沈 文，吳立新，劉樹興，延夢瑤

（陜西科技大學食品與生物工程學院，陜西西安 710021）

蜂王漿是一種純天然功能性食品和膳食補充劑[1]。其中10-羥基-2-癸烯酸（10-HDA）被認為是產生生物活性的重要成分之一[2]。10-HDA 作為蜂王漿特有的脂肪酸，具有免疫調節(jié)、抗癌、抑菌抗炎、抗氧化和抗腫瘤等多種生物活性功能[3-7]。蜂王漿作為食品、保健食品，存在著巨大的發(fā)展前景。而10-HDA 難溶于水，造成體外溶出率低[8]，這極大地限制了蜂王漿的開發(fā)利用。

泡騰片遇水發(fā)生崩解時，酸堿反應釋放的二氧化碳氣體促進了片劑崩解以及微粒多孔釋放系統(tǒng)的形成，促使有效成分的快速溶出[9-10]。例如，Nusrat Iqbal 開發(fā)一種印楝泡騰片可以提高印楝的釋放及其生物利用度[11]。然而，氣體的產生并不能改善難溶成分水溶性差、生物利用度差的問題[12]，泡騰組分在多孔體系的形成和誘導釋放效應中僅僅起到了促進崩解與小分子擴散的基礎作用[13]。同時有研究指出，藥物的溶出會隨環(huán)境溫度的提高而增加[14-15]。另外，食品可添加的乳化劑降低了表面張力，從而促進固液兩相的界面潤濕性能，對難溶物質是一種潛在的增溶介質[16-17]。增加釋放環(huán)境溫度，添加乳化劑是提高難溶性物質溶出率的有效途徑[18-19]。

因此，本研究采用單因素和正交試驗確定蜂王漿泡騰片的基本配方，其次，在泡騰片壓片糖配方中引入乳酸鈣、羧甲基纖維素鈉（CMC-Na）兩種可以溶解產熱的糖果用食品添加劑以及聚甘油脂肪酸酯（PGFEs）、雙乙酰酒石酸單雙甘油酯（DATEM）、蔗糖脂肪酸酯（SEs）三種乳化劑，利用其溶解放熱或表面活性來增加10-HDA 溶出度，旨在解決蜂王漿泡騰片中10-HDA 溶出率低的問題。同時，對蜂王漿泡騰片進行崩解時限、產氣量、XRD 及10-HDA 溶出率等質量評價，以期改善了10-HDA 溶出度低的問題，開發(fā)出具備高10-HDA 溶出率的蜂王漿泡騰片。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

10-HDA（純度≥98.0%） 上海源葉生物科技有限公司；蜂王漿凍干粉（含6%10-HDA） 西安普瑞斯生物工程有限公司；檸檬酸、NaHCO3食品級，天津市天力化學試劑公司；乳糖 食品級，北京生物科技有限公司；甘露醇 食品級，安徽山河藥用輔料股份有限公司；羅漢果甜苷 食品級，河北潤步生物科技有限公司；硬脂酸鎂 西安天正康源生物技術有限公司；乳酸鈣、CMC-Na 徐州豐瑞生物科技公司；PGFEs、DATEM、SEs 食品級，河南奧尼斯特食品有限公司；無水乙醇 分析純，天津市天力化學試劑公司。

DHG-9030 型電熱鼓風干燥箱 上?？坪銓崢I(yè)發(fā)展有限公司；YD-1 單沖壓片機 北京國藥龍立科技有限公司；ZB-1 智能崩解儀 天津天大天發(fā)科技有限公司；Smart Lab 9kW X 射線衍射儀 日本理學Rigaku 公司；UV-1800 型紫外可見分光光度計上海美譜達儀器有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 10-HDA 標準曲線的制作 準確稱取10-HDA 0.01 g 置于100 mL 容量瓶中，加1 mL 去離子水，以無水乙醇定容到100 mL，配制得到質量濃度為100 μg/mL 的儲備液。分別取儲備液0.5、1、1.5、2、2.5、3 mL 定容到50 mL，得到濃度分別為1、2、3、4、5、6 μg/mL 的標準溶液。在218 nm 吸收波長下，測定上述標準溶液的吸光度。以質量濃度為橫坐標，吸光度為縱坐標，繪制標準曲線，并通過最小二乘法擬合出線性回歸方程。本研究所得10-HDA 的標準曲線方程為：y=0.1915x+0.0007，R2=0.9996。其中x 表示10-HDA 溶液的濃度，y 表示10-HDA 溶液在218 nm 處的吸光度值。

