黃蜀葵泡騰片制備工藝的研究

閆淇雨，華艮，植飛

（武漢輕工大學生物與制藥工程學院，湖北武漢430023）

黃蜀葵 Abelmoschus manihot （Linn.）Medicus，為一年生或多年生草本植物，始載于《嘉佑本草》。其根、莖、葉、花及種子等均可入藥，藥用最多的部位為花[1]?，F代研究表明，黃蜀葵具有良好的保護肝臟[2]、降血脂[3]、抑制腫瘤細胞[4]、抗氧化[5]等作用，具有較高的藥用價值。除此之外，《全國中草藥匯編》中記載黃蜀葵還是一種傳統(tǒng)的藥食兩用中藥材[6]。

泡騰片是一種遇水可釋放大量二氧化碳而達到快速崩解作用的新型片劑[7]，具有攜帶、食用方便，在水中分布迅速、均勻，有效成分便于吸收、生物利用度高等優(yōu)點，兼具固體制劑和液體制劑的特點，現已被開發(fā)成藥品[8-9]、食品[10-11]和農藥[12-13]等。

目前對黃蜀葵的研究多停留在培育栽培和藥理作用研究方面，關于黃蜀葵藥物制劑的文獻鮮有報道。本研究以黃蜀葵花的干燥粉末為原料，研制一種營養(yǎng)豐富，具有保健功能的泡騰片，以期為黃蜀葵的進一步開發(fā)和利用提供技術參考。

1 材料與儀器

1.1 材料與試劑

黃蜀葵藥粉：紫陽中地大硒科技有限公司；碳酸氫鈉、甘露醇、低取代羥丙纖維素、無水檸檬酸、微晶纖維素：河南萬邦實業(yè)有限公司；甜菊糖苷：山東久裕生物科技有限公司；聚乙二醇6000、聚乙二醇8000：山東優(yōu)索化工科技有限公司；硬脂酸鎂、聚乙烯吡咯烷酮K30：鄭州惠喜化工產品有限公司。

1.2 儀器與設備

YP-1.5P 單沖壓片機：廣州旭朗機械設備有限公司；GZX-9420MBE 電熱恒溫鼓風干燥箱：上海博迅實業(yè)有限公司醫(yī)療設備廠；HH-S1 數顯恒溫水浴鍋：金壇市醫(yī)療儀器廠；電子精密天平：奧豪斯國際貿易有限公司；藥典篩：浙江上虞市道墟張興紗篩廠；SW-730PH 測試筆：廣州市速為電子科技有限公司。

2 方法與設計

2.1 黃蜀葵泡騰片的制備工藝

目前泡騰片的制備技術主要有6 種，它們分別為濕法制粒、非水制粒、流化床制粒、干法制粒、噴霧干燥制粒、直接粉末壓片。其中濕法制粒技術制成的顆粒經過表面潤濕，具有顆粒質量好、外形美觀、耐磨性較強、壓縮成型性好等優(yōu)點，是目前技術最成熟、應用最廣泛的制粒技術[14]。因此本研究選擇酸堿分開濕法制粒法，將黃蜀葵粉末、甜味劑、填充劑、黏合劑、按照一定比例分別與泡騰劑中的酸源和堿源過65 目篩混合，酸堿分開揉制軟材，過24 目篩造粒，并進行干燥和整粒，將整好的酸粒和堿粒過24 目篩3 次混合均勻，添加一定量的潤滑劑，進行壓片，即得泡騰片。

2.2 黏合劑和潤滑劑的選擇

本試驗預選的黏合劑有聚乙烯吡咯烷酮K30，低取代羥丙微晶纖維素。預選的潤滑劑有硬脂酸鎂，聚乙二醇6000 和聚乙二醇8000。以可溶性、口感、硬度、成型效果、抗黏性為評價指標，通過試驗來篩選合適的黏合劑和潤滑劑。

