滇黄精(Polygonatum kingianum Coll. et Hemsl)为百合科滇黄精属草本植物,味甘性平,其干燥根茎为药食同源性中草药,含有多糖、皂苷、氨基酸、黄酮及微量元素等多种成分[1],具有补中益气、益肾强骨、健脾润肺、增强免疫功能、延缓衰老、调血脂、降血糖等功效[2]。
茯苓为多孔菌科真菌茯苓[Poria cocos(Schw.)Wolf]的干燥菌核。2020 年版《中华人民共和国药典》中记载茯苓具有渗湿利水、宁心健脾的功效[3]。茯苓中的化学成分包括多糖类、甾醇类及萜类[4]。现代药理研究表明,茯苓具有保肝、增强免疫力、调节肠道菌群、抗炎、增强机体免疫力、抗衰老等多种生物活性[5-6],其中茯苓酸成分可调节蛋白水平,引发细胞自噬以延缓衰老[7]。
薏苡仁又名薏米、苡米、苡仁,为禾本科植物薏苡[Coix lacryma-jobi L.var.mayuen(Roman.)Stapf]的干燥成熟种仁,具有较高营养和食用价值,是传统的药食兼用谷物资源,被誉为“世界禾本科植物之王”[8]。薏苡仁除富含优质蛋白质、碳水化合物、脂肪、矿质元素和维生素外,还具有丰富的多糖、脂肪酸,酯类、黄酮类、三萜类化合物等多种活性成分,具有降血糖、抗肿瘤、清除自由基等功效[9]。
近年来,两种中药成分复合制成的含片已有研究,例如肉桂、熟地黄配伍后的含片具有降低血糖的功效,且口服吸收迅速、利用度高[10],但复合3 种及以上药食同源中药成分制成的含片鲜见报道。韦慧鲜等[11]研究人参、灵芝、铁皮石斛3 味中药复合而成的含片,认为其具有抗疲劳、保护胃黏膜的功效。本研究所列的3 种中药均为药食同源药材,均具有增强免疫力、抗氧化、抗衰老等功效,将其配伍可极大提高其协同效用。细胞破壁技术以物理机械破碎方法居多,一般粉碎粒度与破壁率和有效成分释放率成反比。因此,本研究以滇黄精、茯苓、薏苡仁3 种药材为原料制备含片,是将其传统饮片经细胞破壁技术后制得粒粉体,然后用湿法制粒后压片,通过单因素试验和正交试验对配方中原辅料添加量进行考察和优化,以响应面法优化含片制备工艺条件,通过考察含片的外观、口感、硬度、崩解时限,确定含片的最佳配方和工艺参数。此外,还对成品含片的体外抗氧化能力及部分营养成分含量进行测定,以期制备出具有适宜口感和独特风味的滇黄精茯苓复合含片,为云南道地药材的绿色开发和精加工提供参考。
滇黄精、茯苓、薏苡仁饮片:市售,产地云南;乳糖、环糊精、麦芽糊精、硬脂酸镁、阿斯巴甜(均为食品级):天津市风船化学试剂科技有限公司;芦丁、2,2'-联氮-双-3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸[2,2'-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid),ABTS]、红四氮唑(2,3,5-triphenyltetrazolium chloride,TPTZ)(均为分析纯):北京索莱宝科技有限公司;三氯化铁、三氯乙酸、铁氰化钾、H2O2、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠(均为分析纯):广东光华科技股份有限公司;无水乙醇、冰醋酸、甲醇、浓硫酸、苯酚(均为分析纯):天津市大茂化学试剂厂;香草醛、抗坏血酸(L-ascorbic acid,VC)、1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl radical,DPPH)(均为分析纯):上海阿拉丁试剂有限公司。
高速摇摆式多功能粉碎机(800Y):永康市铂欧五金制品有限公司;压片机(TDP-5):上海天峰制药设备有限公司;片剂四用测定仪(SY-3D):上海黄海药检仪器有限公司;低速离心机(SC-3614):安徽中科中佳科学仪器有限公司;电热恒温鼓风干燥箱(HGZF-II/H-101-3):上海跃进医疗器械有限公司;电热恒温水浴锅(K-98-II A):天津泰斯特仪器有限公司;酶标仪(INFINITE200 PRO):帝肯奥地利有限责任公司;超声波清洗器(GA013C):深圳市冠博科技实业有限公司;紫外可见分光光度计(L5S):尤尼克(上海)仪器有限公司;分析天平(GPZ14):奥豪斯仪器(上海)有限公司;超净工作台(SW-CJ-1N):安徽宁怀仪器有限公司;电子水分测定仪(QL-610B):厦门米德电子科技有限公司。