1.2.2 蜂王漿泡騰片的制備 濕法制粒，采用酸堿分開制粒的方法，將檸檬酸、NaHCO3分別與其他原輔料混合均勻，以80%乙醇作為粘合劑制粒，分別制成酸粒和堿粒。隨后將制好的濕顆粒放入65oC 的烘箱中干燥后取出，整粒，加入硬脂酸鎂混合均勻后壓片，調節(jié)片重400 mg，硬度3～4 kg[20]。

1.2.3 蜂王漿泡騰片單因素實驗

1.2.3.1 泡騰劑的添加量 選取泡騰劑添加量因素水平為30%、35%、40%、45%、50%，固定泡騰劑比例（檸檬酸:NaHCO3）=2:1，蜂王漿凍干粉添加量為10%（含6%10-HDA），甘露醇添加量為10%，羅漢果甜苷添加量0.8%，硬脂酸鎂添加量為0.8%，剩余為乳糖。以泡騰片的崩解時間及產氣量為指標確定泡騰劑的添加量。

1.2.3.2 泡騰劑比例 選取泡騰劑比例（檸檬酸:NaHCO3）因素水平為2.5:1、2:1、1.5:1、1:1.5、1:2，固定泡騰劑添加量為45%，蜂王漿凍干粉添加量為10%，甘露醇添加量為10%，羅漢果甜苷添加量0.8%，硬脂酸鎂添加量為0.8%，剩余為乳糖。以泡騰片的崩解時間及產氣量為指標確定泡騰劑最優(yōu)比例。

1.2.3.3 甜味劑的添加量 選取羅漢果甜苷添加量因素水平為0.5%、0.8%、1%、1.2%、1.5%，固定泡騰劑添加量為45%，泡騰劑比例（檸檬酸:NaHCO3）=1.5:1，蜂王漿凍干粉添加量為10%，甘露醇添加量為10%，硬脂酸鎂添加量為0.8%，剩余為乳糖。以泡騰片的崩解時間及產氣量為指標確定泡騰劑的添加量。

1.2.4 蜂王漿泡騰片配方的正交試驗 根據(jù)單因素實驗結果，以崩解時間、產氣量作為評定指標，以泡騰劑添加量（A）、泡騰劑比例（B）及甜味劑添加量（C）為考察因素，進行L9（34）正交試驗，因素水平見表1。

表1 泡騰片配方優(yōu)化正交試驗設計Table 1 Design of orthogonal tests for the formula optimization of effervescent

1.2.5 具有放熱性能的食品添加劑的考察

1.2.5.1 不同食品添加劑的選擇 固定蜂王漿凍干粉添加量為10%，泡騰劑添加量為45%，泡騰劑比例（檸檬酸:NaHCO3）=1.5:1，甘露醇添加量為10%，羅漢果甜苷添加量為1%，硬脂酸鎂添加量為0.8%，分別加入添加量為10%的乳酸鈣和添加量為10%的CMC-Na，剩余以乳糖填充。以泡騰片中10-HDA 的溶出率為指標進行考察篩選。

1.2.5.2 乳酸鈣的添加量 固定蜂王漿凍干粉添加量為10%，泡騰劑添加量為45%，泡騰劑比例（檸檬酸:NaHCO3）=1.5:1，甘露醇添加量為10%，羅漢果甜苷添加量為1%，硬脂酸鎂添加量為0.8%，選取乳酸鈣添加量因素水平為5%、8%、10%、12%、15%，剩余以乳糖填充。以泡騰片中10-HDA 的溶出率為指標進行考察篩選。

1.2.6 乳化劑的考察

1.2.6.1 不同乳化劑的選擇 固定蜂王漿凍干粉添加量為10%，泡騰劑添加量為45%，泡騰劑比例（檸檬酸:NaHCO3）=1.5:1，甘露醇添加量為10%，羅漢果甜苷添加量為1%，硬脂酸鎂添加量為0.8%，分別加入添加量為0.5%的PGFEs、1%的DATEM 和1%的的SEs，剩余以乳糖填充。以泡騰片中10-HDA的溶出率為指標進行考察篩選。

