王銘，陳澤陽(yáng)，馮麗萍，高力虎

（江蘇聚源醫(yī)療技術(shù)有限公司，江蘇靖江 214500）

維生素C（Vitamin C）又稱抗壞血酸（Ascorbic Acid），是化妝品中常見(jiàn)的美白成分之一。作為一種常見(jiàn)的抗氧化劑，維生素C 可抑制黑色素的形成，發(fā)揮美白作用，在一定范圍內(nèi)，維生素C 的含量越高美白功效越佳[1-2]。

由于維生素C 分子結(jié)構(gòu)的特殊性，在水溶液中易被氧化降解，導(dǎo)致活性成分下降，從而逐漸喪失抗氧化活性，因此維生素C 衍生物被廣泛開發(fā)利用，如不飽和脂肪酸的維生素C 酯和2-O-α-D-葡萄糖基-L-抗壞血酸（AA2G），能更好地發(fā)揮維生素C的生理學(xué)功能[3-4]。近年來(lái)，冷凍干燥技術(shù)在化妝品行業(yè)的應(yīng)用逐漸廣泛，使得維生素C 類化妝品能維持高濃度活性物的同時(shí)進(jìn)一步提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性[5]。

相較于傳統(tǒng)凍干粉，凍干球美觀性更為突出，為更好地體現(xiàn)維生素C 凍干球的作用功效并改善其外觀，本次課題研究從維生素C、維生素C 乙基醚（Only VCE）、2-O-α-D-葡萄糖基-L-抗壞血酸（AA2G）、維生素C 磷酸酯鎂（MAP）中篩選最適合凍干的維生素C 活性成分；為了提高生產(chǎn)效率，節(jié)約能源，制備含水量低、復(fù)溶性更好的產(chǎn)品，對(duì)維生素C 凍干球的凍干工藝進(jìn)行優(yōu)化。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

維生素C（分析純、上海穎心實(shí)驗(yàn)室設(shè)備有限公司），維生素C 乙基醚（食品級(jí)、安徽中弘生物工程有限公司），維生素C 磷酸酯鎂（通用級(jí)、山東穗華生物科技有限公司），2-O-α-D-葡萄糖基-L-抗壞血酸（食品級(jí)、日本林原株式會(huì)社）。

LYO-0.5 型真空冷凍干燥機(jī)，上海東富龍科技股份有限公司；VOS-301SD 型真空干燥箱，東京理化器械株式會(huì)社；WKT-V2 型沃科烙volcano 卡式加熱爐水分測(cè)定系統(tǒng)，江蘇維科特儀器儀表有限公司；Agilent 1260 型高效液相檢測(cè)儀，安捷倫科技（中國(guó)）有限公司。。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 水分測(cè)定

采用卡爾費(fèi)休法（KF）測(cè)定水分，將稱重的干燥凍干球溶于甲醇中，用卡爾費(fèi)休液滴定至顏色由棕色變?yōu)辄S色?？捎呻娏饔?jì)代替目測(cè)終點(diǎn)，當(dāng)?shù)竭_(dá)滴定終點(diǎn)時(shí)，電流突然增加（永停滴定）。這種方法所用樣品量是質(zhì)量分析法樣品量的1/2～1/4。為了完全避免目測(cè)，可通過(guò)電解產(chǎn)生碘，然后用庫(kù)侖法計(jì)算水的含量。

1.2.2 含量測(cè)定

（1）樣品制備。采用30 mL 0.02 mol/L 磷酸二氫鉀溶液（pH 3.0）溶解凍干球30 mg，定容至50 mL并存放1 h，然后在12 000 r/min 下離心，最后用0.22 μm 孔徑的濾膜進(jìn)行過(guò)濾。

（2）檢測(cè)分析。色譜柱YMC-Triart C18，柱溫25 ℃，流動(dòng)相為0.02 mol/L 磷酸二氫鉀溶液（pH 3.0）和甲醇溶液，梯度洗脫，流速為1.0 mL/min，使用二極管陣列檢測(cè)器（DAD）檢測(cè)，檢測(cè)波長(zhǎng)為250 nm，外標(biāo)法定量[6]。

2 結(jié)果與分析

2.1 活性成分篩選

所選的維生素C 及維生素C 衍生物均有較好的功效，但經(jīng)過(guò)試凍發(fā)現(xiàn)，維生素C 磷酸酯鎂（MAP）凍干成型及外觀最佳，結(jié)果如表1。

表1 維生素C 及維生素C 衍生物試凍考察結(jié)果

2.2 冷凍干燥工藝優(yōu)化

現(xiàn)有產(chǎn)品凍干工藝為：預(yù)凍溫度-45 ℃，維持8 h，降溫至-55 ℃，抽真空，壓力設(shè)置30 Pa，保持2 h；升華干燥溫度為-20 ℃，設(shè)置升溫時(shí)間為12 h，保持20 h；解析干燥溫度為30 ℃，升溫時(shí)間為4 h，保持2 h。由于解析干燥階段用時(shí)較短，不做優(yōu)化，本次試驗(yàn)將對(duì)預(yù)凍溫度、預(yù)凍時(shí)間、升華干燥溫度、升華干燥時(shí)間4 個(gè)主要凍干工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，以外觀、水分、合格率為評(píng)價(jià)指標(biāo)，分別進(jìn)行單因素實(shí)驗(yàn)，篩選較優(yōu)試驗(yàn)結(jié)果。

2.2.1 預(yù)凍溫度考察

預(yù)凍溫度必須低于共晶點(diǎn)，才能保證凍干球徹底凍實(shí)，并形成有利于升華的結(jié)晶，否則干燥過(guò)程凍干球表面破損[7]。以原凍干工藝為基礎(chǔ)，對(duì)預(yù)凍溫度-45 ℃、-40 ℃、-35 ℃三個(gè)溫度梯度進(jìn)行考察，結(jié)果如表2 所示。

