沈 文，吴立新，刘树兴，延梦瑶

（陕西科技大学食品与生物工程学院，陕西西安 710021）

蜂王浆是一种纯天然功能性食品和膳食补充剂[1]。其中10-羟基-2-癸烯酸（10-HDA）被认为是产生生物活性的重要成分之一[2]。10-HDA 作为蜂王浆特有的脂肪酸，具有免疫调节、抗癌、抑菌抗炎、抗氧化和抗肿瘤等多种生物活性功能[3-7]。蜂王浆作为食品、保健食品，存在着巨大的发展前景。而10-HDA 难溶于水，造成体外溶出率低[8]，这极大地限制了蜂王浆的开发利用。

泡腾片遇水发生崩解时，酸碱反应释放的二氧化碳气体促进了片剂崩解以及微粒多孔释放系统的形成，促使有效成分的快速溶出[9-10]。例如，Nusrat Iqbal 开发一种印楝泡腾片可以提高印楝的释放及其生物利用度[11]。然而，气体的产生并不能改善难溶成分水溶性差、生物利用度差的问题[12]，泡腾组分在多孔体系的形成和诱导释放效应中仅仅起到了促进崩解与小分子扩散的基础作用[13]。同时有研究指出，药物的溶出会随环境温度的提高而增加[14-15]。另外，食品可添加的乳化剂降低了表面张力，从而促进固液两相的界面润湿性能，对难溶物质是一种潜在的增溶介质[16-17]。增加释放环境温度，添加乳化剂是提高难溶性物质溶出率的有效途径[18-19]。

因此，本研究采用单因素和正交试验确定蜂王浆泡腾片的基本配方，其次，在泡腾片压片糖配方中引入乳酸钙、羧甲基纤维素钠（CMC-Na）两种可以溶解产热的糖果用食品添加剂以及聚甘油脂肪酸酯（PGFEs）、双乙酰酒石酸单双甘油酯（DATEM）、蔗糖脂肪酸酯（SEs）三种乳化剂，利用其溶解放热或表面活性来增加10-HDA 溶出度，旨在解决蜂王浆泡腾片中10-HDA 溶出率低的问题。同时，对蜂王浆泡腾片进行崩解时限、产气量、XRD 及10-HDA 溶出率等质量评价，以期改善了10-HDA 溶出度低的问题，开发出具备高10-HDA 溶出率的蜂王浆泡腾片。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

10-HDA（纯度≥98.0%） 上海源叶生物科技有限公司；蜂王浆冻干粉（含6%10-HDA） 西安普瑞斯生物工程有限公司；柠檬酸、NaHCO3食品级，天津市天力化学试剂公司；乳糖 食品级，北京生物科技有限公司；甘露醇 食品级，安徽山河药用辅料股份有限公司；罗汉果甜苷 食品级，河北润步生物科技有限公司；硬脂酸镁 西安天正康源生物技术有限公司；乳酸钙、CMC-Na 徐州丰瑞生物科技公司；PGFEs、DATEM、SEs 食品级，河南奥尼斯特食品有限公司；无水乙醇 分析纯，天津市天力化学试剂公司。

DHG-9030 型电热鼓风干燥箱 上海科恒实业发展有限公司；YD-1 单冲压片机 北京国药龙立科技有限公司；ZB-1 智能崩解仪 天津天大天发科技有限公司；Smart Lab 9kW X 射线衍射仪 日本理学Rigaku 公司；UV-1800 型紫外可见分光光度计上海美谱达仪器有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 10-HDA 标准曲线的制作 准确称取10-HDA 0.01 g 置于100 mL 容量瓶中，加1 mL 去离子水，以无水乙醇定容到100 mL，配制得到质量浓度为100 μg/mL 的储备液。分别取储备液0.5、1、1.5、2、2.5、3 mL 定容到50 mL，得到浓度分别为1、2、3、4、5、6 μg/mL 的标准溶液。在218 nm 吸收波长下，测定上述标准溶液的吸光度。以质量浓度为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制标准曲线，并通过最小二乘法拟合出线性回归方程。本研究所得10-HDA 的标准曲线方程为：y=0.1915x+0.0007，R²=0.9996。其中x 表示10-HDA 溶液的浓度，y 表示10-HDA 溶液在218 nm 处的吸光度值。

