關(guān)于中藥提取正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)的疑問與探討

張守平,李廣華,張 杰

(1.山東東阿阿膠股份有限公司,山東聊城 252201;2.聊城市藥品檢驗(yàn)所,山東聊城 252200)

提取與濃縮是中藥制劑中重要的工藝過程,為優(yōu)選提取工藝參數(shù),正交試驗(yàn)是工藝研發(fā)人員最常用的方法.作者在應(yīng)用正交試驗(yàn)優(yōu)選提取參數(shù)時(shí),產(chǎn)生疑問并探討如下.

1 提取因素水平與傳統(tǒng)煎藥的疑問與探討

中藥提取可視為中藥可溶物在中藥與提取溶劑之間分配平衡的過程,中藥提取因素一般選擇提取時(shí)間、加水倍數(shù)、提取次數(shù)作為正交試驗(yàn)因素,如表 1.中藥提取一般用干燥飲片,而第一次提取加水時(shí),中藥會(huì)有一次吸水,而以后提取無吸水過程,傳統(tǒng)煎藥也是第一次多加些水,中藥可溶物在提取過程中組織結(jié)構(gòu)被破壞,更易于溶出,故傳統(tǒng)再次煎煮時(shí)會(huì)減少煎煮時(shí)間.在正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)中如何體現(xiàn)傳統(tǒng)煎煮中藥做法呢?

由于第一次加水時(shí)干燥中藥會(huì)吸水,然后與中藥體外提取溶劑分配可溶物,故應(yīng)考察中藥的吸水量,每次提取加水倍數(shù)宜減去中藥吸水量后進(jìn)行等分,如表 2.

中藥含有多種有效成分,而易于溶出的先溶出,難溶出的后溶出,一般中藥提取增加了浸泡時(shí)間,故考慮上述兩原因后,在正交提取試驗(yàn)中宜將每次提取時(shí)間等分.

表1 提取因素水平表

表 2 單次提取加水倍數(shù)與不同提取次數(shù)加水量表

2 提取因素水平與提取成本的疑問與探討

提取成本主要包括提取單位中藥所消耗的提取溶劑費(fèi)、能源費(fèi)與人工費(fèi)及后繼濃縮成本,其中提取溶劑費(fèi)與加水總量相關(guān),能源費(fèi)、人工費(fèi)均與提取總時(shí)間、濃縮總時(shí)間成正相關(guān),后繼濃縮總時(shí)間與加水總量成正相關(guān).總之,以提取總時(shí)間、加水總量代替單次提取時(shí)間、單次加水量進(jìn)行正交試驗(yàn)設(shè)計(jì),如表 3、4、5,其水平中包含提取成本的考察,其水平的高低直接關(guān)系到提取濃縮成本的高低,而不僅僅關(guān)系到提取率的高低.

表3 提取因素水平表

表 4 提取總時(shí)間與不同提取次數(shù)時(shí)間分配表

表 5 提取加水總倍數(shù)與不同提取次數(shù)加水倍數(shù)分配表

3 提取因素水平分析獨(dú)立性的疑問與探討

我們采用正交試驗(yàn)表設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,不僅是為了減少實(shí)驗(yàn)次數(shù),而且為了各因素水平的比較分析時(shí),其他因素水平作用相互抵消,從而得出該因素下不同水平對(duì)提取率的影響有無差異的結(jié)論.

現(xiàn)在文獻(xiàn)報(bào)道最多的是按單次提取時(shí)間、單次加水倍數(shù)、提取次數(shù)作為提取因素,如表 1、2,如果我們按表 6進(jìn)行正交試驗(yàn),那么提取次數(shù)各水平數(shù)據(jù)之和,還包含了提取時(shí)間、加水倍數(shù)的不同.提取次數(shù)各水平的提取總時(shí)間、加水總倍數(shù)的作用隨著提取次數(shù)成倍數(shù)增加,提取次數(shù)不再是獨(dú)立的因素,而是與另外兩因素有交互作用.同樣分析提取時(shí)間、加水倍數(shù)因素水平時(shí),各水平其他因素水平作用影響不能相互抵消.該正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)不是各因素?zé)o交互作用的,按無交互作用的去分析,會(huì)得出不合常理的結(jié)論.

而我們用提取總時(shí)間、加水總倍數(shù)代替單次提取時(shí)間,單次加水倍數(shù),如表 3、4、5、7,在相同的提取總時(shí)間與總加水量的條件下,提取次數(shù)水平數(shù)據(jù),只與如何分配單次提取時(shí)間與加水倍數(shù)方式相關(guān),不影響提取總時(shí)間、加水總倍數(shù),也與提取濃縮成本不相關(guān).由于提取次數(shù)的水平消除了交互作用,提取次數(shù)的影響系數(shù)也將大大降低,而更符合正交試驗(yàn)分析的原理.

一個(gè)好的生產(chǎn)工藝,不應(yīng)只注重單位中藥的提取率,而應(yīng)注重單位中藥提取成本,節(jié)省提取成本,即節(jié)約提取溶劑量費(fèi)、提取能源費(fèi)、提取人工費(fèi).從而降低了制藥成本,增強(qiáng)了企業(yè)競爭力,節(jié)省消費(fèi)者的消費(fèi)開支,也為社會(huì)節(jié)省了物質(zhì)財(cái)富.

為在正交試驗(yàn)分析中體現(xiàn)提取與濃縮成本,我們可以根據(jù)當(dāng)時(shí)單位溶劑的價(jià)格、單位時(shí)間的能源及人工價(jià)格,計(jì)算其成本系數(shù),評(píng)價(jià)指標(biāo)宜除以總時(shí)間成本與加水總倍數(shù)成本之和后參與評(píng)價(jià),分析所得的提取工藝才是最節(jié)約最合理的提取工藝.

表6 單次提取時(shí)間、加水倍數(shù)正交表

表7 總提取時(shí)間、加水倍數(shù)正交表

4 結(jié)論

作者認(rèn)為在提取正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)中宜考察中藥吸水量,每次提取加水倍數(shù)宜減去中藥吸水量后進(jìn)行等分;提取試驗(yàn)中宜增加浸泡中藥時(shí)間,使中藥吸水完全,每次提取時(shí)間等分;正交試驗(yàn)提取因素設(shè)計(jì)時(shí),宜用提取總時(shí)間、加水總倍數(shù)代替單次提取時(shí)間,單次加水倍數(shù),以減少提取時(shí)間、加水倍數(shù)與提取次數(shù)的交互作用,增加提取次數(shù)的獨(dú)立性,以符合正交試驗(yàn)分析原理;提取成本與提取總時(shí)間、加水總倍數(shù)成正相關(guān),為在提取正交試驗(yàn)中體現(xiàn)提取成本,評(píng)價(jià)指標(biāo)宜除以總時(shí)間成本與加水總倍數(shù)成本之和后參與評(píng)價(jià).