维生素A、D软胶囊稳定性影响因素

梁秋元，严飞，张小丽，张海波

安琪纽特股份有限公司（宜昌 443000）

维生素是人体代谢过程中必不可缺的有机化合物，它是维持人体健康所必需的物质。这种物质在人体内不能合成或合成量太少，其所需量很少，但必须通过食物供给所得[1]。维生素A、D软胶囊是一款补充脂溶性维生素的保健食品，其配方组成较为简单，由维生素A油、维生素D3油、玉米油等配料组成。它用于预防和治疗维生素A及D的缺乏症，如佝偻病、夜盲症及小儿手足抽搐症。

维生素A的化学性质活泼，据相关文献报道，光、氧、热及微量金属元素均会使维生素A含量下降。Failloux等[2]指出光反应过程中，氧气可以加速维生素A的光催化降解，氧气存在时视黄醇降解速率比无氧时增加一倍，反应类型和反应机理也不同。很多研究都是在光或光敏剂与氧共同作用下进行，故称为光氧化反应。由于产物在此条件下会进一步反应，因此光氧化产物非常复杂。Zygoura等[3]推测在短期的试验过程中氧气可能不是造成维生素A结构变化和保留率下降的主要原因。也有研究指出没有紫外光时，氧气不能单独破坏维生素A[4]。氧气主要通过与光或光敏剂、过氧化物共同作用而使维生素A结构变化导致保留率下降。维生素A常常和一些微量金属元素一起作为营养补充剂添加于食品或保健品中，Rutkowski等[5]对比不同金属元素对维生素A保留率的影响发现Fe、Cu、Al使维生素A保留率损失最快，其中三价铁比其他价态的铁影响小。近年来研究者提出很多方法“阻遏”它的降解。其中，常用的方法有乳化法、包埋法和添加抗氧化剂法等。Loveday等[6]对乳化剂和乳化方法、包埋材料和包埋法进行详细介绍。维生素A稳定性与乳液类型有关，其中O/W/O型乳液优于W/O型乳液优于O/W型乳液。用于包埋维生素A的材料主要有固体脂质、磷脂、β-环糊精等，它们分别与维生素A制成固体脂质纳米粒、磷脂微囊、脂双螺旋模型，能增加其稳定性。

国内外对于维生素D稳定性的讨论和研究，近年来也逐渐增多，但相对争议也较大，一般认为其稳定性较好，但对光、热、酸碱pH也比较敏感[7]。Renken等[8]研究指出，维生素D在光照作用下降解程度比其他条件更高。氧气是导致维生素D发生降解的又一主导因素。Banville等[9]在研究中表明，成品奶酪中维生素D含量受氧气影响较大，在有氧存在的条件下维生素D损失率明显增加。

维生素A通过一般加工烹调不容易被破坏，但容易被高温、空气氧化、紫外线所破坏，故其制剂产品需避光、密封、低温保存[10]。维生素D在中性及碱性溶液中亦能耐高温和氧化，但光和酸可促进其异构化，从而导致其被破坏[11]。维生素A、D软胶囊作为纯油类软胶囊体系，其稳定性则可通过维生素A、D含量及纯油体系质量指标来综合评价。根据保健食品备案管理办法，其内容物的酸价和过氧化值均可作为评估其纯油体系稳定性的理化指标（酸价≤3.0 mg KOH/g，过氧化值≤0.25 g/100 g）。试验主要探究维生素A、D软胶囊配方、工艺及包材3个方面对其稳定性的影响，并找出关键影响因素为该产品后续的生产工艺及质量控制提供理论参考。

1 材料和方法

1.1 仪器与试剂

PL203电子天平（梅特勒-托利多仪器上海有限公司）；TFHJG-1250L-Q化胶罐（温州天富机械有限公司）；TFPLG-800L-Q配料罐（温州天富机械有限公司）；770SR压丸机（韩国CHANGSUNG公司）；YGJ-Ⅱ滚笼干燥机（鑫航成尚杰廊坊科技发展有限公司）；PU-25C高速理瓶机（广州珐玛珈智能设备股份有限公司）；DPH320H智能高速辊板铝塑泡罩包装机（浙江希望机械有限公司）；XW8400智能往复式双轨枕包机（浙江希望机械有限公司）；CS-002Y医药快速水分测定仪（深圳冠亚水分仪科技有限公司）；CSH-1000SD-CM稳定性实验箱（重庆创测科技有限公司）；RE-2000A旋转蒸发仪（上海亚荣生化仪器厂）；C1450-230V微型高速离心机（莱普特科学仪器有限公司）；PL-GPC-50液相色谱仪（美国Waters公司），KQ-250DE数控超声波清洗器（昆山市超声仪器有限公司）；Extend-C18色谱柱（安捷伦科技中国有限公司）。