1.2.2 蜂王浆泡腾片的制备 湿法制粒，采用酸碱分开制粒的方法，将柠檬酸、NaHCO3分别与其他原辅料混合均匀，以80%乙醇作为粘合剂制粒，分别制成酸粒和碱粒。随后将制好的湿颗粒放入65oC 的烘箱中干燥后取出，整粒，加入硬脂酸镁混合均匀后压片，调节片重400 mg，硬度3～4 kg[20]。

1.2.3 蜂王浆泡腾片单因素实验

1.2.3.1 泡腾剂的添加量 选取泡腾剂添加量因素水平为30%、35%、40%、45%、50%，固定泡腾剂比例（柠檬酸:NaHCO3）=2:1，蜂王浆冻干粉添加量为10%（含6%10-HDA），甘露醇添加量为10%，罗汉果甜苷添加量0.8%，硬脂酸镁添加量为0.8%，剩余为乳糖。以泡腾片的崩解时间及产气量为指标确定泡腾剂的添加量。

1.2.3.2 泡腾剂比例 选取泡腾剂比例（柠檬酸:NaHCO3）因素水平为2.5:1、2:1、1.5:1、1:1.5、1:2，固定泡腾剂添加量为45%，蜂王浆冻干粉添加量为10%，甘露醇添加量为10%，罗汉果甜苷添加量0.8%，硬脂酸镁添加量为0.8%，剩余为乳糖。以泡腾片的崩解时间及产气量为指标确定泡腾剂最优比例。

1.2.3.3 甜味剂的添加量 选取罗汉果甜苷添加量因素水平为0.5%、0.8%、1%、1.2%、1.5%，固定泡腾剂添加量为45%，泡腾剂比例（柠檬酸:NaHCO3）=1.5:1，蜂王浆冻干粉添加量为10%，甘露醇添加量为10%，硬脂酸镁添加量为0.8%，剩余为乳糖。以泡腾片的崩解时间及产气量为指标确定泡腾剂的添加量。

1.2.4 蜂王浆泡腾片配方的正交试验 根据单因素实验结果，以崩解时间、产气量作为评定指标，以泡腾剂添加量（A）、泡腾剂比例（B）及甜味剂添加量（C）为考察因素，进行L9（34）正交试验，因素水平见表1。

表1 泡腾片配方优化正交试验设计Table 1 Design of orthogonal tests for the formula optimization of effervescent

1.2.5 具有放热性能的食品添加剂的考察

1.2.5.1 不同食品添加剂的选择 固定蜂王浆冻干粉添加量为10%，泡腾剂添加量为45%，泡腾剂比例（柠檬酸:NaHCO3）=1.5:1，甘露醇添加量为10%，罗汉果甜苷添加量为1%，硬脂酸镁添加量为0.8%，分别加入添加量为10%的乳酸钙和添加量为10%的CMC-Na，剩余以乳糖填充。以泡腾片中10-HDA 的溶出率为指标进行考察筛选。

1.2.5.2 乳酸钙的添加量 固定蜂王浆冻干粉添加量为10%，泡腾剂添加量为45%，泡腾剂比例（柠檬酸:NaHCO3）=1.5:1，甘露醇添加量为10%，罗汉果甜苷添加量为1%，硬脂酸镁添加量为0.8%，选取乳酸钙添加量因素水平为5%、8%、10%、12%、15%，剩余以乳糖填充。以泡腾片中10-HDA 的溶出率为指标进行考察筛选。

1.2.6 乳化剂的考察

1.2.6.1 不同乳化剂的选择 固定蜂王浆冻干粉添加量为10%，泡腾剂添加量为45%，泡腾剂比例（柠檬酸:NaHCO3）=1.5:1，甘露醇添加量为10%，罗汉果甜苷添加量为1%，硬脂酸镁添加量为0.8%，分别加入添加量为0.5%的PGFEs、1%的DATEM 和1%的的SEs，剩余以乳糖填充。以泡腾片中10-HDA的溶出率为指标进行考察筛选。

