李紅鑫,吳菲,吳婧楠,孫常勝,薛婉瑩,李思潼,馬宏瑞,蔡程科*,王洪飛*(. 北京中醫(yī)藥大學(xué)中藥學(xué)院,北京 0488;. 北京量子高科制藥科技有限公司,北京 000)
紅景天主產(chǎn)于西藏、青海等高寒地區(qū),為景天科植物大花紅景天Rhodiola crenulata(Hook. f.et Thoms.)H. ohba 的干燥根和根莖[1]。紅景天具有較高的藥用價(jià)值,《本草綱目》中就有“紅景天,本經(jīng)上品,祛邪惡氣,補(bǔ)諸不足,已知補(bǔ)益藥中所罕見(jiàn)”的記載[2]。中醫(yī)學(xué)認(rèn)為其味甘、苦,性平,歸肺、心經(jīng),具有益氣活血、通脈平喘之功?,F(xiàn)代藥理研究表明,其主要有效成分紅景天苷、酪醇具有抗疲勞,保護(hù)心血管系統(tǒng)、中樞神經(jīng)系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)以及抗腫瘤等作用[3-5],故保健品中常添加紅景天提取物用于補(bǔ)充體力[6]、提高缺氧耐受力[7]等。目前,市場(chǎng)上存在200 余種紅景天提取物的產(chǎn)品,但傳統(tǒng)劑型諸如口服液存在攜帶不便,膠囊、片劑需要用水送服等,影響了人們長(zhǎng)期使用的依從性,而采用冷凍干燥法制備的口腔崩解片具有疏松多孔的骨架結(jié)構(gòu),可在口腔中快速崩散,無(wú)需水送服,服用方便,口感佳,穩(wěn)定性好,攜帶方便,更適宜于多年齡段的人群在各場(chǎng)景服用,滿足其日常保健的需求,符合制劑“三小、三效、五方便”原則。因此本研究擬采用Qsorb?冷凍干燥技術(shù)制備紅景天提取物口崩片,并采用星點(diǎn)設(shè)計(jì)-效應(yīng)面法對(duì)處方條件進(jìn)行優(yōu)化,為中藥提取物的后續(xù)劑型開(kāi)發(fā)提供參考。
紅景天藥材(批號(hào):20010401,青海量子高科生物工程有限公司,規(guī)格:1 kg/袋);普魯蘭多糖(批號(hào):7E1412,日本林原株式會(huì)社);明膠(批號(hào):20160125,甘肅阿敏生物清真明膠有限公司);殼聚糖(批號(hào):A22J12X138337,上海源葉生物科技有限公司);羥丙基甲基纖維素(批號(hào):0108176,日本信越化學(xué)工業(yè)株式會(huì)所);甘露醇(批號(hào):301712086,山東天利藥業(yè)有限公司);β-環(huán)糊精(批號(hào):20181205,山東濱州智源生物科技有限公司);甘氨酸(批號(hào):10207312,阿法埃莎);黃原膠(批號(hào):160201,湖北葛店人福藥用輔料責(zé)任公司);三氯蔗糖(批號(hào):Z115011708,山東中怡三氯蔗糖制造有限公司);γ-環(huán)糊精(德國(guó)瓦克);海藻酸鈉(阿拉?。患儍羲ㄍ薰嬘眉儍羲?。
PA6-GF30 高剪切混合乳化機(jī)(上海威宇機(jī)電制造有限公司);SHB-Ⅲ循環(huán)水式多用真空泵(鞏義市英峪華科儀器廠);GLZ-0.4 m3真空冷凍干燥機(jī)(北京速原真空技術(shù)有限公司)。
按處方稱取紅景天提取物浸膏(紅景天細(xì)粉用8倍量95%乙醇浸提3次,每次24 h,合并醇提液,減壓回收乙醇至含水量25%),固定紅景天提取物50 mg/片,添加相應(yīng)輔料,置于剪切杯中,加水定容至40 g,攪拌均勻,3000 r·min-1,剪切5 min,轉(zhuǎn)移至脫氣瓶?jī)?nèi),磁力攪拌抽真空至無(wú)氣泡。按照400 mg/片的量將藥液分裝于泡罩中,-60℃冰箱預(yù)凍5 min 后進(jìn)行冷凍干燥。凍干曲線:-32℃進(jìn)箱,升至-30℃,維持1 h;-30℃升至-15℃,維持2.5 h,-15℃升至-5℃,維持1 h;-5℃升至25℃,維持1 h,升溫速率為1℃·min-1,壓升合格出箱,分裝,即得。