甘油（丰益油脂上海科技有限公司）；明胶（罗塞洛明胶有限公司）；纯化水（安琪纽特股份有限公司）；维生素A油（100万 IU/g，浙江新和成股份有限公司）；维生素D3油（100万 IU/g，浙江新和成股份有限公司）；玉米油（山东三星玉米产业科技有限公司）；抗坏血酸棕榈酸酯（浙江天新药业有限公司）；迷迭香提取物（纳图瑞克斯商贸有限公司）；冰乙酸、三氯甲烷、碘化钾、硫代硫酸钠、石油醚、异丙醇、乙醚、甲基叔丁基醚（天津致远化学试剂有限公司）；无水硫酸钠、重铬酸钾、酚酞、百里香酚酞、碱性蓝6B（天津富宇精细化工有限公司）。

1.2 试验方法

1.2.1 抗氧化剂配方试验

因内容物的氧化酸败直接反映为过氧化值的升高，从而影响到软胶囊的稳定性，故考虑加入不同的抗氧化剂来考察其对稳定性的影响。共设计4种配方，具体方案如表1所示。

表1 维生素A、D软胶囊产品内容物抗氧化剂试验配方单位：g

试验配方组合分别为空白组、抗坏血酸棕榈酸酯组、迷迭香提取物组和复合抗氧化剂（抗坏血酸棕榈酸酯+迷迭香提取物）组。根据试验配方，安排车间中试。采用普通的明胶、甘油、水为原料的透明胶皮，胶皮中明胶、甘油、纯化水比例按照1∶0.38∶1添加。经过内容物的配制、溶胶、压丸、定型、干燥、选丸、内包装的工艺步骤，成为最终的产品形式。其中干燥过程需保证胶皮水分低于10%才可收丸，内包装形式采用硬板铝塑泡罩。

将4种配方的产品做好标识，置于药品稳定性实验箱，以加速试验（温度37±2 ℃，相对湿度RH 75%±5%）条件下考察内容物的稳定性。分别测试其内容物第0，第1，第2和第3个月的维生素A、D的含量、酸价和过氧化值，评估抗氧化剂试验配方对其稳定性的影响。

1.2.2 胶皮水分试验

选择配方1的维生素A、D软胶囊，取不同干燥时间的半成品，装HDPE瓶考察不同时间、不同胶皮水分对稳定性的影响，不同干燥时间的胶皮水分情况如表2所示。

表2 维生素A、D软胶囊不同干燥时间胶皮水分情况

取4种不同干燥时间的产品做好标识，置于药品稳定性实验箱，以加速试验（温度37±2 ℃，相对湿度RH 75%±5%）条件下考察内容物的稳定性。分别测试其内容物第0，第1，第2和第3个月的维生素A、D的含量、酸价和过氧化值，评估不同试验组的胶皮水分对其内容物稳定性的影响。

1.2.3 包材形式试验

将配方1的维生素A、D软胶囊选用3种不同的包装形式进行内包，包装材料的选择及包材形式见表3，将内包完毕的样品置于药品稳定性实验箱，在加速试验（温度37±2 ℃，相对湿度RH 75%±5%）条件下考察内容物的稳定性。评估3种包装方式对内容物稳定性的影响。

2 结果与分析

2.1 抗氧化剂对维生素A、D软胶囊稳定性的影响

从表4中维生素A、D含量变化情况可得，4个配方的维生素A、D软胶囊在3个月加速稳定性试验过程中，其维生素A和维生素D的含量分别在每粒172.8～300 μg及4.8～10 μg的质量标准之内。维生素A的降解在存在抗氧化剂的状态下更慢，而维生素D的降解速率则不受抗氧化剂的影响。

由图1可得，在维生素A、D软胶囊的纯油体系中，2种抗氧化剂配方较无抗氧化剂配方均表现出很好的抗氧化作用，且加入抗氧化剂的3种配方的加速试验结果均满足过氧化值的规定标准。但从抗氧化剂复合配方的数据来看，并未显示出其预期的协同作用。

图1 维生素A、D软胶囊不同抗氧化剂对其内容物过氧化值的影响

从图2可得，不同的抗氧化剂组在加速考察期间的酸价值在0.1～0.25 mg KOH/g，均满足酸价≤3.0 mg KOH/g的标准，且2种抗氧化剂的组合并无协同作用。但由表5显示，迷迭香提取物组、抗坏血酸棕榈酸酯+迷迭香提取物组与空白组相比均存在显著性差异，说明迷迭香提取物作为抗氧化剂对于该产品酸价存在显著影响，不过在加速期内酸价变化值均在合格范围内，并未影响产品质量。

图2 维生素A、D软胶囊不同抗氧化剂对其内容物酸价的影响

表5 维生素A、D软胶囊不同抗氧化剂对其内容物酸价的t检验结果

2.2 胶皮水分对维生素A、D软胶囊稳定性的影响

从表6中维生素A、D含量变化情况可得，4个不同阶段的胶皮水分下的维生素A、D软胶囊在3个月加速稳定性试验过程中，其维生素A和维生素D的含量分别在每粒172.8～300 μg及每粒4.8～10 μg的质量标准之内。维生素A的降解在胶皮水分低于11.10%的状态下更慢，而维生素D的降解速率则不受胶皮水分的影响。

