药食植物玛咖粉末性质的研究

上传者：陈联珊
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上传时间：2015-04-26
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药食植物玛咖粉末性质的研究

审国蓐学ｃ羞擅２０１２．２８（１２）：２４１－２４７

ＣｈｉｎｅｓｅＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＢｕｌｌｅｔｉｎ

药食植物玛咖粉末性质的研究

徐天才，薛润光，杨少华，赵菊，谭敬菊

（云南省农业科学院高山经济植物研究所，云＿南丽江６７４１００）

摘要：研究药食植物玛咖与３种天然植物辅料粉末的性质和复合玛咖粉末直接压片的工艺参数。采用单因子和正交试验设计法，以松密度和振实密度、休止角、溶胀性等对粉体性质进行考察，应用ＳＡＳ软件分析数据。结果表明：天然植物Ａ、Ｂ与玛咖粉末的充填性好，流动性对复合玛咖粉体粉末的分剂量

产生重要影响；植物Ａ、Ｂ粉末为辅料对玛咖的松密度有显著影响（ｅ－－－０．０１２５），对溶胀体积比有极显著的影响（ｅ－－０．００８９），而对玛咖的振实密度（ｇｇｍＬ）影响不大；复合玛咖粉末的溶胀体积比最适宜工艺条件是：

Ａ为０．１５份，Ｂ为０．１０份，Ｃ为０．０５份，其溶胀体积比为２．４５９。该工艺处方合理、充填性好，溶胀性、流动

性好，可为工业化生产的处方筛选和工艺提供理论依据。关键词：天然植物辅料；玛咖；粉体学；正交试验设计中图分类号：Ｓ２

文献标志码：Ａ

论文编号：２０１１－３０９８

Ｍａｃａ

Ｍｅｄｉｃｉｎｅ

ａｎｄＦｏｏｄ

ＳｔｕｄｙｏｎｔｈｅＰｏｗｄｅｒ－ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆ

ＸｕＴｉａｎｃａｌ，Ｘｕｅ

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Ｒｕｎｇｎａｎｇ，ＹａｎｇＳｈａｏｈｕａ，ＺｈａｏＪｕ，ＴａｎｇＪｉｎｇｊｕ

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ｔｈｅｐｏｗｄｅｒ－ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ

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ｎａｔｕｒａｌｐｌａｎｔａｕｘｉｌｉａｒｙ

ｍａｔｅｒｉａｌｓａｎｄｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｄｉｒｅｃｔｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆｔｈｅｃｏｍｐｏｕｎｄｍａｅａ－ｐｏｗｄｅｒ．Ｂｙ

ｓｉｎｇｌｅｆａｃｔｏｒａｎｄｏｒｔｈｏｄｏｘｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ，ｔｈｅｐｏｗｄｅｒ－ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｓｕｃｈ鹪ｂｕｌｋｄｅｎｓｉｔｙ，ｔａｐｄｅｎｓｉｔｙ，ａｎｇ，ｌｅｏｆ

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Ｏ引言

玛咖（ＬｅｐｉｄｉｍｎｍｅｙｅｎｉＯ称玛卡、马卡，英文俗称为ＭＡＣＡ，为十字花科（Ｂｒａｓｓｉｃａｃｅａｅ）独行菜属

（Ｌｅｐｉｄｉｕｒａ）－－年生革本植物，原产于秘鲁中部基宁（Ｊｔｎｉｎ）及帕斯科（Ｐａｓｃｏ）附近３５００ｍ以上的安第斯山区。玛咖具有很高的营养价值，作为食物或药用植物

基金项目：国家科技基础性工作专项（２００６ＦＹｌｌ０７００）；云南省科技创新强省计划（２００７Ｃ０２１９Ｚ）：云南省省级财政发展生物产业专项（云财农［２０１１１２７４号１．

第一作者筒介：徐天才．男，１９７８年出生，云南曲靖人，硕士．研究方向：药用植物研究与开发．通信地址：６７４１００云南省丽江市吉城区教育路省农科院高山经济植物研究所，Ｔｅｌ：０８８８—３１１３７７３，Ｅ－ｍａｉｌ：ｘｕｔｉａｎｃａｉ０５＠１６３．００１１１．

通讯作者：杨少华，男，云南永胜人．副研究员，研究方向：药用植物资源评价与ＧＡＰ栽培研究．通信地址；６７４１００云南省丽江市古城区教育路，省农

科院高山经济植物研究所．１日：０８８８．３１１３７７３，Ｅ－ｍａｉｌ；ｙｉｈｕａ８８０８＠１６３．啪。

收稿日期：２０１１．１０１２６，惨回日期：２０１２－０１．１９。

万方数据

?２４２?

