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浅谈葡萄糖酸锌的制备研究

2019-04-25张敏宽

健康大视野 2019年8期
关键词:泡腾片

张敏宽

【摘 要】葡萄糖酸锌是一种使用范围广泛的化学试剂,也是重要的补锌制剂。本文介绍了葡萄糖酸锌极其制品的制备方法,包括普通化学制备法、电解氧化法、发酵化学法、双酶法,以及概述了不同形态的葡萄糖酸锌的制备工艺,包括了葡萄糖酸锌泡腾片、咀嚼片、分散片的制备工艺介绍。最后本文总结了上述内容并对其进行了展望。

【关键词】葡萄糖酸锌;双酶法;泡腾片;咀嚼片

【中图分类号】R943 【文献标识码】A 【文章编号】1005-0019(2019)08--01

引言

锌是人体必需的微量元素,参与组成人体内多数的必要化合物,存在于众多的酶系中,例如碳酸酐酶、呼吸酶、超氧生物歧化酶、DNA和RNA聚合酶等。它是合成核酸、蛋白质、碳水化合物和利用维生素A的必需物质。缺锌时易出现味觉嗅觉变差、厌食、生长缓慢和智力发育低于正常水平等表现。可以通过食用生蚝、核桃、海带等含锌食品,或服用适量的葡萄糖酸锌制剂补锌。

葡萄糖酸锌是常见的补锌制剂,作为一种精细的医药化学品,与从食物中获取锌相比较,具有锌含量较高、易于被人体吸收的特点。葡萄糖酸锌制剂一般用作食品添加剂。在对人体的作用上,能促进伤口愈合,维持人体正常食欲等。同时,葡萄糖酸锌作为锌的强化剂,能提高食品中的锌含量等。因此,对制备葡萄糖酸锌进行深入研究十分必要。

1 葡萄糖酸锌的制备方法

1.1 普通化学法制备 普通化学法是以葡萄糖酸钙为原料,采用复分解法合成的一种制备方法。在沸腾的水中加入ZnSO4并搅拌,分批加入葡萄糖酸钙,待反应完全后,过滤保留滤液,浓缩结晶后得到粗品,经溶解重结晶后得产品,其制备反应为:

Ca(C6H11O7)2+ZnSO4=CaSO4↓+Zn(C5H11O7)2

该法合成成本较低,方法简单易行,但由于硫酸钙微溶于水,残留于产品中的硫酸根离子不易完全去除,导致产品纯度不高。解从霞[1]用浓硫酸对葡萄糖酸钙进行酸化脱钙,用Ba(OH)2和H2C2O4为沉淀剂对葡萄糖酸进行纯化。纯化后的葡萄糖酸溶液经浓缩中和后,在葡萄糖酸锌晶种和无水乙醇在作用下进行结晶,产物需要干燥,产率高达96%。在该法中加入沉淀剂去除产品中的杂质,产品质量得到提高。但美中不足的是操作相对复杂,成本提高,合成时间较长。

1.2 电解氧化法 电解氧化法的原理是在55℃的条件下,电化学氧化葡萄糖24小时左右,即用石墨和锌板分别作为阴极和阳极,再以NaBr作为支持电解质进行电化学反应,可得到纯度为75%的葡萄糖酸。进一步使葡萄糖酸与锌反应,制得葡萄糖酸锌。此法由于电化学氧化时间较长,且其中一个电极没有实际用途,所以耗能高,生产成本整体偏高[2]。

在本工艺中,其电解反应为:

阳极:2Br-+2e-→Br2

阴极:C6H10O5→C6H14O6

可分为两种方法:(1)无隔膜电解槽电解。电解装置和电解质与上述相同,于55℃下电解,将所得电解液冷却,用乙醇洗涤后得细颗粒葡萄糖酸钠,过滤后经阴、阳离子交换树脂,低温浓缩结晶得山梨醇,所得葡萄糖酸钠经树脂提纯后与ZnO反应,浓缩结晶后得到最终产物。此法中涉及分离并采用了离子交换树脂,消耗多,周期长。(2)阴、阳离子两性膜电解槽。在用隔膜分为阴极室和阳极室的电解槽中,通入恒电流,氧化得到葡萄糖酸,再与ZnCO3或Zn(OH)2反应,生成葡萄糖酸锌。阴极室用于控制恒定电流,电流效率基本大于90%,能更好的氧化葡萄糖[2]。该方法具有绿色安全、无污染排放、能源消耗少等优点,并且所需要的周期短,操作更加简单。

