·药物研究·
感冒清热颗粒的工艺研究
李 君1 孙永慧1▲ 王春民2▲ 闫春风2 郭金甲2
1.黑龙江中医药大学,哈尔滨 150040;2.颈复康药业集团有限公司河北省中药新辅料工程技术研究中心,河北承德 067000
[摘要] 目的确定感冒清热颗粒的最优制备工艺(每袋装3 g)。方法采用CO2-超临界流体法提取挥发油,以提油率为指标,优化萃取工艺,正交实验设计确定挥发油β-环糊精(β-CD)包合的最佳工艺,以葛根素转移率为指标,优选提取工艺,采用干法制粒方法,制粒。结果挥发油提取条件最佳工艺为:萃取压力20 MPa、萃取温度35℃、CO2流量为30 kg/h的条件下萃取120 min;环糊精最佳包合工艺为:油与β-CD比例为1∶8,恒温40℃,搅拌包合1.5 h;煎煮最佳工艺为:加8倍水,煎煮2次,每次1.5 h。结论感冒清热颗粒的制备工艺稳定、可行。
[关键词] 感冒清热颗粒;工艺改进;正交实验
通讯作者:孙永慧,硕士生导师,副研究员,主要从事中药活性及质量标准研究的工作;王春民,硕士,主任中药师,主要从事新药开发工作
感冒清热颗粒由荆芥穗、薄荷、防风、柴胡、紫苏叶、葛根等11味药材组成,具有疏风散寒、解表清热的作用,用于风寒感冒、头痛发热、恶寒身痛、鼻流清涕、咳嗽咽干。原工艺中挥发油直接喷在颗粒剂上,不仅造成损失,影响疗效,而且使药物的口感差,令患者难以下咽。本文在《中国药典》2010年版一部[1]的基础上,把挥发油包结并适当加入少量矫味剂,改变原药较苦味道。再结合大生产的条件,对生产工艺进行相应的研究与改进,为加大生产提供科学依据。
1 仪器与试药
1.1 仪器
超临界CO2萃取设备(江苏南通华安超临界萃取有限公司),多功能提取罐(武汉制药机械厂);SODA-16喷雾干燥机(上海大川原乾燥设备有限公司);TF-208干法制粒机(日本友谊产业有限公司);恒温搅拌机(天津市华田试验设备厂);98-1-B型调温电热套(天津泰斯特仪器有限公司);SHB-Ⅲ循环水式真空泵(郑州长城科工贸有限公司)。
1.2 试药
紫苏叶、荆芥穗、薄荷、防风、柴胡、葛根、桔梗、苦杏仁、白芷、苦地丁和芦根均来源于安国市金三星中药材有限公司,经颈复康药业有限公司王春民高级工程师鉴定为真品。糊精(河南正弘药业有限公司,批号110304);β-环糊精(β-CD,北京双旋微生物培养基制品厂,批号150901)。
2 方法与结果
2.1 制备工艺设计
根据各药材主要有效成分的性质,并考虑生产工艺的可行性及方便性,将处方划成两部分。①荆芥穗、薄荷、紫苏叶[2-4]挥发油提取部分:该部分工艺采用超临界CO2萃取技术[5-7],该技术是一种高效及先进的提取技术,对药材中非极性成分的提取效率极高,并且具有无溶剂残留毒性、天然活性成分和热敏成分不易分解破坏的优势,能最大限度地保持提取物的天然特征。本工艺通过建立正交法设计实验,以提油率为指标,筛选并获得了最优的工艺条件。②水提取部分:包括提取挥发油后的药渣和剩余的8味药材。对于水提部分的工艺,参照传统中药汤剂的提取方法提取水溶性成分,主要为煎煮提取,煎提液滤过,滤液浓缩至相对密度为1.10~1.15(55℃)的清膏;喷雾干燥,制成干粉。取干粉,加糊精适量,加入挥发油包合物,混合,干法制粒,加总粉重量1.0%的阿司帕坦,混匀,包装,即得。
2.2 挥发油提取工艺考察
称取试验药材粉末100 g(过10目筛),装入萃取釜,一级分离,分离压力6 MPa,分离温度50℃。以萃取温度、萃取压力、CO2流量和萃取时间4个因素为变量,以得油率为考察指标,进行四因素三水平的正交试验(表1)。得油率(%)=提取挥发油的质量/原料的质量×100%。
表1 CO2超临界萃取部分因素水平表

