一种有助于缓解干眼症固体饮料的研究开发
2023-09-05尹融昕李桦军于雅静余汪平
◎ 尹融昕,游 燕,李桦军,罗 玉,于雅静,余汪平
(1.云南省药物研究所,云南 昆明 650111;2.云南白药集团创新研发中心,云南 昆明 650111;3.云南省中药和民族药新药创制企业重点实验室,云南 昆明 650111)
角结膜干燥症,又称干眼症,是生活中比较常见的一类眼表疾病,影响人们的视觉,降低生活质量[1]。引发干眼症的因素大不相同,如上班族长期使用电子用品、近视者长期佩戴隐形眼镜、受过眼部损伤和做过眼部手术等[2-4]。全球干眼症发病率为13%~33%,我国发病率为21%~30%,其中糖尿病患者患干眼症的概率远高于正常人,一般发病率为47%~64%[5-7]。
眼部护理功能食品开发中主要添加的天然成分有叶黄素、胡萝卜素、玉米黄质以及药食同源原料,如枸杞子、菊花[8-10],部分产品添加具有抗氧化作用的天然提取物,如沙棘、越橘等[11-12]。药智网查询结果显示,有319 条具有缓解视疲劳功能的保健食品的注册信息,主要由植物提取物、保健食品原料、维生素等组成,如越橘提取物、蓝莓提取物、葡萄籽提取物、枸杞子、菊花、决明子、叶黄素、β-胡萝卜素、维生素A、牛磺酸和鱼油等。
根据中医药材功能和辨证施治原则,干眼症固体饮料主要功效为养阴生津、滋补肝肾,以解决干眼问题[13-15]。治疗干眼症的药物可划归为补阴药类,此类药物药性甘、寒,归肝、肾经[16-17]。按中医理论组方,通过调节阴虚、肝肾不足的体质,达到缓解视疲劳和干眼症、润养与保护眼睛的作用,适用于长时间使用电子产品的人群[18-19]。本产品配方为覆盆子、枸杞子、决明子、菊花、石斛、茯苓、山药和玫瑰花,此方由古方石斛夜光丸化裁而来,配方中药均为药食同源药材,安全有效[20-21]。根据石斛夜光丸各组分的功效作用,化裁本方组方及用量,详见表1[22]。人们对美好生活的需要日益增长,对眼健康的关注度也在加速增长,研发针对干眼症的功能食品意义重大,产品具有较广阔的市场前景[23]。
表1 方解及各药味归经功能、用量表
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
覆盆子,亳州市肥猫药业有限公司;枸杞子、决明子、山药、石斛(干)、茯苓、菊花和玫瑰花,云南白药集团中药资源有限公司;赤藓糖醇,保龄宝生物股份有限公司;罗汉果甜苷、甜菊糖苷,诸城市浩天药业有限公司;维生素C,浙江一诺生物科技有限公司;果粉(百香果果粉、猕猴桃果粉、芒果果粉、菠萝果粉、葡萄果粉、草莓果粉、蓝莓果粉和蔓越莓果粉),拓丰粉体技术(昆山)有限公司;纯化水。
1.2 仪器与设备
JJ1000 双杰电子称,常熟市双杰测试仪器厂;药材提取锅,潮汕市湖安区金石镇钢龙五金制品厂;JY-009-C 低速大容量多管离心机,上海安亭科学仪器厂;JY-027-C 旋转蒸发仪,上海爱郎仪器有限公司;JY-008-B 真空干燥箱,上海一恒科学仪器有限公司;JY-048-C 电磁炉,中山市真捷电器有限公司;MB-FD30H 电饭煲,广东美的生活电器制造有限公司;JY-006-B 电热鼓风干燥箱,上海一恒科学仪器有限公司;电DM-300S 子密度计,厦门市弗布斯检测设备有限公司。
1.3 实验方法
1.3.1 提取方法的优化和提取液固含量测定
(1)不同提取条件对药材提取率的影响。使用控制变量法探究不同提取时间、提取次数、液料比对提取率的影响,选取提取时间为1 h、2 h、3 h、4 h 和5 h,液料比(v∶m)选取4 倍、6 倍、8 倍、10 倍、12 倍5 个梯度,提取次数为1 次、2 次、3 次,分别考察不同条件下配方药材的提取率,得到最佳提取方法。
(2)干眼症提取液固含量的测定。在1.3.1(1)的最佳提取条件下,采用煎煮法提取,按照基础配方的10 倍量称取原料,将原料置于容器中,加入原料总重8 倍的纯化水浸泡20 ~30 min,加盖放电磁炉上加热煎煮,沸腾后计时2 h,重复以上操作,二次操作煮沸1 h,合并滤液。将滤液浓缩至比重为1.20 g·g-1,加入95%乙醇,醇沉时长>8 h,离心、除醇,将滤液浓缩至比重为1.20 g·g-1,得到干眼症提取液。使用干燥法计算干燥物固含量,取平行测定的算数平均值为测定结果,两次平行测定结果的绝对值差不大于0.30%。
