不同制备方式对姜黄素颗粒性状的影响

蒋江红

（深圳劲创生物技术有限公司，广东深圳 518057）

姜黄素（Curcumin）是一种天然的多酚类化合物，化学分子式为C21H20O6，结构式为[1，7-双（4-羟基 -3-甲氧基苯基）-1，6-庚二烯 -3，5-二酮 ]，其两个邻甲基化的酚和一个二酮功能基团的结构特性与其多种生物活性密切相关[1]。姜黄素主要来源于姜科植物郁金、姜黄、莪术等的块根或根，为橙黄色的结晶粉末，辛香轻淡，略有生姜的辣味，味稍苦，在食物的色、香、味三要素中具备色和味两个要素，是天然可食用的东方香料，作为调味品和色素广泛应用于食品工业中。在印度的咖喱和土耳其的烤肉卷中也常用姜黄粉或姜黄素作为调味品，姜黄素也可添加于鸡精调味料、火锅调味料等生产复合调味品中。此外，研究表明姜黄素具有较强的抗氧化、抗炎、抗纤维化、清除自由基及抗癌[2]等药理性质，能够有效降低高血脂[3]、高血压等慢性疾病的发病率，还具有预防老年痴呆[4]、治疗关节炎[5]和保护肝脏[6]等功效，临床应用十分广泛，在未来的应用前景非常广阔。

姜黄素的毒副作用小，功能多样且强大，在医学保健上应用越来越广泛。然而在实际应用中，姜黄素在水中的溶解度很低，仅约为11ng/mL，在光、热、氧条件下容易降解，姜黄素的水不溶性和化学不稳定性的性质缺点导致其在临床使用受到阻碍和影响。目前，国内外上市的姜黄素剂型仍以片剂和胶囊为主，由于市场上提供的主要为姜黄素粉末，流动性差，不利于进一步制剂。本研究对姜黄素进行制粒，改变粉体性状，提高粉体流动性和堆密度，方便终端加工厂在灌胶囊和压片中的应用。

1 材料与仪器

姜黄素（原料为姜黄）、羟丙基甲基纤维素（HPMC）。

G6湿法混合制粒机（深圳信宜特科技有限公司）、TDP-6单冲压片机（扬州诺亚机械有限公司）、MiniDC干法制粒机（深圳信宜特科技有限公司）、电热鼓风干燥箱（上海一恒科学仪器有限公司）、JY20002电子天平（上海良平仪器仪表有限公司）、78HW-1数显恒温磁力搅拌器（杭州仪表电机有限公司）、AM300S-H实验室数显电动搅拌机（上海昂尼仪器仪表有限公司）、药典筛、休止角仪、量筒、药勺、烧杯。

2 方法

2.1 挤出制粒法

配制黏合剂溶液，称取2gHPMC，缓缓加入不断搅拌的80℃100mL热水中，等HPMC分散均匀后放凉备用；称取300g姜黄素加入大量杯中，搅拌机档位调到转速最低位置，缓慢加入已配制好的HPMC溶液，加到呈湿软状，停止加入溶液，开挤出制粒机，调整参数，将湿料从量杯中取出加到挤出机中进料口，进行挤出制粒，将挤出物置于托盘中，将长条颗粒用刀切细，铺平，置于烘箱内，80℃干燥10h，整粒，得颗粒。

2.2 干压制粒

开干压机，待机子运转正常，调整好参数，将300g姜黄素缓缓料斗中，收集干压出物料，整粒，得颗粒。

2.3 高速剪切制粒

配制黏合剂溶液，称取5gHPMC，缓缓加入不断搅拌着的80℃100mL热水中，等HPMC分散均匀后停止搅拌，待用；称取300g姜黄素粉，倒入到湿法混合制粒机中，调整搅拌和切割参数，开机，边剪切边缓缓加入上配好黏合剂溶液，加完黏合剂，再继续混合切割5～10min，出湿颗粒，用托盘接收铺平，置于烘箱内，80℃干燥10h，整粒，得颗粒。

