采用星点设计—响应面法制备魔芋片剂

李磊等

摘要：以魔芋（Amorphophallus konjac）精粉为主要材料，采用星点设计-响应面法优化制备工艺。结果表明，0.24 g羟甲基淀粉钠、0.05 g硬脂酸镁、0.24 g聚维酮 K 30、2.1 g可压性淀粉，所得片剂崩解性能优良，指标符合《中华人民共和国药典》2010 版中对于片剂质量要求的相关规定。采用星点设计法优化魔芋片剂的制备工艺，其预测性良好，制得的魔芋片剂具有成型好、精确度高、稳定性好等特点。

关键词：魔芋（Amorphophallus konjac）；片剂；星点设计法；制备工艺

中图分类号：S632.3；TS236.3 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2015）12-2997-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.12.050

Preparation of Konjac Tablets using Central Composite Design and

Response Surface Method

LI Lei，MENG Yan-qiu，LIU Dan，SONG Yan-ling，YANG Gui-qiu，QIU Xing-hua，WANG Xiao-ting

（College of Pharmaceutical and Biological Engineering， Shenyang University of Chemical Technology，Shenyang 110142，China）

Abstract： To use central composite design to prepare Konjak tablets， and to enhance the predictability of reliable-qualified Konjaktablets，with the aid of central composite design method，preparation and optimization of Konjak tablets were conducted. Central composite design method optimization experiments suggested the choice of 0.24g hydroxy methyl starch sodium，0.05g magnesium stearate，0.24g K30，and 2.1g compressible starch. The disintegration of above formulation was excellent，and all its indexes were conformed to the requirement of China Pharmacopoeia. The preparation and optimization of Konjak by central composite design was possible with a good prediction， and the results showed the Konjak tablets had high accuracy， good shaping and stability.

Key words： Konjak； tablets； central composite design； preparation procedure

魔芋是从植物魔芋（Amorphophallus konjac）的块茎中提取而来，其有效成分是魔芋葡甘聚糖（Konjak glucomannan，简称KGM）[1，2]。葡甘聚糖是一种非离子型水溶性高分子多糖，是目前发现的最优良的可溶性膳食纤维之一，利用魔芋葡甘聚糖的凝胶性能可以制作出丰富多彩的功能性魔芋食品，这些食品具有减肥、通便、降血脂、降血糖等生理功能[3]。目前市售的粉状魔芋类保健食品以冲剂和胶囊制剂为主，但是冲剂食用起来不方便，口感也较差，不利于老人和儿童服用。与冲剂相比，胶囊制剂有分散快、吸收好、生物利用度高等优点，但生产效率低、成本高、重量差异大，也存在着诸多问题，大量服用后存在副作用，会引起肠胃不适和血液黏稠度的升高[4]。因此，开发出一种服用方便、均匀度高、无副作用、适合大规模生产的以魔芋为主要原料的新型保健食品已成为必然趋势，而片剂恰好是很好的选择。

星点设计（Central Composite Design，CCD）是国外近年来常用的试验优化方法。在试验设计上，国内大多采用正交设计和均匀设计，这两种方法虽试验次数较少，但二者多用线性数学模型，精度不如星点设计， 预测性较差。星点设计方法简便，且在模型建立上采用非线性数学模型拟合，相关系数较高，预测值更接近真实值[5，6]。随着人们生活水平的提高，人们的饮食越来越趋于健康化、营养化、功能化[1]。本试验所研究的是用星点设计-响应面法来优化魔芋片剂的制备方法，从而确定魔芋片剂的最优处方，具有广泛的应用前景。

1 材料与方法

1.1 试验材料

魔芋纯化微粉，食品级，河南正兴食品添加剂有限公司；可压性淀粉，药用级，天津市大茂化学试剂；羟甲基淀粉钠、聚维酮K30、无水乙醇、硬脂酸镁，分析纯，天津市科密欧化学试剂有限公司。

1.2 仪器设备

AR2140型电子天平，上海精科实业有限公司；PHG-9146A型电热恒温鼓风干燥箱，上海精科实业有限公司；BJ-I型六管崩解时限仪，天津市新天光分析仪器技术有限公司；170型旋转式压片机，上海天凡药机制造厂。

1.3 试验方法

1.3.1 工艺流程 主料（120目筛）+辅料→制粒（20目）→干燥→整粒→混合→压片→成品

↑

润滑剂

1.3.2 操作要点 预试验表明，使用70%酒精制粒时，可以有效防止魔芋颗粒吸水溶胀，又可使制得的颗粒大小均一、水分含量适宜和可塑性好，具有良好的压片效果。将烘干温度设定为60 ℃，干燥时间为 25～30 min。

1.3.3 星点试验设计 在预试验和相关文献[7]的基础上，选取羟甲基淀粉钠用量（X1）、硬脂酸镁用量（X2）、聚维酮K30用量（X3）和可压性淀粉用量（X4）对魔芋片性质影响较显著的4个因素作为考察对象，进行5个水平优化设计，星点设计的具体因素及水平见表1。

