非淀粉型結晶果糖注射液高溫高壓滅菌前后5－羥甲基糠醛及pH的變化

梁美婷，貝家欣，王可欣，楊亞軍，吳 鐵

（廣東醫科大學藥學院，廣東 湛江 524023）

果糖注射液是以結晶果糖為主要成分配制的一種可作為靜脈營養輸液，臨床用于燒創傷、術后及感染等胰島素抵抗狀態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生應激性高血糖手術患者的術后恢復及各類嚴重創傷的外科手術[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臟損害[9－10]。2015年版《中國藥典（二部）》規定果糖原料藥溶液（50 g ／L）在 284 nm波長處吸光度不得超過 0.32[11]。原國家食品藥品監督管理總局藥品標準制訂件[12]（簡稱《標準訂制件》）規定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5－HMF的含量。目前，市售果糖注射液主要是由淀粉經過酶解、分離、轉化、結晶得到的果糖（淀粉型結晶果糖）配制而來，其分離工序復雜、雜質多、生產效率低、價格偏高[5]。現研發出的非淀粉型結晶果糖是直接由蔗糖原料經過非酶水解后，再通過分離提純、結晶等一系列工藝而得，具有雜質少、穩定性強、生產效率高、價格低廉等優點。本試驗中以不同來源的結晶果糖為原料配制5%果糖注射液，按常規滅菌方法，設定3種不同的滅菌方案，比較國內外不同廠家生產的果糖原料制成5%果糖注射液中5－HMF的含量水平和pH變化，探討用非淀粉型結晶果糖所配制的果糖注射液與淀粉型結晶果糖所配制的果糖注射液在pH和5－HMF的質量控制方面的差異，為新型非淀粉型結晶果糖的開發與利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 儀器與試藥

儀器：UY－2250型紫外分光光度計（江蘇島津儀器有限公司）；數顯式pH計（上海三信儀表廠）；LDZF－50KB型立式高溫高壓滅菌器 （上海申安醫療器械廠）；WZZ－2S型數字式自動旋光儀（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）；格素姆結晶果糖（以色列，GALAM）；Sigma果糖對照品（Sigma標準品，批號為 BCBT2460，質量濃度為99%）、國產華旭結晶果糖原料藥（河北華旭藥業有限責任公司，批號為1610003）；國產正大結晶果糖原料藥（江蘇正大豐海制藥有限公司，批號為H1607009）；國產豐原結晶果糖原料藥（蚌埠豐原涂山制藥有限公司，批號為170219 －1）。

1.2 方法

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，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。

不同來源結晶果糖原料藥真空干燥后含量比較：根據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]。

2 結果

永青非淀粉型結晶果糖與其他淀粉型結晶果糖含量比較見表1。可見，非淀粉型結晶果糖與淀粉型結晶果糖的含量差異不大，均接近99%。

表1 永青非淀粉型結晶果糖與不同來源結晶型果糖的含量（±s，%）

表1 永青非淀粉型結晶果糖與不同來源結晶型果糖的含量（±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。可見，滅菌前，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）；永青生產的非淀粉型結晶果糖所配制的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果見表3。可見，在滅菌前，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 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，永青非淀粉型結晶果糖原料所配制的5%果糖注射液的5－HMF增長倍數均比國內外淀粉型結晶果糖所配制的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

3 討論

由表1可見，非淀粉型結晶果糖與淀粉型結晶果糖的含量無太大差異，表明非淀粉結晶果糖的生產工藝所生產的結晶果糖純度可達到結晶型果糖的高純度。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，但永青生產的非淀粉型結晶果糖所配置的5%果糖注射液的pH均比其他廠家低，可能是由于該企業生產的非淀粉型結晶果糖用非酶法的工藝條件，使其結晶果糖受熱后降解產生的酸性產物比其他用酶發酵生產的結晶果糖更少。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，但以永青生產的非淀粉型結晶果糖所配制的5%果糖注射液經過3種不同條件的滅菌方法后其受熱降解產生的5－HMF的含量增長倍數始終低于華旭、正大、豐原及格素姆，這也可能是該企業用非酶法的工藝條件生產的結晶果糖受熱后化學穩定性較淀粉型結晶果糖強，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、壓力成正相關遞增關系，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]。本研究發現，永青非淀粉型結晶果糖的純度高，在3種滅菌條件下，永青非淀粉型結晶果糖所配的5%果糖注射液的ΔpH與5－HMF增長倍數均比國內外其他廠家的淀粉型結晶果糖所配制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產生之間的聯系有待進一步深究。果糖的熱穩定性不如葡萄糖，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，穩定性較差。臨床使用的5%果糖注射液均由淀粉型結晶果糖配制而來，本研究結果表明，永青非淀粉型結晶果糖所配制的5%果糖注射液的化學穩定性或熱穩定性比淀粉型結晶果糖更好，故采用非淀粉型結晶果糖配制5%果糖注射液在生產、貯存、運輸過程中可能較淀粉型結晶果糖更不易產生變化，性質更穩定，更有利于果糖注射液的質量控制。