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罗汉果咀嚼片制备工艺的优化及抑菌活性研究

2020-03-23何怡刘翰飞林冰岳静周英张俊连

食品研究与开发 2020年5期
关键词:浸膏罗汉果甘露醇

何怡,刘翰飞,林冰,岳静,周英,张俊连

(1.贵州大学酿酒与食品工程学院,贵州贵阳550025;2.贵州中医药大学,贵州贵阳550025;3.贵州德江易盛农业科技发展有限公司,贵州铜仁554300)

罗汉果(Siraitia grosvenorii)为葫芦科多年生草质藤本植物罗汉果的干燥成熟果实,为中国特有的药食同源植物,中医上认为其具有清热润肺,利咽开音,滑肠通便等效用[1]。罗汉果主要分布于两广、贵州、江西、湖南等地区[2]。罗汉果含有大量的黄酮类,酚酸和萜类以及碳水化合物,蛋白质,氨基酸和维生素成分[3-5]。除在中国药典中公布的药用特性外,国内外研究人员还研究了罗汉果及其提取物的其他作用,如活性氧(reactive oxygen species,ROS)清除,抗炎和抗癌活性,抗疲劳,免疫调节,以及血脂代谢的调节以及血脂代谢的调节血糖代谢的改善[6-15]。罗汉果苷V 是一种葫芦烷三萜皂苷,是罗汉果的主要生物活性成分[16]。咀嚼片是一种实用且方便有效的片剂形式。经嚼碎后,药片的表面积增大,可促进药物在人体内的代谢吸收。制成咀嚼片可使一些难崩解的药物加速崩解,提高药物的疗效[17]。

本研究以罗汉果浸膏为主药,添加适当的辅料,研制出口感爽口、食用方便的罗汉果咀嚼片,并建立了罗汉果皂苷V 的含量测定方法,对其抑菌活性进行了研究,为罗汉果等药食同源药物的开发和利用提供了依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

罗汉果由贵州德江易盛农业科技发展有限公司提供,经贵阳中医药大学魏升华教授鉴定为罗汉果[Siraitia grosvenorii(Swingle)C Jeffrey ex A.M.Lu et Z.Y.Zhang]的干燥果实;罗汉果皂苷V 标准品:四川维克奇生物科技有限公司,纯度≥98 %;淀粉、微晶纤维素钠、甘露醇、无水柠檬酸、硬脂酸镁:河南亚统食品原料有限公司;蒸馏水;甲醇、乙腈为色谱纯:Fisher 公司;水:娃哈哈纯净水;金黄色葡萄球菌(BNCC 186335);铜绿假单胞杆菌(CMCC 10104);枯草芽孢杆菌(CMCC 63501);移液枪及配套枪头:大龙;营养肉汤、营养琼脂:上海博微生物科技有限公司;MH 琼脂培养基、MH肉汤培养基、沙氏葡萄糖琼脂培养基:杭州百思生物技术公司;抗生素药敏纸片:杭州微生物试剂有限公司。

RE-52CS 旋转蒸发仪:上海亚荣生化仪器厂;药检筛:上虞市瑞志仪器厂;DGG-8501A 型电热恒温干燥箱:上海齐欣科学仪器有限公司;5T 油压式压片机:鹤壁市鑫利煤质仪器有限公司;FA2004 型电子天平:上海象平仪器仪表有限公司;HH-4 数显恒温水浴锅:上海浦东物理光学仪器厂;KH-500DE 型超声波清洗器:昆山禾创超声仪器有限公司;PTF-DR 全自动脆碎度测定仪:德国Pharma-test 公司;1260 型自动进样高效液相色谱仪:美国安捷伦公司;HWS-150 恒温恒湿培养箱:北京科伟永兴仪器有限公司;SW-CJ-1FD 超净工作台:苏州净化设备有限公司;ZWYR-2102C 恒温培养振荡器:上海智诚分析仪器制造有限公司;30KBS 高压灭菌锅:上海中安医疗器械厂;WH-2 微型涡旋混合仪:上海沪西分析仪器厂有限公司。

1.2 工艺流程

罗汉果→干燥(30 min)→粉碎→水浴提取→抽滤→浓缩→罗汉果浸膏(+辅料)→混合干燥(60 ℃,30 min)→研磨→过筛(200 目)→(+硬脂酸镁)→压片

1.3 操作要点

1.3.1 罗汉果浸膏的制备

称取罗汉果粉末10 g,置于500 mL 烧杯中,加入100 mL 蒸馏水,置于70 ℃恒温水浴锅上加热提取120 min,过滤得滤液,减压旋干得浸膏,称量得浸膏总质量为4.881 g,得膏率为48.81%。

