CN102061321A - 一种碎米制备注射用葡萄糖原料及制剂的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种碎米制备注射用葡萄糖原料及制剂的方法。所述的碎米为稻谷在碾米过程中产生的碎米，含有糠末。先对碎米进行质量分析，取合格原料粉碎，预处理除杂，调浆，再采用α-淀粉酶液化；采用糖化酶和普鲁兰酶进行糖化，再对糖化液采用一次活性炭除杂-离子交换-二次活性炭除杂，纳滤精制除掉大分子化合物，结晶得葡萄糖。从第二次活性炭除杂工艺起，均在符合注射剂制备环境要求下进行，先制得符合注射用标准的葡萄糖原料，然后在符合输液剂要求的环境下配液，最终制成各种类型的注射剂。本发明所采用的原料碎米易得、成本低廉，可变废为宝；其操作流程简便、产品纯度高，适合工业化生产，具有广阔的应用前景。

Description

一种碎米制备注射用葡萄糖原料及制剂的方法

技术领域

本发明属于生物和药学技术领域，具体涉及一种碎米制成注射用葡萄糖原料及制剂的生产工艺。

背景技术

现用的注射用葡萄糖原料大多以玉米为原料，将其中淀粉经双酶酶解制备而成，也有以木薯中淀粉为原料制备而成的。玉米中含蛋白少，淀粉粒径大，而碎米、大米含蛋白达6.0～10.0％，淀粉粒径小且淀粉与蛋白结合成紧密的网状结构阻碍淀粉经α-淀粉酶的水解，易产生水解不完全之弊端，故要求糊化温度高，达85℃以上；而玉米淀粉糊化温度低，容易液化。玉米淀粉液化糖化后DE达98％以上，而大米淀粉液化糖化难以彻底，杂质多，较难制成注射用葡萄糖。

大米的来源更加广泛，如能以其为原料制备注射用葡萄糖，应用前景更加广阔，因此，目前已有大米制成注射用葡萄糖的方法的专利公布，但是，采用大米制备注射用葡萄糖，整个工艺流程的成本较高，如果进行工业生产，按国内市场注射用葡萄糖价格计算，几乎没有利润，甚至亏本，故需要开拓国际市场。众所周知，在稻谷碾米过程中还会产生附产物：碎米，其中含有糠末、灰分等杂质。如能以此为原料制备成注射用葡萄糖，则成本上比采用其他粮食作物，包括大米、玉米等，都占据很大的优势。而且本发明的发明人经过大量的实践摸索，研究出一套完善的特别适合于碎米为原材料制备注射用葡萄糖的方法，不仅解决了大米淀粉不易液化和糖化的问题，还解决了碎米杂质含量高，难以达到注射用葡萄糖的要求的问题，最重要的是节省了大量的成本，非常适合工业化应用生产，具有广阔的应用前景。

发明内容

本发明的目的是提供一种原料易得、成本低、操作流程简便、产品纯度高的碎米制备成注射用葡萄糖原料及制剂的工艺方法。

一种制备注射用葡萄糖原料及制剂的方法，包括以下步骤：

1)碎米原料的具体要求如下：碎米原料的质量要求：测定碎米中α-BHC小于0.05ppm、β-BHC小于0.05ppm、γ-BHC小于0.05ppm、δ-BHC小于0.05ppm、五氯硝基苯小于0.1ppm、PP’-DDE小于0.05ppm、PP’-DDD小于0.05ppm、OP’-DDT小于0.05ppm、PP’-DDT小于0.05ppm、氯腈菊酯小于0.05ppm、腈戊菊酯小于0.2ppm、溴腈菊酯小于0.5ppm、敌敌畏小于0.1ppm、甲胺磷小于0.1ppm、乙酰甲胺磷小于0.2ppm、氧化乐果小于0.05ppm、二嗪农小于0.1ppm、久效磷小于0.02ppm、乐果小于0.05ppm、马拉硫磷小于8ppm、对硫磷小于0.1ppm、甲基对硫磷小于0.1ppm、杀扑磷小于2ppm、乙硫磷小于0.2ppm24种农残含量；测定碎米中黄曲霉毒素B₁、B₂、G₁、G₂，其限量均小于25ng·m^-1；测定碎米中的淀粉的含量不低于40％；测定碎米中蛋白质的含量不低于3.5％；所述的碎米为稻谷在碾米过程中产生的含有糠末的碎米；

2)碎米的预处理：取上述合格碎米，粉碎过30～80目筛，用水至少漂洗3次以除去悬浮物、可溶性灰分及异物，再加4～6倍碎米体积的净化水(可以为蒸馏水)浸泡4～6h调成粉浆；

