百香果泡腾片的制备工艺研究

符 冰，吴 旖，郭艳峰，淮亚红，刘锐锋，赵伟国

(1.中山市人民医院，广东 中山 528403；2.中山火炬职业技术学院，广东 中山 528436)

百香果(PassifloraeduliaSims.)又名鸡蛋果，为西番莲科西番莲属多年生藤本植物，是热带、亚热带地区特有的具有浓郁复合香味的芳香水果，百香果营养极为丰富，富含果胶、维生素、矿物质、蛋白酶及人体必需的亚油酸与亚麻酸[1]。百香果还具有抗炎、抗焦虑、抗氧化等功效[2]，具有很高的营养价值和药用价值。但百香果属典型的呼吸跃变型水果，保存期非常短，极易出现皱缩腐烂、发酵产生异味等腐败变质现象，从而降低果实的商品价值[2]。

泡腾片是近年来国内外针对药食同源产品研发的一种新型片剂。它通过泡腾反应在水中崩解时产生大量二氧化碳，有如汽水一般。泡腾片因其剂型新颖，风味及营养成分保持度高，极速溶解，如同即视感强的新鲜饮品，且包装携带饮用极为方便，而深受大众喜爱[3]。

为此，本课题以自制百香果冻干粉为原料，旨在开发一种营养丰富、香味浓郁的百香果泡腾片。该泡腾片既能保持百香果原有营养成分，延长百香果保存期，还可增加其附加值，市场前景非常广阔[4]。

1 仪器与试药

百香果冻干粉(由本课题组冻干获得，批号：20200801)、柠檬酸(天津市光复科技发展有限公司)；碳酸氢钠、聚乙二醇(PEG 6000)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、乳糖、甘露醇(天津市永大化学试剂有限公司)；微晶纤维素(MCC，日本旭化成公司)；阿司帕坦、甜菊素(湖北兴银河化工有限公司)；硬脂酸镁、微粉硅胶(浙江中维药业有限公司)。

VaCo2-Ⅱ真空冷冻干燥机(德国 ZIRBUS 公司)；DK-S22电热恒温水浴锅(上海精宏实验设备有限公司)；电热鼓风干燥箱(中仪国科(北京)科技有限公司)；高速多功能粉碎机(浙江永康市荣浩工贸有限公司)；G6高效湿法混合制粒机(深圳市信宜特科技)；ZP-8B冲旋转式压片机(上海天祥健台制药机械有限公司)；PHS-3C型酸度计(上海大普仪器有限公司)；ZB-1E崩解仪、CJY-300D脆碎度仪、YPD-200C硬度计(上海黄海药检仪器厂)；LE204E型电子分析天平(梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司)；JSB电子秤(上海浦春计量仪器有限公司)；SFY-60快速水分测定仪(深圳市冠亚水分仪仪器有限公司)。

2 方法与结果分析

由于百香果冻干粉粉粒流动性较差，处方质量分数占比大，结合泡腾片要求崩解速度快、泡腾效果好，且其制备工艺常见易黏冲的现象。因此，本课题首选采用酸碱分开湿法制粒法制备百香果泡腾片，此方法避免了酸与碱接触从而发生反应，且湿法制粒颗粒流动性好、可压性好。在处方筛选过程中，本课题将泡腾片的颗粒休止角、外观、黏冲情况、发泡量、崩解时限、口感等作为基础评价标准[5]，在正交实验中采用感官综合评价标准进行百香果泡腾片的工艺优化研究。

2.1 检测分析方法[6]

2.1.1 颗粒休止角检测 休止角检测是根据定落差法原理，将制成的颗粒从一定高度的漏斗中自然下落到水平板上，直至漏斗中不再有颗粒流出。测量出颗粒下落时在圆盘上形成的半径r，高度h，利用公式tanθ=h/r即得休止角θ(颗粒流动形成的圆锥与水平板间的角度θ)。

2.1.2 百香果泡腾片崩解时限检测 用崩解仪，内置6个装有200 mL 蒸馏水的250 mL的烧杯，各投入一片泡腾片于烧杯中，待泡腾片完全崩解，记录时间。各泡腾片应于5 min内完全崩解。如有1片未能完全崩解，应另取6片复试，均应符合2020版《中华人民共和国药典》规定。

