螺旋藻胶囊工艺优化试验探究

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1、螺旋藻胶囊工艺优化试验探究[摘要]螺旋藻营养成分含量丰富,但主要功效成分热稳定性较差。为了减少制剂过程中营养成分损失及简化工艺流程,拟将常用生产工艺中制粒工序取消,直接使用螺旋藻原粉进行胶囊填充,以改善成品营养指标,降低生产成本。[关键词]制粒;温度;营养;成本;填充精度[中图分类号]R977.6[文献标识码]B[文章编号]1674-4721(2009)07(b)-141-02螺旋藻含有极为丰富、全面的营养成分和多种生物活性物质,具有提高机体免疫力、降血脂、降血压、抗癌等多种生理功效,被联合国教科文组织推荐为“21世纪最好的食品”。世界卫生组织(WHO)将螺旋藻称为“人类

2、21世纪的最佳保健品”,在我国亦被学生营养促进会推荐为5种营养食品之一。螺旋藻蛋白质含量高且含有较多的生物活性成分(如螺旋藻多糖、γ-亚麻酸、藻蓝蛋白、β-胡萝卜素、超氧化物歧化酶(SOD)等)。其蛋白质含量高达50%～70%,其中又以藻蓝蛋白(phycocyanin,PC6)所占比例最高,可达细胞干重的25%～28%。大量试验表明螺旋藻藻蓝蛋白不仅是一种天然色素,而且能提高淋巴细胞活性,通过淋巴系统提高机体免疫功能,增强机体的防病、抗病能力,还能清除生物体内的自由基防止衰老及促进动物血细胞再生,在癌症、溃疡等疾病的防治上亦卓有成效[1]。螺旋藻也是含β-胡萝卜素最丰富的

3、天然食品[2],国内外专家一致认为,β-胡萝卜素具有防癌、增强人体免疫力的作用。螺旋藻产品可以制作成胶囊剂型,生产过程中需要制粒、总混、填充、数粒装瓶等操作工序。制粒工序中有加热干燥过程,温度为40～60℃,持续2～3h,该过程对螺旋藻中的活性成分造成不同程度的影响。例如:β-胡萝卜素结构因分子中含有共轭双键结构,遇氧、热和光易发生氧化还原反应[3],从而使其失去原有活性;螺旋藻藻蓝蛋白提取物在45℃以下是稳定的,高于45℃时其色素开始分解,55℃时放置60min后色素残存率为71.96%,65℃时吸光度急骤下降,放置60min时色素残存率仅为40.06%,75℃时放置6

4、0min溶液吸光度比原来降低75%[4];此外螺旋藻中富含的叶绿素、SOD等热敏成分也会因加热干燥过程而造成一定的损失。基于上述理论分析结果,本文重点以β-胡萝卜素的检测含量为跟踪依据,研究螺旋藻胶囊剂生产中去除制粒工序的可行性,并比较工艺变更前后的优缺点。1设备与材料螺旋藻粉(任选市购原料);明胶(任选市购原料);制粒机(重庆广厦机械制造FL120,NBF200);MG2-140全自动胶囊填充机;金丸胶囊填充机。2试验方案与结果62.1螺旋藻胶囊工艺简述一般工艺:将螺旋藻原粉过筛后,以明胶浆为黏合剂,使用一步制粒机沸腾混合制粒,制粒后整粒、总混并使用金丸全自动胶囊填充机

5、进行填充,填充装量精度要求在规定范围内,将填充好的胶囊抛光后进行数粒装瓶、装箱生产。优化后的工艺:将符合细度要求的螺旋藻原粉直接使用MG2-140全自动胶囊填充机进行填充,填充装量精度要求在规定范围内,将填充好的胶囊抛光后进行数粒装瓶、装箱生产。2.2制粒过程中β-胡萝卜素含量变化分析共进行两次制粒试验。每次制粒过程中取样时间分别为:混合5min、制粒30min、制粒60min、制粒结束后。每次取样均从制粒机不同部位抽取3个样点,混合均匀后,进行β-胡萝卜素含量检测、对比。结果表明,制粒过程中随着制粒时间的增加,螺旋藻粉中的β-胡萝卜素含量出现递减现象。这与科技文献资料中

6、β-胡萝卜素遇热不稳定的相关报导相一致。而工艺优化后无上述加热干燥过程,故不会引起β-胡萝卜素含量变化。2.3胶囊填充效果对比6采用金丸胶囊填充机和MG2-140全自动胶囊填充机进行填充效果对比。制粒后螺旋藻粉分别在金丸胶囊填充机和MG2-140全自动胶囊填充机进行胶囊填充;螺旋藻原粉在MG2-140全自动胶囊填充机进行胶囊填充(螺旋藻原粉无法采用金丸胶囊填充机进行胶囊填充);根据以上结果表明:螺旋藻胶囊采用原粉直接装囊工艺,在填充精度和装量稳定性方面均优于制粒后装囊工艺。2.4生产成本的对比2.4.1采用制粒工艺的产品配方中需含有部分黏合剂,直接装囊工艺的产品配方为10

7、0%螺旋藻原粉,此方面造成原料成本增加1.01%。2.4.2制粒工序会产生人工成本、水电汽及其他相关费用,直接装囊工艺此项成本为零。2.4.3制粒后螺旋藻粉仅能使用金丸胶囊填充机进行胶囊填充,产能为每小时4万粒;螺旋藻原粉可以使用MG2-140胶囊填充机进行胶囊填充,产能为每小时10万粒。优化工艺后产能明显提高,可节约大量生产成本。2.4.4制粒后装囊工艺整体生产过程中物料总损耗可达10%～11%;直接装囊工艺减少了制粒工序,并且选用填充精度高的MG2胶囊填充设备填充胶囊,因此整体生产过程中物料总损耗为2%。工艺优化后可明显减