菊粉复合咀嚼片的制备及通便活性研究

王亚坤，陈喜财，陈泽丰，卞旺青，陈霓平，张紫菱，张焜，何燕

（广东工业大学生物医药学院，广东 广州 510006）

便秘作为一种常见的胃肠道健康问题，越来越受到人们的重视[1-2]。该问题和身体虚弱、膳食纤维与水分摄入较少、胃肠蠕动减弱、肠道菌群紊乱等相关[3-4]，主要表现为排便困难、粪便干硬、腹胀、食欲减退、口臭、头晕等[5]，长期便秘不仅会导致毒素堆积、肠道损伤、肾脏负担加重等全身性问题，还伴随着焦虑、长痘等现象，严重影响人们的生活质量[6-8]。

随着健康意识的增强，人们对天然成分食品的功能保健性和绿色安全性越来越关注。出现了便秘问题可通过低聚果糖来改善，长期食用有效且安全，同时可避免西药泻剂依赖性，以及腹胀、结肠黑变病等副作用[9-10]。菊粉（inulin）是一种富含低聚果糖的水溶性膳食纤维，不但可选择性刺激微生物群落的增殖与代谢活性、促进肠道蠕动、软化粪便来预防便秘和腹泻，还可以降血糖、降血脂及控制体重，在预防和控制肠道疾病、肥胖病和心血管病等慢性病方面有很好的作用，已经广泛应用于食品、医药保健品行业[11-12]。魔芋（konjac）能促进肠道益生菌增殖、促进肠道蠕动、软化宿便、清除体内毒素、改善青春痘等皮肤问题[13]。香蕉具有润肠通便、缓减焦虑、抗氧化、降血脂等作用，且味道香甜、流动性好[14-15]。以菊粉、魔芋、香蕉为主要功能成分，辅以具有抗氧化作用的维生素C可多方面平衡肠道菌群益生菌、改善胃肠功能、提高人体免疫能力和改善不良症状，实现便秘防治[16]。

本研究以菊粉、魔芋粉、香蕉粉为主要活性物料，筛选研制成菊粉复合咀嚼片，进一步考察其通便效果，以期提供口感怡人、制备简单、服用方便的抗便秘健康产品。

1 材料与方法

1.1 材料与动物

菊粉：比利时欧乐芙迪公司；魔芋粉：四川阿依郎食品有限责任公司；香蕉粉：福建立兴食品有限公司；维生素C钠：江西百勤异VC钠有限公司；乳糖：郑州坤利食品添加剂有限公司；微粉硅胶：郑州皇朝化工产品有限公司；聚维酮K30：河南佳航化工产品有限公司；阿司帕坦：江苏汉光甜味剂有限公司；甘露醇、微晶纤维素、滑石粉、糖精钠：山西万里通生物科技有限责任公司；β-环糊精、玉米淀粉：曲阜市天利药用辅料有限公司；羧甲基纤维素钠、阿拉伯胶：广东味多美食配料有限公司；盐酸洛哌丁胺胶囊：西安杨森制药有限公司。

ICR雄性小鼠（SPF级）：济南朋悦实验动物繁育有限公司提供，动物合格许可证号为SCXK（鲁）2014-0007，体质量 18 g～22 g。

1.2 仪器设备

TD-5T单冲压片机：德工机械设备有限公司；YD-1片剂硬度测试仪：天津市新天光分析仪器技术有限公司；HE53/02水分测定仪、ML204梅特勒天平：梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司；101A恒温鼓风干燥箱：上海精密实验设备有限公司。

1.3 活性配方组成

经文献调研，选用富含低聚果糖的菊粉、魔芋和香蕉提取物[17-18]，辅以提高人体免疫力的维生素C钠，组成菊粉复合咀嚼片的活性配方。

1.4 吸湿性考察

分别称取一定量的菊粉、魔芋粉、香蕉粉以及维生素C钠，均匀铺展在表面皿上，置于相对湿度75%、温度37℃条件下3 h，称量各物料质量变化，计算吸湿率。

吸湿率/%＝物料增重/物料原重×100

1.5 咀嚼片辅料筛选

因活性原料有一定的吸湿性，需要优选抗吸湿性能力好的填充剂和润滑剂，综合考虑颗粒形状、压片效果等成型效果。本研究以吸湿性为主要指标（方法同1.4），对乳糖、玉米淀粉、甘露醇、微晶纤维素、β-环糊精等填充剂进行筛选；对滑石粉和微粉硅胶等润滑剂进行筛选；考察90%乙醇、无水乙醇及含10%聚维酮K30的95%乙醇溶液等不同类型黏合剂的制粒效果；探讨甜味剂糖精钠和阿司帕坦对咀嚼口感的影响。最终获得最佳配方工艺，以外观、咀嚼口感、硬度、片重差异为综合评价指标，对自制菊粉咀嚼片的产品质量进行评价。