1.3.2 混合干燥

罗汉果浸膏易吸水,加入辅料后需干燥,置于60 ℃烘箱中,干燥30 min,然后再研磨过筛。

1.3.4 压片

加硬脂酸镁作为润滑剂,控制压片压力在5 kN。

1.4 罗汉果咀嚼片配方的研究

本研究以罗汉果浸膏为主药,选用淀粉、微晶纤维素、甘露醇、柠檬酸、硬脂酸镁等辅料,进行罗汉果咀嚼片的制备。因罗汉果浸膏、柠檬酸、甘露醇的添加量对咀嚼片口感的影响较大,进行单因素、正交试验,以得到其最佳制备配方。淀粉和微晶纤维素的添加量则根据罗汉果浸膏、柠檬酸、甘露醇的添加量而调整比例。

1.4.1 单因素试验

1.4.1.1 罗汉果浸膏的考察

罗汉果浸膏的比例会对整个咀嚼片的风味影响较大。因此,针对罗汉果浸膏添加量的单因素试验,设计25%、20%、15%、10%、5%罗汉果浸膏添加量进行单因素考察。

1.4.1.2 柠檬酸的考察

采用甘露醇、淀粉、柠檬酸、微晶纤维素钠等辅料,考虑到柠檬酸对口味影响较大,因此设计0.1%、0.3%、0.5%、0.7%、0.9%柠檬酸含量进行单因素试验。

1.4.1.3 甘露醇的考察

罗汉果虽具有它特有的味道,甘露醇可以增加其清爽的口感,因此设计甘露醇含量5%、10%、15%、20%、25%进行单因素试验。

1.4.2 正交试验

在单因素试验的基础上,选取考察因素为罗汉果浸膏、柠檬酸、甘露醇,每个因素3 个水平。设计正交试验表,表1 为因素水平。

表1 正交试验因素水平表Table 1 Factors and levels in the orthogonal array design for optimizing theformulation

1.5 质量控制与评价

根据《中国药典》2015 版对于咀嚼片的质量标准检测方法,对罗汉果咀嚼片的片重差异、脆碎度、微生物指标、感官评价,罗汉果皂苷V 含量等指标进行检测。

1.6 感官评价

根据片剂感官评分,包括外观(20 分)、风味(40分)、质地(20 分)、口感(20 分),将每一项目分为 3 个等级进行打分。每一项目的等级以及分值都进行合理设计,得出感官评分标准设计表,见表8[18]。评分满分为100 分,由10 人组成评鉴小组,以感官评价法进行评分,以平均分计算。

表2 罗汉果感官评分标准设计表Table 2 Sensory evaluation standards of mogroside chewing tablets

1.7 罗汉果咀嚼片中罗汉果皂苷V 的含量测定

1.7.1 色谱条件

色谱柱:Agilent 色谱柱(250 mm×4.6 mm,5 μm);流动相:乙腈 ∶水=21 ∶79 体积比;检测波长:203 nm;流速:1 mL/min;进样量:8 μL;柱温:30 ℃。

1.7.2 标准品溶液

精密称取10 mg 罗汉果皂苷V 标准品,置25 mL容量瓶中,加入适量流动相,振摇溶解,并定容至刻度,摇匀,即得浓度为0.4 mg/mL 标准品溶液。

1.7.3 供试品溶液

按照“1.2”项下制备得罗汉果咀嚼片,研磨成粉末,精密称取0.5 g 置于10 mL 容量瓶中,加入适量流动相,超声(150 W,40 kHz)15 min,定容至刻度,摇匀并用0.45 μm 微孔滤膜滤过,备用。

1.7.4 系统适用性试验

对照品溶液和供试品溶液,按“1.7.1”项下色谱条件进样色谱分析,测得罗汉果皂苷V 对照品、供试品峰面积,计算其理论塔板数(n)。

1.7.5 线性关系的考察

按照“1.7.2”项下,配制浓度为0.08、0.12、0.16、0.2、0.24 mg/mL 罗汉果皂苷 V 标准品溶液,按“1.7.1”项下的色谱条件进行高效液相色谱(high performance liquid chromatography,HPLC)测定记录峰面积。以罗汉果皂苷 V 浓度为横坐标(x),峰面积为纵坐标(y),绘制标准曲线。

1.7.6 精密性试验

罗汉果皂苷V 对照品溶液,按“1.7.1”项下连续重复进样6 次,测定罗汉果皂苷V 的色谱峰面积,计算相对标准偏差(relative standard deviation,RSD)。

