梁美婷,貝家欣,王可欣,楊亞軍,吳 鐵
(廣東醫(yī)科大學藥學院,廣東 湛江 524023)
果糖注射液是以結(jié)晶果糖為主要成分配制的一種可作為靜脈營養(yǎng)輸液,臨床用于燒創(chuàng)傷、術(shù)后及感染等胰島素抵抗狀態(tài)下或不適宜使用葡萄糖時需補充水分或能源的患者的補液,還可作為注射劑的稀釋劑。果糖注射液的代謝不依賴胰島素,進入血液后即使在無胰島素情況下也能迅速轉(zhuǎn)化為肝糖原,參與代謝,可有效降低血糖波動,適用于糖尿病患者。果糖與葡萄糖相比代謝快、供能迅速、更易被機體吸收利用,故果糖注射液起效快,作用迅速。果糖注射液還能用于產(chǎn)生應激性高血糖手術(shù)患者的術(shù)后恢復及各類嚴重創(chuàng)傷的外科手術(shù)[1-5]。果糖在高溫或酸性條件下可脫水生成5-羥甲基糠醛(5 -HMF)[6-8],其對眼睛、黏膜、皮膚均有刺激性,過量食用會引起中毒,造成動物橫紋肌麻痹和內(nèi)臟損害[9-10]。2015年版《中國藥典(二部)》規(guī)定果糖原料藥溶液(50 g /L)在 284 nm波長處吸光度不得超過 0.32[11]。原國家食品藥品監(jiān)督管理總局藥品標準制訂件[12](簡稱《標準訂制件》)規(guī)定5%果糖注射液在284 nm波長處吸光度不得超過0.25,以限定雜質(zhì)5-HMF的含量。目前,市售果糖注射液主要是由淀粉經(jīng)過酶解、分離、轉(zhuǎn)化、結(jié)晶得到的果糖(淀粉型結(jié)晶果糖)配制而來,其分離工序復雜、雜質(zhì)多、生產(chǎn)效率低、價格偏高[5]?,F(xiàn)研發(fā)出的非淀粉型結(jié)晶果糖是直接由蔗糖原料經(jīng)過非酶水解后,再通過分離提純、結(jié)晶等一系列工藝而得,具有雜質(zhì)少、穩(wěn)定性強、生產(chǎn)效率高、價格低廉等優(yōu)點。本試驗中以不同來源的結(jié)晶果糖為原料配制5%果糖注射液,按常規(guī)滅菌方法,設定3種不同的滅菌方案,比較國內(nèi)外不同廠家生產(chǎn)的果糖原料制成5%果糖注射液中5-HMF的含量水平和pH變化,探討用非淀粉型結(jié)晶果糖所配制的果糖注射液與淀粉型結(jié)晶果糖所配制的果糖注射液在pH和5-HMF的質(zhì)量控制方面的差異,為新型非淀粉型結(jié)晶果糖的開發(fā)與利用提供參考。
儀器:UY-2250型紫外分光光度計(江蘇島津儀器有限公司);數(shù)顯式pH計(上海三信儀表廠);LDZF-50KB型立式高溫高壓滅菌器 (上海申安醫(yī)療器械廠);WZZ-2S型數(shù)字式自動旋光儀(上海儀電物光學儀器有限公司);真空干燥器。
試藥:非淀粉型結(jié)晶果糖(廣東永青生物科技有限公司,批號分別為 1605201,16101801,17050801);格素姆結(jié)晶果糖(以色列,GALAM);Sigma果糖對照品(Sigma標準品,批號為 BCBT2460,質(zhì)量濃度為99%)、國產(chǎn)華旭結(jié)晶果糖原料藥(河北華旭藥業(yè)有限責任公司,批號為1610003);國產(chǎn)正大結(jié)晶果糖原料藥(江蘇正大豐海制藥有限公司,批號為H1607009);國產(chǎn)豐原結(jié)晶果糖原料藥(蚌埠豐原涂山制藥有限公司,批號為170219 -1)。