由5 名實(shí)驗(yàn)人員分別通過(guò)預(yù)設(shè)的綜合評(píng)分表對(duì)口崩片的飽滿度、光潔度、顏色均勻度、融片程度、成形性和崩解時(shí)間進(jìn)行等級(jí)評(píng)價(jià)并打分,評(píng)分規(guī)則見(jiàn)表1,共計(jì)6 個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo),每個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)5 分,滿分30 分??诒榔|(zhì)量越好,綜合評(píng)分越高。
表1 紅景天口崩片綜合評(píng)價(jià)Tab 1 Comprehensive evaluation of oral disintegrating tablets of rhodiola extract
2.3.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 根據(jù)課題組前期單因素實(shí)驗(yàn),應(yīng)用Design Experts 10 軟件,以影響口崩片綜合質(zhì)量的黏合劑(普魯蘭多糖,8~40 mg/片)、骨架劑(甘露醇,8~40 mg/片)、助懸劑(黃原膠,0.08~0.72 mg/片)的用量為因素,進(jìn)行三因素五水平的星點(diǎn)設(shè)計(jì),并以綜合評(píng)分(Y)為評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行響應(yīng)面分析,對(duì)處方進(jìn)行優(yōu)化,如表2、3 所示。
表2 因素水平表Tab 2 Factor and level
表3 星點(diǎn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果Tab 3 Experimental results of CCD
2.3.2 模型擬合 應(yīng)用Design Experts 10 軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合,模擬回歸系數(shù)的顯著性檢驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4。以Y為評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)黏合劑濃度(X1)、骨架劑濃度(X2)、助懸劑濃度(X3)進(jìn)行擬合,得到綜合評(píng)分(Y)的二項(xiàng)式擬合方程為:Y=16.518 75 +0.383 20X1+0.583 36X2+14.570 24X3+0.022 097X1X2- 0.138 11X1X3+0.138 11X2X3- 0.023 770X12- 0.027 676X22-15.479 63X32(r=0.9120,P=0.0003)。從相關(guān)系數(shù)r可知,采用二項(xiàng)式方程擬合本研究的效果良好,且該模型具有顯著性,可在一定程度上正確反映Y與X1、X2、X3之間的關(guān)系。表4 結(jié)果表明X1和X2對(duì)Y的影響顯著(P<0.05)。綜合以上,說(shuō)明該模型選擇合理,可用二項(xiàng)式回歸方程對(duì)紅景天提取物口崩片的處方進(jìn)行預(yù)測(cè)與分析。
表4 方差分析結(jié)果Tab 4 Analysis of variance
2.3.3 處方的優(yōu)化與預(yù)測(cè) 根據(jù)以上結(jié)果分析,固定其中一個(gè)因素為中值,根據(jù)Design Expert 軟件擬合的等高線圖及三維效應(yīng)面圖如圖1 ~3 所示。最優(yōu)工藝條件為:黏合劑普魯蘭多糖用量為14.88 mg/片,骨架劑甘露醇用量為17.69 mg/片,助懸劑黃原膠用量為0.48 mg/片。
