乌梅颗粒制备工艺研究
2019-03-12尚静雪陈志强张远达付丽云张鹏举郭蔚冰蔡小利路晓铭李海华
尚静雪,陈志强,张远达,付丽云,张鹏举,郭蔚冰,蔡小利,路晓铭,李海华
(内蒙古华天制药有限公司,内蒙古赤峰,024070)
乌梅颗粒由乌梅、柿饼、黄连、姜黄、诃子组成。原方收载于《中华人民共和国兽药典》二部[1],主治幼畜奶泻。原方将上述五味中药研成粉末制成散剂。由于原方剂直接将药材粉碎制成散剂,故服用剂量大,服用不方便,且药材中的有效成分不易溶出,吸收差[2]。为改进乌梅散的制剂工艺,且考虑到颗粒剂[3]具有生物利用度较高;药品稳定性高;制剂工艺能实现工业化生产和机械包装[4],可利用先进设备和技术进行生产;便于运输储存,无虫蛀霉变,节约仓储面积等优点。综合分析,将剂型确定为颗粒剂。
研究拟采用正交试验设计和单因素试验结合的方法,结合HPLC/TLC检测技术,选择较适宜的溶媒、加水量、提取时间、提取次数等,确定最佳提取工艺,选择较适宜的药液相对密度、颗粒剂所用辅料及辅料比例,最终确定乌梅颗粒的制备工艺。
1 材料与仪器
1.1 材料
1.1.1 中药材 乌梅(批号:120901,规格为50 kg/袋);柿饼(批号:160301,规格为 50 kg/袋);黄连(批号:160206,规格为 50 kg/袋);姜黄(批号:160301 规格为50 kg/袋);诃子(批号:20160501,规格为50 kg/袋)。以上药材均由蒙吉药业科技有限责任公司提供。
1.1.2 辅料 糊精(批号:20160103,规格为100 kg/袋,由奥达制药有限公司提供)、蔗糖:(批号:F28151206,规格为100 kg/袋,由九典制药有限公司四车间提供)。
1.1.3 试剂 甲醇、乙腈,国药集团化学试剂有限公司生产;冰醋酸、无水乙醇、苯、乙酸乙酯、异丙醇,天津市恒兴化学试剂制造有限公司生产;磷酸二氢铵、磷酸,沈阳市华东试剂厂生产。
1.1.4 对照品 乌梅对照药材:规格:5 g,批号:121208-201506,中国食品药品检定研究院;枸橼酸对照品:规格:200 mg,批号:100396-200301,中国食品药品检定研究院;黄连对照药材:规格:1 g,批号:Z0010704,中国兽医药品监察所;盐酸小檗碱对照品:规格:30 mg,批号:110713-201613,含量:86.8%,中国食品药品检定研究院。
1.2 仪器 高效液相色谱仪 (型号为 LC-2010CHT),日本岛津公司;色谱柱(型号为4.6 mm×150 mm,5μm),日本岛津公司;旋转蒸发仪(型号为RE52-99),循环水式真空泵(型号为SHZ-Ⅲ),上海亚荣生化仪器厂;ZF-2三用紫外分析仪(天津市鑫洲科技有限公司);SK1200H超声波清洗器(上海科导超声仪器有限公司;DX-25流水式粉碎机(广州市大祥电子机械设备有限公司)。
2 方法
2.1 药材提取工艺研究 本研究以各味药的主要药效成份、理化性质并结合车间生产实际、经济效益将处方药材分2组进行工艺研究,分别为①乌梅、柿饼和诃子以水作为提取溶剂进行提取工艺研究;②姜黄和黄连以粉碎为主要工艺研究。
2.1.1 乌梅、柿饼和诃子提取工艺研究 根据主要药效成份、理化性质并结合生产实际、经济效益,选择水作为提取溶媒[2],设计L9(34)正交试验,考察因素有浸泡时间(A)、溶剂的加入量(B)、提取时间(C)、提取次数(D),以提取率(以枸橼酸计)及干膏得率为评价指标,因素水平表如表1。
2.1.2 姜黄和黄连粉碎工艺研究 根据黄晓东等[6]的实验结果,本研究选择姜黄和黄连混合粉碎,粉碎时间分别为20、30和40 min,考察其的出粉率(过100目筛)。
2.1.3 浓缩工艺研究 常压浓缩与减压浓缩是生产上最常用的两种方法,根据车间生产情况采用减压浓缩(浓缩时间短与温度低)。为了防止长时间高热破坏有效成分,并使有效成分的转移率有一定的提高,故研究工艺采用减压浓缩浸膏,将2.1.1中提取液以相对密度:1.20、1.30、1.35、1.40(30 ℃)观察浸膏状态与制软材情况。