1.2.6.2 聚甘油脂肪酸酯的添加量 固定蜂王浆冻干粉添加量为10%，泡腾剂添加量为45%，泡腾剂比例（柠檬酸:NaHCO3）=1.5:1，甘露醇添加量为10%，罗汉果甜苷添加量为1%，硬脂酸镁添加量为0.8%，PGFEs 添加量因素水平为0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%，剩余以乳糖填充。以泡腾片中10-HDA 的溶出率为指标进行考察筛选。

1.2.7 蜂王浆泡腾片的表征

1.2.7.1 崩解时间的测定 按照《中国药典》片剂的崩解时限检查法。测定时，取6 个片剂置于吊篮玻璃管中，于37±1 ℃的恒温水，按每分钟30～32次作上下移动，观察崩解情况，片剂完全通过筛网，筛网上不应有残留颗粒，记录崩解时间[21]。

1.2.7.2 产气量的测定 取25 mL 具塞刻度试管，精密加入10 mL 水后，25 ℃恒温水浴5 min 后，投入一片泡腾片，闭塞10 min，观察并记录最大产气体积[22]。

1.2.8 10-HDA 累积溶出率的测定 取6 片蜂王浆泡腾片于崩解仪中，按照溶出度测定方法，以200 mL水为介质，分别在1、3、5、10、15、20 min 取样0.1 mL，并补充水0.1 mL，将取出的样品用无水乙醇稀释至10 mL，混匀后静置5 min，然后5000 r/min，离心15 min。取上清液，于吸收波长处测定样品的吸光度，计算10-HDA 含量及溶出度[23-24]。

1.2.9 XRD 表征 将样品碾碎成粉末放入XRD 薄膜池，以CuKα（λ=0.154 nm）作激发射线，以30°/min的扫描速度将样品在5°～60°（2θ扫描角度范围）内扫描，得到X 射线衍射图谱[25]。

1.3 数据处理

实验数据均为3次重复实验结果的平均值，结果表示为平均值及标准差。采用Origin 9.1 软件作图，正交设计助手v3.1 进行正交试验数据处理，采用MDI Jade 6.5 软件计算结晶度。

2 结果与分析

2.1 蜂王浆泡腾片单因素实验

2.1.1 泡腾剂的添加量对泡腾片崩解时间及产气量的影响 如图1所示，随着泡腾剂添加量的增加，产气量逐渐增加，蜂王浆泡腾片的崩解时间先减小后增大。与泡腾剂添加量为40%和50%相比，当泡腾剂添加量为45%时，显著缩短了崩解时间（P＜0.05），而当泡腾剂添加量为30%、35%、40%时，其产气量显著低于泡腾剂添加量为45%的产气量（P＜0.05）。增加泡腾片中泡腾剂的量可以缩短崩解时间，这是可以预见的，因为柠檬酸和NaHCO3之间的反应将通过产生二氧化碳气泡形式的泡腾，帮助泡腾片快速崩解[12]。但是当泡腾剂添加量大于45%时，泡腾片崩解时间反而延长。王文宝等[22]在研究中也有类似发现，当猴头菇泡腾片泡腾剂总量超过45%时，泡腾片的崩解时间并没有缩短反而会延长。因此，本实验确定泡腾剂的添加量为45%。

图1 泡腾剂添加量对泡腾片的影响Fig.1 Effect of effervescent agent on effervescent tablets

2.1.2 泡腾剂比例对泡腾片崩解时间及产气量的影响 从图2 可以看到随着柠檬酸添加比例的减少，泡腾片崩解时间逐渐变大，产气量也越来越少。泡腾剂比例处于1:1.5 时的崩解时间显著低于泡腾剂比例为1:2 的崩解时间（P＜0.05）；与泡腾剂比例为1:1.5 相比，泡腾比例为1.5:1 也显著缩短了崩解时间（P＜0.05）；同时，当泡腾剂比例为1:1.5 时，产气量也显著低于泡腾剂比例为2.5:1、2:1、1.5:1 的产气量（P＜0.05）。但是柠檬酸容易吸湿，使用量过多时，泡腾片在制备过程中容易黏冲，不易成型，成型后的泡腾片表面色泽不均一[26]。当泡腾剂比例（柠檬酸:NaHCO3）达到1.5:1 时，泡腾片产气效果好，崩解时间较短。故综合考虑后，本实验确定泡腾剂比例（柠檬酸:NaHCO3）为1.5:1。