3)液化：加CaCl₂，液化温度在90～100℃，α-淀粉酶用量50～60U·(g碎米粉末)^-1，用石灰水调pH为4.5～6.0，液化时间为20～45min，离心分离液化液；

4)糖化：在分离得到的液化液中加入糖化酶130～180U·(g碎米粉末)^-1，普鲁兰酶0.15～0.3ASPU·(g碎米粉末)^-1，盐酸调pH为3.5～5.0，温度55～70℃，时间为24～48h，DE值稳定不低于70％，无水酒精检查糊精呈阴性；

5)第一次活性炭除杂：活性炭的用量为干物质重量的2.0～9.0％，用HCl调pH为3.0～5.5，温度45～80℃，时间15～35min，先离心粗分离，离心速度为不低于800rmp·min^-1，再用3～6号垂熔玻璃滤器或用孔径为不高于20μm的砂滤棒过滤器除杂；

6)离子交换：以2～4组阳阴组床方式进行，最后为阳离子树脂，阳离子树脂的pH为4.5～6.5，阴离子的树脂的pH为7.5～10.0，每小时流量为树脂床体积的2～8倍；

7)第二次活性炭除杂：在10万级卫生要求下进行，采用针用活性炭，其用量为干物质重量的0.1～0.5％，温度20～100℃，时间20～30min，先离心粗分离，离心速度为1500～5000rmp·min^-1，再采用3～6号垂熔玻璃滤器或用孔径为0.8μm～0.22μm的砂滤棒过滤；

8)纳滤：在1万或100级卫生要求下进行，将葡萄糖滤液的温度调至不高于50℃，进料压力为0.5～4.50MPa；采用纳滤膜截留分子量不低于200的分子；

9)结晶：在1万或100级卫生要求进行，经纳滤除杂后溶液加热浓缩至葡萄糖质量含量为50～80％；进行结晶、离心分离、流化床干燥，得注射用葡萄糖原料。

步骤3)所述液化中，加占碎米粉末重量的0.15～0.45％的CaCl₂液化后离心，离心速度不低于800rmp·min^-1。

步骤9)所述的结晶是在100级无菌条件下进行，温度控制在25～50℃，采用梯度结晶，两段温度分别为35～45℃，25～35℃，降温速度分别控制在0.2～0.4℃/h，0.3～0.6℃/h。

步骤9)所述的离心分离转速不低于800rpm·min^-1。

步骤9)所述的流化床干燥温度40～100℃，干燥至水分含量不高于10％。

上述所有操作均在GMP车间进行。

一种碎米制备注射用葡萄糖制剂的方法，是将上述制备得到的注射用葡萄糖原料在10000级洁净度的环境下配液，加0.01～0.5％的针用活性炭吸附，煮沸20～30min，再采用1～6号垂熔玻璃滤器或用孔径为0.8μm～0.22μm的砂滤棒过滤，除去杂质及热原，再在100级洁净度的环境下灌封、以110～125℃、60～75kPa高温高压湿热灭菌、检漏，最终制成各种类型的葡萄糖注射剂。

本发明的特点及优势：

本发明的特点是以碎米为原料，先进行质量分析，对符合要求的碎米方可进行投料生产，先进行预处理除去糠末等杂质，然后采用双酶法酶解制成注射用葡萄糖。由于糠末的混入，增加了溶液中农药残留成分和稻谷在储存时期可能产生的黄曲霉代谢毒物；增加了微生物的污染机会，因此在投料前需对碎米中的农残、黄曲霉素、淀粉及蛋白质的量进行控制，旨在从源头上控制成品注射用葡萄糖的质量，同时在酶解前进行预处理，在活性炭与离子交换处理时增加了活性炭的用量；增加了离子交换树脂的交换容量，优化了离子交换树脂床的配比；更重要的是引进了纳滤新技术，并且从第二次活性碳除杂起增加了在符合注射剂要求的环境条件下进行微生物控制，以确保产品的质量符合要求。再者，本发明进行了碎米制得的注射剂原料配制成各种类型的葡萄糖注射剂的研究，所得产品质量符合2010版中国药典标准。

