采用星點(diǎn)設(shè)計(jì)—響應(yīng)面法制備魔芋片劑

李磊等

摘要：以魔芋（Amorphophallus konjac）精粉為主要材料，采用星點(diǎn)設(shè)計(jì)-響應(yīng)面法優(yōu)化制備工藝。結(jié)果表明，0.24 g羥甲基淀粉鈉、0.05 g硬脂酸鎂、0.24 g聚維酮 K 30、2.1 g可壓性淀粉，所得片劑崩解性能優(yōu)良，指標(biāo)符合《中華人民共和國藥典》2010 版中對于片劑質(zhì)量要求的相關(guān)規(guī)定。采用星點(diǎn)設(shè)計(jì)法優(yōu)化魔芋片劑的制備工藝，其預(yù)測性良好，制得的魔芋片劑具有成型好、精確度高、穩(wěn)定性好等特點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：魔芋（Amorphophallus konjac）；片劑；星點(diǎn)設(shè)計(jì)法；制備工藝

中圖分類號：S632.3；TS236.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：0439-8114（2015）12-2997-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.12.050

Preparation of Konjac Tablets using Central Composite Design and

Response Surface Method

LI Lei，MENG Yan-qiu，LIU Dan，SONG Yan-ling，YANG Gui-qiu，QIU Xing-hua，WANG Xiao-ting

（College of Pharmaceutical and Biological Engineering， Shenyang University of Chemical Technology，Shenyang 110142，China）

Abstract： To use central composite design to prepare Konjak tablets， and to enhance the predictability of reliable-qualified Konjaktablets，with the aid of central composite design method，preparation and optimization of Konjak tablets were conducted. Central composite design method optimization experiments suggested the choice of 0.24g hydroxy methyl starch sodium，0.05g magnesium stearate，0.24g K30，and 2.1g compressible starch. The disintegration of above formulation was excellent，and all its indexes were conformed to the requirement of China Pharmacopoeia. The preparation and optimization of Konjak by central composite design was possible with a good prediction， and the results showed the Konjak tablets had high accuracy， good shaping and stability.

Key words： Konjak； tablets； central composite design； preparation procedure

魔芋是從植物魔芋（Amorphophallus konjac）的塊莖中提取而來，其有效成分是魔芋葡甘聚糖（Konjak glucomannan，簡稱KGM）[1，2]。葡甘聚糖是一種非離子型水溶性高分子多糖，是目前發(fā)現(xiàn)的最優(yōu)良的可溶性膳食纖維之一，利用魔芋葡甘聚糖的凝膠性能可以制作出豐富多彩的功能性魔芋食品，這些食品具有減肥、通便、降血脂、降血糖等生理功能[3]。目前市售的粉狀魔芋類保健食品以沖劑和膠囊制劑為主，但是沖劑食用起來不方便，口感也較差，不利于老人和兒童服用。與沖劑相比，膠囊制劑有分散快、吸收好、生物利用度高等優(yōu)點(diǎn)，但生產(chǎn)效率低、成本高、重量差異大，也存在著諸多問題，大量服用后存在副作用，會(huì)引起腸胃不適和血液黏稠度的升高[4]。因此，開發(fā)出一種服用方便、均勻度高、無副作用、適合大規(guī)模生產(chǎn)的以魔芋為主要原料的新型保健食品已成為必然趨勢，而片劑恰好是很好的選擇。

星點(diǎn)設(shè)計(jì)（Central Composite Design，CCD）是國外近年來常用的試驗(yàn)優(yōu)化方法。在試驗(yàn)設(shè)計(jì)上，國內(nèi)大多采用正交設(shè)計(jì)和均勻設(shè)計(jì)，這兩種方法雖試驗(yàn)次數(shù)較少，但二者多用線性數(shù)學(xué)模型，精度不如星點(diǎn)設(shè)計(jì)， 預(yù)測性較差。星點(diǎn)設(shè)計(jì)方法簡便，且在模型建立上采用非線性數(shù)學(xué)模型擬合，相關(guān)系數(shù)較高，預(yù)測值更接近真實(shí)值[5，6]。隨著人們生活水平的提高，人們的飲食越來越趨于健康化、營養(yǎng)化、功能化[1]。本試驗(yàn)所研究的是用星點(diǎn)設(shè)計(jì)-響應(yīng)面法來優(yōu)化魔芋片劑的制備方法，從而確定魔芋片劑的最優(yōu)處方，具有廣泛的應(yīng)用前景。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