图2 泡腾剂比例对泡腾片的影响Fig.2 Effect of effervescent agent ratio on effervescent tablets

2.1.3 甜味剂的添加量对泡腾片崩解时间及产气量的影响 从图3 可以明显看到，甜味剂的改变对于蜂王浆泡腾片的崩解时间、产气量并没有较明显的影响，其中崩解时间及产气量差异无统计学意义（P＞0.05），但是当罗汉果甜苷加入较少时，泡腾片过酸，无法掩盖蜂王浆酸涩口感，加入较多泡腾片过于甜腻，在其添加量为1%时，可获得最适宜的口感。因此，本实验确定甜味剂罗汉果甜苷的添加量为1%。

图3 甜味剂添加量对泡腾片的影响Fig.3 Effect of sweetener addition on effervescent tablets

2.2 泡腾片配方优化正交试验结果

2.2.1 正交试验结果与分析 结果见表2～表4。分析结果可知，各因素对泡腾片崩解时间及产气量影响的主次顺序为B＞A＞C。其中，泡腾剂添加量（A）和泡腾剂比例（B）对泡腾片崩解时间及产气量的影响显著，结合直观分析结果选取A2、B2水平，甜味剂添加量（C）水平任选。为了保证泡腾片口感较好，选定C2水平。最终确定蜂王浆泡腾片的最佳配方为A2B2C2，即泡腾剂添加量45%，泡腾剂比例为1.5:1，甜味剂添加量为1%。

表2 正交试验结果Table 2 Results of orthogonal test

表4 产气量分析结果Table 4 Gas production analysis results

2.2.2 验证试验 按照最佳配方进行验证试验，平行3次，并测定其崩解时间、产气量。结果见表5。该结果表明采用最佳配方制备的泡腾片，崩解时间快，且产气量较高，条件稳定，重现性好。

表3 崩解时间分析结果Table 3 Disintegration time analysis results

表5 验证试验结果Table 5 Verify the results of the experiment

2.3 食品添加剂的考察

2.3.1 不同食品添加剂对10-HDA 溶出的影响 如图4所示，明显看出蜂王浆泡腾片中10-HDA 的累积溶出率高于普通蜂王浆片，加入这两种食品添加剂后，10-HDA 的溶出度有了一定的改善。这是因为，在溶解释放系统中，主要是通过扩散来控制10-HDA 的释放，最初是从泡腾片的表面突然释放，随后是源于泡腾片内部更深处的释放，所以不同蜂王浆片前期10-HDA 的溶出率并没有较大差异，主要取决于后期的溶出。这对于普通泡腾片来说，溶出速率会大大降低。而加入这两种食品添加剂后，促使更多10-HDA 小分子溶解。也有研究表明，温度的升高加剧了各分子运动的速度和程度，对难溶物的溶解度有促进作用[27-28]。但是，可以看出乳酸钙要比CMCNa 的增溶效果更好，这是因为CMC-Na 在溶解过程中会产生局部凝胶[29]，凝胶的存在会将10-HDA 分子包裹，反而降低了其溶出率。因此，本实验确定通过加入一定量的乳酸钙来改善蜂王浆泡腾片中10-HDA 的溶出率。

图4 不同食品添加剂对蜂王浆泡腾片10-HDA 溶出率的影响Fig.4 Effects of different food additives on the dissolution rate of 10-HDA in royal jelly effervescent tablets

2.3.2 乳酸钙的添加量对10-HDA 溶出的影响 在水中加入不同量的乳酸钙，水的温差变化见表6，乳酸钙在水中溶解的过程中会发生水合作用[30]，在这一过程会释放大量的热量[31]。由图5可知，在所有乳酸钙的添加范围内，明显增强了蜂王浆泡腾片中10-HDA 的累积溶出率，且随乳酸钙添加量的增加10-HDA 溶出率越大。乳酸钙用量越大，温度的升高就越多，其增溶效果越明显。但在食品中，乳酸钙常用作一种补钙剂，在水中溶解度较小，用量过多的话，不利于泡腾片的口感以及溶解效果，不适合大量使用。因此，将乳酸钙的添加量控制在10%～15%左右。