中圄零学通报ｈｔｔｐ：，ｋｎ＾ｗ，ｃ嬲ｂ．ｏｒｇ．ｃｎ

充填性、流动性、崩解性等粉体学性质进行考察，为片剂处方筛选和工艺提供实验依据，以改善玛咖单一产品的缺点，提高产品的有效成份和功效（无添加剂、用纯天然保健植物为辅料），避免药物遇湿热分解氧化，提高了药物的稳定性和片剂生物利用度，优化了工艺，省时节能，满足人们需要的纯天然产品愿望等。ｌ材料与方法１．１主要材料

天然植物Ａ粉末、Ｃ粉末来自云南省迪庆州香格里拉县；植物Ｂ、玛咖来自云南省农科院高山经济植物研究所种植。１．２主要仪器

ＢＹＪ．１２５型中药碰碎机（兰阳中药机厂），万能吸尘粉碎机（兰阳中药机厂），．ａ出２０４．Ｓ电子天平（ｍａｄｅｉｎ：Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ），ＷＫ８９１型烘干箱（重庆四达实验仪器厂），标准筛（上虞市五星冲压筛具厂），游标卡尺（上海量刃工具有限公司），软件（数据处理系统ＳＡＳ９．Ｏ）。１．３实验方法

１．３．１玛咖粉末粉体制各工艺流程玛咖，植物Ａ、Ｂ和Ｃ分别经过拣选、清洗干净、干燥、粉碎至一定目数的粉末，并按比例混合后分析天然植物Ａ、Ｂ、Ｃ和玛咖粉末的充填性、流动性、崩解性等粉体学性质（见图１）。

在几千年前的秘鲁高原上已广泛应用““。玛咖含有特殊的天然植物活性成分玛咖烯、生物碱、芥子油苷、异硫氰酸酯、玛咖酰胺、生物碱和甾醇等具有增强精力、提高生育力、促进性欲、抗抑郁、抗贫血、适应原性、促进荷尔

蒙代谢合成及其影响荷尔蒙平衡作用等的功效ｅ剐。

因此，玛咖的药用保健价值得到国际医药公司和保健公司的广泛关注。同时随着人们健康保健意识的提高和对食品安全的关注，以玛咖为主要原料生产出的各类保健品在欧美、日本等国市场上迅速推广，已成为国际保健品市场中的一颗新星，得到越来越多消费者的青睐。但是目前国内玛咖产品单一，都加入添加剂、药典中限量的填料和辅料等成分川，不仅工艺过程复杂，需要很长时间，而且花费大量的资金等，从而极大地制约了玛咖产品的进一步发展。

目前，由于受原材料、工艺水平和设备限制ＩＳ－１“，国内外利用有效的天然植物粉末混合直接压片制成药食两用的纯天然产品的研究很少。而采用粉末直接压片对原料药粉体性质的要求较高：如原料药粉体的粒度分布，堆密度的大小ｍ】，粉末的弹、塑性对压缩度，粉体的流动性，粉体的润湿性【ｌ””等对粉体和用粉末直接压成片剂的质量具有非常大的影响。

基于此，本实验对天然植物Ａ、Ｂ、Ｃ和玛咖粉末的

图ｌ玛咖粉末粉体制备的工艺流程

１．３．２复合玛咖粉末粉体的基本配方天然植物Ａ、Ｂ、Ｃ粉末对玛咖粉体性能的影响因素较多，包括天然植物Ａ、Ｂ、Ｃ粉末目数、用量和其所含水分等。根据实验条件，本实验利用正交试验筛选了天然植物Ａ、Ｂ和Ｃ粉末的用量对玛咖性能的研究，其基本配方见表１。