1.3.1 原料的制备
挑选无杂粒、无霉变、已烘干的薏苡仁、茯苓、滇黄精饮片原料,按照3∶3∶1 的质量比投入高速摇摆式多功能粉碎机,以5 min/次运行使之破壁,保留直至过6 号筛(100 目)的粉粒,备用。
1.3.2 含片配料的选择
1.3.2.1 填充剂的选择
填充剂主要用于增加复合含片的质量和体积,方便压片。糊精、糖粉、乳糖等较常用。乳糖流动性和可压性好,能使产品表面光洁,且硬度合适。因用麦芽糊精制片能快速释放药物成分,对主药含量测定影响小,故选用乳糖及黏性大且价格低廉的麦芽糊精作为填充剂。
1.3.2.2 润湿剂的选择
原料中多糖成分具有一定黏性,加入适当溶液即可增大制粒物料的黏性,本试验选用一定浓度的乙醇溶液作为润湿剂。
1.3.2.3 润滑剂的选择
原料中含较多黏性物质,为改善颗粒流动性,减少药片粉末与冲模器件中孔壁的摩擦力,本试验选用硬脂酸镁作为润滑剂。
1.3.2.4 矫味剂的选择
口感是含片的考察指标,为获得较好口感,需要加入一定矫味剂。作为糖尿病患者可食用的天然功能性低聚糖,阿斯巴甜是一种理想的人造甜味剂,甜度高、不易潮解、不易致龋齿。参考相关文献[12-13],本试验选用阿斯巴甜作为复合含片的矫味剂。
1.3.3 复合含片的制备
1.3.3.1 软材制作
麦芽糊精、乳糖经处理后过6 号筛(100 目)。将原料粉粒按一定比例加入麦芽糊精和乳糖,然后加入适当比例的矫味剂,混匀,用一定浓度乙醇溶液作润湿剂,使物料湿度达到能制成软材的效果。
1.3.3.2 软材干燥
用20 目标准筛制粒,将其置于干燥箱,温度需逐渐升至设定值,以免温度过高导致颗粒过硬。
1.3.3.3 整粒与压片
用2 号筛(24 目)过筛干燥好的颗粒,加入硬脂酸镁作润滑剂,混匀后投入压片机,压片后即得成型的中药复合含片。
1.3.3.4 灭菌与包装
成型含片置于紫外灯下照射20~30 min,灭菌处理后及时包装。
1.3.3.5 工艺流程
复合含片生产工艺流程见图1。
图1 复合含片生产工艺流程
Fig.1 Production process of compound buccal tablets
1.3.4 单因素试验
依据制粒特点和物料特性[12],选取不同的乳糖与麦芽糊精质量比(1∶3、1∶2、1∶1、2∶1、3∶1)、原料与辅料质量比(1∶4、1∶3、1∶2、2∶3、1∶1)、硬脂酸镁添加量(0.3%、0.5%、0.7%、0.9%、1.1%)、乙醇浓度(50%、60%、70%、80%、90%)进行制粒和压片。采取控制变量法,在乳糖与麦芽糊精质量比2∶1、原料与辅料质量比1∶3、2% 阿斯巴甜、0.7% 硬脂酸镁、体积浓度60% 乙醇的水平下进行单因素试验,以含片的感官特性和崩解时限为考察指标,进行单因素试验筛选设计配方的添加量范围。
因不同工艺会对物料特性及含片成型有影响,所以 选 取 不 同 梯 度 下 的 干 燥 时 间(15、25、35、45、55 min)、干燥温度(40、50、60、70、80 ℃)、软材过筛目数(12、14、16、18、20)进行制粒和压片。采取控制变量法,在干燥时间35 min、干燥温度60 ℃、软材过筛目数20 的水平下进行单因素试验,以含片的感官评价和崩解时限为考察指标,进行单因素试验初步优化复合含片制备的工艺条件。
采用感官评价和崩解时限两项指标作为综合评分依据,总分100,其中感官评分权重为80%,崩解时限得分权重20%。
1.3.4.1 感官评价
将含片放至正常光下对其进行观察,选取10 名食品专业评价人员采用双盲法品尝,对照感官评价指标评分标准进行打分,最后取平均值,感官评价的评分标准见表1。
表1 复合含片感官评分标准
Table 1 Sensory evaluation criteria of compound buccal tablets
指标组织形态(15)色泽(15)口感(25)风味(25)评分标准形态完整、表面光滑、断面组织紧密外观基本完整、表面粗糙、断面组织不够紧密外观较差、表面粗糙、断面为粉状浅棕色、有光泽、均一、无杂点或麻点浅棕色、有光泽、有轻微麻点棕色、光泽暗淡、不均匀、有较多麻点爽口细腻、无糊口入口顺滑、无糊口、稍有粉粒感较糊口、有粉粒感、粗糙清爽可口、甜度适中爽口感不突出、甜味欠佳爽口感不突出、有苦涩味分数13~15 8~<13 1~<8 13~15 10~<13 1~<10 20~25 13~<20 1~<13 20~25 13~<20 1~<13
