動(dòng)態(tài)優(yōu)化方法在藍(lán)芩口服液提取工藝優(yōu)化中的應(yīng)用

徐浩淇，楊世林，章 軍，陳 莎，王躍生，劉 安*

(1.貴州大學(xué)藥學(xué)院，貴州 貴陽 550025;2.中國(guó)中醫(yī)科學(xué)院中藥研究所，北京 100700)

中藥所含成分復(fù)雜，為了充分利用中藥材，優(yōu)化提取工藝顯得尤為重要。如今提取工藝優(yōu)化方法很多，例如:單因素考察法［1］、正交試驗(yàn)法［2］、均勻設(shè)計(jì)［3］以及響應(yīng)曲面分析法［4］等。但這些提取工藝優(yōu)化方法主要關(guān)注有效成分提取率的考察，而忽略了提取效率，致使生產(chǎn)時(shí)間過長(zhǎng)，耗能過高。

提取工藝動(dòng)態(tài)優(yōu)化方法是一種新的提取工藝優(yōu)化方法，能同時(shí)考察成分的提取率和提取效率，該工藝所得提取物與正交實(shí)驗(yàn)所得提取物基本一致，但能夠大幅度減少提取時(shí)間，降低成本，在天麻［5］、葛根芩連湯［6］、牛蒡子［7］等提取工藝優(yōu)化中已得到很好的應(yīng)用。藍(lán)芩口服液是由板藍(lán)根、黃芩、梔子、黃柏、胖大海等藥物組成，其中板藍(lán)根清熱解毒、辛涼解表，黃芩、梔子清熱燥濕、解毒涼血，胖大海清利咽喉。全方以甘寒為用，以達(dá)清熱解毒之功，對(duì)上呼吸道感染等均有明顯的抗病毒、消炎作用，尤其在退熱、消除咳嗽等方面，療效確切。藍(lán)芩口服液原提取工藝中總提取時(shí)間為4 h，生產(chǎn)周期較長(zhǎng)。故本實(shí)驗(yàn)研究擬采用動(dòng)態(tài)優(yōu)化法優(yōu)選藍(lán)芩口服液水提工藝，為該方法在企業(yè)生產(chǎn)中的推廣提供參考。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

島津LC-20AT型高效液相色譜儀(日本島津公司)，DDSF1334型單相電子式電能表(青島電能電度表有限公司)，TE212-型電子分析天平(德國(guó)賽多利斯公司)，藥材黃芩、黃柏、板藍(lán)根、梔子、胖大海(由揚(yáng)子江藥業(yè)集團(tuán)江蘇制藥股份有限公司提供)，經(jīng)中國(guó)中醫(yī)科學(xué)院中藥研究所程明副研究員分別鑒定為唇形科植物黃芩Scutellaria baicalensis Georgi的干燥根、蕓香科植物黃皮樹Phellodendron chinense Schneid.的干燥樹皮、十字花科植物菘藍(lán)Isatis indigotica Fort.的干燥根、茜草科植物梔子Gardenia jasminoides Ellis的干燥成熟果實(shí)、梧桐科植物胖大海Sterculia lychnophora Hance的干燥成熟種子;黃芩苷(中國(guó)藥品生物制品檢定所，批號(hào)0715-9708)、梔子苷(中國(guó)藥品生物制品檢定所，批號(hào)749-8902)、小檗堿(中藥固體制劑制造技術(shù)國(guó)家工程研究中心，批號(hào)1370-090805);乙腈為色譜純(美國(guó)Fisher公司)，水為娃哈哈純凈水，其他試劑均為分析純。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 對(duì)照品溶液制備 精密量取梔子苷、黃芩苷、小檗堿對(duì)照品適量，加甲醇，分別制成0.06 g/L、0.10 g/L、0.03 g/L 的對(duì)照品溶液［8］。

1.2.2 色譜條件 Merck RP-18e色譜柱(4.6 mm ×100 mm，5 μm);流動(dòng)相:乙腈(A)-0.05%磷酸水(B)。梯度洗脫(0～4 min，10～18%A;4～14 min，18～21%A;14 ～24 min，21% ～41%A);檢測(cè)波長(zhǎng):254 nm;柱溫:35℃;流速:1 mL·min-1;進(jìn)樣量:5 μL。