表ｌ复合玛咖粉末粉体的基本配方（干基比，质量份）

组分玛咖粉末辅料植物Ａ粉末辅料植物Ｂ粉末

甘草粉末辅料植物Ｃ粉末

干基比ｌ∞变量变量

０．１５

１．３．３复合玛咖粉末粉体配比的正交试验设计试验采用ｋ（３４）正交设计悯，考察天然植物Ａ、Ｂ、Ｃ粉末对玛

咖粉体性能的影响（见表２），以松密度（幽札）、振实密

度（酌１１Ｌ）、压缩度（％）、溶胀体积比、口感为指标进行测试，筛选天然植物Ａ、Ｂ和ｃ为辅料在混合物体中的各自比例。

表２因子水平表

变量

注；各因素的水平值代表其在总量中所占的质量分数。

万方数据

徐天才等：药食植物玛咖粉末性质的研究?２４３?

１．４测试方法

１．４．１松密度和振实密度的测定取一个已精密称重的量筒，用漏斗匀速注入一定体积的待测粉末，精确称重，并准确记录粉末体积。重复测定５次，计算松密度

１８ⅡｌＬ，振摇，先３ｈ内每间隔３０ｍｉｎ后重复振摇１次，然后静置２７ｈ，测定膨胀后的粉末高度珏，按公式：溶胀体积比＝／－／２／／－／，，计算粉末的溶胀体积比（ｓｗｅｌｌｉｎｇ

ｖｏｌｕｍｅ

ｒａｔｉｏ）。

（砧。将上述装有一定体积粉末的量筒以一定振幅振

动３００次，记录振实后的体积，重复测定５次，计算振实密度（肋。根据公式（１）计算压缩度。

１．４．５粉末的口感试验当粉末的平均粒度一般在１００目以上时，其颗粒度低于口腔颗粒感觉阈值，因此服用时口腔无砂粒感。对粉末混合经数人尝试，进行口感实验。１．５数据处理

采用ＳＡＳ软件和ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ数据进行分析。２结果与分析

２．１天然植物Ａ、Ｂ粉末为辅料对玛咖粉体性能的影响

以天然植物Ａ、Ｂ粉末为辅料，考察不同Ａ、Ｂ用量对复合玛咖粉体的松密度０，ｕＬｌ【ｄｅｎｓｉｔｙ），振实密度，休止角，崩解性和口感性能的影响（见表３）。

本实验的粉末振实密度均大于０．３５ｇ／ｃｍ’，这与

ｏｆｆｉｃｅ

仁［（ｐｒｐ－）／ｐ，］ｘ１００％…………………………（１）

１．４．２休止角的测定采用注入法测定”力。

１．４．３粉末的可压性的考察分别取粉末，在不同的压力下用９ｒｌｌｍ直径的冲模压制成片。用压力调节器调节压片时的压力，在每个压力下压１００片，然后随机抽取ｌＯ片。精密称定每片的重量，并用游标卡尺测定片厚，计算片的密度反∥ｃｍ３），将１０片的密度取平均值。对所得数据以川北方程考察粉末的压缩行为ｔ…。１．４．４溶胀性测定分别称取干燥至恒重的粉末各

２．０００

ｅｘｃｅｌ对测得的

ｇ，置于具塞试管中，测定粉末的高度届。加水

表３辅料对玛咖粉体性能的影响

振实密度低于０．３５ｇ／ｃｍ＇的粉体，压片时填充性得不到

过小，粉末之间由于静电作用增强而引起。

压缩度反映粉粒的可压性和填充性能，压缩度越小，其填充性越强，即粉粒越易流动ｏ∞。由表３可知：植物Ａ、Ｂ和玛咖的压缩度以植物Ａ最大，达４２．６２％，玛咖的次之，植物Ｂ最小，因此，粉末易流动性以植物Ｂ较好，玛咖次之，植物Ａ的最差。在以玛咖为基础加入植物Ｂ粉末，压缩度随着植物Ｂ粉末的用量增加而减小，可能原因是Ｂ粉末容易充填在玛咖粉末之间的孔隙，有利于粉粒的流动；在以玛咖为基础加入植物Ａ粉末，压缩度随着植物Ａ粉末的用量增大而增大，在颗粒接触区的面积很大的情况下，振动压力被刚性接触面支撑，故颗粒表面或内部残存的孔隙很难消除，唯一

