海参粉微丸制备工艺_喻樊.pdf

食品工业 2023 年第44卷第 1 期 8 工艺技术海参粉微丸制备工艺喻樊1,2,3,4*，蔡蓉1，蔡伶丽1,2,3,41.江苏省肿瘤靶向纳米诊疗材料工程研究中心，盐城师范学院（盐城 224007）；2.药学院盐城师范学院（盐城 224051）；3.江苏省滩涂生物资源与环境保护重点建设实验室（盐城 224002）；4.南京工业大学（南京 210000）摘要研究海参粉微丸的制备工艺。采用挤出滚圆法制备海参粉微丸;以圆整度为主要指标,采用单因素试验筛选最优制备工艺参数;考察微丸的粉体学性质;用红外光谱法、X射线衍射法、扫描电子显微镜法等方法对微丸进行表征。结果表明,挤出滚圆法最佳工艺参数为挤出频率30 Hz、滚圆频率50 Hz、滚圆时间4 min。制备的海参粉微丸圆整度、流动性及堆密度均较好,且药物高度分散于微丸中。采用优化的工艺参数,利用挤出滚圆法制备海参粉微丸,简单易行,可用于生产。关键词海参粉;微丸;挤出滚圆法;粉体学性质;表征Preparation Technology of Sea Cucumber Powder PelletsYU Fan1,2,3,4*,CAI Rong1,CAI Lingli1,2,3,41.Jiangsu Province Engineering Research Center of Tumor Targeted Nano Diagnostic and Therapeutic Materials,Yancheng Teachers University(Yancheng 224007);2.College of Pharmacy,Yancheng Teachers University(Yancheng 224051);3.Jiangsu Provincial Key Laboratory of Coastal Wetland Bioresources and Environmental Protection(Yancheng 224002);4.Nanjing University of Technology(Nanjing 210000)Abstract Study the preparation technology of sea cucumber powder pellets.The sea cucumber powder pellets were prepared by extrusion spheronization method.The optimal preparation parameters were obtained by single factor experiment.Micromeritic properties were determined.The pellets were characterized by infrared spectroscopy,X-ray diffraction and scanning electron microscopy.The optimum technology parameters were as follows:extrusion velocity of 30 Hz,spheronization velocity of 50 Hz,and spheronization time of 4 min.The sea cucumber powder pellets prepared by extrusion spheronization method were all good of roundness,fluidity and density.The drug is highly dispersed in the pellets.Using the optimized parameters,the preparation of sea cucumber powder pellets by extrusion spheronization method is simple and can be used for production.Keywords sea cucumber powder;pellets;extrusion spheronization method;micromeritics properties;characterization*通信作者；基金项目：江苏省自然科学基金面上项目（编号：BK20221409）；江 苏 省 肿 瘤 靶 向 纳 米 诊 疗 材 料 工 程 研 究 中 心 开 放 基 金 资 助（编 号：JETNM202208）；江苏省盐土生物资源研究重点实验室项目（JKLBS2015008）；盐城市农业科技创新专项引导资金项目（编号：YKN2016011）；江苏省海洋滩涂生物化学与生物技术重点建设实验室项目（K2016-12）；盐城师范学院拔尖人才计划项目；江苏省大学生创新创业重点计划项目（编号：202010324025Z）海参属于棘皮动物门海参纲的动物，大多分布在世界各大海洋的潮间带及深海海域。近年来，随着人们保健意识和生活水平的提高，海参的药用价值和保健价值受到越来越多的关注。大量研究表明，海参富含海参多糖、胶原蛋白、海参皂苷和脑苷脂等生物活性物质及18种氨基酸，具有抗肿瘤、抗氧化、降血压、降血糖和增强免疫力等药理作用1-5。海参粉中海参多糖的含量最高，约占干海参总有机物的31%6。海参多糖主要为海参糖胺聚糖，能提高机体的细胞免疫功能，促进淋巴细胞增长，增加胸腺指数，从而起到增强免疫力的作用；具有清除氧自由基的能力；能增加血纤维蛋白酶的活力，以防止血纤维蛋白的聚合，并改变血纤维蛋白的构筑，从而起到抗血栓的作用7。