jiàn)圖1。

由圖1可知，對(duì)比未添加輔料的多糖，3種輔料的加入均可顯著降低西洋參多糖的吸濕性，其中吸濕性能依次為淀粉>糊精>微晶纖維素，盡管微晶纖維素的吸濕性最小，但考慮到其流動(dòng)性較差，綜合考慮休止角和吸濕性，因此確定糊精作為西洋參多糖膠囊輔料，其較低的吸濕率和較好的流動(dòng)性不僅滿足生產(chǎn)需求，又避免生產(chǎn)過(guò)程中多糖的吸濕潮解，有利于提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性。

2.2 制粒工藝條件研究

不同比例糊精藥粉休止角見(jiàn)表2。

由表2和圖2可知，西洋參多糖與輔料的比例為5∶1和3∶1時(shí)，休止角分別為35.8°和33.6°，此時(shí)粉體具有合格的流動(dòng)性便于生產(chǎn)，但從吸濕性和經(jīng)濟(jì)角度考慮，藥輔比為3∶1時(shí)粉體具有很好的抗吸濕能力，故選此比例作為西洋參多糖膠囊的輔料添加量。

按藥輔比3∶1將西洋參多糖與糊精均勻混合，分別用體積分?jǐn)?shù)70%，75%，80%，85%，90%的乙醇制軟材，采用濕法制粒，以制成的軟材性質(zhì)、制粒難易、顆粒狀態(tài)和成型率為評(píng)價(jià)指標(biāo)，對(duì)乙醇體積分?jǐn)?shù)進(jìn)行考查。研究結(jié)果表明，85%乙醇作為黏合劑可得到較為理想的顆粒。

乙醇體積分?jǐn)?shù)對(duì)制粒的影響見(jiàn)表3。

乙醇體積分?jǐn)?shù)對(duì)顆粒成型率具有顯著性影響，由表3可以看出，在乙醇體積分?jǐn)?shù)< 75%時(shí)，西洋參多糖粉體所制軟材較黏，水分含量大，制粒困難，顆粒黏連嚴(yán)重，且大顆粒較多；當(dāng)乙醇體積分?jǐn)?shù)較高時(shí)，軟材疏松易于制粒，但乙醇體積分?jǐn)?shù)過(guò)高，顆粒細(xì)粉增多，導(dǎo)致成型率降低。因此，采用體積分?jǐn)?shù)85%的乙醇制粒時(shí)可得到較為理想的顆粒，成型率可達(dá)95.3%，

2.3 顆粒性質(zhì)研究結(jié)果

2.3.1 休止角和堆密度測(cè)定結(jié)果

顆粒性質(zhì)研究結(jié)果見(jiàn)表4。

顆粒休止角測(cè)定結(jié)果顯示，西洋生多糖顆粒平均休止角為28.4°，小于粉體休止角33.6°，說(shuō)明西洋參多糖顆粒流動(dòng)性優(yōu)于粉體。通過(guò)測(cè)定顆粒堆密度，可知顆粒的平均堆密度為0.59 g/mL。

2.3.2 填充顆粒吸濕性測(cè)定結(jié)果

吸濕曲線見(jiàn)圖3。

由圖3數(shù)據(jù)可知，將西洋參多糖粉添加輔料制成顆粒后，休止角減小了，吸濕率也降低了，所制得的顆粒均勻性、流動(dòng)性均較好。

2.3.3 臨界相對(duì)濕度測(cè)定結(jié)果

顆粒吸濕平衡曲線見(jiàn)圖4。

在粉碎、過(guò)篩、分裝及貯存時(shí)，為避免水分對(duì)多糖粉體和顆粒穩(wěn)定性的影響，環(huán)境濕度應(yīng)嚴(yán)格控制，以防止顆粒吸潮而導(dǎo)致變質(zhì)。由圖4可知，臨界相對(duì)濕度為75%。當(dāng)濕度大于75%時(shí)，顆粒平衡吸濕量迅速增加，因此確定該品顆粒的相對(duì)臨界濕度為75%，因此在加工西洋參多糖顆粒時(shí)，環(huán)境濕度應(yīng)控制在75%以下，可避免水分對(duì)西洋參多糖活性和穩(wěn)定性的影響。

2.3.4 顆粒干燥溫度研究

在不同溫度下，干燥時(shí)間分別為30 ℃（25 min），40 ℃（17 min），50 ℃（10 min），60 ℃（8 min），70 ℃（6 min），結(jié)果表明在40 ℃以上干燥，藥物顆粒成型性均較好。在60 ℃和70 ℃下干燥，盡管干燥時(shí)間快、成型好，但高溫度下西洋參多糖的生物活性和結(jié)構(gòu)可能受到影響，因此確定50 ℃作為顆粒干燥溫度，在此溫度下干燥時(shí)間較短且最大限度地保留了多糖的生物活性不被破壞。

2.3.5 裝量規(guī)格確定

由2.3.1可知，西洋生多糖填充顆粒的堆密度為0.59 g/mL，顆粒的堆密度×膠囊殼的容積=膠囊殼的可裝量，堆密度大，藥粉質(zhì)量輕、裝量多。因此選擇體積為0.66 mL的0號(hào)膠囊殼進(jìn)行填充，每粒膠囊裝料量為0.39 g，在此條件下粉體流動(dòng)性較好。

3 結(jié)論

我國(guó)西洋參資源相對(duì)豐富，且市場(chǎng)上同類產(chǎn)品相對(duì)稀缺，目前國(guó)內(nèi)西洋參多糖類產(chǎn)品生產(chǎn)廠家少，擁有很大的市場(chǎng)需求，開(kāi)發(fā)前景廣闊。試驗(yàn)通過(guò)對(duì)西洋參多糖膠囊制備工藝的研究，確定了最佳制粒工藝，顆粒干燥溫度為50 ℃，環(huán)境濕度在75%以下，以0號(hào)膠囊殼進(jìn)行灌裝，顆粒平均成型率為95.3%，堆密度為0.59 g/mL，此條件下可保持西洋參多糖膠囊較好的生物活性、粉體流動(dòng)性和穩(wěn)定性。試驗(yàn)研究結(jié)果可為西洋參多糖保健品的開(kāi)發(fā)和利用提供參考，以期為西洋參多糖在食品和醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用奠定一定理論基礎(chǔ)，將西洋參多糖膠囊產(chǎn)品推向工業(yè)化生產(chǎn)。

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