保证的相关研努”１相符。粉体松密度大于０．４ｇ／ｃｍ３可

满足较好的流动性。

实验中随着植物Ｂ粉末的用量增加而密度也增加，且松密度大于０．４ｇ／ｃｍ’，这可能是因为植物Ｂ粉末和玛咖粉末的松密度相差不大，粉末颗粒间因搭接形成“拱桥”现象之间的距离不大；但是随着植物Ａ粉末的用量增加而密度反而减小，且松密度接近Ｏ．４ｇ／ｃｍ３，这可能是植物Ａ粉末和玛咖粉末的松密度相差不大，植物Ａ粉末的粒径比玛咖的粉末粒径较大。植物Ａ粉末颗粒向玛咖粉末颗粒的孔隙内充填时，不容易滑动和转动等，从而不容易被粉末充填，而玛咖粉末的粒径

万方数据

?２４４?

中回农擘通报ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃａｓｂ．ｏｒｇ．ｃｎ

较大的颗粒上浮，粒径较小的颗粒下漏；密度较大的颗粒下沉，密度较小的颗粒上浮。这不仅给混合过程带来困难，而且已混合好的物料也能在输送过程中再次分离。因此混合过程中应尽量使混合物料的密度和粒度相接近：②粒子形态和表面状态：形态不规则、表面不光滑的粒子混合时虽不易混合均匀，但一旦混合后不易分离，易于保持均匀的混合状态；但在混合物中混有表面光滑的球状颗粒时其流动性过强而易于分离出来。

从口感来看，单独粉末除Ａ外都无砂粒感。混合粉末时，随着Ｂ粉末的用量增加，混合粉末的口感都是无砂粒感，从而说明它们是容易混合；随着Ａ粉末的用量增加，混合粉末的口感有明显的增加，从而说明Ａ粉末少量时，它们容易混合。

的方式是把植物Ａ粉末的颗粒再深化粉碎，以便进一

步消除残存孔隙，提高密度。

休止角反映粉粒间动态的摩擦系数大小，休止角越大，摩擦系数越大，粉粒的流动性越差。本实验生产工艺中０＜４３０也满足分剂量的生产要求，这与崔福德认为休止角认３００时流动性很好，０＞４５０时流动性差有一定差距踟。分析其原因：本实验的生产工艺带有加强流动器，生产加工中流动性更好。由表３中的休止角可知，流动性由好至差的顺序为植物Ｂ粉末＞玛咖粉末＞植物Ａ粉末；植物Ｂ／玛咖粉末０．Ｉ／Ｉ＞植物Ｂ／玛咖粉末Ｏ．１５／Ｉ＞植物Ｂ／玛咖粉末０．０５／Ｉ（即在以玛咖量为恒量

时，休止角先是随植物Ｂ的用量先增大然后减小）；植物～玛咖粉末０．１／Ｉ＞植物～玛咖粉末Ｏ．２／１＞植物～玛

咖粉末０．３／１＞植物～玛咖粉末Ｉ／Ｉ。

在崩解性能的研究实验过程中，植物Ａ粉末加入到玛咖粉末中出现分层，Ａ悬浮在试管液体最上层，玛咖在下层，中间被液体相隔。这种现象可能形成的原因：①各组分间粒径差与密度差：在混合过程中，粒径

