姜秀敏，宋永民，馮曉毅，郭學平*

華熙生物科技股份有限公司（濟南 250000）

透明質(zhì)酸（Hyaluronic acid，HA）是一種酸性黏多糖，由N-乙酰葡萄糖胺與D-葡萄糖醛酸構(gòu)成，存在于許多組織中，參與主要構(gòu)成細胞間質(zhì)與細胞外基質(zhì)，其通過細胞表面受體與細胞相互作用[1-2]。幾乎所有類型的細胞都能產(chǎn)生HA，這意味著在正常的生物狀態(tài)下，HA具有多種基本的生物學功能。HA可參與多種細胞相互作用（分化、增殖、發(fā)育和識別）和生物學功能（潤滑、水化、基質(zhì)結(jié)構(gòu)和空間相互作用）[3]。HA存在于皮膚細胞外基質(zhì)，在真皮層的新陳代謝中起著關(guān)鍵作用，它是自然界中最親水的分子之一，可以被稱為大自然的保濕劑[4-5]。另外，HA是滑膜液的主要成分，是關(guān)節(jié)正常功能所必需的[6]。骨關(guān)節(jié)炎屬于關(guān)節(jié)慢性疾病，口服透明質(zhì)酸制劑因其安全性和相對較低的成本而被廣泛采用。多項臨床研究表明，口服HA可減輕疼痛、改善膝關(guān)節(jié)功能，且無副作用[7]。市場上含有HA的食品劑型有壓片糖果、口服液、固體飲料、凝膠糖果等。

HA是一種聚電解質(zhì)[8-9]，很難溶解于非極性溶劑，溶解于水溶液時由于電荷排斥作用，導致溶解過程中液體黏度大，較長時間才能完成溶解。透明質(zhì)酸鈉是透明質(zhì)酸的鈉鹽形式，具有透明質(zhì)酸的一切生物特性，食品中常使用的透明質(zhì)酸鈉分子量處于2×105～8×105Da，若將1 g分子量為2.9×105Da的透明質(zhì)酸鈉粉末在100 mL水中完全溶解，需要攪拌條件下溶解40 min左右，并且HA分子量越大，溶解越困難，HA粉末在水中溶解時，遇水更易粘結(jié)成團，形成的表面水化膜包裹HA粉末，導致HA粉末難以再分散、溶解時間長。泡騰制劑通常以酸源和堿源作為崩解劑，優(yōu)點是在水中迅速溶解[10]，泡騰片是近些年比較受歡迎的劑型，HA泡騰片加入水中后，表面的HA溶解后會形成保護層包裹住未溶解的泡騰片，阻止泡騰片繼續(xù)泡騰。泡騰顆粒具有攜帶方便、水中分布均勻的優(yōu)點，除用于藥品如利巴韋林泡騰顆粒外，也用于功能性食品[11]。因此，此研究的目的是實現(xiàn)高劑量透明質(zhì)酸在產(chǎn)品體系中的快速溶解，以透明質(zhì)酸鈉為主要原料，經(jīng)過試驗對輔料進行篩選，從而制備出透明質(zhì)酸含量高且溶解性好的泡騰顆粒。

1 材料與方法

1.1 主要材料與試劑

透明質(zhì)酸鈉（華熙生物科技股份有限公司，分子量為2.9×105Da）；0.600～0.300 mm無水檸檬酸（濰坊英軒實業(yè)有限公司）；碳酸氫鈉（南京甘汁園糖業(yè)有限公司）；木糖醇（山東龍力生物科技股份有限公司）；異麥芽酮糖醇（山東康勤生物科技有限公司）；甜菊糖苷（山東海根生物技術(shù)有限公司）；甜橙香精（芬美意香精有限公司）。

1.2 主要儀器與設(shè)備

PL 602 E/102電子天平（METTLER TOLEDO）；XhMTD-8222電熱鼓風干燥箱（上海精宏實驗設(shè)備有限公司）；0.180，0.600和0.85 mm藥典篩（新鄉(xiāng)市大用振動設(shè)備有限公司）；400 A多功能粉碎機（永康市紅太陽機電有限公司）。

1.3 試驗條件

1.3.1 泡騰顆粒的制備

取除檸檬酸、甜菊糖苷和香精以外的原輔料，分別過0.180 mm篩，混合均勻，加入適量體積分數(shù)的乙醇溶液作為潤濕劑，使用0.600 mm篩濕法制粒，于40℃干燥8 h，過0.85 mm篩進行整粒，將整粒后的物料與檸檬酸、甜菊糖苷、香精混合均勻，獲得最終的泡騰顆粒。

1.3.2 輔料的選擇

按照表1原輔料種類和使用量制備泡騰顆粒，對比各泡騰顆粒的溶解性、口感及其他優(yōu)缺點。

表1 泡騰顆粒原輔料選擇 單位：%

1.3.3 單因素試驗

探索檸檬酸與碳酸氫鈉的質(zhì)量分數(shù)及比例、木糖醇質(zhì)量分數(shù)、異麥芽酮糖醇質(zhì)量分數(shù)對產(chǎn)品溶解性的影響；探索甜味劑添加量、香精添加量對產(chǎn)品口感的影響。