微丸属于多单元型给药系统，与单剂量型给药系统相比有许多优点：（1）每个给药剂量通常含有几十或几百个微丸，释药行为是所有微丸的总和；（2）在胃内的滞留时间长，粒径小，转运受食物输送节律的影响较小，因此微丸在胃肠道内的吸收一般不受胃排空的影响；（3）药物在胃肠道内的分布面积扩大，生物利用度提高，且对胃肠道的刺激减少或消除。此外，微丸还具备生产工艺简洁、流动性好、脆碎度小、稳定性强等优点8。常见的微丸制备工艺有包衣锅法、离心造粒法、流化床包衣法和挤出滚圆法9-10。采用挤出滚圆法制丸，制粒种类广泛、微丸粒径分布均匀、圆整度好、载药量高11。试验采用的是挤出滚圆法，并利用单因素试验对工艺参数进行优化，考察微丸的粉体学性质并对微丸进行表征。1材料与方法1.1仪器与设备E-50挤出制粒机、R-250离心滚圆机（均为重庆英格制药设备制造有限公司）；FD-1D-80冷冻干燥机（北京博衣康实验仪器有限公司）；IKA研磨机、CS-2脆碎度测试仪（均为天津市国铭医药设备有限公司）；布鲁克TENSOR研究级傅里叶变换红外光 9 工艺技术 食品工业 2023 年第44卷第 1 期谱仪（德国布鲁克光谱仪器公司）；SDP电子天平赛多利斯科学仪器（北京）有限公司；三目生物显微镜XSP-8C（上海严丰精密仪器有限公司）；Lambda 950紫外分光光度计（美国PE公司）；环境扫描电子显微镜（Quanta 200，荷兰FEI公司）；FT-104B休止角测定仪（宁波瑞柯伟业仪器有限公司）；DSC 8500差示扫描量热仪（美国PerkinElmer）；Millipore Q超纯水系统（美国Merck）。1.2材料与试剂淡干海参（烟台瑞参堂水产有限公司）；玉米淀粉（广饶丽枫生物科技有限公司，批号2016032601）；碳酸钙（宜兴市第二化学试剂厂，批号070613）；微晶纤维素（国药集团化学试剂有限公司，批号20130802）；其他试剂为分析纯。1.3试验方法1.3.1海参粉的制备（1）回软：在淡干海参中倒入05 纯净水，置于4 冰箱中泡发2448 h，每12 h换1次水。（2）去沙嘴：用剪刀将海参开膛去沙嘴，去除海参的内脏。（3）水煮：将海参放入锅中小火煮7090 min。（4）泡发：出锅后用凉水冲洗海参，将其用0 5 纯净水泡发，置于4 冰箱保存23 d，每12 h换1次水。（5）冷冻保存：将上述泡发完成后的海参剪成厚度约2 cm小块装在培养皿中，冷冻保存24 h左右。（6）冷冻干燥：将冷冻后的海参放入冷冻干燥机进行冷冻干燥。（7）粉碎机粉碎：将干燥后的海参放入研磨机中进行粉碎，将粉碎后的海参粉放入干燥器中保存。1.3.2微丸的制备12（1）混合：将物料混合均匀。（2）制软材：将混合均匀的物料与10%淀粉浆捏合均匀。（3）挤出：将软材握成团后放入挤出制粒机中，挤成直径相同的条状软材。（4）滚圆：将挤出的软材倒入离心滚圆机中进行滚圆。（5）微丸干燥：将滚圆好的微丸放入烘箱（60 80）干燥。空白微丸的制备处方：碳酸钙40 g、微晶纤维素10 g。海参粉微丸的制备处方：海参粉2.0 g、碳酸钙10.0 g、微晶纤维素3.2 g。1.3.3工艺因素考察由于挤出频率、滚圆频率和滚圆时间对试验的结果影响较大，因此以圆整度为主要的评价指标，利用单因素试验筛选出最佳的制备工艺参数。1.3.3.1挤出频率的考察挤出频率是影响挤出物料质量的一个重要因素。若挤出频率过快，软材温度升高，造成软材中水分丧失，成形性变差；若挤出频率过慢，则耗时长，软材容易变干，不易滚圆13。固定滚圆频率50 Hz、滚圆时间4 min，考察挤出频率30，40和50 Hz时对微丸成丸效果影响。1.3.3.2滚圆频率的考察滚圆为条状软材提供剪切力和离心力，若滚圆频率太低，细长条软材难以切断，无法形成微丸。固定挤出频率30 Hz、滚圆时间4 min，考察滚圆频率30，40和50 Hz时对微丸的成丸效果影响。1.3.3.3滚圆时间的考察在一定的范围内，滚圆时间越长，微丸的圆整度越好。但时间过长，则造成微丸的粒径增大或粘连，且粉尘增多；时间过短，软材则不易塑变成球形14。固定挤出频率30 Hz、滚圆频率50 Hz，考察滚圆时间4，6和8 min时对微丸的成丸效果影响。1.3.4粉体学性质的测定1.3.4.1海参粉粉体学性质的测定1.3.4.1.1流动性的测定将海参粉、碳酸钙和微晶纤维素倒入漏斗中，使其在重力的作用下做自由落体运动，在漏斗下方形成圆锥体，测量圆锥体的高度（h）和半径（r），计算出休止角。1.3.4.1.2松密度的测定将一定量的海参粉倒入量筒中，在没有外力的作用下，测定海参粉的密度，即松密度15。1.3.4.2微丸粉体学性质的测定1.3.4.2.1粒度分布采用筛析法测定空白微丸的粒度分布。称取40 g微丸，用标准筛筛分3 min，称量通过不同孔径筛孔的微丸的质量，记录数据，绘制粒度分布图。1.3.4.2.2休止角的测定使用休止角测定仪测量空白微丸的休止角。将空白微丸倒入漏斗中，使其在重力作用下做自由落体运动，空白微丸落到表面皿中形成圆锥体，测量空白微丸的锥形高度（h）和微丸在表面皿中的半径（r），为休止角，按式（1）计算16。tan=h/r （1）1.3.4.2.3表面形态和圆整度通过生物显微镜观察微丸的表面形态，利用HR-T1000图像颗粒软件拍摄图片并测定圆整度。1.3.4.2.4堆密度的测定称取20 g微丸，缓缓通过玻璃漏斗倾倒至50 mL量筒内，测出微丸的松容积，按式（2）计算出微丸的堆密度。堆密度=微丸质量/松容积 （2）食品工业 2023 年第44卷第 1 期 10 工艺技术1.3.4.2.5脆碎度的测定称取质量m0的微丸倒入脆碎度仪，转速24 r/min，旋转圈数100 r。收集并称量剩下微丸质量m，按式（3）计算脆碎度Fr。Fr=（1-m/m0）100%（3）1.3.5微丸的表征1.3.5.1扫描电子显微镜法（SEM）以海参粉、空白微丸、海参粉微丸、海参粉微丸的横切面、空白微丸的横切面和经人工胃液腐蚀5 s的海参粉微丸作为样品，喷金15 s后，置于电镜测试仪器内，于高压15.00 kV进行测定。1.3.5.2红外光谱以海参粉、碳酸钙、