２．２天然植物Ａ、Ｂ粉末为辅料对玛咖粉体可压性的测

定

按１．４－３项所述方法，以辅料（Ｂ粉末和Ａ粉末）对于川北方程考察复合玛咖粉末的可压性的粉体强度．

裹４辅料对玛咖粉体可压性（川北方程）

压片法测定，每组数据测１０次，取平均值（见表４）。

川Ｉ北方程线性回归处理后得到的常数ｕ，Ｖ的意义：Ｈ值越大，表明粉体易被压缩成小的体积，即可压缩性好，ｙ值大，则粉末需较小压力即能发生塑性变形。从本实验粉末的Ｕ、ｙ值相差不大，这可能是因为所用植物性中纤维素含量较少，弹性小，可压性好，当压力解除时不易恢复原有形状，有利于压片。还可能是所用物质被粉碎的目数（本实验粉碎目数是１２０目数）以后，粒子之间的粘弹性降低，弹性复原率（ＥＲ）减小，可压性增强。在进行流动性考察时，运用压缩法测得到３种天然物质粉末的Ⅱ值从大到小的顺序是；植物Ａ粉末＞玛咖粉末＞植物Ｂ粉末；玛咖／Ｂ粉末０．１５／１＞玛

咖／Ｂ粉末０．Ｉ／Ｉ＞玛咖／Ｂ粉末０．０５／１；玛咖／Ａ粉末０．Ｉ／Ｉ＞玛咖／Ａ粉末０．２／Ｉ＞玛咖／Ａ粉末０．３／Ｉ；３种天然物质粉末的Ｖ值从大到小的顺序是：玛咖粉末＞植物Ｂ粉末＞植物Ａ粉末；玛咖／Ｂ粉末０．１５／Ｉ＞玛咖ｍ粉末０．０５／Ｉ＞玛咖／Ｂ粉末Ｏ．１／ｌ；玛咖／Ａ粉末０．３／１＞玛咖／Ａ粉末０．２／Ｉ＞玛咖／Ａ粉末０．Ｉ／Ｉ。由此可以看出，运用复合玛咖粉末直接压片，复合植物粉末之间必须选择适宜的比例。

２．３天然植物Ａ、Ｂ粉末为辅料对玛咖粉体溶胀性的研

究

从天然植物Ａ、Ｂ粉末用量对玛咖粉体的溶胀性能（见表５）可以看出，粉末的溶胀体积比顺序为：玛咖

万方数据

徐天才等：药食植物玛咖粉末性质的研究?２４５?

粉末＞Ｂ粉末＞Ａ粉末，三者粉末吸水最强是植物Ａ，植物Ｂ和玛咖粉末相差不大。植物Ｂ／玛咖粉末０．Ｉ／Ｉ＞植

表６），在９个实验组合中，复合玛咖混合时，不会发生聚集，这可能是静电性和表面能的原因。而单独的天然植物Ｂ、玛咖粉末聚集过程往往在粉末状态下进行，如果空气状态比较干燥（如相对湿度小于４０％）就容易产生静电而容易聚集；粉末状态的表面能较大也易于聚集。当在玛咖粉末中加入植物Ｂ、植物Ａ、植物ｃ粉末后，由于各种物体所含的成分和粒径不同，从而在相当湿度小的情况下，也不容易产生静电而聚集；粒径不

物Ｂ／玛咖粉末Ｏ．０５／Ｉ＞植物Ｂ／玛咖粉末０．１５／Ｉ；植物～玛咖粉末０．Ｉ／Ｉ＞植物～玛咖粉末０．２／Ｉ＞植物√Ｖ玛咖粉

末０．３／Ｉ＞植物～玛咖粉末Ｉ／Ｉ。

２．４天然植物Ａ、Ｂ和Ｃ粉末为辅料对玛咖粉末性能的影响

天然植物Ａ、Ｂ、Ｃ粉末对玛咖粉体性能的影响（见

裹６Ｌ９（３．）正交表及复合玛咖粉体粉末的性能

同，减小粉粒之间的表面能，从而不易发生聚集。所以加入植物Ａ，植物Ｂ及植物Ｃ粉末，有利于混合而且不需要入润滑剂或表面活性剂以防止粉末聚集。

松密度、振实密度、溶胀体积比是粉体学的基本性

水平间多重比较结论：Ａ因子３水平对松密度，振实密度和溶胀体积比影响差异不显著。

２．５复合玛咖粉末粉体溶胀体积比的方差分析

溶胀体积比（溶胀性）是判断物料具有助悬剂和助

能指标，从而对它们进行正交试验的多元分析：

Ｓｕｍｍａｒｙ选项输出的方差简表结论，Ａ对松密度有显