淀粉水解所用的α-淀粉酶是一种外切酶，对α-1，4-糖苷键分解容易；糖化酶对α-1，4-糖苷键分解容易，但对α-1，6-糖苷键分解非常缓慢，普鲁兰酶专一分解a-1，6-糖苷键。故在糖化过程中采用糖化酶和普鲁兰酶合用使低分子的糊精产物酶解完全，提高葡萄糖的DE值，解决酶解不完全的难题。采用活性炭吸附、离子交换除杂技术，一方面除去溶液中的有机物；另一方面除去溶液中的离子化合物；同时配合纳滤技术，使分子量在200以上的化合物被截留，结合二次针用活性碳除杂，解决经典双酶法除杂不彻底之弊，同时也适合于碎米中谷糠和灰尘所带的杂质的除去，酶解与综合除杂结合，极大地提高了葡萄糖的纯度，同时从第二次针用活性碳除杂起，其操作均在符合注射剂洁净条件的环境中进行，严格控制微生物的污染，最终使产品达到注射用原料标准，同时按输液剂环境控制要求制成各类葡萄糖注射剂。

本发明是发明人经过长期的实践摸索，得到的适合于碎米为原材料的制备注射用葡萄糖的工艺路线。与大米酶法制成注射用葡萄糖方法比较，其优势是既克服了碎米淀粉液化、糖化不完全，又克服了有机农药杂质含量高、霉菌污染重、灰分与微生物混入多，杂质除去难等技术问题。故增加了碎米原料的质控要求，在提高了碎米淀粉的酶解率，减免糊精的含量的同时；更加强了酶解后除杂能力，增加了纳滤除去大分子杂质工序，在符合要求的GMP、浩净区操作，使葡萄糖达到注射用标准，并按大输液要求制备成各类葡萄糖注射剂，为医用葡萄糖注射剂制备领域开辟了新的途径。此外，碎米作为原材料与其它粮食作物相比明显更易于得到，特别是碎米为大米加工过程的废料，长期用作饲料，价格更为低廉。如按目前每吨大米4000元计，而每吨碎米为2300元，按前述工艺每吨大米可制得630公斤注射用葡萄糖，按国内市场注射用葡萄糖的价格计算，扣除生产与原料成本，所得利润所剩无几，甚至亏本，故需开拓国际市场，而改用碎米，每吨碎米可制得600公斤注射用葡萄糖，按国内市场注射用葡萄糖的价格计算，扣除生产与原料成本，则可获得30％利润，按国际市场注射用葡萄糖的价格计算，则可获得100％以上利润，因此，本发明极大地提高了碎米加工的附加值和高科技含量，具有其它原料无法比拟的优势；特别适合于企业化生产。而且整个发明方法操作流程简便、得到的产品纯度高，可解决碎米利用，陈谷压仓，变废为宝，极大地推动粮食深加工产业化的发展，造福桑梓。

具体实施方式：

以下结合实施例旨在进一步说明本发明，而非限制本发明。

实施例1：

照2010版《中国药典》附录VIE项下GC法，测定碎米中α-BHC、β-BHC、γ-BHC、δ-BHC、五氯硝基苯、PP’-DDE、PP’-DDD OP’-DDT、PP’-DDT、氯腈菊酯、腈戊菊酯、溴腈菊酯、敌敌畏、甲胺磷、乙酰甲胺磷、氧化乐果、二嗪农、久效磷、乐果、马拉硫磷、对硫磷、甲基对硫磷、杀扑磷、乙硫磷等24种农残限量分别小于0.05、0.05、0.05、0.05、0.1、0.05、0.05、0.05、0.05、0.05、0.2、0.5、0.1、0.1、0.2、0.05、0.1、0.02、0.05、8、0.1、0.1、2、0.2ppm；照2010版《中国药典》附录VID项下HPLC法，测定碎米中黄曲霉毒素B₁、B₂、G₁、G₂，其限量均小于25ng·ml^-1；按GB/T5009.9-2003酸水解法和GB/T5009.7-2008还原糖直接滴定法测定碎米中的淀粉的含量在40％以上；按凯氏定氮法进行测定，碎米中蛋白质的含量在3.5％以上。

取上述质检合格碎米，粉碎成70目，直接用水洗涤3次除去悬浮物，灰分，异物等后，加纯净水浸泡4.2h，配成浓度为35％的淀粉浆，预热至90℃，按碎米重量的0.3％加入CaCl₂，调节pH至6.0；加入高温α-淀粉酶60U·(g米粉重)^-1，边加边搅匀，温度保持90℃。反应时间45min，加碘反应无色，结束液化，以速度1200rpm·min^-1离心分离液化液。

液化后加压到1.4150MPa，升温至110℃，10min杀酶。

糖化：用HCl调节pH值5.0后，加入糖化酶150U·(g米粉重)^-1和普鲁兰酶为0.3ASPU·(g米粉重)^-1，温度60℃，糖化48h。

第一次活性碳吸附除杂：将糖化液加热到70℃，活性炭用量为溶液中葡萄糖质量的3％。在此温度搅拌脱色30min后，以转速1500rpm·min^-1离心分离，再用3号垂熔玻璃滤器或用孔径为20μm以下的砂滤棒过滤器除杂。