1.3.2 口感优化
(1)甜味剂、提取物使用量、矫味剂的选择。选取赤藓糖醇、罗汉果糖苷、甜菊糖苷、木糖醇、三氯蔗糖以及复配甜味剂(赤藓糖醇、罗汉果糖苷、甜菊糖苷)作为本产品的甜味剂,产品单个包装净含量为6 g,以白砂糖为100%甜度,按照各原料的甜度添加赤藓糖醇3 g、罗汉果甜苷0.02 g、甜菊糖苷0.02 g、木糖醇2 g、三氯蔗糖0.01 g 和复配甜味剂(赤藓糖醇1.28 g、罗汉果甜苷0.01 g、甜菊糖苷0.01 g),200 mL 温水冲泡,考虑到甜度及口感1 ~10 分盲评打分。优化药方提取物使用量,分别称取0.5 g、1.0 g、1.5 g 和2.0 g 的提取物,配制样品,200 mL 温水冲泡,对口感1 ~10 分评分。提取物具有明显的中药味,为改善口味,用水果粉作为矫味剂调整口感,在最优甜味剂的基础上,称取百香果果粉、猕猴桃果粉、芒果果粉、菠萝果粉、葡萄果粉、草莓果粉、蓝莓果粉和蔓越莓果粉各3.5 g,制成小样,200 mL 温水冲泡,志愿者对口感1 ~10 分评分。评分标准见表2。
表2 有助于缓解干眼症固体饮料口感及甜度评价表
(2)冲泡方式的选择。在单因素优化完成后,优化最优配方冲泡方式,分别取50 mL、100 mL、200 mL、300 mL 和400 mL 温水冲泡,对口感评分。
1.3.3 药效实验
通过人体试吃测试干眼症食品的药效。从本单位各部门成员中选取自愿试吃者作为志愿者,共93 例。筛选项目为佩戴隐形眼镜时长或已行角膜屈光手术时长;每天平均用眼药次数及时间;晚上睡眠质量情况;鼻子、嘴巴、喉咙、皮肤和生殖器等部位是否觉得干燥;在抽烟环境、油烟环境、空气污染环境、粉尘环境、空调环境和暖气下眼睛是否敏感;是否长期服用抗过敏药、利尿药、降压药、安眠药、精神病类用药、避孕药和更年期治疗用药。
入组90 例干眼症受试者,男性41 人,女性49 人,平均年龄34.8 岁,随机分成实验组低剂量组(30 人)、实验组高剂量组(30 人)、阳性对照组(30 人),实验组为干眼症食品,对照组为仁和蓝莓叶黄素压片糖果。低剂量组受试者一次1 袋,一天1 次,热水冲泡,服用14 d;高剂量组受试者一次2 袋,一天1 次,热水冲泡,服用14 d;阳性对照组受试者一次2 片,一天1 次,咀嚼或含服,服用14 d。对眼部症状、全身症状、中医症状进行功效评价。
2 结果与分析
2.1 提取方法的优化和提取液固含量测定
随着提取时间、提取次数、液料比的增加,提取率逐渐增加。在不考虑生产成本、能源损耗的情况下,提取次数越多、液料比越大、提取时间越久,提取效果越好。根据实际生产需要,对比不同条件下的提取率,最大提取率偏差小于1%。考虑到减少工艺复杂程度和减少能源、物料损耗等实际生产成本,综合3 项参数,维持提取率18%~20%,工艺条件确定为提取次数为2次,总提取时间为3 h,提取液料比为8倍,结果见图1。
图1 不同提取时间、提取次数、液料比对提取率的影响图
2.2 口感的优化
2.2.1 甜味剂、提取物使用量、矫味剂的选择。
由图2(a)可知,中药材配方提取物在较低添加量时,口感较好。随着提取物添加量的增加,超过1.0 g/袋时,口感评分呈快速降低趋势,提取物添加量的增加会使其在产品配方体系中占比越来越大,在冲泡过程中会出现提取物口感遮蔽其他原料口味的现象,导致整体口感层次感降低。因此,选取1.0 g作为最佳提取物添加量。
图2 不同配比提取物比例、甜味剂、矫味剂的优化图
由图2(b)可知,在甜味剂的实验中,三氯蔗糖甜度最高,其次是复配甜味剂,木糖醇排第3。在口感评分中,最佳甜味剂为复配甜味剂,其次为三氯蔗糖。复配甜味剂和三氯蔗糖甜度高,口味更接近白砂糖,因此口感和甜度的评分更高。在实验中木糖醇和赤藓糖醇的甜度低导致酸甜失调,因此口感和甜度评分不高,赤藓糖醇和木糖醇甜度分别为蔗糖的60%~80%、90%~110%,在6 g/袋的产品中,中药提取物味道过于浓郁,赤藓糖醇和木糖醇不能遮蔽提取物带入的味道,且整体用量约是其他代糖的200 倍,用量过大,影响其他成分的添加。甜菊糖苷和罗汉果糖苷天然风味较大,有后苦味和特殊腥味等异味,不被接受,导致评分较低。综合口感和甜度评分,最终选取复配甜味剂作为最佳甜味剂。
