氨糖軟骨素維生素D鈣奶粉工藝研究

◎ 王 剛，宮建輝，夏新月，吳建松，劉 靖，馬雪艷

（北京姿美堂生物技術有限公司，北京 100144）

隨著我國人口老齡化日益嚴重，老年人骨質疏松癥已成為嚴重影響中老年人健康的慢病之一。骨質疏松癥是一種以骨量減少、骨組織微結構損壞，導致骨脆性增加、易發生骨折為特征的全身性骨病。骨質疏松癥是一種與增齡相關的骨骼疾病，隨著年齡增長，發病率增高。研究表明，2016年中國60歲以上的老年人骨質疏松癥患者患病率為36%，其中男性為23%，女性為49%，這說明骨質疏松癥已成為我國面臨的重要公共衛生問題。老年性骨質疏松的病理特征為骨礦含量下降，骨微細結構破壞，表現為骨小梁變細、骨小梁數量減少、間隙增寬等。骨質疏松還會引起骨關節的病變，導致骨關節炎，在我國50歲以上的中老年人群中，骨關節炎的發病率為5%，膝關節炎的發病率為9.56%；60歲以上的人群中，其發病率為60%，膝關節炎的發病率高達78.5%[1]。隨著年齡的增加，關節的磨損和運動，機體被氧化程度也相應地增加，導致軟骨損傷的蛋白聚糖酶含量升高，抑制體內蛋白多糖和膠原的合成，產生骨關節炎，骨關節炎患者會出現關節疼痛、腫脹、僵硬等不適癥狀，嚴重者會導致日常生活行動不便，嚴重降低生活質量[2]。

因此，及時補充中老年人體內丟失的骨鈣、維持骨微結構、抑制骨小梁數量減少，可以降低發生骨質疏松的風險。本文以氨基葡萄糖鹽酸鹽、碳酸鈣、硫酸軟骨素、膠原蛋白肽和維生素D3為原料，探究氨糖軟骨素維生素D鈣奶粉工藝的影響因素，優選適合氨糖軟骨素維生素D鈣奶粉的生產工藝，以實現產品的規模生產。

1 材料與方法

1.1 原輔料

D-氨基葡萄糖鹽酸鹽，嘉興恒杰生物制藥股份有限公司；硫酸軟骨素鈉，嘉興恒杰生物制藥股份有限公司；碳酸鈣，鄭州瑞普生物工程有限公司；維生素D3，新昌新和成維生素有限公司；膠原蛋白肽，山東隆貝生物科技有限公司；三氯蔗糖，山東三和維信生物科技有限公司；脫脂奶粉，Fonterra Dairy for life。

1.2 試劑及對照品

維生素D3，中國食品藥品檢定研究院；維生素D2，中國食品藥品檢定研究院；硫酸軟骨素，上海源葉生物科技有限公司；D-鹽酸氨基葡萄糖，中國食品藥品檢定研究院；無水乙醇、甲醇、氫氧化鉀、石油醚（30～60 ℃）、無水硫酸鈉和正己烷，均為天津市津東天正精細化學試劑廠；甲醇（批號：A20T1230），AST00N；正己烷，SIMARK；環己烷（批號：A20T628），AST00N；異丙醇、戊烷磺酸鈉、乙腈，MREDA；乙酰丙酮，麥克林；碳酸鈉，天津市光復科技發展有限公司；對二甲氨基苯甲醛，麥克林；鹽酸，北京化工廠。

1.3 儀器

高效液相色譜儀，株式會社島津制作所日本京都；半制備高效液相色譜儀，大連依利特分析儀器有限公司；T6型可見分光光度計，北京普析通用儀器有限公司；電子天平，株式會社島津制作所日本京都；電子天平，賽多利斯科學儀器（北京）有限公司；藥物穩定性檢查儀，天津市精拓儀器科技有限公司；休止角測定儀，瑞柯儀器；標準篩，北京恒信佳美實驗儀器公司；V型混合機，北京錕捷玉誠設備有限公司；電子水分測定儀，上海越平科學儀器有限公司；電熱鼓風恒溫干燥箱，滬南電爐烘箱廠。