2.1.3 百香果泡腾片发泡量检测[6]取干燥的带塞刻50 mL的试管，用吸量管精密吸取20 mL蒸馏水，水温维持在(37±1)℃(水浴加热)，取1片百香果泡腾片，观察水位升至最高处即最大发泡量，快速计算出此时体积差即为发泡量，每次测6片，平均发泡量不得少于6 mL。

2.1.4 百香果泡腾片感官综合评分检测[7-8]以所制备泡腾片的片面外观、饮料外观、滋味口感、崩解效果、泡腾效果等综合评价为指标，确定制备百香果泡腾片的最优配方。评分标准为由6位专业人员组成评定小组，对随机抽取的样品依据表1评分标准进行评分，10分制，各项指标评定后再取平均分。分值越高，即该泡腾片质量越好。

表 1 百香果泡腾片的感官综合评分标准

2.2 百香果泡腾片制备工艺

2.2.1 百香果冻干粉制备工艺 采用真空冷冻干燥百香果果汁干燥成粉[4]。百香果冻干粉真空冷冻干燥工艺流程：切开新鲜百香果→滤掉果籽→经匀浆机匀浆，得到鲜果汁→过滤→-40 ℃冷冻浓缩→冷冻干燥→粉碎→过筛→百香果冻干粉。

2.2.2 百香果泡腾片制备工艺 采用酸碱分开湿法制粒法制备百香果泡腾片[9-10]，工艺流程如下：

①百香果冻干粉+柠檬酸+乳糖+甘露醇→混合→PVP乙醇溶液制软材→用20目筛制湿粒→50 ℃干燥→干颗粒酸粒；

②碳酸氢钠+乳糖+甘露醇→混合→PVP乙醇溶液制软材→用20目筛制湿粒→50 ℃干燥→干颗粒碱粒；

③干颗粒酸粒+干颗粒碱粒+PEG 6000+阿斯巴甜→整粒总混→压制成规格为2.0 g/片泡腾片→质量检测。

2.3 处方筛选

2.3.1 填充剂种类及配比选择 泡腾片需在水中完全溶解，所用填充剂需可溶，用于口服泡腾片填充剂最常用的是水溶性填充剂[11]，如葡萄糖、蔗糖、甘露醇、乳糖等。葡萄糖、蔗糖易吸潮而结块凝聚，颗粒流动性不好，且有增加压片时黏冲的概率。甘露醇因具有吸热性而具有清凉感，可压性好且无吸湿性，可使泡腾片外表光滑美观及味佳。乳糖与大部分药物不起化学作用，性质稳定，适用于引湿性药物，且可压性甚好，为泡腾片优良的填充剂[12]。

分别取预实验处方量葡萄糖、甘露醇、乳糖、乳糖+甘露醇，按照制备工艺制备泡腾片，根据其颗粒休止角、崩解时间、黏冲情况、口感作出评价。见表2。

表2 填充剂种类选择评价结果 (n=6)

结果表明，以乳糖+甘露醇组合作填充剂时，其颗粒休止角最小，粉末流动性好，压片过程没有黏冲现象，崩解快，且口感细腻、清凉。乳糖、甘露醇作为常用的水溶性填充剂，乳糖可压性甚好，而甘露醇表现出极具特色的清凉口感，乳糖+甘露醇组合是该泡腾片填充剂的优良选择。

由表2选择乳糖+甘露醇组合为本实验填充剂，保持其他辅料用量不变，取预实验处方量实验，分别选用甘露醇∶乳糖按质量比2∶1、1∶1、1∶2作为填充剂，按照制备工艺制备泡腾片，根据其颗粒休止角、崩解时间、黏冲情况、口感作出评价。见表3。

表3 甘露醇∶乳糖组合质量比评价结果 (n=6)