1.3.4.2 崩解时限的测定
按2020 年版《中华人民共和国药典》所规定的崩解时限检查法测定含片崩解时间。评定标准见表2。
表2 崩解时限评定标准
Table 2 Evaluation criteria of disintegration time
崩解时限/min 10~20 5~9 或21~25<5 或>25分数15~20 9~<15 1~<9
1.3.5 正交试验
根据单因素试验结果,选取A'(原料与辅料质量比)、B'(乳糖与麦芽糊精质量比)、C'(硬脂酸镁添加量)、D'(乙醇浓度)为考察因素,采用L9(34)法进行正交试验,对影响片剂综合品质的因素水平进行优选,评价指标按“综合评分=感官评分+崩解时限评分”进行计算。因素与水平见表3。
表3 正交试验因素与水平
Table 3 Orthogonal test factors and levels
因素水平1 2 3 A'原料与辅料质量比1∶4 1∶3 1∶2 B'乳糖与麦芽糊精质量比1∶1 2∶1 3∶1 C'硬脂酸镁添加量/%0.7 0.9 1.1 D'乙醇浓度/%70 80 90
1.3.6 复合含片工艺优化
利用响应面Box-Behnken 设计试验,以A 干燥时间、B 干燥温度、C 软材过筛目数为因素,以总分为响应值,进行三因素三水平的试验设计。响应面因素与水平见表4。
表4 响应面因素与水平
Table 4 Factors and levels of response surface
水平-1因素0 1 A 干燥时间/min 15 25 35 B 干燥温度/℃40 50 60 C 软材过筛目数14 16 18
1.3.7 产品质量指标
1.3.7.1 理化指标测定
1)含片重量差异、硬度、脆碎度的测定
按2020 年版《中华人民共和国药典》所规定要求测定重量差异、硬度、脆碎度。其中重量差异/%=(每片片重-平均片重)/平均片重,具体标准见表5。
表5 《中华人民共和国药典》规定含片重量差异限度
Table 5 Limit of mass difference in Pharmacopoeia of the People's Republic of China
平均片重或标示片重/g<0.30≥0.30重量差异限度/%±7.5±5.0
2)含片水分含量、灰分含量、脂肪含量、还原糖含量的测定
含片水分采用电子水分测定仪测定;灰分含量、脂肪含量、还原糖含量按陈迪等[14]的方法测定。
3)含片多糖含量的测定
取5.0 g 复合含片干燥粉,以蒸馏水为提取溶剂,固液比1∶30(g/mL),采用超声辅助法提取复合含片中的多糖,70 ℃提取1.5 h,取上清液移入500 mL 容量瓶中,滤渣再加入150 mL 蒸馏水回流提取1 次,转移至500 mL 容量瓶,定容后获得复合含片水提液。
参照邵佩等[15]的方法,采用苯酚-硫酸显色分光光度法,于490 nm 波长处测定吸光度,以吸光度为纵坐标,葡萄糖浓度(mg/mL)为横坐标,绘制标准曲线为y=57.28x-0.003 2,R2=0.999 8。
依据标准曲线计算复合含片的葡萄糖质量浓度,多糖含量(Y1,mg/g)按下列公式计算。
式中:n 为稀释倍数;C 为根据标准曲线计算出的复合含片的葡萄糖质量浓度,mg/mL;V 为多糖溶液体积,mL;m 为复合含片的质量,g。
4)含片总黄酮的测定
取5.0 g 复合含片干燥粉末,以体积分数80% 乙醇为提取溶剂,固液比1∶30(g/mL),采用索氏回流法提取复合含片中的总黄酮,70 ℃提取1 h,取上清液移入500 mL 容量瓶中,滤渣再加入150 mL 80% 乙醇溶液回流提取1 次,转移至500 mL 容量瓶,定容后获得复合含片提取液。
参照钱森和等[16]的方法,采用Al(NO3)3-NaNO2 显色分光光度法,配制不同浓度的芦丁标准品,于510 nm 波长处测定吸光度,以吸光度为纵坐标,芦丁标准品浓度(mg/mL)为横坐标,绘制标准曲线为y=11.5x-0.009 2,R2=0.999 5。
依据标准曲线计算复合含片的总黄酮浓度,总黄酮含量(Y2,mg/g)按下列公式计算。