由表2 可知，預(yù)凍溫度為-35 ℃時(shí)，樣品出現(xiàn)外表面破損現(xiàn)象；預(yù)凍溫度為-45 ℃、-40 ℃時(shí)，產(chǎn)品外觀碎屑較少，水分小于2%，合格率較高，各項(xiàng)指標(biāo)結(jié)果較好。結(jié)合節(jié)能考慮，選擇-40 ℃為預(yù)凍溫度。

2.2.2 預(yù)凍時(shí)間考察

預(yù)凍時(shí)間的長(zhǎng)短會(huì)影響凍結(jié)結(jié)構(gòu)，預(yù)凍時(shí)間不足，干燥過(guò)程結(jié)構(gòu)可能被破壞[8]。以原凍干參數(shù)為基礎(chǔ)，預(yù)凍溫度為-40 ℃，考察預(yù)凍保持時(shí)間分別為8 h、7 h、6 h 對(duì)產(chǎn)品的影響，結(jié)果如表3 所示。

預(yù)凍時(shí)間6 h 時(shí)，樣品未完全凍實(shí)，干燥階段有氣泡沖破表面出現(xiàn)外觀破損，部分結(jié)構(gòu)破壞。預(yù)凍時(shí)間7 h 或8 h 情況下，各項(xiàng)指標(biāo)結(jié)果較好。結(jié)合節(jié)能考慮，確定預(yù)凍時(shí)間為7 h。

表2 預(yù)凍溫度考察結(jié)果

表3 預(yù)凍時(shí)間考察結(jié)果

2.2.3 升華干燥溫度考察

升華干燥過(guò)程的溫度要低于崩解點(diǎn)溫度，當(dāng)凍結(jié)點(diǎn)殘余水分沒(méi)有及時(shí)抽除，而溫度上升超過(guò)崩解點(diǎn)，產(chǎn)品內(nèi)部局部溶化，表觀現(xiàn)象為塌陷或萎縮。但如果溫度過(guò)低，升華效率下降，能耗損失大。以原凍干參數(shù)為基礎(chǔ)，調(diào)整預(yù)凍溫度為-40 ℃，預(yù)凍時(shí)間為7 h，篩選升華干燥溫度分別為-20 ℃、-16 ℃、-12 ℃，考察升華干燥溫度對(duì)凍干球的影響，結(jié)果如表4 所示。

表4 升華干燥溫度考察結(jié)果

升華干燥溫度為-12 ℃時(shí)，發(fā)生部分產(chǎn)品塌縮的情況，且水分大于3%，不符合預(yù)期目標(biāo)。升華干燥溫度為-20 ℃、-16 ℃時(shí)，水分去除均達(dá)到預(yù)期。結(jié)合節(jié)能考慮，確定升華干燥溫度為-16 ℃。

2.2.4 升華干燥時(shí)間考察

考察實(shí)際凍干過(guò)程發(fā)現(xiàn)，升華時(shí)間過(guò)短，產(chǎn)品升華面（即生干燥層和凍結(jié)層二者的交界面）未能在升華干燥階段下降到底層，則產(chǎn)品進(jìn)入高溫階段后，凍結(jié)層水分無(wú)法全部去除，會(huì)出現(xiàn)局部溶化的情況。本次考察相較于以原凍干參數(shù)為基礎(chǔ)，預(yù)凍溫度選擇-40 ℃，預(yù)凍時(shí)間為7 h，升華干燥溫度分別為-16 ℃，梯度設(shè)置干燥溫度，考察結(jié)果如表5 所示。

從表5可知，8 h升溫、8 h保溫時(shí)，樣品外觀萎縮，水分高，合格率低，不符合要求；10 h 升溫、10 h 保溫和12 h 升溫、12 h 保溫，效果較好。結(jié)合節(jié)能考慮，確定升華干燥時(shí)間為10 h 升溫、10 h 保溫。

2.3 中試放大及穩(wěn)定性考察

按照優(yōu)化后的凍干工藝，制備3 批中試樣品。經(jīng)檢測(cè)，各項(xiàng)指標(biāo)均符合要求。說(shuō)明優(yōu)化的凍干工藝穩(wěn)定可行，適合放大。中試樣品檢測(cè)結(jié)果如表6 所示。

參考中國(guó)藥典[9]要求，對(duì)3 批中試產(chǎn)品留樣進(jìn)行加速穩(wěn)定性測(cè)試。按市售包裝在溫度和相對(duì)濕度（40 ℃±2 ℃，75%±5%）條件下存放6 個(gè)月。其中第0、3、6 個(gè)月的固定時(shí)間點(diǎn)分別取樣，按照標(biāo)準(zhǔn)方法檢測(cè)，產(chǎn)品質(zhì)量無(wú)明顯不良趨勢(shì)，通過(guò)了加速穩(wěn)定性考察。

表5 升華干燥時(shí)間考察結(jié)果

表6 中試樣品檢測(cè)結(jié)果

3 結(jié)論

本次研究篩選維生素C 磷酸酯鎂（MAP）作為維生素C 凍干球的活性成分，并通過(guò)優(yōu)化獲得最佳凍干參數(shù)：預(yù)凍溫度-40 ℃，保溫7 h；升華干燥溫度-16 ℃，升溫時(shí)間10 h、保溫10 h。通過(guò)優(yōu)化，提高了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本，符合質(zhì)量要求，為后續(xù)工業(yè)化生產(chǎn)維生素C 凍干球奠定了基礎(chǔ)。