5%果糖注射液配制:先取果糖樣品及果糖對照品各50 g,于真空干燥箱內(nèi)70℃干燥4 h,密封后保存,再精密稱取干燥后的各廠家果糖原料20.0 g,置燒杯中,滅菌注射用水溶解,定容至400 mL,即得5%果糖注射液。
5%果糖注射液高壓滅菌方案:分別取上述5%果糖注射液100 mL,置潔凈玻璃瓶內(nèi),牛皮紙封口,置立式高溫高壓滅菌器中,分別在方案1(滅菌溫度 115℃滅菌時間30 min)、方案2(滅菌溫度120℃滅菌時間20 min)、方案3(滅菌溫度 120℃滅菌時間30 min)的滅菌條件下進行滅菌。
不同來源結(jié)晶果糖原料藥真空干燥后含量比較:根據(jù)2015年版《中國藥典(二部)》果糖原料含量測定指導準則測定果糖原料藥含量。取果糖樣品10 g,精密稱定,置燒杯中,加滅菌注射用水適量,后加0.2 mL氨試液,溶解后轉(zhuǎn)移至100 mL容量瓶中,定容,搖勻,靜置30 min后,在室溫25℃時用自動旋光儀依法測定旋光度(《中國藥典(二部》通則 0621),所得旋光度值與 1.124相乘,即得供試品中果糖的質(zhì)量(g),多次平行測定,取平均值[11]。
5%果糖注射液滅菌前后pH檢測:取高溫高壓滅菌前后的5%果糖注射液10 mL,加入飽和氯化鉀溶液0.03 mL,搖勻,采用數(shù)顯式pH計測定pH,多次平行測定,取其平均值[12]。
5%果糖注射液滅菌前后5-HMF紫外分光光度法檢測:取高溫高壓滅菌前后的5%果糖注射液,用移液管精密量取1 mL,定容至25 mL,即得質(zhì)量濃度為2 g/L的果糖溶液,取適量置石英比色皿中,用紫外分光光度計檢測于284 nm波長處的吸光度,多次平行測定,取平均值[12]。
永青非淀粉型結(jié)晶果糖與其他淀粉型結(jié)晶果糖含量比較見表1??梢姡堑矸坌徒Y(jié)晶果糖與淀粉型結(jié)晶果糖的含量差異不大,均接近99%。
表1 永青非淀粉型結(jié)晶果糖與不同來源結(jié)晶型果糖的含量(±s,%)
表1 永青非淀粉型結(jié)晶果糖與不同來源結(jié)晶型果糖的含量(±s,%)
來源豐原永青(批號為1605201)永青(批號為16101801)永青(批號為17050801)含量99.38 ± 0.921 98.70 ± 1.68 98.71 ± 0.134 100.05 ± 0.084
5%果糖注射液在3種不同條件高溫高壓滅菌前后pH及變化值(ΔpH)見表2??梢姡瑴缇?,除永青(批號為16101801)所配制的5%果糖注射液pH為3.0~5.5外,其余均不符合《標準制訂件》對5%果糖注射液pH的限定。但經(jīng)不同條件的高溫、高壓滅菌后,不同廠家來源果糖配制的5%果糖注射液pH均符合標準(3.0~5.5);永青生產(chǎn)的非淀粉型結(jié)晶果糖所配制的5%果糖注射液滅菌前后ΔpH均比其他廠家的淀粉型結(jié)晶果糖低。
表2 滅菌前后各廠家果糖原料配制的5%果糖注射液pH及變化值
5%果糖注射液在3種不同條件高溫高壓滅菌前后284 nm波長處的紫外吸光度及升幅結(jié)果見表3??梢姡跍缇?,各廠家果糖原料所配制的果糖注射液中5-HMF在284 nm波長處的吸光度均符合《標準制訂件》的限度要求 0.25。經(jīng) 115℃ 30 min滅菌后,各廠家果糖原料所配制的果糖注射液中5-HMF的含量仍符合標準,120℃ 30 min滅菌后,各果糖注射液中5-HMF含量均超出了標準,嘗試減少滅菌時間,經(jīng)過120℃20 min滅菌后,各廠家果糖原料所配置的果糖注射液中5-HMF含量仍符合標準,但華旭、正大、豐原、格素姆組的果糖注射液中5-HMF含量均接近最大限度0.25,永青各批次果糖所配制的5%果糖注射液稍低。經(jīng)過3種不同條件的高溫高壓滅菌,各廠家果糖原料配制的果糖注射液中5-HMF含量均呈倍數(shù)增長,當滅菌溫度超過120℃后均呈大幅增長趨勢。其中,永青非淀粉型結(jié)晶果糖原料所配制的5%果糖注射液的5-HMF增長倍數(shù)均比國內(nèi)外淀粉型結(jié)晶果糖所配制的5%果糖注射液低許多。