2.3 黃蜀葵泡騰片處方優(yōu)化的單因素試驗

2.3.1 泡騰崩解劑配比的單因素試驗

泡騰崩解劑中的酸源有檸檬酸、酒石酸、富馬酸、己二酸、蘋果酸和水溶性氨基酸等，其中最常用的酸源為檸檬酸[15]。

泡騰崩解劑中的堿源有碳酸氫鈉、碳酸鉀、碳酸氫鉀和碳酸鈣等，其中最常用的堿源為碳酸氫鈉、碳酸鈉及碳酸氫鉀。查閱文獻后發(fā)現碳酸鈣產氣效果不佳且有沉淀現象，而碳酸鈉口感較差[16]，因此選擇碳酸氫鈉為泡騰劑的堿源。

綜合以上分析，本研究選擇檸檬酸和碳酸氫鈉作為泡騰劑。為計算方便，以1.00 g 泡騰片質量為計算單位，將碳酸氫鈉的添加量定為16%，將準確稱量的0.16 g 碳酸氫鈉和一定量的檸檬酸一起加到70 mL 去離子水中，其中碳酸氫鈉與檸檬酸的質量比分別定為1 ∶0.6、1 ∶0.8、1 ∶1.0、1 ∶1.2、1 ∶1.4、1 ∶1.6、1 ∶1.8、1 ∶2.0、1 ∶2.2、1 ∶2.4，并測定產生的 CO2量和反應完全后溶液的pH 值。

2.3.2 藥粉添加量的單因素試驗

按宿迷菊等[17]的方法略作修改，分別稱取一定添加量的黃蜀葵藥粉溶解于70 mL 涼開水中，該添加量相當于在平均片質量為1.00g 的黃蜀葵泡騰片中的含量分別為2.5%、5.0%、7.5%、10.0%、12.5%、15.0%、17.5%、20.0%、22.5%、25.0%、30.0%、35.0%、40.0%、45.0%、50.0%。以湯色、味道為評價指標對黃蜀葵藥粉溶液進行感官評價，并以此來確定泡騰片中黃蜀葵藥粉含量的添加范圍。

2.3.3 甜味劑添加量的單因素試驗

甜菊糖苷是一種天然低熱值的新型甜味劑，被譽為繼甘蔗和甜菜之后的“世界第三糖源”，廣泛用于食品、飲料、醫(yī)藥、日化工業(yè)等。其甜度為蔗糖的250 倍～300 倍，具有高甜度、低熱量、純天然、安全性高[18]以及可預防糖尿病[19]、高血壓[20]等特點，所以選用甜菊糖苷作為甜味劑。

試驗按照一定比例分別準確稱取一定量的甜菊糖苷于杯子中，各注入70 mL 涼開水，進行品嘗，并作出感官評價，以確定甜菊糖甙的添加量。

2.3.4 響應面試驗設計

2.3.4.1 泡騰片的感官評價方法

根據不同輔料添加量的配比，結合泡騰片的產品特性及相關文獻[21-23]，制定泡騰片的感官評價標準，泡騰片的感官評價標準見表1。選擇接受過感官評價訓練的10 名大學生（性別比例為1 ∶1）組成感官評價小組對泡騰片沖調飲品的顏色，甜味，酸味，藥粉風味4 項指標進行感官評定。加權計算總分，其中顏色權重30%，甜味權重20%，酸味權重20%，風味權重30%。

表1 泡騰片的感官評分標準Table 1 Sensory assessment criteria of effervescent tablets

2.3.4.2 響應面試驗的因素水平設計

在單因素試驗結果的基礎上，以影響黃蜀葵泡騰片感官風味的3 個因素，即碳酸氫鈉與檸檬酸的質量比、黃蜀葵藥粉的添加量和甜味劑的添加量為自變量，并選取各因素較優(yōu)水平，以泡騰片的感官評價為響應值，采用響應面分析法做三因素三水平的試驗設計，對泡騰片的配方進行優(yōu)化，共包括17 組試驗方案。響應面的因素水平設計見表2。

表2 響應面試驗的因素水平設計Table 2 Factors and levels of the response surface test

3 結果與分析

3.1 黏合劑和潤滑劑

通過試驗發(fā)現聚乙烯吡咯烷酮K30 的黏性較好，但是口感不好，有異味；微晶纖維素在水中溶解性不好，會產生渾濁；而低取代羥丙纖維素黏性很好，并且是水溶性的，也沒有什么味道。所以本試驗選擇低取代羥丙纖維素作為黏合劑，添加量為5%。