1.6 通便作用研究

参考《保健食品检验与评价技术指南》，采用盐酸洛哌丁胺为建模药物，开展菊粉咀嚼片通便活性研究[19-21]。

1.6.1 溶液配制与剂量设计

取6粒盐酸洛哌丁胺胶囊（2 mg/粒）内容物混悬于100 mL的0.5%羧甲基纤维素钠溶液中，配制成0.12 mg/mL盐酸洛哌丁胺混悬液。称取咀嚼片碾细后粉末或单纯菊粉，用蒸馏水溶解、定容，配制成浓度为16.67、166.7、500 mg/mL 的受试品或 250 mg/mL 菊粉溶液。

将 0.33、3.33、10 g/kg·bw 作为样品的低、中、高剂量组，分别相当于人体推荐食用量的1、10、30倍，剂量设置详见表1。其中菊粉人体推荐量为10 g/d（成人按60 kg计）[22]，灌胃前配成水溶液。

表1 剂量设置Table 1 Dose setting

1.6.2 试验方法

取ICR雄性小鼠，随机分为6组，即空白对照组、模型对照组、菊粉组、低剂量组、中剂量组和高剂量组，每组5只。空白对照组给予等容量的蒸馏水，其余组按照20 mL/kg·bw的灌胃分别给予受试物，每天一次，连续7 d。第7次给药后各组小鼠禁食不禁水24 h，空白对照组给予蒸馏水，其余组按照20 mL/kg·bw灌胃给予盐酸洛哌丁胺溶液（2.4 mg/kg）。30 min后，空白对照组和模型对照组给予墨汁，其余4组分别给予含有相应受试样品的墨汁。25 min后立即处死小鼠，取出幽门至盲部肠管，测量小肠总长度和墨汁推进长度，计算小肠墨汁推进率P/%=墨汁推进长度（cm）/小肠总长度（cm）×100。对墨汁推进率进行数据统计处理和方差分析。同时观察小鼠一般情况，记录小鼠体重，探究产品的生物安全性。

1.7 统计分析

2 结果与讨论

2.1 活性成分及吸湿性考察

经前期筛选，确定菊粉复合咀嚼片的活性配方及用量为：50%菊粉、10%魔芋粉、5%香蕉粉以及10%维生素C钠。活性成分吸湿曲线见图1。

图1 活性成分吸湿曲线Fig.1 Hygroscopic curve of active ingredients

吸湿性考察结果表明，菊粉和香蕉粉在150 min内有较强的吸湿性，其中香蕉粉最强，菊粉次之，魔芋粉较弱，维生素C钠基本不吸湿。提示在产品成型配方工艺研究过程中，应注意产品的吸湿性，尽量选择抗吸湿性能较好的材料。

2.2 成型工艺及辅料的筛选

在制备工艺的选择中，由于功能成分吸湿性较大、物料流动性差、辅料要求高，采用粉末直压法容易造成黏冲和物料损失等问题，因此本研究选用湿法制粒压片法。确定制备工艺为：称量过80目的原辅料混合均匀，加入适量的黏合剂过16目筛制粒、干燥（60℃，60 min）、16目筛整粒，加入润滑剂混合均匀，压制成1g/片的菊粉复合咀嚼片。以咀嚼时的口感为指标来确定菊粉配方咀嚼片制备工艺的合适硬度，硬度过低嚼劲一般，硬度过大，嚼劲稍大，不适合老人和儿童，试验确定本咀嚼片硬度的合适范围为5 kg～8 kg。

由于主要活性物料的吸湿性较大，故辅料的抗吸湿性至关重要。分别考察含20%不同填充剂片剂的抗吸湿性能，结果如图2所示。

图2 不同填充剂吸湿性能研究Fig.2 Filler hygroscopic curve

由图2可知，玉米淀粉、环糊精和微晶纤维素吸湿率大，而甘露醇、乳糖的吸湿率并不随着时间而增大，表现出了极好的抗吸湿性能，乳糖效果最佳，因此本工艺初步采用20%乳糖为填充剂。

以颗粒形状、压片效果、产品抗吸湿性能为综合评价指标，比较了润滑剂微粉硅胶与滑石粉性能。发现以滑石粉为润滑剂所制得的颗粒流动性一般，压片时有黏冲，无抗吸湿性。而微粉硅胶为润滑剂时所得颗粒流动性较好，压片时无黏冲无裂片，有一定抗吸湿性能，因此选择1.5%微粉硅胶作为本品润滑剂。进一步对内加的微粉硅胶用量进行筛选，结果如图3所示。