1.3 发酵化学法 这种方法的原理是利用微生物的氧化作用得到所需要的产品,可分为真菌类、细菌类、固定化细胞等发酵方式。最普遍采用的发酵手段是黑曲霉菌发酵。它是将葡萄糖和一定量的辅助材料,混合成反应液,在适应的温度下接种适量的黑曲霉菌从而进行发酵。发酵过程中需维持良好的pH值环境,可以添加CaCO3等。当葡萄糖含量降至0.3mol/L以下时反应结束。最后需要经过除菌、过滤等一系列步骤得到葡萄糖酸钙溶液,通过复分解反应得到最终产物。目前该法是主要制备手段,虽然成本低且反应简单,但对技术水平要求较高。

1.4 双酶法 这种方法是通过葡萄糖氧化酶和过氧化氢酶对葡萄糖进行处理,反应条件为35℃的反应温度和6.0左右的pH,反应过程中需要调节通气量为5 L/min。结束反应的条件是反应液中的还原糖达到一定浓度。升高温度使酶失活,再经过脱色、过滤、蒸发浓缩、结晶烘干后得到葡萄糖酸锌[2]。

该工艺的生产周期较短、操作安全、工艺简单,受到许多生产商的青睐,因此是未来葡萄糖酸鋅的制备发展方向。

2 下不同形态的葡萄糖酸锌制备工艺

2.1 葡萄糖酸锌泡腾片的制备 泡腾片是一种遇水生成CO2的片剂,泡腾物质使片剂在短时间内崩解,具有分布均匀、生物利用率高等优点,兼具了固体、液两种状态制剂的特点。泡腾片中的酸碱成分在水中会立刻发生中和反应,生成气泡和CO2。这些气泡会导致药片在水中运动,可以使其更快地崩解和融化。之后有效成分会以离子状态存在,可以更好地被人体吸收利用。

取半量葡萄糖酸锌、甘露醇、羧甲基淀粉钠,阿帕斯坦、薄荷油和碳酸氢钠混匀60℃烘干,得A组颗粒。再取半量葡萄糖酸锌、甘露醇、羧甲基淀粉钠、阿帕斯坦、薄荷油和全量枸橼酸混匀60℃烘干,得B组颗粒。将A组和B组均匀混合,加入一定量的硬脂酸镁和微粉硅胶,在压片机上进行压片制得成品[3]。

2.2 葡萄糖酸锌咀嚼片的制备 咀嚼片为片剂的一种,《中国药典》(2005年版)附录中的定义为:于口腔中拒绝或吮服使片剂融化后吞服,在肠胃道中发挥作用或经肠胃吸收发挥全身作用的片剂。将葡萄糖酸锌制剂制成咀嚼片,可以提高其稳定性和口感,在临床上具有广泛的应用。

以葡萄糖酸锌为原料,选用稀释剂甘露醇、矫味剂阿帕斯坦、芳香剂薄荷油、助流剂微粉硅胶、润滑剂硬脂酸镁、粘合剂2%HPMC-E50。按照处方量称取葡萄糖酸锌、甘露醇、阿帕斯坦,置于混合机中充分混匀30min。在粘合剂的作用下制成湿软的颗粒并翻动烘干。在过程中持续监测温度。对干燥之后的颗粒进行整粒筛选,然后加入一定量的混合薄荷油与微粉硅胶。最后加入硬脂酸镁,在压片机上进行压片制得成品[4]。

2.3 葡萄糖酸锌分散片的制备 分散片相对于泡腾片来说,崩解更快,分散更均匀。它的主要优点是人体吸收利用率高且服用方便,可以吞服、咀嚼或在水中分散后并服,适合吞服困难人群,如幼儿、老人等。

葡萄糖酸锌为制剂原料,采用以下辅助剂:崩解剂羧甲基淀粉钠、低取代羟丙纤维素、交联聚维酮薄荷油,稀释剂甘露醇,矫味剂阿斯帕坦,芳香剂薄荷油,助流剂微粉硅胶,润滑剂硬脂酸镁。分别称取一定量的上述材料,在高速状态下充分混匀; 然后对其进行烘干,使其处于低含水量。再加入崩解剂、助流剂和润滑剂混合均匀; 混匀后的颗粒需要测定其含量,然后根据含量进行压片制得成品[5]。

3 总结与展望

综上所述,葡萄糖酸锌对人体的补锌起到了至关重要的作用。本文所记叙的葡萄糖酸锌不同制备方法与不同形态的葡萄糖酸锌的制备工艺,这些方法值得进一步探索与研发。 随着人们对葡萄糖酸锌越来越全面的认识与日渐增长的需求,产量也会不断增加,对产品的质量要求也在不断提高。目前,葡萄糖酸锌的部分制备工艺还存在耗能较高、原料利用率不足和副产物易产生污染等缺点。因此,在葡萄糖酸锌及其制剂的制备方面,寻求一种高效、高产品质量的生产工艺是生产人们最关注的问题。与此同时,倡导并使用绿色工艺,减少能源消耗与环境污染也必不可少。

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