1.4 實驗方法

1.4.1 物料物理性質考察

（1）相對臨界濕度。①參考中藥藥劑學（中國中醫藥出版社，2012），依次準確量取46.59 mL、61.51 mL、73.06 mL、83.16 mL、92.67 mL、102.12 mL和112.26 mL濃硫酸，配制200 mL濃度依次為22.83%、30.14%、35.80%、40.75%、45.41%、50.04%和55.01%的硫酸溶液，對應的RH為85%、75%、65%、55%、45%、35%和25%，將硫酸溶液依次倒入干燥器中，放入25 ℃的恒溫箱內平衡24 h。②將干燥恒重的稱量瓶編號，分別置于上述濕度梯度的干燥器內平衡12 h以上。③稱取物料，平鋪于已平衡的稱量瓶中（厚度約為2 mm），吸濕至恒重后（7 d）取出稱重，并記錄外觀變化，計算吸濕百分率，平行實驗3次。以吸濕率為縱坐標，相對濕度為橫坐標，繪制相對濕度曲線。曲線拐點處的切線與X坐標軸的交點對應的相對濕度即為物料臨界相對濕度。吸濕百分率計算為吸濕百分率=（吸濕后重量-吸濕前重量）/吸濕前重量×100%。

（2）吸濕率。參考《中華人民共和國藥典》（2020年版）四部“藥物引濕性試驗指導原則”進行測定。

（3）休止角的測定。采用固定圓錐底法[3-4]。底盤半徑（r）為5.5 cm的培養皿，將物料放在固定于培養皿中心點上面的漏斗中，物料從漏斗中流出，直至物料堆積至從培養皿上緣流出、圓錐體高度不再增加為止，測出圓錐體的頂點到平皿上緣的高（H），重復測定3次，休止角計算公式如下：

（4）物料密度與壓縮度的測定。①松密度（堆密度）。將適量物料（質量為Mb）通過短頸漏斗緩慢沿漏斗壁倒入l00 mL量筒中，使量筒中物料表面鋪平，不得振蕩，讀出其體積（Vb），則堆密度（ρb）計算為②振實密度。將上述裝有物料的量筒，以一定振幅振動300次，記錄振實后的體積，計算振實密度 (ρbt)為③壓縮度計算公式為

1.4.2 凈含量及允許負偏差

按照《定量包裝商品凈含量計量檢驗規則》（JJF 1070—2005）的方法測定。

1.4.3 維生素D3的測定

按照《食品安全國家標準 食品中維生素A、D、E 的測定》（GB 5009.82—2016）方法中的第四法 食品中維生素D的測定--高效液相色譜法進行測定。

1.4.4 D-氨基葡萄糖鹽酸鹽的測定

按照WS1-XG-028-2001 國家藥品監督管理局 國家藥品標準 鹽酸氨基葡萄 糖中的含量測定方法進行測定。

1.4.5 硫酸軟骨素的測定

參考《硫酸軟骨素和鹽酸氨基葡萄糖含量測定 液相色譜法》（GB/T 20365—2006）規定的方法進行測定。

1.4.6 鈣的測定

按照《食品安全國家標準 食品中鈣的測定》（GB 5009.92—2016）中的第一法 火焰原子吸收光譜法進行測定。

2 結果與分析

2.1 原輔料過篩考察

根據原料過篩難易程度，分別對氨基葡萄糖鹽酸鹽、碳酸鈣、硫酸軟骨素、維生素D3、膠原蛋白肽、脫脂奶粉和三氯蔗糖進行過篩考察，結果見表1。

由表1可知，氨基葡萄糖鹽酸鹽、碳酸鈣、硫酸軟骨素鈉、膠原蛋白肽、維生素D3和三氯蔗糖易通過80目篩，脫脂奶粉易過60目篩；本產品設計劑型為粉劑，狀態為均勻粉末，過40目篩時原料粒度較大，綜合考慮各原料的粒度及過篩率，故擬定氨基葡萄糖鹽酸鹽、碳酸鈣、硫酸軟骨素、維生素D3和三氯蔗糖選擇過80目篩；脫脂牛奶粉過60目篩。

