菊粉復合咀嚼片的制備及通便活性研究

王亞坤，陳喜財，陳澤豐，卞旺青，陳霓平，張紫菱，張焜，何燕

（廣東工業大學生物醫藥學院，廣東 廣州 510006）

便秘作為一種常見的胃腸道健康問題，越來越受到人們的重視[1-2]。該問題和身體虛弱、膳食纖維與水分攝入較少、胃腸蠕動減弱、腸道菌群紊亂等相關[3-4]，主要表現為排便困難、糞便干硬、腹脹、食欲減退、口臭、頭暈等[5]，長期便秘不僅會導致毒素堆積、腸道損傷、腎臟負擔加重等全身性問題，還伴隨著焦慮、長痘等現象，嚴重影響人們的生活質量[6-8]。

隨著健康意識的增強，人們對天然成分食品的功能保健性和綠色安全性越來越關注。出現了便秘問題可通過低聚果糖來改善，長期食用有效且安全，同時可避免西藥瀉劑依賴性，以及腹脹、結腸黑變病等副作用[9-10]。菊粉（inulin）是一種富含低聚果糖的水溶性膳食纖維，不但可選擇性刺激微生物群落的增殖與代謝活性、促進腸道蠕動、軟化糞便來預防便秘和腹瀉，還可以降血糖、降血脂及控制體重，在預防和控制腸道疾病、肥胖病和心血管病等慢性病方面有很好的作用，已經廣泛應用于食品、醫藥保健品行業[11-12]。魔芋（konjac）能促進腸道益生菌增殖、促進腸道蠕動、軟化宿便、清除體內毒素、改善青春痘等皮膚問題[13]。香蕉具有潤腸通便、緩減焦慮、抗氧化、降血脂等作用，且味道香甜、流動性好[14-15]。以菊粉、魔芋、香蕉為主要功能成分，輔以具有抗氧化作用的維生素C可多方面平衡腸道菌群益生菌、改善胃腸功能、提高人體免疫能力和改善不良癥狀，實現便秘防治[16]。

本研究以菊粉、魔芋粉、香蕉粉為主要活性物料，篩選研制成菊粉復合咀嚼片，進一步考察其通便效果，以期提供口感怡人、制備簡單、服用方便的抗便秘健康產品。

1 材料與方法

1.1 材料與動物

菊粉：比利時歐樂芙迪公司；魔芋粉：四川阿依郎食品有限責任公司；香蕉粉：福建立興食品有限公司；維生素C鈉：江西百勤異VC鈉有限公司；乳糖：鄭州坤利食品添加劑有限公司；微粉硅膠：鄭州皇朝化工產品有限公司；聚維酮K30：河南佳航化工產品有限公司；阿司帕坦：江蘇漢光甜味劑有限公司；甘露醇、微晶纖維素、滑石粉、糖精鈉：山西萬里通生物科技有限責任公司；β-環糊精、玉米淀粉：曲阜市天利藥用輔料有限公司；羧甲基纖維素鈉、阿拉伯膠：廣東味多美食配料有限公司；鹽酸洛哌丁胺膠囊：西安楊森制藥有限公司。

ICR雄性小鼠（SPF級）：濟南朋悅實驗動物繁育有限公司提供，動物合格許可證號為SCXK（魯）2014-0007，體質量 18 g～22 g。

1.2 儀器設備

TD-5T單沖壓片機：德工機械設備有限公司；YD-1片劑硬度測試儀：天津市新天光分析儀器技術有限公司；HE53/02水分測定儀、ML204梅特勒天平：梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司；101A恒溫鼓風干燥箱：上海精密實驗設備有限公司。

1.3 活性配方組成

經文獻調研，選用富含低聚果糖的菊粉、魔芋和香蕉提取物[17-18]，輔以提高人體免疫力的維生素C鈉，組成菊粉復合咀嚼片的活性配方。

1.4 吸濕性考察

分別稱取一定量的菊粉、魔芋粉、香蕉粉以及維生素C鈉，均勻鋪展在表面皿上，置于相對濕度75%、溫度37℃條件下3 h，稱量各物料質量變化，計算吸濕率。

吸濕率/%＝物料增重/物料原重×100

1.5 咀嚼片輔料篩選

因活性原料有一定的吸濕性，需要優選抗吸濕性能力好的填充劑和潤滑劑，綜合考慮顆粒形狀、壓片效果等成型效果。本研究以吸濕性為主要指標（方法同1.4），對乳糖、玉米淀粉、甘露醇、微晶纖維素、β-環糊精等填充劑進行篩選；對滑石粉和微粉硅膠等潤滑劑進行篩選；考察90%乙醇、無水乙醇及含10%聚維酮K30的95%乙醇溶液等不同類型黏合劑的制粒效果；探討甜味劑糖精鈉和阿司帕坦對咀嚼口感的影響。最終獲得最佳配方工藝，以外觀、咀嚼口感、硬度、片重差異為綜合評價指標，對自制菊粉咀嚼片的產品質量進行評價。