2.4 压片制粒

配制黏合剂溶液，称取3.5gHPMC，缓缓加入不断搅拌着的80℃100mL热水中，等HPMC分散均匀后停止搅拌，待用；称取300g姜黄素加入到湿法混合制粒机中，调整搅拌和切割参数，开机，边剪切边缓缓加入黏合剂溶液中，加完黏合剂，5～10min，然后将湿颗粒置于烘箱内，80℃干燥10h，将干燥所得颗粒加入0.5%的硬脂酸镁，混合混均匀，调整压片参数，开机，将干燥的颗粒加入到压片机的加料斗内，压片、整粒后得到颗粒。

3 结果与讨论

4种方法制得的颗粒先分别按《中国药典》（2015版）干燥失重测定法进行水分测定，要求颗粒水分均小于5%。将颗粒水分小于5%的颗粒先用20目筛网进行过筛，未能过20目筛的粗颗粒加入到整粒机中进行整粒，直到全过20目。对全过20目的颗粒混合均匀，分别观察颗粒的形状，通过按压和强力振摇检测颗粒的易碎性，使用休止角测量仪测定颗粒的休止角，检测和计算颗粒堆密度和过100目筛细粉占比重的百分率，结果见表1和表2。

从表1可看出，颗粒形状方面，除高剪切制粒方法得到的颗粒较圆外，其他3种方法制备的颗粒形状以不定形为主。硬度方面，高剪切颗制粒得到的颗粒硬度不大，其他3种方法制备的颗粒较硬，而且硬度与制备过程中使用的压力有关。干压制粒和压片制粒得到的颗粒细粉占比大于35%，主要是由于通过干压制粒和压片制粒得到的颗粒硬度较大和大颗粒较多，通过整粒机整粒时，产生较多细粉；同时颗粒通过整粒机整粒后得到的一些小颗粒易松散成细粉，加大细粉的占比，在运输过程中颗粒易分层。挤出制粒细粉较少，不超过5%，在制备软材时如果水量加入较高，制得颗粒不致密，堆密度较低；反之，颗粒致密，堆密度较高，颗粒硬度大，不易松散；高剪切制粒时，若加入黏合剂溶液的量不足，制得颗粒经干燥后易松散；若加入黏合剂溶液量过多，过湿不成粒；制备过程中离心力的作用，颗粒比较致密，由于黏合剂溶液配制浓度大于5%时，溶液较稠，流动性差，所以在制粒时，黏合剂用量有限的原因，颗粒硬度适中，制得颗粒细粉占比为18%左右。

表2 颗粒堆密度和休止角

从表2可以看出，高剪切制粒所得颗粒较圆，细粉适中，其休止角为43°，颗粒流动性较好，适合工业生产所需流动性要求。干压制得颗粒休止角为45°左右，颗粒流动性合格。挤出制粒和压片制粒制得颗粒休止角大于45°，流动性较差。从堆密度来分析，压片制粒得到的颗粒堆密度最大，高剪切制得颗粒堆密度较小。

4 结论

姜黄素作为一种色味具备的调味品、天然的色素和具有广泛生理功能性的活性物质，在食品、保健品、调味品应用中具有悠久的历史，但是水溶性差、性质不稳定和生物利用率低，一直都是限制其开发利用的难题。目前，姜黄素终端产品除了直接使用粉剂外，一般是以胶囊与片剂形式应用。原料姜黄素粉末通过显微观察可看出其为针状结构，此种针头性状的物料弹性形变较大，可压性差，粉体流动性差，同时姜黄素本身水溶性差，堆密度较小（0.30 g/mL），终端生产商很难直接将其应用于压片或灌胶囊。姜黄素以一种怎样的形态或利用何种载体改善其自身的缺憾，一直是临床医生及科研人员研究的主要课题，姜黄素具有非常大的市场潜力等待人们去发掘。本文通过不同的制粒方法来改变其流动性和堆密度的研究发现，当要求堆密度大，流动性好，利于灌胶囊的颗粒时，采用干压制粒方法得到的颗粒较合适。而用高剪切制粒方法得到的颗粒流动性好、硬度适中，较适合于压片的应用。当只要求高堆密度时，考虑采用挤出制粒或压片制粒的制备方法更适合。