美花石斛顆粒劑成型工藝研究

任佳妮　張 淼,　黃秋燕　滕建北

美花石斛顆粒劑成型工藝研究

任佳妮1張 淼1,2黃秋燕2滕建北1

（1.廣西中醫(yī)藥大學，廣西 南寧 530200；2.廣西壯瑤藥重點實驗室，廣西 南寧 530200）

目的：研究美花石斛顆粒劑最佳成型工藝條件。方法：通過Box-Benhnken Design（BBD）試驗，以顆粒成型率、休止角、吸濕率的總評“歸一值”（Overall desirability，OD）為總評價指標，采用Design-Expert 8.0.6 Trial 軟件分析確定藥用糊精含量、乙醇濃度、干燥溫度等工藝參數，優(yōu)選美花石斛顆粒劑的最佳成型工藝條件。結果：美花石斛顆粒劑最佳成型工藝參數為乙醇濃度為69.95%，藥用糊精含量為79.99%，干燥溫度為54.58℃。結論：優(yōu)選的美花石斛顆粒劑成型工藝穩(wěn)定可行，顆粒流動性、溶化性良好、吸濕性小，為美花石斛顆粒劑開發(fā)利用提供參考。

美花石斛顆粒劑；成型工藝；Box-Benhnken Design試驗；Overall desirability

引言

美花石斛為蘭科石斛屬植物美花石斛（Rolfe）的莖，又名環(huán)草石斛，對治療陰肝津傷、口干煩渴、食少干嘔、病后虛熱、目睹不明等有一定功效[1]，主產于廣西、廣東等地區(qū)[2]。現代藥理研究表明，美花石斛的主要有效成分為多糖，其中533.7kDa DOP-1 和 159.5kDa DOP-2可增強巨噬細胞的吞噬作用來增強機體的免疫功能[3]，具有防止機體氧化衰老[4,5]、抑制腫瘤細胞增長[6]、降三高[6-9]等作用，美花石斛提取物（DLE）可有效緩解C5H3N4O3Na所致大鼠急性痛風關節(jié)炎[10]，其醇提物還可通過抑制ADA和XOD的活性來減輕腎臟組織的損傷[11]，相較于鐵皮石斛有更高的營養(yǎng)價值[12]。

目前臨床用藥中主要以美花石斛干品為主，其具有不易霉變、易于存儲等優(yōu)點，但有效成分容易流失，相比干藥材，新鮮美花石斛多糖成分含量較高，采收后若不及時加工處理，藥材極其容易霉變，有效成分也會分解流失，影響其質量及臨床療效。以上問題限制了美花石斛進一步的開發(fā)應用，因此，遵循中醫(yī)藥理論和美花石斛的成分特性研發(fā)出具有較高藥用價值的劑型具有巨大的市場空間[13]。鑒于中藥顆粒劑的優(yōu)良特性及在中藥制劑中的廣泛應用[14-17]，本實驗將新鮮美花石斛制成顆粒型，以增強臨床療效，方便患者服用、易于保存攜帶。與干法制粒相比，濕法制粒經過表面潤濕，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，在醫(yī)藥工業(yè)中應用最為廣泛。故本實驗采用濕法制粒對美花石斛顆粒劑成型工藝進行研究。

1　儀器、試劑與藥材

1.1　儀器

JYL-G12E高速破壁機，購于九陽股份有限公司；DFT-100A手提式高速萬打粉機，購于溫嶺市林大機械有限公司； Sartorius SQP型分析天平，購于德國賽多利斯科學儀器（北京）有限公司；SartoriusBSA224S分析天平，購于德國賽多利斯科學儀器（北京）有限公司；18目尼龍篩，購于紹興市上虞華豐五金儀器有限責任公司。

1.2　試劑與藥材

藥用糊精（中凱食品配料有限公司）；食用乙醇（天津市大茂化學試劑廠）；二級純化水，型號為Direct-Q 5 UV-Ｒ型純水儀（美國默克密理博公司）。

藥材：新鮮美花石斛采于廣西壯族自治區(qū)河池市宜州區(qū)，經廣西中醫(yī)藥大學藥學院朱意麟老師鑒定為蘭科石斛屬植物美花石斛（Rolfe）。

2　方法與結果

2.1　干膏粉的制備

取新鮮美花石斛，加5倍量純凈水，采用高速破壁機常溫勻漿，過濾，濾渣再加4倍量純凈水常溫勻漿，過濾，合并兩次濾液，將所得濾液置于蒸發(fā)皿中用紅外爐（200 W～400 W）條件下加熱干燥至干膏粉。