表1 配方原輔料過篩考察表

2.2 混合方式及混合時間考察

按照1/5配方量稱量過篩后的原輔料，維生素D3、三氯蔗糖混合均勻，得混合粉1；混合粉1與硫酸軟骨素鈉等量遞增法混合，每次混合3 min，直至硫酸軟骨素鈉完全混合，得混合粉2；將混合粉2與氨基葡萄糖鹽酸鹽、碳酸鈣、膠原蛋白肽和脫脂奶粉投入V型混合機中以16 r·min-1的轉速混合，在混合20 min、30 min、40 min時停止混合，按照五點取樣法取樣，測定維生素D3含量，以維生素D3含量的RSD值優選混合時間，結果見表2。

由表2可知，將維生素D3、三氯蔗糖混合后與硫酸軟骨素鈉按照等量遞增的方式混合后得混合粉2，混合粉2與其他原輔料混合30 min、40 min時，維生素D3含量的RSD＜5%，綜合考慮生產效率及成本，故擬定混合粉2與其他原輔料混合時間為30 min。

表2 實驗結果表

2.3 混合粉臨界相對濕度

取總混粉，按“1.4.1（1）”項方法，進行總混粉相對臨界濕度考察，結果見表3、圖1。由表3、圖1可知，該總混合粉的相對臨界濕度為63.26%RH，故生產時應控制車間相對濕度在63%RH以下。

圖1 混合粉吸濕曲線圖

表3 混合粉相對臨界濕度考察表

2.4 總混粉物理性質考察

取混合均勻的混合原料，按“1.4.1（3）、（4）”項下方法對其流動性進行考察，結果見表4。結果表明，總混粉流動性良好。這是由于休止角小于40°，壓縮度小于20%，物料流動性較好，能滿足工業化生產，壓縮度增大時，流動性下降，當壓縮度值達到40%~50%時，粉體很難從容器中自動流出[5]。

表4 混合粉流動性檢查結果表

2.5 分裝實驗

取總混合粉，使用全自動粉末包裝機分裝，25 g/袋，考察分裝情況，袋裝產品情況，按照《定量包裝商品凈含量計量檢驗規則》（JJF 1070—2005）的方法測定裝量。由表5可知，混合粉分裝順利，裝量符合規定，可以滿足生產要求。

表5 實驗結果表

3 小試驗證

按產品配方及以上工藝進行1批小試驗證，批量5 kg，結果見表6。

表6 小試工藝驗證結果表

4 結論

結果表明，氨糖軟骨素維生素D鈣奶粉的生產最佳工藝如下。①氨基葡萄糖鹽酸鹽、碳酸鈣、硫酸軟骨素、維生素D3、膠原蛋白肽和三氯蔗糖分別過80目篩，脫脂奶粉過60目篩。②維生素D3與三氯蔗糖混合均勻，得混合粉1，混合粉1與硫酸軟骨素鈉等量遞增法混合，每次混合3 min，直至硫酸軟骨素鈉完全混合，得混合粉2；混合粉2與氨基葡萄糖鹽酸鹽、碳酸鈣、膠原蛋白肽、脫脂奶粉混合30 min（轉速為16 r·min-1），得總混合粉。③生產過程中車間濕度控制在63%RH以下。按此工藝生產的氨糖軟骨素膠原蛋白維生素D鈣奶粉穩定，水分、灰分、硫酸軟骨素、D-氨基葡萄糖鹽酸鹽、維生素D3和鈣含量穩定，可作為氨糖軟骨素維生素D鈣奶粉成熟的小試生產工藝，為后續大生產提供依據。