魔芋純化微粉，食品級，河南正興食品添加劑有限公司；可壓性淀粉，藥用級，天津市大茂化學(xué)試劑；羥甲基淀粉鈉、聚維酮K30、無水乙醇、硬脂酸鎂，分析純，天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司。

1.2 儀器設(shè)備

AR2140型電子天平，上海精科實(shí)業(yè)有限公司；PHG-9146A型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱，上海精科實(shí)業(yè)有限公司；BJ-I型六管崩解時(shí)限儀，天津市新天光分析儀器技術(shù)有限公司；170型旋轉(zhuǎn)式壓片機(jī)，上海天凡藥機(jī)制造廠。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 工藝流程 主料（120目篩）+輔料→制粒（20目）→干燥→整粒→混合→壓片→成品

↑

潤滑劑

1.3.2 操作要點(diǎn) 預(yù)試驗(yàn)表明，使用70%酒精制粒時(shí)，可以有效防止魔芋顆粒吸水溶脹，又可使制得的顆粒大小均一、水分含量適宜和可塑性好，具有良好的壓片效果。將烘干溫度設(shè)定為60 ℃，干燥時(shí)間為 25～30 min。

1.3.3 星點(diǎn)試驗(yàn)設(shè)計(jì) 在預(yù)試驗(yàn)和相關(guān)文獻(xiàn)[7]的基礎(chǔ)上，選取羥甲基淀粉鈉用量（X1）、硬脂酸鎂用量（X2）、聚維酮K30用量（X3）和可壓性淀粉用量（X4）對魔芋片性質(zhì)影響較顯著的4個(gè)因素作為考察對象，進(jìn)行5個(gè)水平優(yōu)化設(shè)計(jì)，星點(diǎn)設(shè)計(jì)的具體因素及水平見表1。

2 結(jié)果與分析

2.1 方程的擬合與優(yōu)化

試驗(yàn)結(jié)果見表2。以片劑的崩解時(shí)間為因變量，分別對各因素（自變量）各水平進(jìn)行多元線性回歸和二項(xiàng)式擬合。將試驗(yàn)數(shù)據(jù)輸入Design-Expert V8.0.6軟件中進(jìn)行多元線性回歸及二項(xiàng)式擬合，擬合方程：Y=6.045+31.484X1-121.782X2-36.740X3+6.413X4+32.118X1X2+15.538X1X3-19.427X1X4+476.273X2X3+16.782X2X4+8.090X3X4。方差分析結(jié)果見表3。從表3中可以看出，模型P<0.05為顯著，失擬項(xiàng)P為極顯著。一次項(xiàng)X4對結(jié)果影響顯著，其余項(xiàng)不顯著。對模型進(jìn)行優(yōu)化處理。刪除交換項(xiàng)X1X2、X1X3、X2X4、X3X4對方程進(jìn)行擬合，方程：Y=0.918+35.438X1-80.012X2-16.583X3+8.473X4-19.427X1X4+476.273X2X3，R2=0.997，表明刪除部分?jǐn)?shù)據(jù)后未對模型造成明顯影響，方程可信度仍較高。模型構(gòu)造可對魔芋片劑的崩解時(shí)間做出良好預(yù)測。從表3回歸系數(shù)的顯著性檢驗(yàn)可知，一次項(xiàng)X4（P<0.05）、雙因素耦合項(xiàng)X1X4（P<0.05）、X2X3（P<0.05）對結(jié)果影響顯著，其余項(xiàng)不顯著。