圖1 普魯蘭多糖(X1)和甘露醇(X2)用量交互作用對(duì)綜合評(píng)分影響Fig 1 Effect of interaction of pullulan polysaccharide dosage(X1)and mannitol(X2)on the comprehensive score
圖2 普魯蘭多糖(X1)和黃原膠(X3)用量交互作用對(duì)綜合評(píng)分影響Fig 2 Effect of interaction of pullulan polysaccharide dosage(X1)and xanthan gum(X3)on the comprehensive score
圖3 甘露醇(X2)和黃原膠(X3)用量交互作用對(duì)綜合評(píng)分影響Fig 3 Effect of interaction of mannitol dosage(X2)and xanthan gum(X3)on the comprehensive score
2.3.4 工藝驗(yàn)證 根據(jù)以上結(jié)果,按照最優(yōu)處方制備3 批樣品,見(jiàn)圖4,進(jìn)行綜合評(píng)分。所得3批口崩片片形飽滿,顏色均勻,表面光潔、無(wú)裂紋、無(wú)裂邊,無(wú)融片現(xiàn)象,置于水中能夠快速崩解,測(cè)得其平均崩解時(shí)限為2.69 s。平均實(shí)際綜合評(píng)分為27.3 分,與預(yù)測(cè)值28.047 分的誤差為2.66%,證明處方可行。
圖4 工藝優(yōu)化后的紅景天提取物口崩片F(xiàn)ig 4 Oral disintegrating tablets of rodiola extract after the optimization
本實(shí)驗(yàn)以質(zhì)量綜合評(píng)分為指標(biāo),采用單因素實(shí)驗(yàn)和星點(diǎn)設(shè)計(jì)-響應(yīng)面法對(duì)紅景天提取物口崩片進(jìn)行工藝優(yōu)化。優(yōu)化后的處方為:紅景天提取物50 mg/片,普魯蘭多糖14.88 mg/片,甘露醇17.69 mg/片,黃原膠0.48 mg/片。所得紅景天提取物口崩片片形飽滿、顏色均勻、表面光潔、無(wú)融片現(xiàn)象、崩解迅速,說(shuō)明處方組成合理,工藝穩(wěn)定。
紅景天提取物口崩片主要用于提高缺氧耐受力[8-10]和抗疲勞[11-12],可在一定程度上減輕高原反應(yīng)癥狀。作為一款保健食品,紅景天提取物口崩片無(wú)須用水,置于口腔中遇唾液即可快速崩解,極大地提高了使用的便利性。
實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),以普魯蘭多糖24 mg/片,甘露醇分別為24、40、8 mg/片為處方制備的3 種口崩片質(zhì)量相差很大,后兩者片形較差,不易崩解。推測(cè)口崩片的片形與普魯蘭多糖和甘露醇的配比有關(guān),在普魯蘭多糖用量均為24 mg/片的情況下,普魯蘭多糖與甘露醇的配比為1∶0.3(24 mg∶8 mg)時(shí),由于黏合劑用量高而骨架劑用量較低,導(dǎo)致口崩片空隙減小、質(zhì)地緊實(shí)且不易凍干,底部的融化使得外部水分難以進(jìn)入口崩片內(nèi)部,造成崩解時(shí)間延長(zhǎng);普魯蘭多糖與甘露醇的配比為1∶1.7(24 mg∶40 mg)時(shí),由于骨架劑用量增大,使得口崩片的結(jié)構(gòu)緊密、孔隙不夠疏松,進(jìn)而影響了崩解時(shí)間。而當(dāng)普魯蘭多糖與甘露醇的配比為1∶1(24 mg∶24 mg)時(shí),骨架劑與黏合劑的用量適宜,口崩片質(zhì)量較高[13]。后期可專門(mén)針對(duì)基質(zhì)中骨架劑和黏合劑的配比進(jìn)行專門(mén)的考察實(shí)驗(yàn),探尋其中規(guī)律,提高基質(zhì)配方的普適性,為其他品類(lèi)的凍干型口崩片的處方設(shè)計(jì)提供參考。