1.3.4 顆粒的檢測

1) 溶解性測定：取5 g泡騰顆粒，倒入100 mL水中，攪拌或者振蕩使泡騰顆粒完全溶解于水中，記錄從倒入到完全溶解的時間。

2) 性狀檢查：取制備的泡騰顆粒進行性狀檢查。

3) 成型難易：根據(jù)濕法制粒及最終顆粒形成情況，評價成型難易程度。

4) 休止角測定：取顆粒按注入法測定，計算平均休止角（n=3）。

5) 口感測定：將最佳口感設(shè)定為10分，挑選30人，對泡騰顆粒的口感進行感官評定并打分，最后對30人的打分取平均值。

2 結(jié)果

2.1 輔料的選擇

按照表1制備4種泡騰顆粒樣品，對溶解性進行對比，結(jié)果如表2所示。配方1與配方2溶解時間較長，且溶解后溶液出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象；配方4溶解時間最短，且溶解后溶液澄清透明；故選擇木糖醇、異麥芽酮糖醇作為最終輔料。

表2 不同配方泡騰顆粒溶解性結(jié)果

2.2 潤濕劑濃度的篩選

顆粒的成型難易、粒度與所選潤濕劑有關(guān)系，經(jīng)過預試驗得出，用純水制備顆粒時，原料粘結(jié)成團，制備出的顆粒堅硬、溶解慢。考慮到透明質(zhì)酸鈉遇水黏性大的特性，故以乙醇溶液作為潤濕劑。以透明質(zhì)酸鈉20%、檸檬酸23%、碳酸氫鈉21%、木糖醇16%、異麥芽酮糖醇20%配方為原料，以50%，60%，70%和80%乙醇溶液為潤濕劑進行濕法制粒、干燥、整粒，分析比較各乙醇體積分數(shù)下顆粒的性狀、溶解時間、成型難易，結(jié)果見表3。70%乙醇溶液作為潤濕劑時，產(chǎn)品的溶解時間最快、顆粒均勻、易成型，因此選擇70%乙醇為最佳。

表3 乙醇體積分數(shù)選擇

2.3 檸檬酸與碳酸氫鈉的質(zhì)量分數(shù)篩選

按檸檬酸和碳酸氫鈉質(zhì)量比1.1∶1、透明質(zhì)酸鈉質(zhì)量分數(shù)20%保持不變，考察兩者總質(zhì)量分數(shù)36%，38%，40%，42%和44%對泡騰顆粒溶解性的影響。另外，木糖醇、異麥芽酮糖醇質(zhì)量分數(shù)分別21%和23%，20%和22%，19%和21%，18%和20%，17%和19%。泡騰顆粒溶解性結(jié)果如圖1所示。泡騰顆粒的溶解時間隨著兩者質(zhì)量分數(shù)的增加而降低，當質(zhì)量分數(shù)為42%時溶解時間為53 s，44%時溶解時間為50 s，達到平衡。因此，篩選出的檸檬酸和碳酸氫鈉的總質(zhì)量分數(shù)為42%。

圖1 檸檬酸與碳酸氫鈉總質(zhì)量分數(shù)對產(chǎn)品溶解性的影響

2.4 檸檬酸與碳酸氫鈉的質(zhì)量比篩選

按檸檬酸和碳酸氫鈉總質(zhì)量分數(shù)42%、透明質(zhì)酸鈉20%、木糖醇18%、異麥芽酮糖醇20%保持不變，考察檸檬酸和碳酸氫鈉質(zhì)量比0.8∶1，0.9∶1，1∶1，1.1∶1，1.2∶1對泡騰顆粒溶解性的影響，結(jié)果如圖2所示。泡騰顆粒的溶解時間隨著質(zhì)量比的增加而降低，當質(zhì)量比為1.1∶1時溶解時間為52 s，1.2∶1時溶解時間為51 s，達到平衡。因此，篩選出的檸檬酸和碳酸氫鈉的質(zhì)量比為1.1∶1。

圖2 檸檬酸與碳酸氫鈉質(zhì)量比對產(chǎn)品溶解性的影響

2.5 甜味劑添加量篩選

取濕法制粒、整粒后的顆粒，加入檸檬酸計算總質(zhì)量，然后按照1.4，1.6，1.8，2.0和2.2 g/kg加入甜菊糖苷，按1.4 g/100 g加入甜橙香精后，分別混勻，在水中完全溶解后進行感官評定，考察甜菊糖苷添加量對產(chǎn)品口感的影響，結(jié)果如表4所示。按照1.8 g/kg添加甜菊糖苷，產(chǎn)品感官評分最高，此時甜度適中，口感較好。