2.2 響應(yīng)面分析

由圖1可知，在制備魔芋片過程中，可壓性淀粉的用量和崩解時(shí)間呈負(fù)相關(guān)，說明可壓性淀粉的用量對崩解時(shí)間的影響明顯，隨著可壓性淀粉用量的減少，崩解時(shí)間也降低。在制備魔芋片的工藝過程中，羥甲基淀粉鈉的用量對崩解時(shí)間的影響沒有可壓性淀粉顯著，隨著羥甲基淀粉鈉用量的增加崩解時(shí)間呈遞增趨勢（圖2）。硬脂酸鎂的用量對崩解時(shí)間的影響不明顯，隨著硬脂酸鎂的用量增加，崩解時(shí)間降低（圖3）。由圖4可見，聚維酮K30的用量對崩解時(shí)間的影響比硬脂酸鎂要明顯，隨著聚維酮K30用量的增加崩解時(shí)間呈遞減趨勢。綜合上述分析，對魔芋片劑崩解時(shí)間影響最大的因素是填充劑可壓性淀粉的用量，其他影響因素按由強(qiáng)到弱遞減的順序依次為黏合劑羥甲基淀粉鈉的用量、黏合劑聚維酮K30的添加量以及潤滑劑硬脂酸鎂的用量。因此以崩解時(shí)間這一指標(biāo)考慮，根據(jù)Design-Expert V8.0.6軟件得出本試驗(yàn)的較優(yōu)條件為羥甲基淀粉鈉用量為0.24 g，硬脂酸鎂用量為0.05 g，聚維酮K30用量0.24 g，可壓性淀粉用量為2.1 g。

為驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果的正確性，對最優(yōu)配方制得片劑進(jìn)行片重差異、崩解時(shí)間的測定，結(jié)果見表4。檢驗(yàn)方法：按照最優(yōu)處方的用量制作魔芋片20片，用電子天平稱定總重量為8.465 g，求的平均片重為0.423 25 g，再用電子天平稱定每片的重量，每片重量與平均片重相比較，重復(fù)做3次。《中華人民共和國藥典》[8]規(guī)定，平均片重大于或等于300 mg的片劑，片重差異限度須在±0.50%范圍內(nèi)；壓制片的崩解時(shí)間不得超過30 min。由表4可知，用最優(yōu)配方制得片劑，片重差異在±0.50%范圍內(nèi)，壓制片的崩解時(shí)間<30 min，所以指標(biāo)符合相關(guān)規(guī)定。

3 結(jié)論

采用濕法制粒壓片技術(shù)制備魔芋粉片劑，應(yīng)用星點(diǎn)設(shè)計(jì)-響應(yīng)面優(yōu)化魔芋片劑的處方為0.24 g羥甲基淀粉鈉、0.05 g硬脂酸鎂、0.24 g聚維酮 K30， 2.1 g可壓性淀粉。得到優(yōu)化處方條件后，按優(yōu)化的處方進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)。結(jié)果表明，用星點(diǎn)設(shè)計(jì)-響應(yīng)面法優(yōu)選魔芋片處方精確度高，預(yù)測性好，有較好的的應(yīng)用價(jià)值，并且魔芋片的各項(xiàng)指標(biāo)均符合《中華人民共和國藥典》[8]規(guī)定，因此，為了提高企業(yè)的生產(chǎn)效率，可以大批量、連續(xù)化生產(chǎn)；并且方便人群使用，因?yàn)槟в笃梅奖悖鶆蚨雀撸瑹o副作用，崩解優(yōu)良。

參考文獻(xiàn)：

[1] 秦清娟，張 媛，劉倍毓，等.半干法酶解制備魔芋葡甘低聚糖工藝及其抗氧化性能研究[J].食品工業(yè)科技，2013，23：76-80.

[2] 鐘剛瓊，盛德賢，滕建勛，等.魔芋食品的開發(fā)利用與研究進(jìn)展[J].食品研究與開發(fā)，2005，26（1）：106-108.

[3] 黃明發(fā)，張盛林.魔芋膳食纖維保健作用研究進(jìn)展[J].中國食物與營養(yǎng)，2010（5）：75-77.

[4] 張 浩.藥用植物學(xué)[M].第6版.北京：人民衛(wèi)生出版社，2011.

[5] 楊占華，隋道敬，陳思娟，等.補(bǔ)氣養(yǎng)陰活血法對阿霉素減增效作用臨床研究[J].中國藥學(xué)刊，2006，24（2）：275-277.

[6] 李 磊，陳大為，趙秀麗，等.采用星點(diǎn)設(shè)計(jì)-效應(yīng)面法優(yōu)化及制備阿霉素白蛋白納米粒[J].沈陽藥科大學(xué)學(xué)報(bào)，2010，28（5）：350-354.

[7] 劉 璧，龍敏玲.螺旋藻片輔料篩選及穩(wěn)定性考察[J].國際醫(yī)藥衛(wèi)生導(dǎo)報(bào)，2007，13（17）：72-75.

[8] 國家藥典編寫委員會(huì).中華人民共和國藥典（一部）[M].北京：中國醫(yī)藥科技出版社，2010.