式中:C 为根据标准曲线计算出的复合含片总黄酮浓度,mg/mL;V1 为测定液定容总体积,mL;V2 为测定时量取体积,mL;V3 为提取液总体积,mL;M 为用于提取的含片质量,g。
5)DPPH 自由基清除率的测定
复合含片水提液的制备方法同1.3.7.1 中的方法,同时配制相同质量浓度的10 mg/mL 抗坏血酸(VC)溶液。
参照王贝贝等[17]的方法,在517 nm 波长处测定吸光度,以抗坏血酸(VC)为阳性对照,将复合含片水提液样品替换为同浓度VC 溶液测定相应清除率进行比较。
DPPH·清除率(Y3,%)按下列公式计算。
式中:A0 为样品吸光度;A1 为样品本底吸光度;A2为样品的空白对照吸光度。
6)ABTS+自由基清除率的测定
复合含片水提液的制备方法同1.3.7.1 中的方法,同时配制相同质量浓度的10 mg/mL 的抗坏血酸(VC)溶液。
参照王贝贝等[17]方法,在734 nm 波长处测定吸光度,以抗坏血酸(VC)为阳性对照,将复合含片水提液样品替换为同浓度VC 溶液测定相应清除率进行比较。
ABTS+自由基清除率(Y4,%)按下列公式计算。
式中:A0 为样品吸光度;A1 为样品本底吸光度;A2为样品的空白对照吸光度。
7)羟自由基(·OH)清除率的测定
复合含片水提液的制备方法同1.3.7.1 中的方法,同时配制相同质量浓度的10 mg/mL 的抗坏血酸(VC)溶液。
参照晏俊玲等[18]和Chen 等[19]方法测定羟自由基(·OH)清除率,在510 nm 波长处测定吸光度,以抗坏血酸(VC)为阳性对照,将复合含片水提液样品替换为同浓度VC 溶液测定相应清除率进行比较。·OH 清除率(Y5,%)按下列公式计算。
式中:A0 为样品吸光度;A1 为样品本底吸光度;A2为样品的空白对照吸光度。
8)总还原力的测定
复合含片水提液的制备方法同1.3.7.1 中的方法,同时配制相同质量浓度的10 mg/mL 的抗坏血酸(VC)溶液。
参照刘秀敏等[20]方法并稍作修改,取1 mL 样品溶液到10 mL 离心管中,以此加入0.2 mol/L(pH6.6)磷酸盐缓冲液2.5 mL 和1% 铁氰化钾溶液2.5 mL,混匀后放入50 ℃电热恒温水浴锅中反应20 min,反应完成后快速冷却,再加入10% 三氯乙酸溶液2.5 mL,使反应终止。混匀后3 000 r/min 下离心10 min,取离心后的上清液2.5 mL 置于另外一支试管,再次加入2.5 mL 蒸馏水和1% 氯化铁溶液0.5 mL,充分混匀后在室温下静置10 min,取生成的普鲁士蓝溶液在700 nm 波长下测定吸光度,取蒸馏水作为空白对照,以10 mg/mL 的VC 溶液作为阳性对照进行比较分析。吸光度越大表明总还原力越强。
总还原力(Y6)按下列公式计算。
式中:A1 为样品吸光度;A2 为样品的空白对照吸光度。
9)铁离子还原法(Ferric reducing ability of plasma,FRAP)测定对Fe3+还原能力
复合含片水提液的制备方法同1.3.7.1 中的方法,用蒸馏水将其浓度稀释为0.4 mg/mL 后备用,同时配制相同质量浓度的0.4 mg/mL 抗坏血酸(VC)溶液。
参照曹卓松等[21]方法测定复合含片水提液对Fe3+的还原能力,采用Fe2+-TPTZ 显色分光光度法,于593 nm 波长处测定吸光度,以吸光度为纵坐标,FeSO4浓度(mmol/L)为横坐标,绘制标准曲线y=57.28x-0.003 2,R2=0.999 8。
取0.4 mg/mL 复合含片稀释液作为样品,使用标准曲线测定其对Fe3+的还原能力,测得的FRAP 值越大表明其抗氧化能力越强。取蒸馏水作为空白对照,以同浓度VC 溶液作为阳性对照进行比较分析。
1.3.7.2 微生物指标
按GB 4789.2—2022《食品安全国家标准 食品微生物学检验菌落总数测定》测定含片的菌落总数、GB 4789.3—2016《食品安全国家标准食品微生物学检验大肠菌群计数》中的MPN 计数法测定含片的大肠菌群数、GB 4789.10—2016《食品安全国家标准食品微生物学检验金黄色葡萄球菌检验》中第一法测定含片中金黄色葡萄球菌。
利用Excel 2021 和SPSS 26.0.0 进行数据统计分析,利用Design-Expert 12 进行响应面试验设计及结果分析。
