正交試驗法優(yōu)化黃芩提取物帶式干燥工藝研究

王月輝，武景路，祝 帆，楊 柯，孟金碩，馬 劍

(石家莊以嶺藥業(yè)股份有限公司，河北 石家莊 050035)

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正交試驗法優(yōu)化黃芩提取物帶式干燥工藝研究

王月輝，武景路*，祝 帆，楊 柯，孟金碩，馬 劍

(石家莊以嶺藥業(yè)股份有限公司，河北 石家莊 050035)

目的：采用L9(34)正交試驗法優(yōu)化黃芩提取物的帶式干燥工藝。方法：以黃芩苷含量和提取物收率為評價指標(biāo)，選擇加熱溫度、履帶轉(zhuǎn)速、進(jìn)料流量為考察因素，篩選黃芩提取物的最佳帶式干燥工藝。結(jié)果：最佳干燥工藝為：加熱溫度為115℃，進(jìn)料流量為20L/h，履帶轉(zhuǎn)速為160mm/min。結(jié)論：帶式干燥法干燥黃芩提取物可最大限度地保留黃芩苷成分，收率穩(wěn)定，適用于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。

帶式干燥；黃芩苷；收率；正交試驗

黃芩提取物是唇形科植物黃芩ScutellariabaicalensisGeorgi的干燥根經(jīng)提取、濃縮、干燥制成的浸膏，具有抗炎、降壓、利尿、抗氧化、抗腫瘤、免疫調(diào)節(jié)及解熱鎮(zhèn)痛等藥理作用[1]，已廣泛應(yīng)用于中藥制劑中，如銀黃膠囊、銀黃口服液等。經(jīng)查閱相關(guān)資料發(fā)現(xiàn)，關(guān)于黃芩提取物干燥方法方面的研究很少，大部分研究主要集中在黃芩浸膏提取方法和藥理作用兩個方面，2010版藥典亦未對黃芩提取物的干燥方法作詳細(xì)說明。傳統(tǒng)的噴霧干燥[2]或冷凍干燥技術(shù)[3]成本高，烘箱干燥周期長達(dá)2～3天，已逐漸退出制藥行業(yè)[4]。真空帶式干燥機(jī)是針對中藥浸膏的特點而研制的干燥設(shè)備，用于解決中藥行業(yè)中浸膏干燥困難的問題。與上述干燥方式比較，真空帶式干燥的優(yōu)點是料層薄、干燥時間短，整個干燥過程完全封閉無污染，且干燥溫度維持在40～60℃之間，不影響藥品色澤，適用于熱敏性活性成分的干燥。此外，帶式干燥設(shè)備采用PLC控制，可連續(xù)進(jìn)料，自動化程度較高[5-8]。本實驗將帶式干燥技術(shù)應(yīng)用于黃芩提取物的干燥過程中，并對干燥工藝進(jìn)行優(yōu)化，保證最終產(chǎn)品的物理性狀和較高的活性成分含量，現(xiàn)報道如下。

1 儀器與試劑

TNT-800型直筒式提取罐(溫州金榜機(jī)械設(shè)備有限公司)；ZNA1.0型真空濃縮罐(武漢制藥機(jī)械廠)；BVD8120型真空帶式干燥機(jī)組(溫州金榜輕工機(jī)械有限公司)；黃芩原料藥材(石家莊以嶺中藥飲片有限公司)，經(jīng)石家莊以嶺飲片有限公司中藥鑒定專家王振江藥師鑒定為正品；黃芩苷對照品(批號110715-201016，中國食品藥品檢定研究院)；安捷倫高效液相(1200型)、安捷倫工作站、 G1314B型紫外檢測器(美國安捷倫有限公司)；XP205型十萬分之一電子天平(梅特勒-托利多公司)；甲醇為色譜純，水為純凈水，其余試劑為分析純。

2 方法

2.1 黃芩提取物制備

取50kg黃芩，加8倍量水提取3次，時間分別為3h、2h、1h，提取液過濾、合并，用鹽酸調(diào)節(jié)pH值至1.0～2.0，80℃保溫4h，靜置12h，濾過，沉淀用水洗滌至pH值為6.0～7.0，適量濃縮后真空減壓干燥，即得。