1.7.7 重复性试验

精密称取0.5 g 同一批罗汉果咀嚼片粉末共6 份,按“1.7.3”项下方法制备供试品溶液,在“1.7.1”项下方法测定罗汉果皂苷V 的色谱峰面积,计算RSD。

1.7.8 稳定性试验

取同一供试品溶液,按“1.7.1”项下方法2 h 进样一次,共6 次,测定罗汉果皂苷V 色谱峰面积。计算RSD。

1.7.9 加标回收试验

精密称取已知含量的罗汉果咀嚼片粉末6 份,按“1.7.3”项下方法制备供试品溶液,分别加入适量罗汉果皂苷V 对照品,稀释后按“1.7.1”项下方法测定峰面积,计算加样回收率。

1.7.10 罗汉果皂苷V 含量测定

分别称取三批咀嚼片各0.5 g 按照“1.7.3”项下方法制备供试品溶液,按“1.7.1”项下的色谱条件测定,记录峰面积,计算罗汉果皂苷V 的含量。

1.8 抑菌活性研究

1.8.1 菌悬液的制备

将供试菌株分别接种于营养琼脂平板上,置37 ℃恒温恒湿培养箱培养18 h~24 h 活化,待用。使用时,挑取琼脂平板上形态相同的菌落,在恒温培养振荡器中摇动24 h。取100 μL 菌悬液逐倍稀释后涂布到平板上,培养后统计菌落数,按照稀释的倍数与接种量计算含菌量(平板菌落计数法)。使用时,将菌悬液的浓度调为1×107CFU/mL,放4 ℃冰箱备用。

1.8.2 供试液的制备

称取50 mg 罗汉果咀嚼片粉末置于10 mL 塑料EP 管中,加入5 mL 水溶解,灭菌备用。

1.8.3 滤纸片法测定抗菌活性

向培养皿中倒入琼脂培养基,凝固后加入100 μL菌液(浓度调整为1×107CFU/mL),均匀涂布。将浸有供试液、链霉素(阳性对照)或水的滤纸片(直径6 mm)置于涂菌平板上,平行3 次,静置5 min。培养皿置于37 ℃恒温恒湿培养箱培养24 h 后,用游标卡尺测量抑菌圈大小。

抑菌圈直径(mm)=测量值(mm)-滤纸片直径(mm)

2 结果与分析

2.1 罗汉果咀嚼片配方单因素试验结果

2.1.1 罗汉果浸膏的考察

以感官评分为指标考察罗汉果浸膏的影响,结果如图1。

图1 罗汉果浸膏添加量对罗汉果咀嚼片感官评价的影响Fig.1 Effect of amount of mogroside extract on sensory quality of mogroside chewable tablets

由图1 可知,咀嚼片中罗汉果浸膏添加量为15%时感官评分最高,故选择罗汉果浸膏15%的添加量制备咀嚼片。

2.1.2 柠檬酸考察

以感官评分为指标考察柠檬酸的影响,结果如图2。

图2 柠檬酸添加量对罗汉果咀嚼片感官评价的影响Fig.2 Effects of amount of citric acid on sensory quality of mogroside chewing tablets

由图2 可知,咀嚼片中柠檬酸添加量为0.5%时感官评分最高,故选择柠檬酸0.5%的添加量制备咀嚼片。

2.1.3 甘露醇的考察

以感官评分为指标考察甘露醇的影响,结果如图3。

图3 甘露醇添加量对罗汉果咀嚼片感官评价的影响Fig.3 Effects of amount of mannitol on sensory quality of mogroside chewing tablets

由图3 可知,甘露醇添加量为20%时感官评分最高,故选择甘露醇20%的添加量制备咀嚼片。

2.2 正交试验结果

以感官评价为指标,正交试验结果如表3。

表3 正交试验结果Table 3 Results of orthogonal test

由表3 的极差R 可以说明,对罗汉果咀嚼片影响的主次关系为罗汉果浸膏>甘露醇>柠檬酸,其最佳组合是A2B2C2,即罗汉果浸膏为15%,柠檬酸为0.5%,甘露醇为20%。

2.3 质量控制与评价结果

2.3.1 外观性状

罗汉果咀嚼片表面色泽均匀、无异物、无任何杂斑。

2.3.2 片重差异

测得罗汉果咀嚼片平均片重为0.258 6 g,片重范围在 0.250 4 g~0.271 6 g,片重差异范围-3.31%~4.81%,符合中国药典规定。

2.3.3 脆碎度

所有咀嚼片均未检出断裂、龟裂及粉碎的片剂,且咀嚼片减失质量为0.005 4 g,为0.83%,符合中国药典规定。

2.3.4 微生物指标

咀嚼片中的细菌总数≤750 CFU/g;大肠菌群≤30 MPN/100 g;霉菌≤25 CFU/g;酵母菌≤25 CFU/g;致病菌(沙门氏菌、志贺氏菌、金黄色葡萄球菌),不得检出。