1.2.3 動(dòng)態(tài)過程提取工藝優(yōu)化 稱取板藍(lán)根30 g、黃柏 12 g、黃芩24 g、梔子30 g、胖大海10 g，加入8倍量水，回流提取3次，每次2 h。分別在0、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110 和 120 min 量取提取液5 mL，同時(shí)補(bǔ)足相同體積的水。采集的提取液，冷卻，離心，取上清液，量取1 mL置于10 mL容量瓶中，加50%甲醇至刻度，經(jīng)0.45 μm微孔濾膜濾過，取續(xù)濾液，按1.2.2項(xiàng)下色譜條件進(jìn)HPLC檢測(cè)。

2 結(jié)果與分析

2.1 提取工藝動(dòng)態(tài)優(yōu)化

提取過程中有效成分的含量變化是一個(gè)動(dòng)態(tài)過程，根據(jù) Noyes-Whitney方程［9］可知，隨著提取時(shí)間的延長(zhǎng)，提取物含量的變化逐漸減小。也就意味著，當(dāng)提取物的量到達(dá)某個(gè)范圍后，延長(zhǎng)提取時(shí)間并不能增加提取率。因而，如果能夠在測(cè)定提取物的量的變化的基礎(chǔ)上，確定提取終點(diǎn)，那么這個(gè)提取終點(diǎn)將是效率最高的時(shí)間點(diǎn)。這種新的提取工藝優(yōu)化方法［10］是由課題組提出，其結(jié)論為相鄰時(shí)間段(5 min、10 min或20 min)濃度的變化率小于8%、5%、3%或1%時(shí)即可判斷為提取終點(diǎn)。由表1可得，綜合三個(gè)指標(biāo)成分變化情況，結(jié)果顯示第1次提取在70 min后，峰面積的變化基本小于5%;第2，3次提取在30 min后，峰面積變化基本小于5%。因而確定第1次提取的穩(wěn)態(tài)期在70 min，第2，3次提取的穩(wěn)態(tài)期都在30 min。

2.2 兩種提取工藝結(jié)果比較

2.2.1 原提取工藝 稱取藍(lán)芩口服液藥材96 g，按照原處方工藝提取，加8倍量水加熱回流提取3次，第1次2 h，第2、3次各1 h，趁熱過濾，合并濾液，定容至1 000 mL。

2.2.2 動(dòng)態(tài)優(yōu)化工藝 稱取藍(lán)芩口服液藥材96 g，按照動(dòng)態(tài)優(yōu)化工藝，加8倍量水加熱回流提取3次，提取時(shí)間分別為70、30和30 min，趁熱過濾，合并濾液，定容至1 000 mL。

2.2.3 提取結(jié)果比較 精密量取上述提取液各1 mL，分別置于10 mL容量瓶中，加50%甲醇定容至刻度，經(jīng)0.45 m微孔濾膜濾過，取續(xù)濾液，按1.2.2項(xiàng)下色譜條件檢測(cè)，結(jié)果見表2;分別量取上述提取液20 mL，至于恒重的蒸發(fā)皿中，水浴蒸干，于105℃干燥3 h，干燥器中冷卻30 min后，迅速稱定質(zhì)量，計(jì)算浸膏得率，結(jié)果見表2。綜合兩種提取工藝參數(shù)，進(jìn)行列表比較，結(jié)果見表3。將色譜圖導(dǎo)入《中藥色譜指紋圖譜相似度評(píng)價(jià)系統(tǒng)2008版》，經(jīng)數(shù)據(jù)匹配，以中位數(shù)法建立對(duì)照指紋圖譜，進(jìn)行相似性分析(圖1)，結(jié)果顯示2種工藝提取的色譜圖相似度為100%，表明原提取工藝和動(dòng)態(tài)優(yōu)化工藝的化學(xué)成分基本一致。

表1 藍(lán)芩口服液各時(shí)間點(diǎn)指標(biāo)性成分的峰面積變化率(%)Tab.1 The change rate of peak areas of markers from Lanqin oral liquid in different time(%)