1.2.6.2 聚甘油脂肪酸酯的添加量 固定蜂王漿凍干粉添加量為10%，泡騰劑添加量為45%，泡騰劑比例（檸檬酸:NaHCO3）=1.5:1，甘露醇添加量為10%，羅漢果甜苷添加量為1%，硬脂酸鎂添加量為0.8%，PGFEs 添加量因素水平為0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%，剩余以乳糖填充。以泡騰片中10-HDA 的溶出率為指標進行考察篩選。

1.2.7 蜂王漿泡騰片的表征

1.2.7.1 崩解時間的測定 按照《中國藥典》片劑的崩解時限檢查法。測定時，取6 個片劑置于吊籃玻璃管中，于37±1 ℃的恒溫水，按每分鐘30～32次作上下移動，觀察崩解情況，片劑完全通過篩網，篩網上不應有殘留顆粒，記錄崩解時間[21]。

1.2.7.2 產氣量的測定 取25 mL 具塞刻度試管，精密加入10 mL 水后，25 ℃恒溫水浴5 min 后，投入一片泡騰片，閉塞10 min，觀察并記錄最大產氣體積[22]。

1.2.8 10-HDA 累積溶出率的測定 取6 片蜂王漿泡騰片于崩解儀中，按照溶出度測定方法，以200 mL水為介質，分別在1、3、5、10、15、20 min 取樣0.1 mL，并補充水0.1 mL，將取出的樣品用無水乙醇稀釋至10 mL，混勻后靜置5 min，然后5000 r/min，離心15 min。取上清液，于吸收波長處測定樣品的吸光度，計算10-HDA 含量及溶出度[23-24]。

1.2.9 XRD 表征 將樣品碾碎成粉末放入XRD 薄膜池，以CuKα（λ=0.154 nm）作激發(fā)射線，以30°/min的掃描速度將樣品在5°～60°（2θ掃描角度范圍）內掃描，得到X 射線衍射圖譜[25]。

1.3 數(shù)據(jù)處理

實驗數(shù)據(jù)均為3次重復實驗結果的平均值，結果表示為平均值及標準差。采用Origin 9.1 軟件作圖，正交設計助手v3.1 進行正交試驗數(shù)據(jù)處理，采用MDI Jade 6.5 軟件計算結晶度。

2 結果與分析

2.1 蜂王漿泡騰片單因素實驗

2.1.1 泡騰劑的添加量對泡騰片崩解時間及產氣量的影響 如圖1所示，隨著泡騰劑添加量的增加，產氣量逐漸增加，蜂王漿泡騰片的崩解時間先減小后增大。與泡騰劑添加量為40%和50%相比，當泡騰劑添加量為45%時，顯著縮短了崩解時間（P＜0.05），而當泡騰劑添加量為30%、35%、40%時，其產氣量顯著低于泡騰劑添加量為45%的產氣量（P＜0.05）。增加泡騰片中泡騰劑的量可以縮短崩解時間，這是可以預見的，因為檸檬酸和NaHCO3之間的反應將通過產生二氧化碳氣泡形式的泡騰，幫助泡騰片快速崩解[12]。但是當泡騰劑添加量大于45%時，泡騰片崩解時間反而延長。王文寶等[22]在研究中也有類似發(fā)現(xiàn)，當猴頭菇泡騰片泡騰劑總量超過45%時，泡騰片的崩解時間并沒有縮短反而會延長。因此，本實驗確定泡騰劑的添加量為45%。

圖1 泡騰劑添加量對泡騰片的影響Fig.1 Effect of effervescent agent on effervescent tablets

2.1.2 泡騰劑比例對泡騰片崩解時間及產氣量的影響 從圖2 可以看到隨著檸檬酸添加比例的減少，泡騰片崩解時間逐漸變大，產氣量也越來越少。泡騰劑比例處于1:1.5 時的崩解時間顯著低于泡騰劑比例為1:2 的崩解時間（P＜0.05）；與泡騰劑比例為1:1.5 相比，泡騰比例為1.5:1 也顯著縮短了崩解時間（P＜0.05）；同時，當泡騰劑比例為1:1.5 時，產氣量也顯著低于泡騰劑比例為2.5:1、2:1、1.5:1 的產氣量（P＜0.05）。但是檸檬酸容易吸濕，使用量過多時，泡騰片在制備過程中容易黏沖，不易成型，成型后的泡騰片表面色澤不均一[26]。當泡騰劑比例（檸檬酸:NaHCO3）達到1.5:1 時，泡騰片產氣效果好，崩解時間較短。故綜合考慮后，本實驗確定泡騰劑比例（檸檬酸:NaHCO3）為1.5:1。