硬脂酸鎂為非水溶性潤滑劑，泡騰片在水中溶解時水表面容易形成一層薄膜。聚乙二醇6000 為水溶性潤滑劑，但為片狀固體，難與藥粉混勻。聚乙二醇8000為粉末狀的水溶性潤滑劑，所以本試驗選用聚乙二醇8000 作為潤滑劑，添加量為5%。壓片后片劑外表面光滑，完整且不易黏沖。

3.2 單因素試驗結果

3.2.1 泡騰崩解劑配比的單因素試驗

碳酸氫鈉與檸檬酸質量比對泡騰片的影響見表3。

表3 碳酸氫鈉與檸檬酸質量比對泡騰片的影響Table 3 Effects of the mass ratio of NaHCO3 to citric acid on effervescent tablet

由表3 可知，碳酸氫鈉與檸檬酸的質量比在1 ∶1.2～1 ∶2.0 時產生的二氧化碳體積較多且 pH 值呈酸性?？紤]到產氣量和pH 值對口感的綜合影響，本試驗選碳酸氫鈉與檸檬酸的質量比為 1 ∶1.6、1 ∶1.8、1 ∶2.0這3 個水平進行之后的響應面優(yōu)化試驗。

3.2.2 藥粉添加量的單因素試驗

黃蜀葵粉作為泡騰片原料成分，它的添加量需要同時滿足色、味、香3 個因素的感官需求，決定了該泡騰片的獨特風味，同時還要考慮生產成本。藥粉添加量對泡騰片感官質量的影響見表4。

表4 藥粉添加量對泡騰片感官質量的影響Table 4 Effects of the amount of powder added on sensory quality of effervescent tablets

由表4 可知，隨著藥粉添加量的增加，湯色加深且溶液更渾濁，味道也由淡淡的青春味變?yōu)榭酀Ｓ捎谒幏垭y溶且具有膠體的黏性所以藥粉添加量不宜太高，將藥粉添加量定在2.5%～7.5%比較合適。終上所述，本試驗選取藥粉的添加量為2.5%、5.0%、7.5%這3 個水平進行后面的響應面試驗。

3.2.3 甜味劑添加量的單因素試驗

甜味過濃和過淡都會影響口感，給品嘗者造成不適。甜菊糖甙添加量對泡騰片甜味的影響見表5。

由表5 可知，在此單因素條件下，泡騰片中甜菊糖苷的含量為2.5%、3.5%、4.5%時的甜味分析結果較好。因此本試驗選用甜菊糖苷的添加量為2.5%、3.5%、4.5%這3 個水平進行之后的響應面優(yōu)化試驗。

表5 甜菊糖甙添加量對泡騰片甜味的影響Table 5 Effects of the amount of stevioside added on sweet degree of effervescent tablets

3.3 響應面分析結果

3.3.1 試驗設計與結果

由單因素試驗確定碳酸氫鈉與檸檬酸質量比（A）、藥粉添加量（B）、甜菊糖苷添加量（C），作響應面優(yōu)化設計，試驗方案及結果見表6。

表6 響應面分析方案設計及結果Table 6 Experimental design and results for response surface analysis

3.3.2 模型的建立及顯著性檢驗

采用design-expert 8.0 對所得數據進行回歸擬合，得到感官評分R 對碳酸氫鈉與檸檬酸質量比（A）、藥粉添加量（B）、甜菊糖苷添加量（C）的模型：

Y=17.05-11.54A-1.14B-0.65C+0.69AB-0.54AC+0.12BC+2.60A2-0.02B2+0.16C2

回歸方程中各變量對指標（響應值）影響的顯著性，由F 檢驗來判定，概率P 值越小，則相應變量的顯著性越高?；貧w方程方差分析見表7。

表7 回歸方程方差分析Table 7 Analysis and statistical parameters of regression model

由表7 可看出，一次項B 的P 值為0.001 4＜0.01，即藥粉添加量為顯著因素。模型的P 值為0.042 9＜0.05，表明模型是顯著的，失擬項的P 值為0.361 1＞0.05，表明失擬項不顯著，即該模型在整個被研究的整個回歸區(qū)域內擬合較好。相關系數R2=0.834 2，說明響應值（感官質量評分）的變化有83.42%來源于所選變量。因此，此回歸方程可以較好地描述各因素與響應值之間的真實關系。

