正交試驗法優選蛋白核小球藻顆粒一步制粒工藝

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(廣州澤力醫藥科技有限公司，廣東 廣州 510663)

小球藻(Chlorella)為綠藻門小球藻屬普生性單細胞綠藻。我國常見的小球藻有蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)、橢圓小球藻(C.ellipsoidea)及普通小球藻(C.vulgaris)等，其中蛋白核小球藻含有豐富的蛋白質、氨基酸、維生素、礦物質等，是維持和促進人體健康所不可缺少的營養素，具有增強免疫力、降血糖等多種作用[1-3]。隨著人們保健意識的日漸提高，藻類已被廣泛開發成各種食品、保健食品、化妝用品等[4]。國家衛生部于2012年將蛋白核小球藻批準為新資源產品[5]。目前食品、保健品領域為力求蛋白核小球藻營養成分能被人體充分吸收，多是將其破壁后制成片劑、膠囊等產品或以食品添加劑的形式添加到其他食品中。本研究結合產品特點，以破壁蛋白核小球藻粉為主要原料，同時加入姜提取物(噴霧干燥粉)，混合均勻作為底料，噴入預糊化淀粉為主的粘合劑，采用L9(34)正交試驗法，以產品顆粒合格率、顆粒溶解時限要求為指標，優選蛋白核小球藻顆粒一步制粒的最佳條件[6，7]。

1 材料

1.1 儀器設備

多功能流化床WBF-5G(下簡稱為一步制粒機，重慶英格造粒包衣技術有限公司)；DT5001電子計數天平(江蘇省常熟市意歐儀器儀表有限公司)。

1.2 藥品與試劑

破壁蛋白核小球藻(批號：20150701)；預糊化淀粉(批號：20150701)；羧甲基纖維素鈉(批號：20160701)；姜提取物(噴霧干燥粉，本公司制備)。

2 方法與結果

2.1 評價指標

2.1.1 顆粒合格率考察 取顆粒稱重，照粒度測定法(《中國藥典2015年版附錄Ⅺ B》第二法，雙篩分法)測定。收集能通過1號篩且不能過5號篩的顆粒，即為合格顆粒，稱重。顆粒合格率(%)=過篩后顆粒質量∕過篩前顆粒質量×100%。

2.1.2 顆粒溶解時限 取顆粒，加50倍熱水攪拌后，觀察溶解情況，要求顆粒40s時間內不得全部溶解完全，過60目篩應截留有少許顆粒。

2.2 試驗方法

稱取處方量的破壁蛋白核小球藻、姜提取物混合均勻，置于一步制粒機原料容器中，按一步制粒操作方法，開啟程序，開啟風機，使物料在流化床內處于充分沸騰狀態，加熱將物料預熱一定時間，啟動霧化器，噴入以預糊化淀粉溶液為主的粘合劑(預糊化淀粉與羧甲基纖維素鈉比例為7.5∶1.0)。制粒過程按所設計實驗參數進行。粘合劑全部噴霧完成后，再繼續加熱干燥一段時間，停機，出料，取樣。

2.3 正交實驗設計

經過預實驗，確定以粘合劑濃度、進風溫度、進液速度、霧化壓力為試驗考察因素。采用四因素三水平L9(34)正交試驗法，實驗設計詳見表1。

表1 正交試驗因素水平

2.4 試驗結果

采用L9(34)正交試驗法進行工藝優化，分別記錄產品的顆粒合格率、顆粒溶解時限，結果見表2。方差分析情況見表3。

由直觀分析和極差大小可以看出，影響顆粒合格率因素大小依次為A粘合劑濃度>C進液速度>B進風溫度>D霧化壓力；影響顆粒溶解時限因素大小依次為A粘合劑濃度> B進風溫度>C進液速度>D霧化壓力；以顆粒合格率為指標時，A粘合劑濃度影響顯著；以顆粒溶解時限為指標時，A粘合劑濃度和B進風溫度影響顯著。綜合各因素，確保顆粒溶解時限合格前提下，確定蛋白核小球藻顆粒的制粒優選工藝條件為A1B2C3D1，即粘合劑濃度為1.5%，進風溫度為80 ℃，進液速度為22 g/min，霧化壓力為1.8 kg/cm2。

2.5 驗證實驗

為考察上述優選制粒工藝的穩定性，按優選的工藝條件進行3批次驗證試驗，分別測定顆粒合格率和溶解時限，結果見表4。

表2 正交試驗結果

表3 方差分析

注：F0.01(2，2)=99，F0.05(2，2)=19。

表4 驗證實驗結果

實驗結果：顆粒合格率和溶解時限的RSD值分別為1.95%和3.45%，表明優選出的工藝合理可行，穩定可靠。

3 討論

3.1 粘合劑選擇

破壁蛋白核小球藻粘合性小，不外加物料作粘合劑無法制成顆粒；選擇適宜濃度和適宜的粘合劑既能使物料制成顆粒，同時也保證了顆粒溶解時限，因此粘合劑及其濃度是影響制粒工藝的關鍵因素。實驗表明所選粘合劑濃度可以達到要求。

3.2 風量選擇

引風量應選擇合適范圍，且應隨著顆粒粒度增長適當調節。由于破壁蛋白核小球藻粉粒徑極細且質輕，引風量開太大，造成物料穿透濾袋隨引風排走，造成不必要的物料損耗及增加排風管處除塵裝置的負擔，因此在制粒時要根據流化狀態及顆粒粒度調節風量的大小。

破壁蛋白核小球藻直接沖服時極易沉降從而影響服用，一般生產劑型多采用片劑、膠囊劑等，但生產過程需要加入較多的賦形劑、潤滑劑等輔料。采用本研究工藝制備的蛋白核小球藻顆粒在規定時限內不會全部溶解完全，避免了服用時沉降帶來的影響，同時保持了顆粒劑口服吸收迅速的優點，也避免了其他劑型生產過程需要加入較多賦形劑、潤滑劑等輔料的缺點。采用一步制粒法制粒，具有生產周期短、有效成分影響較小等特點，也減少了原料質輕易飛散帶來的環境污染，適合工業化生產。