2 结果与分析

2.1 方程的拟合与优化

试验结果见表2。以片剂的崩解时间为因变量，分别对各因素（自变量）各水平进行多元线性回归和二项式拟合。将试验数据输入Design-Expert V8.0.6软件中进行多元线性回归及二项式拟合，拟合方程：Y=6.045+31.484X1-121.782X2-36.740X3+6.413X4+32.118X1X2+15.538X1X3-19.427X1X4+476.273X2X3+16.782X2X4+8.090X3X4。方差分析结果见表3。从表3中可以看出，模型P<0.05为显著，失拟项P为极显著。一次项X4对结果影响显著，其余项不显著。对模型进行优化处理。删除交换项X1X2、X1X3、X2X4、X3X4对方程进行拟合，方程：Y=0.918+35.438X1-80.012X2-16.583X3+8.473X4-19.427X1X4+476.273X2X3，R2=0.997，表明删除部分数据后未对模型造成明显影响，方程可信度仍较高。模型构造可对魔芋片剂的崩解时间做出良好预测。从表3回归系数的显著性检验可知，一次项X4（P<0.05）、双因素耦合项X1X4（P<0.05）、X2X3（P<0.05）对结果影响显著，其余项不显著。

2.2 响应面分析

由图1可知，在制备魔芋片过程中，可压性淀粉的用量和崩解时间呈负相关，说明可压性淀粉的用量对崩解时间的影响明显，随着可压性淀粉用量的减少，崩解时间也降低。在制备魔芋片的工艺过程中，羟甲基淀粉钠的用量对崩解时间的影响没有可压性淀粉显著，随着羟甲基淀粉钠用量的增加崩解时间呈递增趋势（图2）。硬脂酸镁的用量对崩解时间的影响不明显，随着硬脂酸镁的用量增加，崩解时间降低（图3）。由图4可见，聚维酮K30的用量对崩解时间的影响比硬脂酸镁要明显，随着聚维酮K30用量的增加崩解时间呈递减趋势。综合上述分析，对魔芋片剂崩解时间影响最大的因素是填充剂可压性淀粉的用量，其他影响因素按由强到弱递减的顺序依次为黏合剂羟甲基淀粉钠的用量、黏合剂聚维酮K30的添加量以及润滑剂硬脂酸镁的用量。因此以崩解时间这一指标考虑，根据Design-Expert V8.0.6软件得出本试验的较优条件为羟甲基淀粉钠用量为0.24 g，硬脂酸镁用量为0.05 g，聚维酮K30用量0.24 g，可压性淀粉用量为2.1 g。

为验证试验结果的正确性，对最优配方制得片剂进行片重差异、崩解时间的测定，结果见表4。检验方法：按照最优处方的用量制作魔芋片20片，用电子天平称定总重量为8.465 g，求的平均片重为0.423 25 g，再用电子天平称定每片的重量，每片重量与平均片重相比较，重复做3次。《中华人民共和国药典》[8]规定，平均片重大于或等于300 mg的片剂，片重差异限度须在±0.50%范围内；压制片的崩解时间不得超过30 min。由表4可知，用最优配方制得片剂，片重差异在±0.50%范围内，压制片的崩解时间<30 min，所以指标符合相关规定。

3 结论

采用湿法制粒压片技术制备魔芋粉片剂，应用星点设计-响应面优化魔芋片剂的处方为0.24 g羟甲基淀粉钠、0.05 g硬脂酸镁、0.24 g聚维酮 K30， 2.1 g可压性淀粉。得到优化处方条件后，按优化的处方进行验证试验。结果表明，用星点设计-响应面法优选魔芋片处方精确度高，预测性好，有较好的的应用价值，并且魔芋片的各项指标均符合《中华人民共和国药典》[8]规定，因此，为了提高企业的生产效率，可以大批量、连续化生产；并且方便人群使用，因为魔芋片服用方便，均匀度高，无副作用，崩解优良。

参考文献：

[1] 秦清娟，张 媛，刘倍毓，等.半干法酶解制备魔芋葡甘低聚糖工艺及其抗氧化性能研究[J].食品工业科技，2013，23：76-80.

[2] 钟刚琼，盛德贤，滕建勋，等.魔芋食品的开发利用与研究进展[J].食品研究与开发，2005，26（1）：106-108.

[3] 黄明发，张盛林.魔芋膳食纤维保健作用研究进展[J].中国食物与营养，2010（5）：75-77.

[4] 张 浩.药用植物学[M].第6版.北京：人民卫生出版社，2011.

[5] 杨占华，隋道敬，陈思娟，等.补气养阴活血法对阿霉素减增效作用临床研究[J].中国药学刊，2006，24（2）：275-277.

[6] 李 磊，陈大为，赵秀丽，等.采用星点设计-效应面法优化及制备阿霉素白蛋白纳米粒[J].沈阳药科大学学报，2010，28（5）：350-354.

[7] 刘 璧，龙敏玲.螺旋藻片辅料筛选及稳定性考察[J].国际医药卫生导报，2007，13（17）：72-75.

[8] 国家药典编写委员会.中华人民共和国药典（一部）[M].北京：中国医药科技出版社，2010.