离子交换：离子交换采用3组，以阳-阴-阳-阴--阳-阴-阳为组床方式，最后为阳离子树脂，阳离子树脂的pH为6.0，阴离子的树脂的pH为7.5，每小时流量为树脂床体积的3倍，这样经过阴阳离子交换树脂后除掉溶液中的离子性杂质。

第二次针用活性碳除杂：在10万级卫生要求下，按溶液中葡萄糖的质量的0.1％加入针用活性炭，加热至85℃，时间30min，离心速度为1500rpm·min^-1，以6号垂熔玻璃滤器分离糖化液，温度降至40℃以下，在压力为1.50MPa，卫生条件为1万级条件下，以纳滤膜截留分子量大于200以上的分子，加热浓缩至葡萄糖质量含量为75％。

结晶：结晶在100级无菌条件下操作进行，结晶温度控制在50℃以下，采用梯度结晶，两段温度分别为35～45℃，25～35℃，降温速度控制在0.2～0.4℃/h，0.3～0.6℃/h；

分离和干燥：葡萄糖结晶1000rpm·min^-1离心分离，流化干燥，用流化床在温度60℃进行干燥，成品水分在7％以下，并进行包装，得注射用葡萄糖原料。

最终得到的产品按2010版《中国药典》二部注射用葡萄糖项下要求进行质量分析，符合要求。

将上述制备得到的注射用葡萄糖原料在10000级洁净度的环境下配液，加0.01～0.5％的针用活性炭吸附，煮沸20～30min，再采用1～6号垂熔玻璃滤器或用孔径为0.8μm～0.22μm的砂滤棒过滤，除去杂质及热原，再在100级洁净度的环境下灌封、以110～125℃、60～75kPa高温高压湿热灭菌、检漏，最终制成各种类型的葡萄糖注射剂。

所制得的葡萄糖注射剂的种类包括10ml：2g、20ml：5g、20ml：10g、100ml：5g、100ml：10g、250ml：12.5g、250ml：25g、500ml：25g、500ml：50g、1000ml：50g、1000ml：100g；葡萄糖氯化钠注射液的种类包括100ml(5g葡萄糖+0.9g氯化钠)、100ml(10g葡萄糖+0.9g氯化钠)、250ml(12.5g葡萄糖+2.25g氯化钠)、250ml(25g葡萄糖+2.25g氯化钠)、500ml(25g葡萄糖+4.5g氯化钠)、500ml(50g葡萄糖+4.5g氯化钠)、1000ml(50g葡萄糖+9g氯化钠)。

实施例2

取质检合格碎米，粉碎过60目筛，直接用水洗涤3次除去悬浮物，灰分，异物等后，加纯净水浸泡4小时，调浆浓度为25％，加入0.2％CaCl₂，液化温度在95℃，α-淀粉酶用量50U·(g米粉重)^-1，粉浆液的pH为5.0，液化时间为45min，离心速度为3000rmp·min^-1分离液化液；在糖化过程中糖化酶的用量170U·(g米粉重)^-1，普鲁兰酶为0.20ASPU·g^-1，盐酸调pH为5.0，温度65℃，时间为48h。第一次活性碳除杂：活性炭的用量为干物质的5.0％，pH为3.7，温度55℃，时间35min，先离心粗分离，离心速度为3000rmp·min^-1，再用5号垂熔玻璃滤器除杂。采用3组阳阴组床方式进行，最后为阳离子树脂，阳离子树脂的pH为4.5，阴离子的树脂的pH为7.5，每小时流量为树脂床体积的4倍。第二次活性碳除杂，在10万级卫生要求下，采用针用活性炭，其用量为干物质的0.5％，温度75℃，时间30min，先离心粗分离，离心速度为3000rmp·min^-1，再采用6号垂熔玻璃滤器过滤，滤液温度调至50℃以下进行纳滤，其进料压力为1.0MPa，在1万级卫生要求下，采用能截留分子量大于200以上的分子的纳滤膜，收集滤液，浓缩至葡萄糖含量为71％；在100级无菌条件下进行结晶，温度控制在50℃以下，采用梯度结晶，两段温度分别为35～45℃，25～35℃，降温速度分别控制在0.2～0.4℃/h，0.3～0.6℃/h；葡萄糖结晶2000rpm·min^-1离心分离，采用流化床干燥，干燥温度60℃，得注射用葡萄糖原料。

最终得到的产品按2010版《中国药典》二部注射用葡萄糖项下要求进行质量分析，符合要求。

Claims (7)