2.2 因素和水平確定

在實驗過程中主要有3個因素影響提取物的干燥情況：加熱溫度(A)、履帶轉(zhuǎn)速(B)、入料速度(C)。研究發(fā)現(xiàn)，干燥用真空值越高，物料干燥越容易，對于改善產(chǎn)品性狀及品質(zhì)越有利，故在真空值為-0.1MPa條件下進(jìn)行實驗(考慮工業(yè)應(yīng)用)。上述3個因素再分別選取3個水平，采用正交表L9(34)進(jìn)行實驗，各個因素和水平具體設(shè)計見表1。

表1 因素與水平設(shè)計

2.3 黃芩苷含量測定[9]

2.3.1 色譜條件 色譜柱為Agilent ZORBAX SB-C18(4.6mm×250mm, 5μm)，柱溫為30℃，以十八烷基硅烷鍵合硅膠為填充劑，流速為0.3mL/min，流動相為甲醇-水-磷酸(47∶53∶0.2)，檢測波長為280nm。

2.3.2 黃芩提取物樣品溶液制備 取約10mg提取物，精密稱定，置于25mL容量瓶中，以適量甲醇溶解后加甲醇至25mL，搖勻。再精密量取5mL上述溶液，置于25mL容量瓶中，加甲醇至25mL，搖勻，過濾，取續(xù)濾液，即得。

2.3.3 對照品溶液制備 稱取適量黃芩苷對照品，加甲醇使之成為每1mL含60μg黃芩苷的溶液，搖勻，即得。

2.3.4 黃芩提取物含量測定 分別精密吸取對照品溶液與樣品溶液各10μL，注入液相色譜儀中進(jìn)行測定。結(jié)果見圖1和圖2。

圖1 對照品HPLC色譜

圖2 提取物樣品HPLC色譜

2.4 提取物收率測定

取黃芩提取物約5g，精密稱定，于烘箱中(105℃)干燥至恒重，置于干燥器中冷卻30min，精密稱量，計算提取物收率。黃芩提取物收率(%)=黃芩提取物烘干后重量(kg)/投料量(kg)。

3 結(jié)果

3.1 正交試驗結(jié)果

根據(jù)“2.1”項下方法制備黃芩提取物，測定提取物中黃芩苷含量及其收率，運(yùn)用綜合評分法對所得數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析(兩者權(quán)重系數(shù)分別為0.7、0.3)。試驗結(jié)果具體見表2。綜合得分=(黃芩苷含量/最大黃芩苷含量)×0.7×100+(提取物收率/最大提取物收率)×0.3×100。由表3中F檢驗結(jié)果可知，3個因素對干燥結(jié)果的影響大小依次為：C>A>B，且3個因素對實驗結(jié)果均有顯著性影響。根據(jù)綜合得分可知，最優(yōu)干燥工藝為A3B1C2，即加熱溫度為115℃，履帶轉(zhuǎn)速為160mm/min，入料速度為20L/h。

表2 正交試驗結(jié)果

表3 方差分析結(jié)果

注：F0.01(2,2)=99.00。

3.2 驗證實驗

分別稱取3份黃芩藥材，每份50kg ，采用最優(yōu)干燥工藝A3B1C2進(jìn)行干燥，以進(jìn)一步確定所選干燥方法的可靠性和穩(wěn)定性。具體實驗結(jié)果見表4，表明該方法具有良好的穩(wěn)定性。

表4 驗證實驗結(jié)果 (%)

4 討論

真空帶式干燥法是近年來新興的干燥技術(shù)。本實驗首次將該技術(shù)運(yùn)用于黃芩提取物的干燥中，結(jié)果表明該工藝簡便易行、干燥效率高，具有較高的應(yīng)用價值。為使實驗結(jié)果更加科學(xué)可靠，避免單一指標(biāo)優(yōu)化在干燥工藝中達(dá)不到預(yù)期結(jié)果，本研究全面考慮黃芩苷含量與提取物收率兩種因素，并采用了綜合評分法。

