长白山黑木耳多糖冲剂的制备工艺研究

2024-02-21林花王欣宇王霞张玉姣叶强宋洪花车成来

中国林副特产 2024年1期

林花,王欣宇,王霞,张玉姣,叶强,宋洪花,车成来

(延边朝鲜族自治州农业科学院,吉林延吉 133000)

木耳具有益气强身、补气血、润肺止血、镇痛、通便等功效,是我国名贵的食药真菌。木耳具有较高的药用价值,自古有“益气补饥,润肺补脑,轻身强志,和气养颜”的功效,尤其是预防新冠肺炎病毒的侵害,具有清肺益气、抗凝血[1]、抗血栓[2]、提高机体免疫力[3]、滋润强壮、预防心脑血管疾病、降血脂等功效。目前国内木耳市场潜力巨大,而作为主产地之一的吉林省除了产量大,品质也属上乘[4],但其产品多以粗加工为主,精深加工相对滞后,所以精深加工能创造出巨大社会效益[5-7]。黑木耳的子实体分布范围广,人工栽培技术成熟,产量高,与其他食用菌相比,由于其胶质含量高,对提取和制备黑木耳多糖有较大影响[8]。

1 材料与试剂

RRH-500A型万能高速粉碎机;LQ-C 3003电子天平;101-1型电热鼓风干燥箱;LGJ-200干法制粒机;淀粉、糊精、乳糖、预胶化淀粉由安徽山河药用辅料有限公司提供。

2 实验方法

2.1 剂型选择依据

比较冲剂和口服液的制备工艺,冲剂的制备比口服液的制备工艺简单,而口服液的制作工艺繁琐,对澄明度要求较高,由于含药成分的极性差异较大,在制成口服液时,本品的澄明度较差,故选用冲剂的剂型。这款产品制作颗粒的过程简单,便于携带,也更容易服用,并且通过初步的稳定性测试,具有很好的稳定性。

2.2 黑木耳多糖性质

2.2.1 性状。根据观察,干浸膏粉的木耳多糖呈淡棕黄色粉末。

2.2.2 溶化性。按《中国药典》2020版制剂通则颗粒项下溶化要求,将10 g干浸膏粉放入干燥的烧杯中,加入200 mL热水,搅拌5 min,立即观察,看是否混匀,即成。经实验证明,干浸膏粉末在5 min内即可完全溶化,从而显示出干浸膏粉末在本产品的萃取物中具有良好的溶解性。

表1 溶化性程度比较

2.2.3 吸湿性。据文献考证,中药粉末状原料在贮存时易吸湿,导致称量和混合困难,并对制剂质量和稳定性造成一定影响,出现潮解、结块、变现能力下降等现象,目前中药粉末状原料在贮存过程中容易出现吸湿现象。所以要达到防潮的目的,找到合适的储藏和车间环境条件,就需要考察它的吸湿性。取干浸膏粉3份,每份2 g精称量,放入2 mm左右厚、内部装有KC1过饱和溶液rH=75%烘干器的干燥恒重称量瓶底部,将称量瓶打开,放置12 h、25 ℃恒温后取出,称量后计算吸湿率。

表2 吸湿率的测定

2.2.4 流动性。一般用休止角大小来衡量关系到颗粒表面特性的干性浸膏粉的流动性,颗粒越不规则、表面越粗糙、休止角越大,当α值等于45°时,粉体有松散感,休止角越小、流动性越好,粉体的流动性就会变得更小、更好;α≤40°在生产过程中能够满足对机动性能的要求。测定方法:采用固定漏斗法测休止角,将三个漏斗串联后固定在水平放置的坐标纸上,漏斗下口距坐标纸的距离为h,将三份干膏粉沿漏斗壁分别倒入最上方的漏斗中,直至其下方形成的干膏粉的锥尖与最下方的漏斗口接触后,再将锥底直径(2r)和锥高(h)量出,使其与漏斗底部直径(2r使漏斗纸底径(2r)使漏斗纸下口与漏斗纸休止角形成α=h/r休止角。参考颗粒的成型工艺,测定干浸膏粉的流动性。从结果来看,干粉的休止角在45°左右,说明干粉的流动性一般,为了提高干粉的流动性,干粉需要添加一些辅助品。

表3 休止角的测定

2.2.5 稳定性。按2020版《中国药典》规定,对制剂前的影响因素进行检验,对提取干浸膏粉的影响因素进行研究,观察材料外观性质的变化,对比试验前后的差异,以供今后制剂研究时参考。

2.2.5.1 高温试验:称取3份干浸膏粉,放在密封干净的容器里,放置10 d,60 ℃,0、5、10 d观察。几种膏状粉末状与0 d相比有明显变化,则在40 ℃下用同样的方法进行测试。若无明显变化,40 ℃测试将不再进行。