2.2.1 正交试验结果
A、B、C、D四个因素对挥发油提取影响程度不同,各因素的影响程度依次为A>C>B>D,其中A因素和C因素对挥发油提取有显著性影响,最终决定的提取工艺为萃取压力为20 MPa,萃取温度为45℃,CO2流量为30 kg/h,萃取时间为120 min(表2、表3)。
表2 CO2超临界萃取部分正交试验表及结果

表3 方差分析结果

 
F0.01(2,2)=99;F0.05(2,2)=19
2.2.2 验证试验
为确定该工艺的优劣和稳定性,据所筛选的最佳工艺条件,验证三批,得油率分别为6.52%、6.48%、6.62%,平均为6.54%,说明正交试验选出的工艺条件合理,稳定可行。
2.2.3 挥发油包合物工艺考察
采用饱和水溶液法[8-16],以β-CD与油配比(A)、包合温度(B)和包合时间(C)为因素,各取3个水平,以包合物收率和油包合率的综合评分为评价指标[2-7],权重系数取0.3和0.7,按L9(34)进行正交试验,筛选出最佳工艺。因素水平表见表4。
表4 挥发油β-CD包合因素与水平表

2.2.4 评价指标的测定
2.2.4.1 空白回收率测定 精密量取挥发油1.0 ml,置250 ml烧瓶中,加入蒸馏水100 ml和数粒玻璃珠,连接挥发油提取装置,按《中国药典》2010年版一部附录ⅩD“挥发油测定法”测定项下有关规定进行,加热煮沸至油量不再增加时停止加热,放置1 h后读取挥发油量,计算空白回收率为95.5%(n=3)。
2.2.4.2 包合物挥发油提取 精密称取所得干燥包合物(约含1.0 ml挥发油),置250 ml烧瓶中,加入蒸馏水100 ml和数粒玻璃珠,连接挥发油提取装置,按上述操作进行,读取挥发油量(ml)。
2.2.4.3 评价指标的计算 包合物收率(%)=包合物量(g)/[β-CD量(g)+投油量(g)] ×100%;油包合率(%)=包合物中挥发油测得值(ml)/[挥发油投入量(ml)×空白收率(ml)] ×100%;综合评分(分)=(包合物收率/最大包合物收率)×0.3+(油包合率/油最大包合率)×0.7。正交实验结果及方差分析见表5、表6。由包合工艺正交实验结果(表3)直观分析可知,影响挥发油包合因素大小依次为包合温度(B)>β-CD∶油配比(A)>包合时间(C),可见,包合温度对挥发油包合有显著影响(P<0.05),由各因素对应的K1,K2和K3值可知,挥发油的理论最优包合工艺为A2B2C2,即β-CD∶油配比=8∶1,恒温40℃,搅拌包合1.5 h。
表5 挥发油包合工艺正交实验的结果

表6 挥发油包合工艺方差分析的结果

2.2.5 验证试验
为确定该工艺的优劣和稳定性,据所筛选的最佳工艺条件,验证三批,油包合率分别为56.1%、56.8%、55.2%,平均为56.0%,包合物收率分别为79.4%、79.9%、79.1%,平均为79.5%,说明该挥发油包合工艺基本稳定、可行。
2.3 颗粒剂制备工艺
按处方量称取荆芥穗、薄荷、紫苏叶,蒸馏法提取挥发油;药渣与防风等其余8味药材加水煎煮,滤过,滤液与上述水溶液合并,浓缩至相对密度为1.10~1.15(55℃)的清膏;喷雾干燥,制成干粉。取干粉,加糊精适量,加入挥发油包合物,混合,干法制粒,加总粉重量1.0%的阿司帕坦,混匀,包装,即得。
2.3.1 提取条件选择
正交实验法筛选最佳煎煮工艺,选择加水量(A)、提取时间(B)、提取次数(C)为主要因素(表7),按L9(3)4设计正交实验,以葛根素转移率为评价指标。
表7 提取工艺因素水平表

2.3.2 正交试验结果
由表8和表9可知,影响提取效果的顺序依次为B>C>A,方差分析结果表明,提取时间和提取次数对工艺有显著性影响,根据各因素对应的K1,K2和K3推断得理论最佳提取工艺为A2B2C2,即药材加8倍量水,每次1.5 h,提取2次。
表8 提取工艺条件正交实验的结果