2.1.1 原料与辅料质量比的确定
原料与辅料质量比对复合含片综合评分的影响见图2。
图2 原料与辅料质量比对复合含片综合评分的影响
Fig.2 Effects of the mass ratio of raw materials and auxiliary materials on the comprehensive score of compound buccal tablets
由图2 可知,当原料与辅料的质量比1∶3 时,感官评分为69.8,崩解时限为17.0 min。此时,复合含片综合评分最高,为88.8。辅料的质量比过高会影响含片风味和功效,过低则致含片松散不成型。所以选取原料与辅料质量比为1∶4、1∶3、1∶2 进行后续试验。
2.1.2 乳糖与麦芽糊精质量比的确定
乳糖与麦芽糊精质量比对复合含片综合评分的影响见图3。
图3 乳糖与麦芽糊精质量比对复合含片综合评分的影响
Fig.3 Effects of the mass ratio of lactose and maltodextrin on the comprehensive score of compound buccal tablets
由图3 可知,当乳糖与麦芽糊精质量比为2∶1 时,感官评分为71.0,崩解时限为12.0 min。此时,复合含片综合评分最高,为87.0。乳糖占比过高影响含片消化吸收,过低则不易崩解。麦芽糊精占比过高会导致含片口感偏甜,过低则易使含片口感苦涩。所以选取乳糖与麦芽糊精质量比为1∶1、2∶1、3∶1 进行后续试验。
2.1.3 润湿剂乙醇浓度的确定
不同浓度的润湿剂乙醇对复合含片综合评分的影响见图4。
图4 乙醇浓度对复合含片综合评分的影响
Fig.4 Effects of ethanol concentrations on the comprehensive score of compound buccal tablets
由图4 可知,当乙醇浓度为80% 时,感官评分为72.1,崩解时限为15.0 min。此时,复合含片综合评分最高,为90.1。乙醇浓度过高会影响含片口感,使含片具有较浓的酒精味残留,引起特定人群不适;过低则口感不够顺滑,易崩解且保质期缩短。所以,选取乙醇浓度为70%、80%、90%进行后续试验。
2.1.4 润滑剂硬脂酸镁添加量的确定
不同硬脂酸镁添加量对复合含片综合评分的影响见图5。
图5 硬脂酸镁添加量对复合含片综合评分的影响
Fig.5 Effects of magnesium stearate addition amount on the comprehensive score of compound buccal tablets
由图5 可知,当硬脂酸镁添加量为0.9% 时,感官评分68.3,崩解时限13.0 min。此时,复合含片综合评分最高,为85.3。硬脂酸镁添加量过高会使含片表面出现白色斑点或涂层,影响含片的外观和组织形态,导致含片口感油腻,风味变淡;过低易导致含片形状不完整或不规则,口感粗糙易结块,不利于长期保存。所以,选取硬脂酸镁添加量为0.7%、0.9%、1.1%进行后续试验。
2.2.1 含片最佳配方的确定
正交试验结果见表6。
表6 正交试验结果
Table 6 Orthogonal test results
序号1 2 3 4 5 6 7 8 9 K1综合评分86.20 82.40 85.10 82.70 83.30 79.50 80.70 80.20 80.30 K2 K3 R A'原料与辅料质量比1∶4 1∶4 1∶4 1∶3 1∶3 1∶3 1∶2 1∶2 1∶2 84.57 81.33 80.40 4.167 B'乳糖与麦芽糊精质量比1∶1 2∶1 3∶1 1∶1 2∶1 3∶1 1∶1 2∶1 3∶1 83.20 81.97 81.63 1.567 C'硬脂酸镁添加量/%0.7 0.9 1.1 0.9 1.1 0.7 1.1 0.7 0.9 81.97 81.80 83.03 1.233 D'乙醇体积浓度/%70 80 90 90 70 80 80 90 70 83.27 80.87 82.67 2.400
由表6 可知,极差值R 的大小顺序为A'>D'>B'>C'。其中原料与辅料质量比对成品影响最大。综合分析单因素试验和正交试验结果,A'1B'1C'3D'1 为理论上含片配方的最佳参数。