2.2.5.2 高湿试验:将干浸膏粉放在恒湿设备里,平行3份,放置10 d,在湿度为90%,75%,0、5、10 d时取样观察。

2.2.5.3 强光照射试验:称取3份干浸膏粉,放置于光照强度为(4 500±500)lx的照明盒内10 d,在0、5、10 d时取样观察。

表4 外观性质变化比较

2.3 制剂方法

2.3.1 制粒方法选择。目前比较常见的中药制粒生产工艺有两种:湿法制粒和干法制粒。湿法制粒是在机械力的作用下将干浸膏粉和辅料混合,然后慢慢地加入湿润剂或者粘合剂,充分搅拌后,干燥制得的湿性颗粒的方法。它的优点是制造出来的颗粒具有更好的外观形状和更好的流动性以及更强的耐磨性。缺点是制粒过程中需要在安全要求较高的防爆车间使用润湿剂,同时湿法制粒所使用的辅料量也比较大。本品因用量所限,辅料的用量不宜过大,故在工艺上不宜选用湿法制粒。

干法制粒是将混合好的原辅料粉,经干法制粒机直接压缩、粉碎,加工而成的一种制粒生产工艺。其优点是无需添加润湿剂,无需对颗粒进行干燥等工序,只需反复多次就可以直接制作出颗粒,过程简单便捷。这种方法使用的辅料较少,各批次的颗粒质量也没有太大的差异,溶解性也基本一致。本品本身的用量就比较大,采用干法制粒的生产工艺,可以使辅料的用量减少一些。

综上,结合本方剂前的研究成果,在选用干法制粒生产工艺的同时,考虑了多种因素。

2.3.2 辅料种类的筛选。木耳多糖干粉容易吸潮,需添加降湿辅料。现将几种常见的干法制粒辅料过筛,考察其溶解性和吸湿性。在辅料的选择上,选用了几种常见的干法制粒辅料:乳糖、淀粉、糊精、预胶化淀粉、调匀后用主药调制成糊状备用。如黑木耳多糖最佳用量9 g/次,常用颗粒剂规格9～20 g选用药量与浸出物相结合的用量。选择常用剂量15 g,则辅料为6 g,即主药∶辅料=3∶2,取15 g左右的混合物,测定其吸湿性、溶解性。

表5 辅料的选择

从结果上看,几种辅料在溶化结果上差别并不大,而糊精和淀粉的吸湿性更大,所以不建议使用。效果最好的是乳糖,其次是预胶化淀粉,但实验中发现,乳糖和药粉混合时不容易混合均匀,卖相也不好,于是综合考虑,就选择了预胶化淀粉。

2.4 制剂成型工艺

2.4.1 干法制粒影响因素考察。考察干法制粒机轧轮的挤压压力、挤压速度、供料速度等生产工艺参数,考察指标为颗粒得率(20～80目)。

2.4.1.1 挤压压力:木耳多糖冲剂配方比(3∶2)制取挤压压力定为30、25、20、15、10、5 MPa,挤压速度为8 r/min,供料速度为10 r/min,检测指标为颗粒的得率,分析其与挤压压力的关系。从下图可以看到,颗粒的得率在5～20 MPa之间逐渐升高,而这个得率在20～30 MPa之间反而下降,这是由于生产过程中受到20～30 MPa的挤压压力而产生粘轮现象,从而导致的得率下降。实验证明,在15～25 MPa的挤压压力下,颗粒的得率比较好。

图1 挤压压力对颗粒得率的影响

2.4.1.2 挤压速度:各设定挤压速度为8、10、12、14、16、18 rpm,挤压压力为20 MPa,供料速度为10 rpm时考察颗粒的得率为指标,分析挤压压力、供料速度与挤压速度之间的关系。由下图可知,随着挤压速度的减慢,颗粒的得率逐渐增高,这是由于轧轮的挤压速度越慢,同一轧轮表面对物料的挤压时间就越长,受压粉体的时间就会增加,物料的粘结力就会变大,不能成型的颗粒结构就会造成其得率的下降。实验显示,在8～12 r/min的挤压速度下,颗粒的得率比较好。

图2 挤压速度对颗粒得率的影响

2.4.1.3 供料速度:以颗粒的得失率为考察指标,分别设定为10、12、14、16、18、20 r,挤压压力为20 MPa,挤压速度为8 r,分析与供料速度的关系,从下图可以看出颗粒的得失率在10～12 r之间缓慢升高。查阅文献得知,在供料速度加快的情况下,轧轮间的粉量相对较多,挤压后形成的条带变得紧实,因而颗粒的得率提高,但轧轮间受压的粉量随着供料速度的缓慢而逐渐降低,挤压后形成的条带较松散,降低了颗粒的得率。实验中还发现,在供料速度为20 r/min时,因供料过快,偶有物料在轧轮表面堆积而引起的制粒中断,需要暂停供料,才能继续试验。所以实验结果显示,在14～18 r/min的供料速度下,颗粒的得率比较好。

2.4.2 工艺参数优化。对干法制粒生产工艺影响较大的因素有挤压压力A(MPa)、挤压速度B(r/min)、供料速度C(r/min)三个,是根据实际生产工艺,结合材料的性质和设备的性能,并参考有关文献资料选用的。采用L9(3)4正交表,考核指标为颗粒得率,结果如下。

由结果可知,对颗粒得失率的影响顺序是A>B>C,即挤压压力>挤压速度>供料速度。从直观的分析来看,20 MPa的挤压压力、10 r的挤压速度、14 r的供料速度时的制粒工艺是最好的:A2B2C1。由方差分析结果可知:干法制粒生产工艺受C因素的作用没有统计学意义。所以实际制粒生产工艺最好的是:A2B2C1,即挤压压力为20 MPa,挤压速度为10 r/min,供料速度为14 r/min。