3.3.3 各因素響應面分析

3.3.3.1 碳酸氫鈉與檸檬酸的質量比與藥粉添加量的響應面分析

碳酸氫鈉與檸檬酸的質量比與藥粉添加量的響應面分析見圖1。

由圖1 可知，感官評分隨著碳酸氫鈉與檸檬酸的質量比與藥粉添加量的增加而增加，當碳酸氫鈉與檸檬酸的質量比為1 ∶2.0，藥粉添加量為7.5%時，評分的最高，為4.08 分。

圖1 A 與B 交互作用對感官評分影響的響應面圖Fig.1 Response surface plot showing the interactive effects of A and B on sensory evaluation

3.3.3.2 碳酸氫鈉與檸檬酸的質量比與甜菊糖苷添加量的響應面分析

碳酸氫鈉與檸檬酸的質量比與甜菊糖苷添加量的響應面分析見圖2。

圖2 A 與C 交互作用對感官評分影響的響應面圖Fig.2 Response surface plot showing the interactive effects of A and C on sensory evaluation

由圖2 可知，感官評分隨著碳酸氫鈉與檸檬酸的質量比的減少和甜菊糖苷的添加量的增加而增加，當碳酸氫鈉與檸檬酸的質量比為1 ∶1.6，甜菊糖苷添加量為4.5%時，評分最高，為3.55 分。

3.3.3.3 藥粉添加量與甜菊糖苷添加量的響應面分析

藥粉添加量與甜菊糖苷添加量的響應面分析見圖3。

由圖3 可知，感官評分隨著藥粉添加量和甜菊糖苷添加量的增加而增加，當藥粉添加量為7.5%，甜菊糖苷添加量為4.5%時，評分最高，為4.00 分。

3.3.4 最佳工藝配方確定

由擬合方程及響應面分析可知，黃蜀葵泡騰片最佳工藝配方為：碳酸氫鈉與檸檬酸的質量比為1 ∶2.0（即碳酸氫鈉添加量為16.0%，檸檬酸添加量為32.0%），藥粉添加量為7.5%，甜菊糖苷添加量為4.5%。在此配方下該產品的感官評分預測值達到4.43 分。

圖3 B 與C 交互作用對感官評分影響的響應面圖Fig.3 Response surface plot showing the interactive effects of B and C on sensory evaluation

3.3.5 最佳配方驗證試驗

根據最佳比例配方，進行3 次驗證試驗，得到優(yōu)化后的產品配方的實際感官評分為4.05 分，與預測的4.43 分較為接近，預測精度為91.4%，證明所得數學模型的準確性，具有一定的實用價值。

4 結論

本研究以黃蜀葵藥粉為主要原料，采用單因素試驗和Box-Behnken 響應面設計法優(yōu)化黃蜀葵泡騰片制劑處方，開發(fā)具有保健功能且風味良好的黃蜀葵泡騰片。該研究得到的制備泡騰片的主要成分的最佳配比為黃蜀葵藥粉7.5 %，碳酸氫鈉16.0 %，檸檬酸32.0%，甜菊糖苷4.5%，低取代羥丙纖維素5.0%，聚乙二醇8 000 5.0%。

產品從外觀看，外表光滑，顏色均勻。滋味酸甜可口，有藥粉獨特的青草味。所制得的黃蜀葵泡騰片的平均質量為（0.30±0.01）g，RSD 值為 4.34 % ，片重差異合格。泡騰效果較好，崩解完成的時間均在5 min內，符合國家藥典規(guī)定。

將黃蜀葵藥粉制成泡騰片不僅保留了黃蜀葵的營養(yǎng)價值，豐富了黃蜀葵產品的種類，而且攜帶使用方便，符合現代人們快節(jié)奏的生活方式，在求新立異的現代社會具有較廣闊的發(fā)展前景。