2.2.2 验证试验
由于含片最优配方的理论值A'1B'1C'3D'1 与正交试验最优项A'1B'1C'1D'1 不符,因此用验证试验来确定含片实际最优配方。按含片的工艺流程,对两项配方分别进行3 次平行试验,对其各项指标进行综合评价,验证配方的合理性,结果见表7。
表7 验证试验结果
Table 7 Validation test results
组别A'1B'1C'3D'1 A'1B'1C'1D'1感官评分71.3 69.5崩解时限/min 10 11综合评分86.3 85.5
由表7 可知,优化配方A'1B'1C'3D'1 为制备复合含片的最优配方。
在最优参数配方条件下进行工艺优化设计,即原料与辅料质量比1∶4、乳糖与麦芽糖质量比1∶1、硬脂酸镁添加量1.1%、乙醇体积浓度70%,选取干燥时间、干燥温度、软材过筛目数3 个控制变量进行单因素试验。
2.3.1 干燥时间的确定
干燥温度60 ℃,软材过筛目数20,不同干燥时间对复合含片综合评分的影响见图6。
图6 不同干燥时间对复合含片综合评分的影响
Fig.6 Effects of drying time on the comprehensive score of compound buccal tablets
由图6 可知,当干燥时间为25 min 时,感官评分68.7,崩解时限11.0 min,此时,复合含片综合评分最高,为84.7。干燥时间太短易导致含片水分过高、组织形态松散,色泽不均匀;时间太长容易导致含片变得过于干燥和脆弱,失去湿润感,且粉粒焦糊,产生不良气味。所以,选取干燥时间为15、25、35 min 进行后续试验。
2.3.2 干燥温度的确定
干燥时间25 min,软材过筛目数20,不同干燥温度对复合含片综合评分的影响见图7。
图7 干燥温度对复合含片综合评分的影响
Fig.7 Effects of drying temperature on the comprehensive score of compound buccal tablets
由图7 可知,当干燥温度为50 ℃时,感官评分68.5,崩解时限12.0 min。此时,综合评分最高,为84.5。干燥温度过高会导致含片营养成分快速流失,功效降低,甚至产生有害物质,对食品安全性产生威胁;过低会影响含片口感及质地,同时增加微生物滋生的风险,导致霉变或其他形式的变质,影响含片的长期储存,贮藏稳定性下降。所以,选取干燥温度为40、50、60 ℃进行后续试验。
2.3.3 软材过筛目数的确定
干燥时间25 min、干燥温度50 ℃,不同软材过筛目数对复合含片综合评分的影响见图8。
图8 不同软材过筛目数对复合含片综合评分的影响
Fig.8 Effects of mesh number of soft materials on the comprehensive score of compound buccal tablets
由图8 可知,当软材过筛目数为16 时,感官评分为66.5,崩解时限为13.0 min。此时,综合评分最高,为83.5。软材过筛目数过细时会导致含片失去层次感及组织结构,难以与其他配料混合均匀,影响整体口感;过粗则减少了含片的细腻感,不利于风味物质的释放,外观上形成较大的孔隙或者不平整的表面,影响整体美观度。所以,选取软材过筛目数为14、16、18 进行后续试验。
在单因素试验的基础上,用Design-Expert 12 软件进行响应面试验设计,采用Box-Behnken 设计,用自变量A、B、C 分别表示干燥时间、干燥温度、软材过筛目数3 个影响因素,以综合评分为响应值。响应面分析方案及结果见表8。
表8 响应面分析方案及结果
Table 8 Program and results of the response surface analysis
序号C 软材过筛目数1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 A 干燥时间-1 1-1 1-1 1-1 B 干燥温度-1-1 1 1 0 0 0 0-0 0 0 0-1-1 1 1-1-1 11 12 13 14 15 16 17 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1-1 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 Y 综合评分81.19 80.86 78.27 77.25 80.13 81.07 79.16 80.51 80.79 80.13 81.77 76.43 82.48 81.57 81.7 83.75 81.88