表6 加入不同量乳酸钙的水溶液温差变化Table 6 Changes in temperature difference of aqueous solutions with different amounts of calcium lactate

图5 不同乳酸钙添加量对蜂王浆泡腾片10-HDA溶出率的影响Fig.5 Effects of different calcium lactate addition on the dissolution rate of 10-HDA in royal jelly effervescent tablets

2.4 乳化剂的考察

2.4.1 不同乳化剂对10-HDA 溶出的影响 如图6，在蜂王浆泡腾片中加入乳化剂后明显提高了10-HDA 的溶出度。这是因为，乳化剂是一种两亲性的物质，对油或水具有亲和力。乳化剂的结构中含有羟基等亲水性自由基，这类自由基与水相互作用后，会降低泡腾片与水接触表面的张力，帮助更多的水保留在泡腾片内部[32]。同时，也有研究表明，在乳化过程中，乳化剂通过胶束增溶作用直接与难溶性物质相互作用，从而提高了难溶成分溶解性[33]。另外，图6中可以明显看出，三种乳化剂中PGFEs 相比与于DATEM 和SEs 的增溶效果更好一些，这可能是因为PGFEs 具有更多的亲水性羟基，所以表现出更好的乳化作用[34]。因此，本实验确定以添加PGFEs 的方式来改善蜂王浆泡腾片中10-HDA 的溶出率。

图6 不同乳化剂对蜂王浆泡腾片10-HDA 溶出率的影响Fig.6 Effects of different emulsifiers on the dissolution rate of 10-HDA in royal jelly effervescent tablets

2.4.2 PGFEs 的添加量对10-HDA 溶出的影响 由图7可知，蜂王浆泡腾片中10-HDA 累积溶出率的大小依赖于PGFEs 的使用量。PGFEs 具有优异的乳化效果，在所有PGFEs 添加量下，都增强了蜂王浆泡腾片中10-HDA 的溶出率。在PGFEs 添加量为0.5%时，蜂王浆泡腾片表现出最佳10-HDA 的溶出效果。

图7 PGFEs 添加量对蜂王浆泡腾片10-HDA 溶出率的影响Fig.7 Effect of PGFEs addition on 10-HDA dissolution rate of royal jelly effervescent tablets

2.5 XRD 表征

通常，结晶度高的样品显示出一系列尖且窄的衍射峰，而那些没有明显衍射峰的样品则认为是无定形产物。从图8 中明显看出，蜂王浆泡腾片衍射图谱中有很多的特征峰，并且峰面窄。三种蜂王浆泡腾片的结晶度都比较高，尤其是蜂王浆泡腾片的结晶度高达53.38%。而加入PGFEs 的蜂王浆泡腾片结晶度略低，可能是因为PGFEs 具有优异的乳化效果和结晶调节能力[34]。但是，通过测定不同配方蜂王浆泡腾片中10-HDA 的溶出率，结果表明在泡腾片中高结晶度对10-HDA 的溶出率影响并不大。

图8 不同蜂王浆片的XRD 图Fig.8 XRD patterns of different royal jelly tablets

3 结论

本文通过单因素和正交试验得到高10-HDA 溶出率的蜂王浆泡腾片最佳配方，在此配方中泡腾剂质量比（柠檬酸:NaHCO3）为1.5:1 时，泡腾片崩解时间最短。在此基础上以添加乳酸钙溶解放热和乳化剂增加表面活性为策略，促进10-HDA 的溶出。结果表明在配方中分别加入15%的乳酸钙或0.5%的PGFEs，得到的蜂王浆泡腾片中10-HDA 的累计溶出率在15 min 左右均可以达到85%以上。相对于空白组普通蜂王浆泡腾片中10-HDA 69%的溶出率来说，采用本研究策略制备的蜂王浆泡腾片表现出更高的10-HDA 溶出程度。这为如何提高蜂王浆相关产品中10-HDA 溶出率提供了数据参考。