表9 提取工艺正交实验方差分析的结果

2.3.3 验证试验
为确定该工艺的优劣和稳定性,据所筛选的最佳工艺条件,验证三批,葛根素含量分别4.65、4.68、4.60 mg/g,平均为4.64 mg/g,葛根素转移率分别为61.6%、61.8%、61.2%,平均为61.5%,验证结果与实验结果接近,说明优选工艺合理。
2.3.4 浓缩条件选择
提取药液过滤后药液减压浓缩,真空度在0.06~0.08 MPa,浓缩到相对密度为1.10~1.15(55℃)的清膏,在此条件下喷雾干燥较为顺畅,既能保证较高的出粉率,又不致堵塞雾化器喷头。
2.3.5 喷雾干燥条件选择
颗粒剂成品药典要求水分不超过6%,糊精水分在10%左右,所以以药粉不粘塔壁和水分低于5%为控制指标。进塔风温度由130℃向上摸索至158℃,最高达168℃,出塔温度由80℃向上摸索至93.5℃。同时调节塔内压力,结果进塔风温度148℃,出塔温度80.5℃,塔内压力25 cmH2O,干膏粉水分基本保持在4.0%左右,满足工艺要求。
2.4 混合与干压法制粒
药粉加入辅料后,在多维混合机中混合20、30、40 min时,通过外观和多点取样实测葛根素含量来监测药粉混合均匀度。结果混合时间在30 min时,四点取样测得葛根素含量RSD值为1.3%,说明药粉与辅料混合均匀。干压法制粒与水分有很大关系,经过对三批药粉监测,喷雾粉与辅料混合后水分均在5.0%范围内,在此情况下分别调节干压机压力(80、85、90、95 kg,10、12、15 r/min)。结果在90 kg,压滚转速15 r/min,压饼厚度0.6 mm,过18目筛时一次压制得到的合格颗粒最多,尾粉返回干压机,通过二次压制,直到全部制成合格颗粒。
2.5 矫味剂的选择
喷雾粉按处方加入适量糊精后,发现味道较苦,不利于患者服用,尤其不利于儿童服用。所以选择阿司帕坦作为矫味剂,分别加入0.4%、0.6%、0.8%、1.0%、1.2%,结果加入1.0%阿司帕坦,苦味得到较好矫正。
2.6 成型工艺
颗粒加入挥发油包结物后,在多维混合机中混合20、30、40 min时,通过外观判断药粉混合均匀度。结果混合时间>30 min时,挥发油包结物与颗粒混合均匀。
3 讨论
经实验发现,超临界CO2萃取得到的挥发油量大大多于水蒸汽法得到的挥发油量,产品质量得到提高。
另外,本工艺用干法制粒并用糊精作为赋形剂,不仅造粒后产品粒度均匀,堆密度增加,在制剂的引湿性、流动性方面均有良好表现,而且能有效保证产品的质量。加入适量阿司帕坦,苦味得到较好矫正,方便了广大患者服用。改进工艺后感冒清热颗粒从性状、鉴别、粒度、水分、溶化性、含量测定等项目与原工艺比较,产品质量符合《中国药典》2010年版一部感冒清热颗粒的质量标准规定,工艺改进后制得颗粒比原湿法制粒薄层鉴别时点略明显,溶化时间略短,含量基本相同,说明药品质量基本不变。
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Process study of Ganmao Qingre Granule
LI Jun1SUN Yong-hui1▲WANG Chun-min2▲YAN Chun-feng2GUO Jin-jia2
1.Heilongjiang University of Chinese Medicine,Heilongjiang Province,Harbin 150040,China;2.Jingfukang Pharmaceutical Group Co.,Ltd.Hebei Chinese Medicine New Supplementary Materials Engineering and Technology Research Center,Hebei Province,Chengde 067000,China
[Abstract] Objective To detect optimal preparation of Ganmao Qingre Granule (3 g per bag).Methods Volatile oil was extracted by CO2- supercritical fluid.The extraction technology was optimized targeting on oil extraction rate.The best process of volatile oil β-cyclodextrin (β-CD) inclusion was determined by orthogonal experimental design.Puerarin transfer rate as an indicator,extraction process was optimized.The granulation was processed by dry granulating.Results The optimal process on volatile oil extracting was 20 MPa in extraction pressure,35℃in extraction temperature,and 120-minnute extraction under the condition of 30 kg/h CO2flow rate.The best inclusion process of cyclodextrin was that the ratio of oil and β-CD being 1∶8,40℃in constant temperature,and stirring inclusion for 1.5 h.The optimal decoction process included 8 times of water,twice in decoction,and 1.5 h each time.Conclusion Preparation technics of Ganmao Qingre Granule is stable and feasible.
[Key words] Ganmao Qingre Granule;Technology improvement;Orthogonal experiment
[中图分类号] R944 
[文献标识码] A 
[文章编号] 1674-4721(2016)01(c)-0077-04
[作者简介] 李君(1978-),女,2013级中药学专业在读硕士,高级工程师,主要从事新药开发工作
收稿日期:(2015-11-17 本文编辑:卫轲)