1.一种碎米制备注射用葡萄糖原料的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)碎米原料的质量要求：测定碎米中α-BHC小于0.05ppm、β-BHC小于0.05ppm、γ-BHC小于0.05ppm、δ-BHC小于0.05ppm、五氯硝基苯小于0.1ppm、PP’-DDE小于0.05ppm、PP’-DDD小于0.05ppm、OP’-DDT小于0.05ppm、PP’-DDT小于0.05ppm、氯腈菊酯小于0.05ppm、腈戊菊酯小于0.2ppm、溴腈菊酯小于0.5ppm、敌敌畏小于0.1ppm、甲胺磷小于0.1ppm、乙酰甲胺磷小于0.2ppm、氧化乐果小于0.05ppm、二嗪农小于0.1ppm、久效磷小于0.02ppm、乐果小于0.05ppm、马拉硫磷小于8ppm、对硫磷小于0.1ppm、甲基对硫磷小于0.1ppm、杀扑磷小于2ppm、乙硫磷小于0.2ppm24种农残含量；测定碎米中黄曲霉毒素B₁、B₂、G₁、G₂，其限量均小于25ng·ml^-1；测定碎米中的淀粉的含量不低于40％；测定碎米中蛋白质的含量不低于3.5％；所述的碎米为稻谷在碾米过程中产生的含有糠末的碎米；

2)碎米的预处理：取上述合格碎米，粉碎过30～80目筛，用水至少漂洗3次以除去悬浮物、可溶性灰分及异物，再加4～6倍碎米体积的净化水浸泡4～6h调成粉浆；

3)液化：加CaCl₂，液化温度在90～100℃，α-淀粉酶用量50～60U·(g碎米粉末)^-1，用石灰水调pH为4.5～6.0，液化时间为20～45min，离心分离液化液；

4)糖化：在分离得到的液化液中加入糖化酶130～180U·(g碎米粉末)^-1，普鲁兰酶0.15～0.3ASPU·(g碎米粉末)^-1，盐酸调pH为3.5～5.0，温度55～70℃，时间为24～48h，DE值稳定不低于70％，无水酒精检查糊精呈阴性；

5)第一次活性炭除杂：活性炭的用量为干物质重量的2.0～9.0％，用HCl调pH为3.0～5.5，温度45～80℃，时间15～35min，先离心粗分离，离心速度为不低于800rmp·min^-1，再用3～6号垂熔玻璃滤器或用孔径为不高于20μm的砂滤棒过滤器除杂；

6)离子交换：以2～4组阳阴组床方式进行，最后为阳离子树脂，阳离子树脂的pH为4.5～6.5，阴离子的树脂的pH为7.5～10.0，每小时流量为树脂床体积的2～8倍；

7)第二次活性炭除杂：在10万级卫生要求下进行，采用针用活性炭，其用量为干物质重量的0.1～0.5％，温度20～100℃，时间20～30min，先离心粗分离，离心速度为1500～5000rmp·min^-1，再采用3～6号垂熔玻璃滤器或用孔径为0.8μm～0.22μm的砂滤棒过滤；

8)纳滤：在1万或100级卫生要求下进行，将葡萄糖滤液的温度调至不高于50℃，进料压力为0.5～4.50MPa；采用纳滤膜截留分子量不低于200的分子；

9)结晶：在1万或100级卫生要求进行，经纳滤除杂后溶液加热浓缩至葡萄糖质量含量为50～80％；进行结晶、离心分离、流化床干燥，得注射用葡萄糖原料。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3)所述液化中，加占碎米粉末重量的0.15～0.45％的CaCl₂液化后离心，离心速度不低于800rmp·min^-1。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤9)所述的结晶是在100级无菌条件下进行，温度控制在25～50℃，采用梯度结晶，两段温度分别为35～45℃，25～35℃，降温速度分别控制在0.2～0.4℃/h，0.3～0.6℃/h。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤9)所述的离心分离转速不低于800rpm·min^-1。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤9)所述的流化床干燥温度40～100℃，干燥至水分含量不高于10％。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所有操作均在GMP车间进行。

7.一种碎米制备注射用葡萄糖制剂的方法，其特征在于，将权利要求1制备得到的注射用葡萄糖原料在10000级洁净度的环境下配液，加0.01～0.5％的针用活性炭吸附，煮沸20～30min，再采用1～6号垂熔玻璃滤器或用孔径为0.8μm～0.22μm的砂滤棒过滤，除去杂质及热原，再在100级洁净度的环境下灌封、以110～125℃、60～75kPa高温高压湿热灭菌、检漏，最终制成各种类型的葡萄糖注射剂。