表2 兩種提取工藝中指標(biāo)性成分含量和浸膏得率的比較(n=3)Tab.2 The comparison of the contents of markers and extraction yield by the two extraction process(n=3)

圖1 藍(lán)芩口服液不同提取工藝HPLC圖Fig.1 HPLC chromatograms of different extraction process of Lanqin oral liquid

表3 兩種提取工藝的參數(shù)比較Tab.3 The comparison of parameters of the two extraction process

3 討論

從原提取工藝和動(dòng)態(tài)優(yōu)化工藝提取結(jié)果比較可以看出，兩種提取工藝所得3種指標(biāo)性成分和提取物的提取率基本一致，RSD均小于5%，二者液相色譜圖相似度為100%，說明二者提取效果等同，證明采用動(dòng)態(tài)優(yōu)化方法用于提取工藝優(yōu)化是可行的。

采用動(dòng)態(tài)優(yōu)化方法優(yōu)選時(shí)間時(shí)，為了減小含量測(cè)定的試驗(yàn)誤差，每次補(bǔ)足相同體積的提取液，含量測(cè)定多用濃度表征，而本文直接用峰面積進(jìn)行表示，結(jié)果更直觀方便。通過比較顯示，動(dòng)態(tài)優(yōu)化工藝在提取時(shí)間(130 min)上較原工藝(240 min)減少了110 min，節(jié)約了46%，大幅度縮短;動(dòng)態(tài)優(yōu)化工藝在耗電量 (1.32 kw/h)上較原工藝 (2.38 kw/h)減少了1.06 kw/h，耗電量節(jié)約了45%，所以該方法具有很好的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，可以明顯降低成本。將此法應(yīng)用于其他中藥提取，具有很好的應(yīng)用前景。

［1］陳大業(yè)，劉 文，施曉偉，等.單因素考察運(yùn)脾散揮發(fā)油提取工藝研究［J］.貴陽中醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào)，2014，36(1):97-98.

［2］葉綠萍，李啟軍，劉小意.北五味子配方顆粒提取工藝的正交設(shè)計(jì)試驗(yàn)優(yōu)選［J］.中國(guó)醫(yī)藥導(dǎo)報(bào)，2011，8(25):62-68.

［3］楊南林，瞿海斌，程翼宇.用均勻設(shè)計(jì)和回歸分析法優(yōu)化黃連提取工藝［J］.高?；瘜W(xué)工程學(xué)報(bào)，2004，18(1):126-130.

［4］朱建飛，吳謀成，馮 睿，等.菜籽粕中水溶性多糖提取工藝優(yōu)化［J］.農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2006，22(12):251-254.

［5］肖 慧，王躍生，陳 莎，等.動(dòng)態(tài)優(yōu)化法在天麻提取工藝中的應(yīng)用可行性分析［J］.中國(guó)實(shí)驗(yàn)方劑學(xué)雜志，2014，20(20):23-26.

［6］梅新路，章 軍，王躍生，等.動(dòng)態(tài)優(yōu)化方法在葛根芩連湯提取工藝優(yōu)化中的應(yīng)用研究［C］.中藥與天然藥高峰論壇暨第十二屆全國(guó)中藥和天然藥物學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集，2012.

［7］查 欽，楊世林，章 軍，等.動(dòng)態(tài)優(yōu)化方法對(duì)維C銀翹片中牛蒡子提取時(shí)間的優(yōu)化［J］.中國(guó)實(shí)驗(yàn)方劑學(xué)雜志，2014，20(21):50-52.

［8］國(guó)家藥典委員會(huì).中華人民共和國(guó)藥典(一部)［S］.北京:中國(guó)醫(yī)藥科技出版社，2010:231.

［9］鄭 領(lǐng).片劑溶出速度的理論估算法與影響因素［J］.國(guó)外藥學(xué)，1986，7(1):26-32.

［10］王東喆，章 軍，張麗艷，等.基于動(dòng)態(tài)過程的提取工藝優(yōu)化方法研究［J］.中國(guó)中藥雜志，2012，37(10):1 388-1 391.