利用Design-Expert 12 软件对结果进行响应面分析,得到回归模型的方差分析结果见表9。
表9 响应面二次回归方程方差分析
Table 9 Variance analysis results of the quadratic regression equation of the response surface
注:*表示影响显著(p<0.05),**表示影响极显著(p<0.01)。
方差来源模型自由度显著性**A B C AB**AC BC A2 B2 C2残差失拟项纯误差总方差平方和50.69 0.11 19.63 2.26 0.12 0.04 5.48 6.30 11.61 2.94 5.07 1.87 3.20 55.76 9 1 1 1 1 1 1 1 1 1 7 3 4 16均方5.63 0.11 19.63 2.26 0.12 0.04 5.48 6.30 11.61 2.94 0.72 0.62 0.80 F 值7.78 0.15 27.10 3.12 0.16 0.06 7.51 8.70 16.03 4.06 p 值0.006 0.718 0.001 0.121 0.697 0.817 0.029 0.021 0.005 0.084****0.78 0.564
由表9 可知,模型的p 值极显著。失拟项p=0.564(>0.05),差异不显著,说明未知因素对试验结果干扰小,残差由随机误差引起。R2=0.91,调整确定系数R2Adj=0.79,表明有79% 的程度受这3 个因素影响,模型拟合程度好,试验的误差小,该模型能反映响应值的变化。其二次方程如下。
由p 值可知,B 及B2 的p 值均<0.01,说明其对含片品质具有极显著影响;B 和C 的交互效应、A2 的p 值均<0.05,说明干燥温度对含片品质具有显著影响;在所选取的各因素水平范围内,按照各结果影响,单因素的影响顺序为B 干燥温度>C 软材过筛目数>A 干燥时间。
由二次回归方程得出不同因子的响应面及等高线图,响应面Y 对于A、B、C 构成的三维空间在二维平面上的等高图,可直观反映各因素之间的相互作用。在图中,曲面越陡峭则表明两因素交互作用越显著;等高线接近椭圆形,表明两因素间的交互作用较强。两因素交互作用对含片品质影响的响应面及等高线见图9~图11。
图9 干燥时间和干燥温度交互作用
Fig.9 The interaction between drying time and drying temperature
图10 干燥时间和软材过筛目数交互作用
Fig.10 The interaction between drying time and mesh number
图11 干燥温度和软材过筛目数交互作用
Fig.11 The interaction between drying temperature and mesh number
根据所得到的方程,预测复合含片制备的最佳工艺条件为干燥温度45.821 ℃、软材过筛目数15.71、干燥时间24.627 min。于此条件,含片的综合评分理论上可达82.621。根据实际操作条件,含片制备的最佳工艺条件调整为干燥温度46 ℃、软材过筛目数16、干燥时间25 min。在此条件下进行试验(n=3)对工艺条件验证,实际所得含片的综合评分为84.13。与预测值相近,说明该工艺稳定、可行。
2.5.1 感官指标
复合含片成型完好,表面光滑,有轻微麻点,色泽均一,断面组织紧密,入口顺滑,甜度适中。
2.5.2 理化指标
2.5.2.1 含片重量差异、硬度、脆碎度、水分含量、灰分含量
含片重量差异、硬度、脆碎度、水分含量、灰分含量测定结果见表10。
表10 含片重量差异、硬度、脆碎度、水分含量、灰分含量
Table 10 Mass difference,hardness,fragility,moisture content,ash of buccal tablets
