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水分活度—制藥微生物控制的新利器
閱讀:1000 發(fā)布時間:2021-12-9在藥品行業(yè)中,我們常常會產(chǎn)生一個誤區(qū),認為水分含量對微生物生長和藥品穩(wěn)定性的影響較大,且大家對水分活度的概念比較陌生。
在科學(xué)家多次實驗后,得出結(jié)論:水分含量是基于干物質(zhì)或濕物質(zhì)的水的定量數(shù)據(jù),并且物質(zhì)的容量性質(zhì)基于樣品量。1953年*早由澳大利亞科學(xué)家Scott提出水分活度這個概念,并認為微生物致使某食品敗壞的主要參數(shù)是該食品所具有的水分活度,而不單是其水分含量所能說明問題。水分含量與水分活度是*不同的兩個概念。
水分活度(Water Activity,簡稱Aw),是指產(chǎn)品中(食品、藥品、飼料等)自由水的量,是酶和微生物生長的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。主要用于反應(yīng)食品平衡狀態(tài)下的微生物能利用的或者能參與化學(xué)反應(yīng)的有效水分、產(chǎn)品穩(wěn)定性和微生物繁殖能力。
G. N. Lewis 從平衡熱力學(xué)定律嚴密地推導(dǎo)出物質(zhì)活度的概念, 而Scott首先將它應(yīng)用于食品。水分活度的嚴格定義是:在一定溫度下,溶液狀的水分或食品中水分的蒸氣壓p與相同溫度下純水的蒸氣壓po的比值,即Aw=p/po
《中國藥典》2015版的指導(dǎo)原則9202認為,當(dāng)水分活度遠低于0.75(例如:片劑,膠囊,非水液體藥品,軟膏和栓劑等劑型)的藥品將是減少微生物限度檢查和穩(wěn)定性評價優(yōu)良的研究對象。原料藥的微生物限度檢查與此類似。經(jīng)過風(fēng)險評估后,無需逐批檢驗。
而在2018年的分析雜志中,繩金房等人細化說明了各種霉菌和酵母菌的生長所需的*低水分活度。
對于藥企,水分活度這個指標(biāo)可以應(yīng)用于:評估微生物風(fēng)險,并控制微生物生長;降低原料藥的水解反應(yīng),提高藥品的穩(wěn)定性;研究水分遷移的方向等。
水分的遷移也是企業(yè)需要監(jiān)控的點。如果MCC微晶纖維素水分活度為0.73,添加到水分活度為0.43 的到膠囊中。會有什么現(xiàn)象發(fā)生?答案則是膠囊會變軟,水分發(fā)生遷移。反過來說如果內(nèi)容物水分活度比膠囊水分活度小,膠囊就會變得脆碎,并且內(nèi)容物的水分活度變大,活性成分析出。
在我們的國標(biāo)中,測量水分活度的方法有兩種,一種是傳統(tǒng)的用于實驗室中的康衛(wèi)氏皿擴散法,另一種是水分活度儀擴散法??敌l(wèi)氏皿擴散法屬于實驗室測定法,雖然測定的結(jié)果非常準(zhǔn)確,但是步驟繁多,耗時長,且需專業(yè)人員操作,并不適合于企業(yè)實際生產(chǎn)中運用推廣。因此,水分活度儀擴散法就成了生產(chǎn)企業(yè)優(yōu)選。
現(xiàn)在市面上的水分活度儀擴散法一般是三種:鏡面冷凝露點法、電容傳感器法以及電阻傳感器法。其中鏡面冷凝露點法的測量精度*高和測量時間*短(小于5分鐘),其方法可以追溯到NIST以及國家標(biāo)準(zhǔn)方法,為廣大食品科學(xué)研究人員和檢驗人員廣泛應(yīng)用。
意大利Steroglass斯特洛WaterLab 高精度露點水分活度儀,采用鏡面冷卻露點傳感器和新的智能控制模式,分辨率高達0.0001aw,準(zhǔn)確性0.003aw,,5min之內(nèi)即可完成測試,可以準(zhǔn)確、快速測出樣品的水活度值(aw)。
并且,該設(shè)備運用新的校準(zhǔn)和溫度控制系統(tǒng),可以使樣品倉內(nèi)溫度迅速達到溫度(如25℃)。另外,該設(shè)備可控制樣品室內(nèi)溫度:15-50℃,并帶有TEST LIFE模擬程序,可以幫助用戶測定不同溫度條件下樣品的水分活度,為產(chǎn)品的儲存溫度和包裝條件提供有效的判斷依據(jù),對于判斷產(chǎn)品真實貨架壽命具體實際的參考意義。