1.6 通便作用研究

參考《保健食品檢驗與評價技術指南》，采用鹽酸洛哌丁胺為建模藥物，開展菊粉咀嚼片通便活性研究[19-21]。

1.6.1 溶液配制與劑量設計

取6粒鹽酸洛哌丁胺膠囊（2 mg/粒）內容物混懸于100 mL的0.5%羧甲基纖維素鈉溶液中，配制成0.12 mg/mL鹽酸洛哌丁胺混懸液。稱取咀嚼片碾細后粉末或單純菊粉，用蒸餾水溶解、定容，配制成濃度為16.67、166.7、500 mg/mL 的受試品或 250 mg/mL 菊粉溶液。

將 0.33、3.33、10 g/kg·bw 作為樣品的低、中、高劑量組，分別相當于人體推薦食用量的1、10、30倍，劑量設置詳見表1。其中菊粉人體推薦量為10 g/d（成人按60 kg計）[22]，灌胃前配成水溶液。

表1 劑量設置Table 1 Dose setting

1.6.2 試驗方法

取ICR雄性小鼠，隨機分為6組，即空白對照組、模型對照組、菊粉組、低劑量組、中劑量組和高劑量組，每組5只。空白對照組給予等容量的蒸餾水，其余組按照20 mL/kg·bw的灌胃分別給予受試物，每天一次，連續7 d。第7次給藥后各組小鼠禁食不禁水24 h，空白對照組給予蒸餾水，其余組按照20 mL/kg·bw灌胃給予鹽酸洛哌丁胺溶液（2.4 mg/kg）。30 min后，空白對照組和模型對照組給予墨汁，其余4組分別給予含有相應受試樣品的墨汁。25 min后立即處死小鼠，取出幽門至盲部腸管，測量小腸總長度和墨汁推進長度，計算小腸墨汁推進率P/%=墨汁推進長度（cm）/小腸總長度（cm）×100。對墨汁推進率進行數據統計處理和方差分析。同時觀察小鼠一般情況，記錄小鼠體重，探究產品的生物安全性。

1.7 統計分析

2 結果與討論

2.1 活性成分及吸濕性考察

經前期篩選，確定菊粉復合咀嚼片的活性配方及用量為：50%菊粉、10%魔芋粉、5%香蕉粉以及10%維生素C鈉。活性成分吸濕曲線見圖1。

圖1 活性成分吸濕曲線Fig.1 Hygroscopic curve of active ingredients

吸濕性考察結果表明，菊粉和香蕉粉在150 min內有較強的吸濕性，其中香蕉粉最強，菊粉次之，魔芋粉較弱，維生素C鈉基本不吸濕。提示在產品成型配方工藝研究過程中，應注意產品的吸濕性，盡量選擇抗吸濕性能較好的材料。

2.2 成型工藝及輔料的篩選

在制備工藝的選擇中，由于功能成分吸濕性較大、物料流動性差、輔料要求高，采用粉末直壓法容易造成黏沖和物料損失等問題，因此本研究選用濕法制粒壓片法。確定制備工藝為：稱量過80目的原輔料混合均勻，加入適量的黏合劑過16目篩制粒、干燥（60℃，60 min）、16目篩整粒，加入潤滑劑混合均勻，壓制成1g/片的菊粉復合咀嚼片。以咀嚼時的口感為指標來確定菊粉配方咀嚼片制備工藝的合適硬度，硬度過低嚼勁一般，硬度過大，嚼勁稍大，不適合老人和兒童，試驗確定本咀嚼片硬度的合適范圍為5 kg～8 kg。

由于主要活性物料的吸濕性較大，故輔料的抗吸濕性至關重要。分別考察含20%不同填充劑片劑的抗吸濕性能，結果如圖2所示。

圖2 不同填充劑吸濕性能研究Fig.2 Filler hygroscopic curve

由圖2可知，玉米淀粉、環糊精和微晶纖維素吸濕率大，而甘露醇、乳糖的吸濕率并不隨著時間而增大，表現出了極好的抗吸濕性能，乳糖效果最佳，因此本工藝初步采用20%乳糖為填充劑。

以顆粒形狀、壓片效果、產品抗吸濕性能為綜合評價指標，比較了潤滑劑微粉硅膠與滑石粉性能。發現以滑石粉為潤滑劑所制得的顆粒流動性一般，壓片時有黏沖，無抗吸濕性。而微粉硅膠為潤滑劑時所得顆粒流動性較好，壓片時無黏沖無裂片，有一定抗吸濕性能，因此選擇1.5%微粉硅膠作為本品潤滑劑。進一步對內加的微粉硅膠用量進行篩選，結果如圖3所示。