表3 各廠家果糖原料配制的5%果糖注射液滅菌前后284 nm波長處的紫外吸光度及其增長倍數(shù)
由表1可見,非淀粉型結(jié)晶果糖與淀粉型結(jié)晶果糖的含量無太大差異,表明非淀粉結(jié)晶果糖的生產(chǎn)工藝所生產(chǎn)的結(jié)晶果糖純度可達到結(jié)晶型果糖的高純度。由表2可見,各廠家果糖原料配制的果糖注射液經(jīng)不同條件的高溫高壓滅菌后pH都有不同程度下降,但永青生產(chǎn)的非淀粉型結(jié)晶果糖所配置的5%果糖注射液的pH均比其他廠家低,可能是由于該企業(yè)生產(chǎn)的非淀粉型結(jié)晶果糖用非酶法的工藝條件,使其結(jié)晶果糖受熱后降解產(chǎn)生的酸性產(chǎn)物比其他用酶發(fā)酵生產(chǎn)的結(jié)晶果糖更少。由表3可見,在滅菌方案1、滅菌方案2條件下,各廠家果糖原料配制的果糖注射液中5-HMF含量均符合標準,在滅菌方案3條件下,所有樣品中5-HMF含量均超過標準上限,但以永青生產(chǎn)的非淀粉型結(jié)晶果糖所配制的5%果糖注射液經(jīng)過3種不同條件的滅菌方法后其受熱降解產(chǎn)生的5-HMF的含量增長倍數(shù)始終低于華旭、正大、豐原及格素姆,這也可能是該企業(yè)用非酶法的工藝條件生產(chǎn)的結(jié)晶果糖受熱后化學穩(wěn)定性較淀粉型結(jié)晶果糖強,因此更不容易被高溫降解。
有報道稱,果糖在103℃以上即開始分解成5-HMF,與溫度、壓力成正相關(guān)遞增關(guān)系,溫度的變化比pH的變化對果糖分解的影響更大,若同時處于酸性條件則分解更迅速[13-16],此物可進一步分解為乙酰丙酸和甲酸或聚合有色物等,這是導致果糖注射液加熱變黃,產(chǎn)生混濁或細微絮狀物沉淀及pH下降的主要原因[17]。本研究發(fā)現(xiàn),永青非淀粉型結(jié)晶果糖的純度高,在3種滅菌條件下,永青非淀粉型結(jié)晶果糖所配的5%果糖注射液的ΔpH與5-HMF增長倍數(shù)均比國內(nèi)外其他廠家的淀粉型結(jié)晶果糖所配制5%果糖注射液低,而ΔpH上升大者5-HMF的升幅也相應較大,ΔpH下降幅度大者其5-HMF含量增長也大,故pH與5-HMF產(chǎn)生之間的聯(lián)系有待進一步深究。果糖的熱穩(wěn)定性不如葡萄糖,滅菌后,5-HMF含量增加幅度較大,在運輸、貯存過程中容易超標,穩(wěn)定性較差。臨床使用的5%果糖注射液均由淀粉型結(jié)晶果糖配制而來,本研究結(jié)果表明,永青非淀粉型結(jié)晶果糖所配制的5%果糖注射液的化學穩(wěn)定性或熱穩(wěn)定性比淀粉型結(jié)晶果糖更好,故采用非淀粉型結(jié)晶果糖配制5%果糖注射液在生產(chǎn)、貯存、運輸過程中可能較淀粉型結(jié)晶果糖更不易產(chǎn)生變化,性質(zhì)更穩(wěn)定,更有利于果糖注射液的質(zhì)量控制。