表4 甜菊糖苷添加量對產(chǎn)品口感的影響

2.6 香精添加量篩選

取濕法制粒、整粒后的顆粒，加入檸檬酸計算總質(zhì)量，然后按照0.8，1.0，1.2，1.4和1.6 g/100 g加入甜橙香精，按1.8 g/kg加入甜菊糖苷后，分別混勻，在水中完全溶解后進行感官評定，考察甜橙香精添加量對產(chǎn)品口感的影響，結(jié)果如表5所示。按照1.4和1.6 g/100 g添加甜橙香精，產(chǎn)品感官評分均較高，從控制產(chǎn)品成本考慮，最終選擇1.4 g/100 g。

表5 香精添加量對產(chǎn)品口感的影響

2.7 驗證試驗

以22%檸檬酸、20%碳酸氫鈉、18%木糖醇、20%異麥芽酮糖醇、1.8 g/kg甜菊糖苷、1.4 g/100 g香精作為最優(yōu)配方，考察處方工藝的可行性及制劑的穩(wěn)定性，結(jié)果見表6。三批樣品的水分、溶解時間、休止角均符合要求，表明該品處方工藝的重現(xiàn)性較好。

表6 驗證試驗

3 討論與結(jié)論

透明質(zhì)酸是一種黏性多糖，有較強吸濕性，易溶于水[12]，其分子量不同，對應(yīng)的生理功能也有差異，中等分子量的透明質(zhì)酸可促進細胞增殖，小分子的可促進細胞遷移[13-14]。由于其良好的親水性、潤滑性、生物相容性等特點，被廣泛應(yīng)用于關(guān)節(jié)炎、眼科、美容等領(lǐng)域[15]。口服透明質(zhì)酸美容保健食品最早出現(xiàn)在日本，口服可補充體內(nèi)的透明質(zhì)酸，從而活化細胞、改善骨關(guān)節(jié)炎、增加皮膚彈性、改善皮膚水分[16]。

近些年，透明質(zhì)酸被不斷用于具有改善皮膚水分、改善骨關(guān)節(jié)炎的保健食品中，常見的劑型有固體飲料、片劑、口服液[17]。在加水沖調(diào)過程中，透明質(zhì)酸易成團，導致完全溶解需要時間較長，并且相同添加比例的透明質(zhì)酸，分子量越大溶液黏性越強、溶解所需時間更久。預試驗結(jié)果顯示，以透明質(zhì)酸鈉、檸檬酸、碳酸氫鈉、木糖醇為原料制備泡騰片后，放入水中溶解，結(jié)果發(fā)現(xiàn)泡騰片溶解一段時間后，泡騰現(xiàn)象顯著減弱，推測這是由于透明質(zhì)酸鈉在剩余泡騰片表面形成了一層保護膜，減慢了泡騰速度，故為了避免該現(xiàn)象，選擇制備泡騰顆粒。首先，對所使用輔料進行篩選，結(jié)果發(fā)現(xiàn)以木糖醇、異麥芽酮糖醇作為輔料時，泡騰顆粒的溶解性好、溶液澄清。并且，木糖醇、異麥芽酮糖醇不會引起血糖和胰島素升高，并具有非致齲齒性[18-19]。另外，異麥芽酮糖醇耐受性較高，像甜味劑木糖醇，當食用過多時容易引起腹瀉，新資源公告中每日的食用量上限較高[20]，因此，此產(chǎn)品以適合比例的木糖醇、異麥芽酮糖醇搭配使用，是最優(yōu)選。

泡騰顆粒常見的制法是聚乙二醇包裹碳酸氫鈉后，與檸檬酸一起濕法制粒[21]。在此次研究中，首先把主要原料與碳酸氫鈉濕法制粒、干燥、整粒后，與0.600～0.300 mm檸檬酸顆粒混合，再加入甜味劑及香精，充分混勻，獲得最終的泡騰顆粒產(chǎn)品。該工藝簡單，適合工業(yè)化生產(chǎn)。由于透明質(zhì)酸鈉遇水黏性大，通過考察不同體積分數(shù)乙醇作為潤濕劑進行濕法制粒的效果，得出使用70%乙醇溶液制備的泡騰顆粒較易成型、顆粒均勻、溶解性好。通過單因素試驗得出，酸源和堿源的總用量控制在40%～50%、檸檬酸與碳酸氫鈉質(zhì)量比1.1∶1、甜菊糖苷添加量1.8 g/kg、香精1.6 g/100 g時，獲得的泡騰顆粒溶解時間最短、口感最佳，以此作為最優(yōu)配方，制備三批泡騰顆粒，通過測定得出三批樣品的水分、溶解時間、休止角均符合要求，表明該品處方工藝的重現(xiàn)性較好。

綜上所述，分子量為2.9×105Da的透明質(zhì)酸制備成泡騰顆粒，能達到100 mL水中50 s完全溶解1 g透明質(zhì)酸，解決了透明質(zhì)酸遇水結(jié)塊、溶解慢的問題。并且，經(jīng)驗證試驗證明，該品處方工藝的重現(xiàn)性較好、制備工藝簡便，適宜于規(guī)模化生產(chǎn)。