真空帶式干燥對物料的含固量要求較高，一般為50%～70%。若含固量偏低，在進(jìn)料過程中浸膏外溢，可導(dǎo)致收率降低；若含固量偏高，堵塞進(jìn)料管，布料不均勻，則會造成干膏含水率不均勻。經(jīng)過多次摸索，本實驗將含固量固定在60%～65%范圍內(nèi)。然而，在實際生產(chǎn)中帶式干燥法在設(shè)備清潔度上與其他干燥方法存在一定差距，雖然其具有在線CIP清洗功能，但實際效果并不理想，很難滿足GMP要求。此外，該技術(shù)對履帶的要求較為嚴(yán)格，材質(zhì)要符合藥用級別，需耐高溫，表面光滑。實際應(yīng)用的特氟龍材質(zhì)的履帶使用壽命僅為半年左右，而一條履帶的價格為15 000元，維護(hù)費用較高，限制了該項技術(shù)的應(yīng)用。但隨著科技的進(jìn)步，問題也會逐漸得到解決，相信減壓帶式干燥技術(shù)在中藥干燥中的應(yīng)用會越來越廣泛，前景也越來越光明。

[1] 陳麗平.黃芩有效化學(xué)成分及抑菌作用的研究分析[J].中國實用醫(yī)藥,2011,6(10):167.

[2] 徐成海,張世偉,關(guān)奎.真空干燥[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2003:141.

[3] 程建明,郭萌.苦芩粉針劑的冷凍干燥工藝研究[J].中草藥,2005,36(2):210-212.

[4] 張魁,張鵬.食品干燥新技術(shù)的研究進(jìn)展[J].食品與生物技術(shù)學(xué)報,2006,25(2):115.

[5] 王娟,李志遠(yuǎn),楊公明,等.帶式連續(xù)真空干燥加工香蕉粉的工藝研究[J].食品科學(xué),2006,27(9):163-167.

[6] 劉俊.中藥浸膏專用真空帶式干燥機(jī)的研制[J].化工裝備技術(shù),2005,26(3):10-12.

[7] 王娟,李志遠(yuǎn),陳人人,等.帶式連續(xù)真空干燥香蕉粉的失水特性研究[J].食品與發(fā)酵工業(yè),2005,31(6):19.

[8] 陳人人,王娟,龔麗,等.真空帶式,真空冷凍及熱風(fēng)干燥香蕉漿的比較 [J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報,2006,37(8):159-162.

[9] 國家藥典委員會.中華人民共和國藥典[M].第1部.北京:中國醫(yī)藥科技出版社,2010:391.

(責(zé)任編輯：尹晨茹)

Study on Band Drying Process of Scutellaria Extract by Orthogonal Test

Wang Yuehui, Wu Jinglu*,Zhu Fan,Yang Ke,Meng Jinshuo,Ma Jian

(Shijiazhuang Yiling Pharmaceutical Co.,Ltd.,Shijiazhuang 050035,China)

Objective:To use L9(34)orthogonal experiment method to optimize scutellaria extract band drying process.Methods:According to the content of baicalin and extract yield as investigation index, selection of heating temperature, track speed, feed flow rate as factors, determine the best belt drying process of scutellaria extract. Results:the best drying process conditions are: heating plate temperature 115℃, feeding flow rate is 20L/h, track speed is 160mm/min. Conclusion:the method of baicalin contene is high, stable yield, and is suitable for large scale production.

Band Drying;Baicalin; Yield;Orthogonal Test

2015-03-26

王月輝(1985-)，男，河北省石家莊以嶺藥業(yè)股份有限公司助理工程師，研究方向為中藥生產(chǎn)工藝改進(jìn)。

武景路，河北省石家莊以嶺藥業(yè)股份有限公司助理工程師，研究方向為中藥生產(chǎn)工藝改進(jìn)。

R284

A

1673-2197(2015)16-0034-02

10.11954/ytctyy.201516015