由图2(c)可知,在添加果粉调整口味的实验中,芒果果粉、菠萝果粉评价较差,这2 种果粉在本实验条件下冲泡后出现浑浊的现象,口感的层次感不明显,可能是果粉制备工艺与其他果粉差异较大。百香果、猕猴桃、葡萄、蓝莓、草莓和蔓越莓果粉,整体口感相差不大,果味浓郁,冲泡后液体澄清,均可作为本产品的调味剂使用。考虑到本产品的适应人群和其工作场景,选定百香果果粉作为矫味剂,能缓解眼干、眼涩,风味独特,口感刺激,香气突出,有提神醒脑功效。
2.2.2 不同冲泡方式对口感的影响
由图3 可知,随着冲泡体积的增大,产品口感评分先增加后降低,200 mL 达到最佳。低冲泡体积的产品浓度较大,百香果果粉在低溶剂条件下酸度呈几何倍数增加,消费者很难接受。冲泡体积超过200 mL 后,体系增大,酸度降低,甜味、果汁风味同步降低,冲泡后口感寡淡。综合实验数据,冲泡体积选取200 mL。
图3 不同冲泡方式对口感的影响图
2.3 药效实验结果
2.3.1 人体试吃实验统计学分析
通过人体试吃实验,对志愿者眼部症状、全身症状、中医症状进行打分评价,运用统计学方法进行分析。
(1)全身症状改善情况分析结果。表3 显示全身症状改善情况组内对照中,高剂量组显著改善了全身症状;表4 显示组间改善情况对比无差异,但与对照组和低剂量组相比,高剂量组对全身症状具有一定的改善作用。
表4 全身症状改善情况组间对照表
(2)眼部症状改善情况分析结果。表5 显示眼部症状改善情况组内对照中,3 个组均对眼部症状具有显著改善效果;表6 显示组间改善情况对比均无显著差异,但与对照组和低剂量组相比,高剂量组对眼部症状具有一定的改善作用。
表5 眼部症状改善情况组内对照表
表6 眼部症状改善情况组间对照表
(3)中医症状改善情况分析结果。表7 显示中医症状改善情况组内对照中,3 个组均对中医症状具有显著改善效果;表8 显示组间改善情况对比均无显著差异,但与低剂量组相比,高剂量组对中医症状具有一定的改善作用。
表7 中医症状改善情况组内对照表
表8 中医症状改善情况组间对照表
2.3.2 志愿者对产品功效的评价
由表9 可知,受试者对干眼症食品的功效评价整体有效率为40%,低剂量比高剂量效果较好。对照组缓解干眼症有疗效的反馈例数为6 例;低剂量组对缓解干眼症有疗效的反馈例数为14 例;高剂量组对缓解干眼症有疗效的反馈例数为10 例。
表9 本产品功效评价表
3 结论与讨论
综上所述,全身症状、眼部症状、中医症状组内对照3 个组均具有显著改善效果,组间改善情况对比均无显著差异,但与低剂量组相比,高剂量组具有一定的改善作用。40%的志愿者受试结果显示本产品对干眼症具有较好的缓解作用。
人体试吃实验中受试者对干眼症食品的功效评价整体有效率为40%,本品的药食同源提取物使用量为1 g,提取率约为18%,服用量未满足整体人群的需求,存在人体差异,导致功效评价整体上有效率为40%。其他研究[24-25]表明中药制剂对干眼症有较好的治疗作用;魏界城[26]的研究表明使用滋阴补肾汤治疗干眼症,可有效改善患者的临床状态,口服组的有效率为54.84%;马芬俞等[27]的研究表明滋阴补肾方可有效治疗干眼症;赵卫娜[28]研究表明玻璃酸钠滴眼液辅以加味沙参麦冬汤治疗干眼症,治疗有效率为89.06%;罗丹等[29]在采用人工泪液治疗的基础上,根据情况施以养阴清肺汤、丹栀逍遥散、杞菊地黄丸和生脉散合杞菊地黄丸等中药制剂治疗干眼症,有效率为71.43%,远高于仅用人工泪液组;武丹蕾等[30]以滋阴养血法治疗血虚型干眼症,有效率达89.4%。虽然本研究的有效率仅为40%,但考虑到其为食品干预,需要兼顾口感,该有效率可接受。在本研究中,低剂量相对于高剂量效果较好,可能因为计量梯度差较大,未能有效体现有效剂量,其次因为本品的口味为百香果味,酸味较高,高剂量组服用浓度较大,受试者难以接受,从而影响整体评价。此外,考虑到该产品为普通食品,需要按工厂实际情况落地,不需要精细的数据,故该实验没有进行正交实验或响应面实验。
随着社会的发展,干眼症已经成为困扰人们生活的重要不良因素。本品对古方石斛夜光丸进行创新性改良,使用其中的药食同源药材重新组方,可调节阴虚、肝肾不足的体质,具有缓解视疲劳和干眼症、润养和保护眼睛的作用,适用于长时间接触电子产品的人群,属于中医药的创新性使用。