圖3 內加微粉硅膠對產品吸濕性影響Fig.3 Effect of adding micropowder silica gel on product hygroscopicity

由圖3可知，隨著微粉硅膠用量增加，咀嚼片抗吸濕性能有所提高，用量為1%和3%抗吸濕性能有明顯提高，當用量提高到5%時吸濕性更強。可能是微粉硅膠的孔隙率高，隨著用量的增大，微粉硅膠由抗吸濕作用轉變成助崩解作用。最終選用2.5%微粉硅膠（內加1%微粉硅膠與19%乳糖組成混合填充劑）。

以制軟材所需的黏合劑用量以及顆粒狀態為指標，分別考察90%乙醇、無水乙醇以及含10%聚維酮K30的95%乙醇溶液作為菊粉配方咀嚼片的黏合劑。發現以90%乙醇為黏合劑所制得的顆粒易結塊，以無水乙醇為黏合劑制得顆粒中粉末較多、黏合效果不佳；以含10%聚維酮K30的95%乙醇溶液為黏合劑時，用量少，所制得顆粒均勻，因此選用含有10%聚維酮K30的95%乙醇溶液作為本品黏合劑。

咀嚼片的咀嚼口感非常重要，試驗比較了糖精鈉和阿司帕坦這兩種甜味劑的效果。發現糖精鈉咀嚼甜度較大，并伴有苦澀感，阿司帕坦咀嚼口感較好，甜度適宜，故確定所選用甜味劑為1.5%阿司帕坦。

2.3 咀嚼片制片工藝和硬度的確定

最優處方組成：主要活性成分為50%菊粉、10%魔芋粉、5%香蕉粉和10%維生素C鈉，黏合劑為含10%聚維酮K30的95%乙醇溶液，填充劑為19%乳糖，潤滑劑為2.5%微粉硅膠（內加1%），甜味劑為1.5%阿司帕坦，濕法制粒壓片法制得片重為1 g/片的菊粉復合咀嚼片。

自制3批樣品，以外觀、咀嚼口感、硬度、片重差異為指標進行質量評價。本產品外觀性狀上呈現出均勻的橙紅色，片面整齊光滑，有一定的甜味，平均片重為1.012 g/片，片重差異為-1.73%～2.84%，咀嚼口感較好，硬度適中（5 kg～8 kg），符合相關要求。

2.4 通便功能研究結果

本試驗采用鹽酸洛哌丁胺為建模藥建立便秘模型，以墨汁推進率為評價指標，考察自制菊粉復合咀嚼片通便功能。樣品對小腸運動的影響（墨汁推進率）如表2、圖4所示。

圖4 菊粉活性配方劑量對小腸推進率的影響Fig.4 Effect of active inulin dosage on the intestinal propulsion rate

表2 小腸的墨汁推進率Table 2 Small intestinal transition rates of mice

與陰性對照組的墨汁推進率61.07%相比，模型對照組的墨汁推進率顯著降低至45.06%，提示造模成功（p＜0.05）；與模型對照組相比，樣品低劑量組和純菊粉組無明顯區別，中、高劑量組墨汁推進率均增加，分別為52.45%、73.67%，表明樣品中、高劑量組可促進胃腸蠕動，其中高劑量組能顯著改善小鼠的腸道蠕動（p<0.01），治療便秘效果最佳。與菊粉組相比，低劑量組基本相同，中劑量組較好，菊粉劑量相同的高劑量組改善腸道蠕動效果顯著，提示菊粉、魔芋提取物和香蕉提取物復合組效果更好。

實驗期間各組小鼠精神狀態、行為活動、攝食攝水等均未見明顯異常，無死亡，體質量變化見圖5。樣品各劑量組小鼠的體質量均無規律性變化，表明樣品對小鼠的體質量增長無不良影響。

圖5 小鼠體重變化Fig.5 Body mass changes of mice

3 結論

隨著人們對綠色功能保健需求的增加，天然功能性低聚果糖抗便秘產品開發備受關注。本研究以菊粉、魔芋粉和香蕉粉為主要功效成分，對填充劑、黏合劑、潤滑劑、矯味劑進行篩選，獲得最佳原輔料組成為50%菊粉、10%魔芋粉、5%香蕉粉、10%維生素C鈉、19%乳糖、2.5%微粉硅膠（內加1%）、1.5%阿司帕坦、含10%聚維酮K30的95%乙醇溶液，研制出綠色安全、片劑光滑、咀嚼口感佳、便于儲存和攜帶的菊粉復合咀嚼片。以鹽酸洛哌丁胺為建模藥誘導小鼠建立便秘模型，分別考察低、中、高劑量組及純菊粉劑量組對小鼠小腸推進程度的影響，實驗證明菊粉復合中、高劑量組均具有很好的便秘防治效果。本研究為菊粉復合產品在功能性食品中的進一步開發提供一定基礎數據支持。