2.2　工藝優(yōu)化

2.2.1因素水平的確定

根據預實驗發(fā)現，賦形劑輔料的含量、潤濕劑乙醇濃度、干燥溫度對顆粒劑制粒效果有較大影響，因此選擇輔料含量，乙醇濃度、干燥時間為主要影響因素，各因素設定3個水平，即3個因素9個水平，并根據中心組合的原理設計實驗，因素水平表見表1。

表1　中心組合設計因素與水平編碼表

2.2.2美花石斛顆粒的制備

將美花石斛干膏按照表1、表2安排實驗，稱取各賦形劑，混勻后分別用相應濃度的乙醇制軟材，過3號篩，分別用不同溫度干燥，制得顆粒。

表2　中心組合設計實驗安排表

2.2.3響應面法

采用BBD中心組合實驗所得的成型率、休止角、吸濕率按照總評“歸一值”（0verall desirability, OD）為綜合評價指標，每個指標均標準化為0～1之間的“歸一值”[18]，各指標“歸一值”求算幾何平均值，得總評“歸一值”，計算公式：OD= (d成型率max×d休止角min×d吸濕率min) 1/3，其中3為指標數。本研究OD值越大, 說明工藝越優(yōu)良。對于取值越大越好的指標（成型率）和取值越小越好的指標（休止角、吸濕率），采用Hassan方法分別進行數學轉換求“歸一值”dmax和dmin。

計算公式，見式（1）、式（2）、式（3）：

d成型率max=(Yi-Ymin)/(Ymax-Ymin) （1）

d休止角min=(Ymax-Yi)/(Ymax-Ymin) （2）

d吸濕率min=(Ymax-Yi)/(Ymax-Ymin) （3）

式中，d為單指標評價值，Yi為該指標的測定值，Ymax為該指標中最大值，Ymin為該指標中最小值。

按照上述方法對17個組分進行測量后，并對數據進行歸一。實驗結果見表3。

表3　BBD設計試驗結果

將所得數據采用Design-Expert 8.0.6 Trial 軟件進行分析，得到二次回歸模型方程：OD=0.19+0.079A+7.500E-003B+0.19C+0.067AB-0.070AC+0.018BC+O.11A2+0.28B2+0.15C2，并得到等高線圖及響應面曲面圖，如圖1、圖2、圖3所示。

根據回歸方程分析結果及等高線圖及響應面曲面圖結果，可以知道乙醇濃度（A）和干燥溫度（C）均具有顯著性影響，其中藥用糊精含量（B）的增大而升高；乙醇濃度（A）、干燥溫度（C）影響較小。結果得到最優(yōu)條件為：乙醇濃度為69.95%，藥用糊精含量為79.99%，干燥溫度為54.58℃，OD值為0.83。

為了驗證方程的有效性，對該模型進行方差分析，實驗結果如表4所示。

表4　顆粒劑制備工藝優(yōu)化數學模型方差分析

注：*＜0.05為顯著性

根據數據結果對各因素影響顯著性進行比較，P值代表因素的顯著性水平（＜0.05為顯著性），影響顯著性的排序為：B-藥用糊精含（=0.8958＞0.05）＞A-乙醇濃度（=0.01971＜0.05）＞C-干燥溫度（=0.0112＜0.05），方程中的交互項AB、AC和BC均（＞0.05），表明交互項對OD值的影響不顯著，三個因素無交互作用。其中失擬項結果不顯著，說明該方程與實際情況擬合度良好。

3　成型工藝驗證

按照Design-Expert 8.0.6 Trial 軟件最終篩選出最佳制備鮮美花石斛顆粒劑成型工藝，即乙醇濃度為70%，藥用糊精含量為80%，干燥溫度為60℃的制備工藝，按照該工藝稱取3批進行濕法制粒，分別測定顆粒成型率、休止角、吸濕率。經計算3批鮮美花石斛顆粒的OD值的平均值為0.81，與模型試驗預測值的OD值（0.83）相對誤差偏差為2.24%，雖然兩者存在一定的偏差擬合方程差異性較小，說明該方程可靠，預測性良好。

按《中國藥典》（2015年版）“四部顆粒劑制劑通則”項下的溶化性檢測方法[19]測定成品的溶化性，根據2.2.5項下休止角的測量方法測定休止角，表明其溶化性、流動性良好。測定臨界相對濕度（CRH）和稀釋率的關系[20,21]，認為本產品的制備、包裝以及儲存過程中，環(huán)境的相對濕度應控制在50%以下進行。