结果表明，当甘露醇∶乳糖组合以质量比1∶1混合充当填充剂时，其颗粒休止角最小，崩解最快，粉末流动性好，压片时没有黏冲现象且口感细腻、清凉。

2.3.3 崩解剂种类及质量比选择 泡腾崩解剂由酸源与碱源组成[13]，酸源与碱源的选择可影响泡腾片的崩解时间、发泡量等。常用的酸源有柠檬酸、酒石酸、苹果酸等[14]，相对其他酸源，柠檬酸易溶于水、口感好，且同时起矫味剂、缓冲剂、抗氧增效剂的作用，是泡腾片较为理想的选择。常用的碱源有碳酸氢钠、碳酸钠﹑碳酸钙等[15]，碳酸氢钠由于其产气迅速，溶解速度快而更为常用，优势显著。通过预实验对酸源与碱源进行初步筛选，选用柠檬酸作为酸源，碳酸氢钠作为碱源[16]。

百香果含有丰富的有机酸，其pH=2.4～2.6，自身可作为酸源[2]，以柠檬酸为一部分酸源，主料百香果为一部分酸源。选择柠檬酸作酸源，碳酸氢钠作碱源，选择泡腾片崩解剂(柠檬∶碳酸氢钠)比例为0.6∶1、0.8∶1、1∶1、1.2∶1、1.4∶1，按照制备工艺制备百香果泡腾片，测定其崩解时限及发泡量。见表4。

表4 柠檬酸∶碳酸氢钠组合质量比评价结果 (n=6)

结果表明，随着酸碱质量比的增大，崩解时间先减小后增大，发泡量先增大后减少。当柠檬酸与碳酸氢钠质量比为0.8∶1时，泡腾片崩解时间最少，发泡量最大，压片时也不黏冲。综合考虑，确定泡腾剂柠檬酸与碳酸氢钠的质量比为0.8∶1。

2.3.4 润滑剂种类及用量范围选择 用于口服泡腾片剂最常用的润滑剂有PEG 6000、硬脂酸镁、微粉硅胶等[17]。硬脂酸镁与微粉硅胶均为疏水性润滑剂，溶解后产生泡沫漂浮或有明显不溶物，硬脂酸镁的量还可直接影响泡腾片崩解。PEG 6000具有良好的润滑效果，制粒后所得颗粒流动性好，压片后在水中极易溶解。综合考虑，选择PEG 6000作为润滑剂。

在选择最佳润滑剂基础上，选用质量比分别为1.0%、2.0%、3.0%、5.0%的PEG 6000进行实验，根据其颗粒休止角、崩解时限、片面外观及黏冲情况作出评价。见表5。

表5 PEG 6000质量比评价结果 (n=6)

结果表明，随着PEG 6000用量增加，颗粒休止角减小。但当用量增加至3.0%以上时，崩解速度随用量增加而减慢，综合考虑，PEG 6000用量在2.0～3.0%为宜，颗粒流动性好、崩解速度快、片面外观光滑且无黏冲现象。

2.3.5 黏合剂质量比确定 制备泡腾片常用的黏合剂有乙醇溶液、淀粉浆、PVP乙醇溶液等[18]，实验发现淀粉浆为黏合剂时，制粒时易成黏性团块，且在水中溶解后偶有浑浊现象。乙醇溶液为黏合剂，压片时易出现松片现象。以PVP乙醇溶液为黏合剂，黏合效果好、颗粒流动性好，可压性良好，且可快速溶解[19]。考虑百香果冻干粉流动性不佳但质量占比大，因而选择PVP 乙醇溶液作为黏合剂。

在选择最佳黏合剂基础上，选用质量比分别为1%、2%、3%、5%的PVP 乙醇溶液进行实验，根据泡腾片颗粒休止角、崩解时限、压片时黏冲情况及片面外观作出评价。见表6。

表6 PVP乙醇溶液质量比评价结果 (n=6)

结果表明，随着质量比增大，颗粒休止角及崩解时间均呈现出“V”字型变化趋势。当质量比为2%时，颗粒休止角最小，崩解时间最少，片剂黏合较好，出片顺利且片剂面外观完整光滑，无吸湿现象。因此，选择PVP乙醇溶液的最佳质量比为2%。