圖2 泡騰劑比例對泡騰片的影響Fig.2 Effect of effervescent agent ratio on effervescent tablets

2.1.3 甜味劑的添加量對泡騰片崩解時間及產氣量的影響 從圖3 可以明顯看到，甜味劑的改變對于蜂王漿泡騰片的崩解時間、產氣量并沒有較明顯的影響，其中崩解時間及產氣量差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05），但是當羅漢果甜苷加入較少時，泡騰片過酸，無法掩蓋蜂王漿酸澀口感，加入較多泡騰片過于甜膩，在其添加量為1%時，可獲得最適宜的口感。因此，本實驗確定甜味劑羅漢果甜苷的添加量為1%。

圖3 甜味劑添加量對泡騰片的影響Fig.3 Effect of sweetener addition on effervescent tablets

2.2 泡騰片配方優(yōu)化正交試驗結果

2.2.1 正交試驗結果與分析 結果見表2～表4。分析結果可知，各因素對泡騰片崩解時間及產氣量影響的主次順序為B＞A＞C。其中，泡騰劑添加量（A）和泡騰劑比例（B）對泡騰片崩解時間及產氣量的影響顯著，結合直觀分析結果選取A2、B2水平，甜味劑添加量（C）水平任選。為了保證泡騰片口感較好，選定C2水平。最終確定蜂王漿泡騰片的最佳配方為A2B2C2，即泡騰劑添加量45%，泡騰劑比例為1.5:1，甜味劑添加量為1%。

表2 正交試驗結果Table 2 Results of orthogonal test

表4 產氣量分析結果Table 4 Gas production analysis results

2.2.2 驗證試驗 按照最佳配方進行驗證試驗，平行3次，并測定其崩解時間、產氣量。結果見表5。該結果表明采用最佳配方制備的泡騰片，崩解時間快，且產氣量較高，條件穩(wěn)定，重現(xiàn)性好。

表3 崩解時間分析結果Table 3 Disintegration time analysis results

表5 驗證試驗結果Table 5 Verify the results of the experiment

2.3 食品添加劑的考察

2.3.1 不同食品添加劑對10-HDA 溶出的影響 如圖4所示，明顯看出蜂王漿泡騰片中10-HDA 的累積溶出率高于普通蜂王漿片，加入這兩種食品添加劑后，10-HDA 的溶出度有了一定的改善。這是因為，在溶解釋放系統(tǒng)中，主要是通過擴散來控制10-HDA 的釋放，最初是從泡騰片的表面突然釋放，隨后是源于泡騰片內部更深處的釋放，所以不同蜂王漿片前期10-HDA 的溶出率并沒有較大差異，主要取決于后期的溶出。這對于普通泡騰片來說，溶出速率會大大降低。而加入這兩種食品添加劑后，促使更多10-HDA 小分子溶解。也有研究表明，溫度的升高加劇了各分子運動的速度和程度，對難溶物的溶解度有促進作用[27-28]。但是，可以看出乳酸鈣要比CMCNa 的增溶效果更好，這是因為CMC-Na 在溶解過程中會產生局部凝膠[29]，凝膠的存在會將10-HDA 分子包裹，反而降低了其溶出率。因此，本實驗確定通過加入一定量的乳酸鈣來改善蜂王漿泡騰片中10-HDA 的溶出率。

圖4 不同食品添加劑對蜂王漿泡騰片10-HDA 溶出率的影響Fig.4 Effects of different food additives on the dissolution rate of 10-HDA in royal jelly effervescent tablets

2.3.2 乳酸鈣的添加量對10-HDA 溶出的影響 在水中加入不同量的乳酸鈣，水的溫差變化見表6，乳酸鈣在水中溶解的過程中會發(fā)生水合作用[30]，在這一過程會釋放大量的熱量[31]。由圖5可知，在所有乳酸鈣的添加范圍內，明顯增強了蜂王漿泡騰片中10-HDA 的累積溶出率，且隨乳酸鈣添加量的增加10-HDA 溶出率越大。乳酸鈣用量越大，溫度的升高就越多，其增溶效果越明顯。但在食品中，乳酸鈣常用作一種補鈣劑，在水中溶解度較小，用量過多的話，不利于泡騰片的口感以及溶解效果，不適合大量使用。因此，將乳酸鈣的添加量控制在10%～15%左右。