表1 乌梅、柿饼和诃子提取工艺因素水平表Tab 1 Extraction process factor level table of Wumei,dried persimmon and chebule
2.2 制剂成型工艺研究
2.2.1 辅料的选择 颗粒剂最常用糊精、可溶性淀粉、乳糖和蔗糖作为辅料,所以研究以颗粒外观、溶解性和制粒情况为考察指标,考察不同辅料的制粒效果。
2.2.2 辅料添加比例的选择 中药浸膏具有较强的吸湿性,流动性较差,加入辅料制粒,增加流动性,减少吸湿性。根据参考文献[7-11],将 2.1.2 所得粉末、2.1.3 所得浸膏与辅料(蔗糖、糊精)按 1 ∶1.3比例混匀,分别以成型率、流动性、溶化性及有效成分为评价指标,并符合药典中颗粒剂项下有关规定。粉末、浸膏与辅料处方组成见表2。
表2 粉末、浸膏与辅料处方组成Tab 2 Formulation of powder,extract and excipients
2.3 检测方法
2.3.1 乌梅、柿饼和诃子提取工艺研究的检测方法
2.3.1.1 提取率的计算(以枸橼酸计) 提取率=干膏的含量/中药材的含量×100%
依照《中华人民共和国兽药典》二部“乌梅”项下枸橼酸含量测定方法检测。
2.3.1.2 干膏得率的计算 干膏得率=干膏重/参与提取原生药重*100%
2.3.2 制剂成型工艺研究的检测方法
2.3.2.1 成型率的计算 成型率=合格颗粒重(合格颗粒为能通过一号筛(10目)但不能通过五号筛(80目)的颗粒)/样品重。
2.3.2.2 流动性的检测方法 通过休止角(α)判断颗粒的流动性,休止角越小,流动性越好,一般认为α≤30°时流动性好。研究采用固定漏斗法[14]:将漏斗固定在铁架台上,分别将六份颗粒由上端慢慢加入,从漏斗底下漏下的颗粒在水平面达到最高的圆锥体为止。运用tanα=H/R计算休止角,其中α为休止角,锥体高为H,椎体底部半径为R。
2.3.2.3 溶化性的检测方法 取各处方量颗粒剂样品,加热水,搅拌5 min,立即观察应全部溶化或呈混悬状。可溶颗粒应全部溶化,允许有轻微浑浊;混悬颗粒应混悬均匀。
2.3.2.4 成型工艺研究有效成分测定方法 依照《中华人民共和国兽药典》二部“乌梅散”项下鉴别方法检测。
3 结果与分析
3.1 乌梅、柿饼和诃子提取工艺正交试验结果与分析 干膏得率和提取率(以枸橼酸含量计)为评价指标,设计正交试验,结果见表3~表4。
图1 枸橼酸HPLC图Fig 1 Citric acid HPLC Chart
表4 乌梅、柿饼和诃子提取工艺的方差分析结果Tab 4 Results of variance analysis of extraction process of ume,persimmon and chekhoi
根据表3直观分析可知,各因素对干膏得率和提取率影响主次顺序为D>B>A>C,即提取次数影响最大,其次是提取时间,浸泡时间、加水量影响较小。最佳组合为A3B3C3D3,即浸泡2 h,加10倍水,每次3 h,提取3次。
由表4方差分析结果可知,虽然各因素对干膏得率和提取率影响没有统计学意义,但考虑到实际生产与实验室试验的差异性,最终确定最佳提取工艺为A3B2C1D3,即浸泡2 h,加8倍水,提取3次,每次1 h。
3.2 姜黄和黄连粉碎工艺结果与分析
表5 姜黄和黄连混合粉碎结果Tab 5 Mixed comminution result of Rhizome of Chinese goldthread and rhizoma curcumae longae
结果表明,粉碎20 min出粉率较低于其他2组,粉碎30 min与40 min的出粉率差异不大(RSD=0.68%),因此选择30 min。最终确定姜黄和黄连混合粉碎工艺:以3000 r/min转速混合30 min。
表6 不同相对密度的浸膏状态Tab 6 Extract state of different relative density
3.3 浓缩工艺研究结果与分析 由表可知,浸膏浓缩相对密度在1.30~1.35(30 ℃)时较为合适,并结合实际生产,最终确定浸膏浓缩的相对密度为1.30~1.35(30 ℃)。