4　討論

吸濕性是影響中藥顆粒穩(wěn)定性和成型率重要的指標之一，美花石斛顆粒劑的制備過程中含有較多的多糖類成分，而且干浸膏的吸濕性比較大，直接制粒難以成型，當加入一定的藥用糊精時，可以降低顆粒的吸濕性，改善顆粒的流動性和溶化性等，易于制成顆粒。本實驗在對顆粒劑的工藝優(yōu)化過程中，經過BBD中心組合法結合響應面結果分析篩選出最佳的藥用糊精配比，即當藥用糊精含量占總含量的79.99%時，顆粒的可壓性好，易于成型，而且流動性、溶化性良好，吸濕性小，保證成品的穩(wěn)定性，方便服用，攜帶、儲存。

響應面法（Response Surface Methodology，RSM）是數學方法和統計方法結合的產物，是利用合理的試驗設計，采用多元二次回歸方程擬合因素與響應值之間的函數關系，通過軟件繪制三維響應面圖，三維響應面是響應值對各實驗因素所構成的三維空間曲線圖，因素對響應值影響越顯著，曲面就會越陡峭[14]，從而可以更加直觀地反映各因素對響應值影響的顯著性，也就是反映出最佳區(qū)域，尋求最佳工藝參數。隨著醫(yī)學的發(fā)展和需求，響應面在醫(yī)學領域的應用也越來越廣泛。例如本實驗為了解決顆粒制備中各試驗因素對顆粒成型的影響，由前期實驗考查可知乙醇濃度、藥用糊精含量以及干燥溫度對美花石斛顆粒劑的成型影響最大，所以本實驗采用響應面法連續(xù)對試驗因素的各個水平進行分析，而確定顆粒制備最佳工藝條件，即乙醇濃度為69.95%，藥用糊精含量為79.99%，干燥溫度為54.58℃。

5　結論

采用 Design-Expert 8.0.6 Trial軟件對試驗數據進行分析得到的二次回歸模型方程，OD=0.19+0.079A+7.500E-0.03B +0.19C+0.067AB-0.07AC+0.018BC+0.11A2+0.28B2+0.15C2，由此方程知道方程中并非各項擬合參數值均*＞0.05，為增加方程的可信度，理應在原有的擬合方程基礎上，去掉不顯著項 B 和 BC。但模型回歸方程并不是作為最終結果呈現，而是作為分析及對模型的預測，且本研究為了驗證方程的有效性，對模型方程進行了方差分析，結果顯示3批鮮美花石斛顆粒的OD值的平均值為0.81，與模型試驗預測值得到0.83的OD值的RSD為2.24%，兩者存在一定的偏差，但擬合方程差異性較小，說明方程具有可靠性，故未將方程進一步簡化，而是通過Design-Expert 8.0.6 Trial統計軟件繪制的三維效應面來反映最佳區(qū)域，從而得到最佳的工藝參數。

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Study on Molding Technology of Dendrobium Loddigesii Rolfe-Granules

Objective: To study the optimum molding conditions of Dendrobium loddigesii Rolfe-granules. Methods: Through the Box-Benhnken Design (BBD) test, the total evaluation of particle molding rate, rest angle and moisture absorption rate was "one value" (Overall desirability, OD) as the overall evaluation index, the process parameters such as medicinal dextrin content, ethanol concentration and drying temperature were analyzed and determined by design expert 8.0.6 trial software, and the optimal molding process conditions of Dendrobium loddigesii Rolfe-granules were optimized. Results: The optimal molding technology parameters of Dendrobium loddigesii Rolfe-granules were as follows: ethanol concentration was 69.95%, dextrin content was 79.99% and drying temperature was 54.58℃. Conclusion: The optimized molding process of Dendrobium loddigesii Rolfe-granules was stable and feasible, with good particle fluidity, solubility and low hygroscopicity, which provided reference for the development and utilization of Dendrobium loddigesii Rolfe-granules.

Dendrobium loddigesii Rolfe-granules; molding technology; Box-Benhnken Design test; Overall desirability

R283. 6

A

1008-1151(2022)01-0040-04

2021-09-21

廣西中醫(yī)藥大學課題（ZD字[2019]003號，XK字[2019]115號）。

任佳妮（1997－），女，廣西中醫(yī)藥大學在讀碩士研究生，研究方向為中藥、壯瑤藥鑒定學研究。