表6 加入不同量乳酸鈣的水溶液溫差變化Table 6 Changes in temperature difference of aqueous solutions with different amounts of calcium lactate

圖5 不同乳酸鈣添加量對蜂王漿泡騰片10-HDA溶出率的影響Fig.5 Effects of different calcium lactate addition on the dissolution rate of 10-HDA in royal jelly effervescent tablets

2.4 乳化劑的考察

2.4.1 不同乳化劑對10-HDA 溶出的影響 如圖6，在蜂王漿泡騰片中加入乳化劑后明顯提高了10-HDA 的溶出度。這是因為，乳化劑是一種兩親性的物質，對油或水具有親和力。乳化劑的結構中含有羥基等親水性自由基，這類自由基與水相互作用后，會降低泡騰片與水接觸表面的張力，幫助更多的水保留在泡騰片內部[32]。同時，也有研究表明，在乳化過程中，乳化劑通過膠束增溶作用直接與難溶性物質相互作用，從而提高了難溶成分溶解性[33]。另外，圖6中可以明顯看出，三種乳化劑中PGFEs 相比與于DATEM 和SEs 的增溶效果更好一些，這可能是因為PGFEs 具有更多的親水性羥基，所以表現(xiàn)出更好的乳化作用[34]。因此，本實驗確定以添加PGFEs 的方式來改善蜂王漿泡騰片中10-HDA 的溶出率。

圖6 不同乳化劑對蜂王漿泡騰片10-HDA 溶出率的影響Fig.6 Effects of different emulsifiers on the dissolution rate of 10-HDA in royal jelly effervescent tablets

2.4.2 PGFEs 的添加量對10-HDA 溶出的影響 由圖7可知，蜂王漿泡騰片中10-HDA 累積溶出率的大小依賴于PGFEs 的使用量。PGFEs 具有優(yōu)異的乳化效果，在所有PGFEs 添加量下，都增強了蜂王漿泡騰片中10-HDA 的溶出率。在PGFEs 添加量為0.5%時，蜂王漿泡騰片表現(xiàn)出最佳10-HDA 的溶出效果。

圖7 PGFEs 添加量對蜂王漿泡騰片10-HDA 溶出率的影響Fig.7 Effect of PGFEs addition on 10-HDA dissolution rate of royal jelly effervescent tablets

2.5 XRD 表征

通常，結晶度高的樣品顯示出一系列尖且窄的衍射峰，而那些沒有明顯衍射峰的樣品則認為是無定形產物。從圖8 中明顯看出，蜂王漿泡騰片衍射圖譜中有很多的特征峰，并且峰面窄。三種蜂王漿泡騰片的結晶度都比較高，尤其是蜂王漿泡騰片的結晶度高達53.38%。而加入PGFEs 的蜂王漿泡騰片結晶度略低，可能是因為PGFEs 具有優(yōu)異的乳化效果和結晶調節(jié)能力[34]。但是，通過測定不同配方蜂王漿泡騰片中10-HDA 的溶出率，結果表明在泡騰片中高結晶度對10-HDA 的溶出率影響并不大。

圖8 不同蜂王漿片的XRD 圖Fig.8 XRD patterns of different royal jelly tablets

3 結論

本文通過單因素和正交試驗得到高10-HDA 溶出率的蜂王漿泡騰片最佳配方，在此配方中泡騰劑質量比（檸檬酸:NaHCO3）為1.5:1 時，泡騰片崩解時間最短。在此基礎上以添加乳酸鈣溶解放熱和乳化劑增加表面活性為策略，促進10-HDA 的溶出。結果表明在配方中分別加入15%的乳酸鈣或0.5%的PGFEs，得到的蜂王漿泡騰片中10-HDA 的累計溶出率在15 min 左右均可以達到85%以上。相對于空白組普通蜂王漿泡騰片中10-HDA 69%的溶出率來說，采用本研究策略制備的蜂王漿泡騰片表現(xiàn)出更高的10-HDA 溶出程度。這為如何提高蜂王漿相關產品中10-HDA 溶出率提供了數(shù)據(jù)參考。