2.3.5 感官评价结果

感官评定为10 人小组评定结果见表4。

从表4 感官评价结果可以看出,15%浸膏、33 %淀粉、25 %微晶纤维素、20 %甘露醇、0.5 %柠檬酸、1.5%硬脂酸镁为最佳配方。

表4 感官评价结果Table 4 Results sensory evaluation

2.4 罗汉果咀嚼片中罗汉果皂苷V的含量测定结果

2.4.1 系统适用性试验

经HPLC 测定罗汉果皂苷V 对照品、供试品图谱如图4。

图4 罗汉果皂苷V 的HPLC 图Fig.4 HPLC chromatograms of mogroside V standard

按“1.7.1”项下色谱条件分析,得罗汉果皂苷V 对照品、供试品色谱图,计算得两者理论塔板数均大于17 000。在该色谱条件下,样品的分离较好。

2.4.2 线性关系的考察

以罗汉果皂苷V 浓度为横坐标(x),峰面积为纵坐标(y),绘制标准曲线,计算得回归方程y=1 916.5x-5.96,R2=0.999 2,结果表明,罗汉果皂苷V 的含量在0.08 mg/mL~0.24 mg/mL 的范围内具有良好的线性关系。

2.4.3 精密性试验

罗汉果皂苷V 对照品溶液,按“1.7.1”项下连续重复进样6 次,测定罗汉果皂苷V 的色谱峰面积,计算RSD 为0.80%,表明仪器的精密度良好。

2.4.4 重复性试验

精密称取0.5 g 同一批粉末共6 份,按“1.7.2”项下方法制备供试品溶液,在“1.7.1”项下方法测定罗汉果皂苷V 的色谱峰面积,计算RSD 为0.82%,表明该方法重现性良好。

2.4.5 稳定性试验

取同一供试品溶液,按“1.7.1”项下色谱方法2 h进样一次,共6 次,测定罗汉果皂苷V 色谱峰面积,计算RSD 为0.54%,表明供试品溶液在24 h 内稳定性良好。

2.4.6 加标回收试验

精密称取已知含量的罗汉果咀嚼片粉末6 份,按“1.7.2”项下方法制备供试品溶液,分别加入适量罗汉果皂苷V 对照品,稀释后按“1.7.1”项下方法测定峰面积,计算加样回收率,结果见表5。

表5 罗汉果皂苷V 的加标回收试验Table 5 Additive recovery test of mogroside V sample

由表5 可知,罗汉果皂苷V 的平均加样回收率为100.412 %,6 份样品加样回收率均在95 %~105 %之间,且RSD<5%,说明方法的准确度良好。

2.4.7 样品含量测定结果

根据3 批样品色谱峰面积,通过线性方程计算出其含量如表6。

表6 3 个批次罗汉果咀嚼片中的罗汉果皂苷V 含量Table 6 Results of determination of mogroside V content in three batches of mogroside chewing tablets

结果表明,罗汉果咀嚼片中罗汉果皂苷V 含量为3.744 mg/g。

2.5 抑菌活性研究结果

通过罗汉果咀嚼片对金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌、铜绿假单胞杆菌的抑菌活性试验,测量其抑菌圈直径,结果如表7 所示。

表7 罗汉果咀嚼片抑菌圈直径Table 7 Diameter of inhibition zone of mogroside chewable tablets

由表7 可知,罗汉果咀嚼片对革兰氏阳性菌敏感,对金黄色葡萄球菌抑菌效果最好,对枯草芽孢杆菌次之,对铜绿假单包杆菌则无抑菌作用。因此,罗汉果咀嚼片具有一定的抑菌活性。

3 结论

本研究以罗汉果浸膏为主药,选用适当的辅料,完成罗汉果咀嚼片的制备。进行单因素、正交试验,得到其最佳制备配方为:浸膏15%、淀粉33%、微晶纤维素25 %、甘露醇20 %、柠檬酸 0.5 %、硬脂酸镁1.5 %。按该配方制成的咀嚼片表面光滑,色泽均匀,具有罗汉果特有的香味且酸甜爽口。经HPLC 测定,咀嚼片中罗汉果皂苷V 含量为3.744 mg/g。抑菌结果表明,罗汉果咀嚼片对革兰氏阳性菌具有一定的敏感性,其中对金黄色葡萄球菌效果最好,对铜绿假单孢杆菌则无抑菌活性。本品配方合理,各项指标均符合药典要求,含片质量稳定,工艺可行,为罗汉果的开发提供了理论依据。

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