3.4 乌梅颗粒制剂成型工艺研究结果与分析
3.4.1 辅料选择的结果与分析
表7 不同辅料制粒效果考察Tab 7 Investigation on granulation effect of different excipients
结果分析:使用乳糖作辅料所得到的颗粒外观好且吸湿性甚微,但乳糖价格较高,不宜大量使用;可溶性淀粉价格相对较低,但其溶解性不如糊精;而糊精、蔗糖价格低廉、易溶于温水、粘性较低、流动性强、不易潮解,颗粒剂成型性好,因此,最终确定选用糊精、蔗糖作为辅料。
3.4.1 颗粒成型率的测定结果与分析
表8 颗粒成型率的结果Tab 8 Result of Granule formation rate
结果表明:2号处方的成型率最高。
3.4.2 颗粒流动性及溶化性的测定结果与分析颗粒剂均不得有焦屑等异物。不同处方组成颗粒流动性、溶化性结果见表9。
表9 不同处方颗粒流动性(休止角)和溶化性结果Tab 9 Different prescription granule flow(rest angle)and melting results
结果表明:浸膏、原药细粉及辅料制粒后,流动性为2号处方最佳,溶化性均为混悬状。
3.4.3 成型工艺研究有效成分测定结果 黄连TLC有效成分测定结果如图2。
图2 黄连TLC鉴别图谱Fig 2 Rhizome of Chinese goldthread TLC identification atlas
结果表明:通过阴性对照试验,其他成分不影响黄连的薄层色谱鉴别,此工艺能够用于乌梅颗粒的黄连鉴别检验。
4 讨论与结论
研究对乌梅散进行制剂工艺改进,利用颗粒剂的制备工艺完善了直接将药材粉碎的用量大,不易溶解,吸收差等弊端,通过煎煮最大提取乌梅、柿饼、诃子的水溶性大分子物质和小分子物质;质量可控,剂量准确减少中药霉变、有效成分挥发,便于储存;适用性增强,应用广泛,颗粒对禽类食用方便,能用于饮水管线的投放对规模化养殖提供便利。在评价指标的选择上,浸出物是中药复方的药效物质基础,浸出物中有效成分含量的变化最终影响药物的临床疗效[15]。乌梅颗粒主要用于治疗幼畜奶泻,具有清热解毒,涩肠止泻的功效,乌梅是方中君药,具有敛肺止咳,涩肠止泻,消肿解毒,生津和安蛔的功效,其中含量最高的是苹果酸和柠檬酸,早期苹果酸含量大于柠檬酸;后期柠檬酸含量大于苹果酸[16]。
中药的提取时间主要在于:①提取热力学因素,每次提取能达到或接近提取热力学的平衡点,而达到平衡点需要一定的时间[17];②提出成分的化学稳定性,如果提出成分的化学稳定性差,有可能在提取过程中尚未达到平衡点就已经发生化学变化,化学稳定性差的成分在提取时不允许提取时间太长;③提出产品生产的时空因素,在化学成分稳定性良好的情况下,提取时间也不能无限制的增加,要有效的利用装置的空间和时间得到最大的产出,所以本研究选择1、2和3 h 3个提取时间。
理论中,提取次数越多,有效成分的提取率越高,研究表明,次数愈靠后的提取,该次提取的收率愈低,所以考虑到成本,本研究设置 1、2和3次3个水平。研究结果表明,提取次数对提取效果的影响较大,故乌梅颗粒其中3味中药的提取均采用3次提取。溶剂倍量越大,达到浸出平衡时的药材浸出得率越高,考虑到成本等因素,本研究设置6倍、8倍和10倍加水量3个水平。
黄连和姜黄是常用的中药材,传统的煎煮法浪费药材,不利于药性的快速吸收和改善口感,所以本研究选择姜黄和黄连混合粉碎,粉碎时间分别为20、30 和 40 min。
本研究通过正交试验确定乌梅颗粒中乌梅、柿饼和诃子的提取工艺,其最佳提取工艺为A3B2C1D3,即浸泡2小时,加8倍量水,煎煮3次,每次1小时,分次滤过,合并滤液,浓缩至相对密度为1.30~1.35(30℃)得浸膏。处方中黄连和姜黄采用混合粉碎,以3000 r/min转速混合30 min。通过颗粒的成型率、流动性和有效成分的检测等条件确定最佳制备成型工艺为浸膏+药粉 ∶蔗糖∶糊精最佳比例为1∶0.3∶1,混合均匀制粒。乌梅颗粒的制备工艺简单,质量可控为其规模生产及临床应用奠定了基础。