表6 维生素A、D软胶囊不同胶皮水分下维生素A、D含量的变化情况

从图3的结果可得，转笼干燥起始阶段的维生素A、D软胶囊胶皮水分最大，其产品的过氧化值在加速期间也呈正相关增长趋势，而转笼干燥结束后托盘干燥20 h的维生素A、D软胶囊的水分最低，其过氧化值减小并趋于稳定。说明胶皮水分的增加会使该产品的稳定性下降，若将胶皮水分控制在10%以下的水平，并采用HDPE瓶装，则能够很好地保证产品的稳定性。

图3 不同胶皮水分对维生素A、D软胶囊过氧化值的影响

从图4可得不同胶皮水分的维生素A、D软胶囊在加速试验过程中酸价均在0.10～0.14 mg KOH/g范围间，波动范围小且远低于酸价指标的临界值。表7中胶皮水分9.80%与39.90%组间存在显著性差异，说明胶皮水分在9.80%以下时产品酸价较39.90%的胶皮水分更趋于稳定。

图4 不同胶皮水分对维生素A、D软胶囊酸价的影响

表7 维生素A、D软胶囊不同胶皮水分对其内容物酸价的t检验结果

2.3 包装方式对维生素A、D软胶囊稳定性的影响

从表8中维生素A、D含量变化情况可得，3种不同包装方式下的维生素A、D软胶囊在3个月加速稳定性试验过程中，其维生素A和维生素D的含量分别在每粒172.8～300 μg及4.8～10 μg的质量标准之内。不论是维生素A还是维生素D，在加速过程中的降解速率均不受包装方式的影响。

表8 维生素A、D软胶囊不同包装方式下维生素A、D含量的变化情况

从图5可得，包装B对内容物的影响最大，而包装A和包装C都能够很好地防止氧化，即使是无抗氧化剂的存在，这2类包装都能防止产品在加速试验过程中过氧化物的超标。

图5 不同包装方式对维生素A、D软胶囊过氧化值的影响

从图6和表9可得，不同包装方式对该产品的酸价均无显著性影响，包装B会使酸价升高，但3种不同包装的产品在货架期内酸价远低于3.0 mg KOH/g，满足酸价的要求。

图6 不同包装方式对维生素A、D软胶囊酸价的影响

表9 维生素A、D软胶囊不同包装方式对其内容物酸价的t检验结果

2.4 影响因素分析

综合3种影响因素，并评估维生素A、D含量及内容物酸价、过氧化值的指标，可以得出影响维生素A、D软胶囊稳定性因素为胶皮水分和包装方式，而抗氧化剂的加入能降低该产品的过氧化值，但加入与否并未导致该产品过氧化值超标，因此抗氧化剂的加入并不是主要的影响因素。

胶皮水分和不同的包装方式都会对内容物的稳定性造成较大的影响，两者间到底存在什么样的关系，造成该产品内容物的不稳定因素究竟是什么？

通过试验设计，选取配方1不同包装方式的维生素A、D软胶囊，放于加速条件下（温度37±2 ℃，相对湿度RH 75%±5%）进行考察，分别选取第0，1，2和3个月的产品进行胶皮水分的测定。每种包装方式选取20粒进行测定并取算数平均值作为水分的数据。

图7为不同包装方式的维生素A、D软胶囊在加速过程中的水分变化情况。包装B的产品在加速试验过程中，胶皮水分显著增加，而包装A和包装C产品的胶皮水分并未增加。由包材形式试验结果可得，包装B为导致该产品内容物过氧化值超标的包装，因此，可以得出包装的形式是通过影响胶皮水分影响产品稳定性。

图7 不同包装方式对维生素A、D软胶囊胶皮水分的影响

胶皮水分究竟是通过什么方式影响内容物过氧化值，这个原因尚不清楚。周小刚等[12]对鳕鱼甘油软胶囊进行同样的研究，发现初始胶皮水分对软胶囊过氧化值具有很大影响。李涛等[13]认为胶皮水分的增加会促使脂肪的水解，使游离脂肪酸增加，加快酸价的升高和脂肪的水解。还有研究者认为胶皮的水分和内容物的水分会进行相互迁移，但是没有显示有力证据。胶皮水分对过氧化值的影响仍需进一步研究。

3 结论

维生素A、D软胶囊作为一款脂溶性维生素软胶囊补剂，影响其生产过程中的稳定性的因素有很多。通过研究抗氧化剂的配方、胶皮水分、包材3种因素与内容物稳定性指标的关系。

结果表明：抗氧化剂配方可以延缓内容物过氧化值在货架期的上升，但对酸价无影响，且抗氧化剂效果依次排序为抗坏血酸棕榈酸酯＞复合抗氧化剂＞迷迭香提取物＞无抗氧化剂。产品的包装效果，瓶装、硬板铝箔泡罩加铝箔袋封装均优于硬板铝箔泡罩，所以尽量避免采用单独泡罩的方式进行该产品的包装。胶皮的水分是影响该产品稳定性的关键因素，通过试验可得，该产品在货架期内胶皮水分应控制在11.10%以下，但考虑到不同包装及暂存形式的差异，对于该值的控制范围在实际生产中应更低。