2.3.6 甜味剂选择 百香果泡腾片溶于水后，酸味较重，为获得良好的饮料口感，需加入适量的甜味剂进行矫味。常见的甜味剂有阿斯巴甜、甜菊糖苷、糖精等，在这些甜味剂中，阿斯巴甜甜度高且甜味纯正、甘甜清凉[20]。因此，选择阿斯巴甜作为甜味剂，选择阿斯巴甜的质量比分别为0.5%、1%、1.5%、2%、2.5%，通过口感评价进行评价。见表7。

表7 阿斯巴甜质量比评价结果 (n=6)

结果表明，阿斯巴甜质量比为1.5%时，甘甜清凉可口，有浓郁的百香果香气风味，因此确定其质量比为1.5%。

2.3.7 处方优化 根据单因素考察结果，以综合感官评分为考察指标，以百香果冻干粉(%，A)、柠檬酸+碳酸氢钠(%，0.8∶1，B)、乳糖+甘露醇(%，1∶1，C)、PEG 6000(%，D)用量占片重百分含量为考察因素，采用4因素3水平设计L9(34)正交试验，评价并优化处方，正交实验因素及水平见表8，正交试验设计及结果见表9。其中，感官综合评分为3次重复取样所测数据。

表8 正交实验因素与水平

表9 正交实验设计及结果

正交实验结果表明，各因素对实验结果综合评分的影响主次因素为：A>B>C>D。最优处方为A2B3C3D3，即百香果冻干粉的质量比为50%，柠檬酸+碳酸氢钠(0.8∶1)的质量比为35%，乳糖+甘露醇(1∶1)的质量比为10%，PEG 6000的质量比为2.5%。

2.4 百香果泡腾片处方优化验证

按照正交实验获得的最优处方制备出三批百香果泡腾片样品(百香果泡腾片规格为 2.00 g/片)，依据2020 版《中华人民共和国药典》中相关泡腾片的质量检测要求，检测其片重差异、硬度、崩解时限、发泡量并作评价。见表10。

表10 三批百香果泡腾片的质量评价

结果表明，3批百香果泡腾片片重差异、硬度、崩解时限、发泡量均符合2020 版《中华人民共和国药典》。片面完整光滑、色泽均匀、硬度适中。冲调后泡腾剧烈且迅速，发泡量大 ；崩解迅速且溶液澄清；汤色呈鲜亮的浅黄色，液体清澈，无沉淀；入口清爽、细腻，无砂砾感；酸甜可口，百香果香气风味浓郁。这表明该处方工艺可行，泡腾片泡腾效果好。

3 结论

由于百香果冻干粉粉粒流动性较差，处方质量分数占比大，且泡腾片易黏冲。本实验采用酸碱分开湿法制粒法制备百香果泡腾片。通过建立百香果泡腾片感官综合评价体系，经正交试验得出百香果泡腾片的最优制备工艺处方：百香果冻干粉50%，崩解剂为柠檬酸∶碳酸氢钠(0.8∶1)35%，填充剂为甘露醇∶乳糖(1∶1)10%，润滑剂为PEG 6000质量比为2.5%，甜味剂为阿斯巴甜1.5%，黏合剂为质量比2%的PVP乙醇溶液。

在该优化工艺条件下制备得到的百香果泡腾片总重2.0 g/片，无黏冲现象，各项指标均符合2020版《中华人民共和国药典》的规定。百香果泡腾片面完整光滑，色泽均匀，硬度适中。冲调后泡腾剧烈且迅速，发泡量大；崩解迅速且溶液澄清；汤色呈鲜亮的浅黄色，液体清澈，无沉淀；入口清爽、细腻，无砂砾感；酸甜可口，有浓郁的百香果香气风味。黏冲是制备泡腾片最常见问题，本实验在制粒、压片过程中保持环境湿度为20%～25%，辅以抽湿机保证干燥的环境，同时在辅料选择及配比上力求颗粒不吸湿，且在黏合剂选择上做到颗粒成粒好，流动性好，休止角小，以保证泡腾片在压片过程中不黏冲。

本课题为百香果深加工提供了理论依据，因而百香果资源的开发利用前景将更为广阔。