平均片重/g 0.184重量差异/%<4硬度/N 51.69脆碎度/%<1水分含量/%3.76灰分含量/%1.27
由表10 可知,成品含片以上指标均符合2020 年版《中华人民共和国药典》相关质量标准。
2.5.2.2 含片脂肪含量、还原糖含量、总多糖含量及总黄酮含量
经测定复合含片脂肪含量8.37%、还原糖(以葡萄糖计)含量为208 mg/g、多糖含量为104 mg/g,总黄酮含量为3.17 mg/g。
2.5.2.3 体外抗氧化试验结果
复合含片与VC 的抗氧化能力指标值见表11。
表11 含片与VC 抗氧化能力指标值比较
Table 11 Comparison of antioxidant activity between tablets and VC
样品浓度/(mg/mL)10 0.4 DPPH 自由基清除率/%含片23.296.4 VC羟基自由基清除率/%含片45.099.8 VC ABTS+自由基清除率/%含片32.099.6 VC总还原力含片0.193.41 VC FRAP 值/(mmol/L)含片VC 2.005.77
由表11 可知,当水提液浓度为10 mg/mL 时,复合含片对DPPH 自由基、羟基自由基及ABTS+自由基均具有一定的清除能力,但较VC 而言清除能力偏弱。当水提液浓度为0.4 mg/mL 时,复合含片对Fe3+的还原力不足VC 的二分之一。
2.5.3 含片微生物指标检测结果
含片微生物指标检测结果见表12。
表12 含片微生物指标检测结果
Table 12 Microbial indexes of buccal tablets
项目指标要求检测结果菌落总数/(CFU/g)≤750≤85大肠菌群/(MPN/100 g)≤30≤10致病菌(沙门菌、志贺氏菌、金黄色葡萄球菌)不得检出未检出
滇黄精吸湿性强,因其所含糖分较高,极易引湿受潮发生结块,需进行干燥后再粉碎、过筛,密封干燥贮存。含片的外观与口感对感官评分影响较大,制粒和压片时应着重考虑辅料添加量的影响,力求有效提高含片表面光滑度,做到爽口顺滑、不糊口、无颗粒感,风味适宜。湿粒干燥需注意干燥时间和温度,时间过长、温度过高,会导致片剂出现裂痕,降低含片崩解度;干燥时间不足或温度过低,易导致颗粒含水量过高产生黏冲。此外,压片机的压力也是影响片剂的硬度和崩解时限的重要因素,压片过程中应避免过多调节机器,尽可能保证所用压力、含片规格等一致,降低误差;压片过程要迅速且在相对干燥环境中进行,避免吸湿黏冲现象。由于原料的中药饮片气味较重,为了消除该气味对口感的影响,需添加甜味剂来改善口感。阿斯巴甜有较好的口感,安全性高,低热量,甜味纯正,糖尿病患者和减肥人士均可放心食用,因而本研究选择阿斯巴甜作为矫味剂。
原料在保存、贮藏过程中可能出现保存方法不当、气候及温度等外部条件不适宜等问题,导致药材原料本身活性成分损失,且在物理破碎及制片过程中,外力干扰因素不确定,也会对含片有效成分含量造成影响。本研究所用原料中含皂苷类成分,酚羟基是其主要活性基团,能够捕获自由基从而生成稳定的半酮式结构,终止后序链式反应。由于酚羟基数目的多少对皂苷抗氧化能力的差异有影响,含片中皂苷含量越高,酚羟基基团越多,能提供的氢离子就越多,即表现良好的清除自由基的作用。原料中除总皂苷外还有其余物质,其中黄酮类和多糖类均有抗氧化活性,此外,原料中茯苓酸成分可调节蛋白水平,引发细胞自噬以延缓衰老。故此使得复合含片在体外抗氧化功能方面具有一定效用。
本文研究了滇黄精、茯苓、薏苡仁复合含片的制备工艺,通过单因素、正交试验及响应面设计优化了复合含片的配方和制备工艺条件,研究表明,复合含片最佳配方为原料中薏苡仁∶茯苓∶滇黄精的质量比3∶3∶1,乳糖与麦芽糊精质量比1∶1,原料与辅料质量比1∶4,硬脂酸镁添加质量1.1%,润湿剂乙醇体积浓度70%。最优工艺参数为软料干燥温度46 ℃,干燥时间25 min,过16 目筛后压片。按此条件生产的含片各项指标均符合《中华人民共和国药典》要求,且具有一定的体外抗氧化活性。该含片易于服用,方便携带,可提供一定的营养物质,具有生理功能活性,对滇黄精、云茯苓等道地云药的进一步开发利用和持续发展创新具有良好借鉴意义。
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