图3 内加微粉硅胶对产品吸湿性影响Fig.3 Effect of adding micropowder silica gel on product hygroscopicity

由图3可知，随着微粉硅胶用量增加，咀嚼片抗吸湿性能有所提高，用量为1%和3%抗吸湿性能有明显提高，当用量提高到5%时吸湿性更强。可能是微粉硅胶的孔隙率高，随着用量的增大，微粉硅胶由抗吸湿作用转变成助崩解作用。最终选用2.5%微粉硅胶（内加1%微粉硅胶与19%乳糖组成混合填充剂）。

以制软材所需的黏合剂用量以及颗粒状态为指标，分别考察90%乙醇、无水乙醇以及含10%聚维酮K30的95%乙醇溶液作为菊粉配方咀嚼片的黏合剂。发现以90%乙醇为黏合剂所制得的颗粒易结块，以无水乙醇为黏合剂制得颗粒中粉末较多、黏合效果不佳；以含10%聚维酮K30的95%乙醇溶液为黏合剂时，用量少，所制得颗粒均匀，因此选用含有10%聚维酮K30的95%乙醇溶液作为本品黏合剂。

咀嚼片的咀嚼口感非常重要，试验比较了糖精钠和阿司帕坦这两种甜味剂的效果。发现糖精钠咀嚼甜度较大，并伴有苦涩感，阿司帕坦咀嚼口感较好，甜度适宜，故确定所选用甜味剂为1.5%阿司帕坦。

2.3 咀嚼片制片工艺和硬度的确定

最优处方组成：主要活性成分为50%菊粉、10%魔芋粉、5%香蕉粉和10%维生素C钠，黏合剂为含10%聚维酮K30的95%乙醇溶液，填充剂为19%乳糖，润滑剂为2.5%微粉硅胶（内加1%），甜味剂为1.5%阿司帕坦，湿法制粒压片法制得片重为1 g/片的菊粉复合咀嚼片。

自制3批样品，以外观、咀嚼口感、硬度、片重差异为指标进行质量评价。本产品外观性状上呈现出均匀的橙红色，片面整齐光滑，有一定的甜味，平均片重为1.012 g/片，片重差异为-1.73%～2.84%，咀嚼口感较好，硬度适中（5 kg～8 kg），符合相关要求。

2.4 通便功能研究结果

本试验采用盐酸洛哌丁胺为建模药建立便秘模型，以墨汁推进率为评价指标，考察自制菊粉复合咀嚼片通便功能。样品对小肠运动的影响（墨汁推进率）如表2、图4所示。

图4 菊粉活性配方剂量对小肠推进率的影响Fig.4 Effect of active inulin dosage on the intestinal propulsion rate

表2 小肠的墨汁推进率Table 2 Small intestinal transition rates of mice

与阴性对照组的墨汁推进率61.07%相比，模型对照组的墨汁推进率显著降低至45.06%，提示造模成功（p＜0.05）；与模型对照组相比，样品低剂量组和纯菊粉组无明显区别，中、高剂量组墨汁推进率均增加，分别为52.45%、73.67%，表明样品中、高剂量组可促进胃肠蠕动，其中高剂量组能显著改善小鼠的肠道蠕动（p<0.01），治疗便秘效果最佳。与菊粉组相比，低剂量组基本相同，中剂量组较好，菊粉剂量相同的高剂量组改善肠道蠕动效果显著，提示菊粉、魔芋提取物和香蕉提取物复合组效果更好。

实验期间各组小鼠精神状态、行为活动、摄食摄水等均未见明显异常，无死亡，体质量变化见图5。样品各剂量组小鼠的体质量均无规律性变化，表明样品对小鼠的体质量增长无不良影响。

图5 小鼠体重变化Fig.5 Body mass changes of mice

3 结论

随着人们对绿色功能保健需求的增加，天然功能性低聚果糖抗便秘产品开发备受关注。本研究以菊粉、魔芋粉和香蕉粉为主要功效成分，对填充剂、黏合剂、润滑剂、矫味剂进行筛选，获得最佳原辅料组成为50%菊粉、10%魔芋粉、5%香蕉粉、10%维生素C钠、19%乳糖、2.5%微粉硅胶（内加1%）、1.5%阿司帕坦、含10%聚维酮K30的95%乙醇溶液，研制出绿色安全、片剂光滑、咀嚼口感佳、便于储存和携带的菊粉复合咀嚼片。以盐酸洛哌丁胺为建模药诱导小鼠建立便秘模型，分别考察低、中、高剂量组及纯菊粉剂量组对小鼠小肠推进程度的影响，实验证明菊粉复合中、高剂量组均具有很好的便秘防治效果。本研究为菊粉复合产品在功能性食品中的进一步开发提供一定基础数据支持。