中藥“開關”藥對石菖蒲-蘇合香的揮發(fā)油提取工藝研究

劉 爽 宋曉黎 肖 瑤 王 鑫 李學濤

遼寧中醫(yī)藥大學藥學院，遼寧 大連 116600

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中藥“開關”藥對石菖蒲-蘇合香的揮發(fā)油提取工藝研究

劉 爽 宋曉黎 肖 瑤 王 鑫 李學濤

遼寧中醫(yī)藥大學藥學院，遼寧 大連 116600

目的：研究中藥“開關”藥對石菖蒲-蘇合香揮發(fā)油的最佳提取工藝。方法：基于單因素試驗基礎，采用響應面法優(yōu)化水蒸氣蒸餾法提取揮發(fā)油的工藝條件。依據(jù) Design-Expert 8.0.6.1軟件對各試驗點的響應值進行回歸分析。結果：中藥“開關”藥對石菖蒲-蘇合香揮發(fā)油的提取工藝條件在藥材粒度60目，液料比(mL∶g)9∶1，提取時間9h的提取率最高。結論：響應面法優(yōu)選出的中藥“開關”藥對石菖蒲-蘇合香揮發(fā)油的水蒸氣蒸餾法提取工藝條件重復性好，操作可行。

藥對；揮發(fā)油；響應面法；水蒸氣蒸餾法

石菖蒲為天南星科植物石菖蒲AcorustatarinowiiSchott 的干燥根莖，具有化濕開胃、開竅豁痰、醒神益智的功效[1]，臨床上主要用于心腦血管疾病的治療，如昏迷、冠心病、心絞痛、心率失常、降血脂、抗心肌缺血、抑制血栓形成、抗黏、抗凝等[2-3],同時能夠改善腦水腫、抑制大鼠腦皮質和海馬神經細胞凋亡、提高小鼠正常血腦通透性和機體耐缺氧能力作用[4]，也有報道其有抗惡性神經膠質瘤的作用[5]。蘇合香為金縷梅科植物蘇合香樹LiquidambarorientalisMill．的樹干滲出的香樹脂經加工精制而成[6]。蘇合香性溫、味辛，歸心、脾經，具有開竅、破穢、止痛的功效，用于中風痰厥、卒然昏倒、胸痹心痛，胸腹冷痛，驚癇[7]。是芳香開竅藥中較常用的一味中藥，能夠改善氧糖剝奪/復氧誘導的腦微血管內皮細胞的損傷，對腦起保護作用[8]。中醫(yī)理論認為中藥“開關”藥對可以開竅啟閉、宣發(fā)神氣、調神定志、開其閉塞，治療中風入臟者。本試驗通過響應面設計法優(yōu)化中藥“開關”藥對石菖蒲-蘇合香揮發(fā)油的水蒸氣蒸餾法提取工藝條件，考察不同因素對揮發(fā)油提取率的影響。

1 儀器與材料

DFT-50粉碎機(溫嶺市林大機械有限公司)；TD2001B電子天平(余姚市金諾天平儀器有限公司)；PTHW電熱套(鞏義市予華儀器有限責任公司)；鋼絲篩網(浙江上虞市道墟五四儀器廠)；揮發(fā)油提取器(鞏義市予華儀器有限責任公司)；石菖蒲(生產批號：20151220，安徽亳州中藥材交易中心)；蘇合香(安徽亳州中藥材交易中心)；二甲苯(遼寧新興試劑有限公司)。

2 方法

2.1 藥對揮發(fā)油的提取 根據(jù)2015《中國藥典》第四部通則2000中藥其他方法-2204揮發(fā)油測定方法乙法進行提取。分別將石菖蒲、蘇合香粉碎，過篩，稱取20目的石菖蒲、蘇合香各15g，混合在同一圓底燒瓶中，加入300mL水與適量沸石，混勻，連接揮發(fā)油提取器并加入1mL二甲苯，緩緩加熱至沸，并保持微沸至規(guī)定時間。停止加熱，放置至冷卻，讀取揮發(fā)油體積，計算揮發(fā)油提取率揮發(fā)油提取率=(提取的早發(fā)油體積/藥材重量×100%)。

2.2 響應面試驗

2.2.1 響應面試驗設計 在單因素試驗設計的基礎上，采用Design-Expert 8.0.6.1軟件，選擇對藥對石菖蒲-蘇合香的揮發(fā)油提取率影響較大的三個因素作為自變量，分別為藥材粒度、液料比和提取時間。以揮發(fā)油提取率為因變量，以最佳水平為中心，試驗設計及結果見下表1、2。2.2.2 響應面分析 利用軟件Design-Expert 8.0.6.1統(tǒng)計軟件對試驗結果進行分析，結果顯示整個回歸方程有統(tǒng)計學意義(F=7.41，P<0.01)表明回歸模型擬合效果良好；擬合不足檢驗沒有統(tǒng)計學意義(F=1.14，P>0.05)，表明模型中的自變量可以較好地解釋因變量。以Y為因變量，分別對各因素進行二次多項式擬合，得擬合方程。Y=-10.85409+0.021167A+2.33847B+0.33068C-5.50000E-004AB+1.12500E-004AC+0.024718BC-1.58496E-004A2-0.14002B2-0.031334C2。詳見表3。

表1 藥對石菖蒲-蘇合香揮發(fā)油提取的Box-Behnken 設計試驗因素水平及編碼

表2 Box-Behnken 設計方案及揮發(fā)油提取率的測定結果

表3 二次回歸模型的方差分析結果

注：**P<0.01；與模型或考察因素有極顯著影響,N>0.05。

由表3可知，實驗模型具有極顯著性。其中藥材粒度因素的一次項對揮發(fā)油提取率的影響具有統(tǒng)計學意義(P<0.01)，液料比和提取時間的一次項對揮發(fā)油提取率的影響無統(tǒng)計學意義(P>0.05)；各交互項(AB、AC、BC)對揮發(fā)油提取率的影響都無統(tǒng)計學意義(P>0.05)；藥材粒度、提取時間、液料比的二次項對揮發(fā)油提取率具有統(tǒng)計學意義(P<0.01)；試驗模型的相關系數(shù)r=(0.22/0.25)×100%=88%，說明揮發(fā)油提取率的變化有88%來源于所選因變量(藥材粒度、液料比、提取時間)，因此可以應用響應面分析法優(yōu)選藥對揮發(fā)油提取工藝。

利用Design-Expert V8.0.6.1軟件，各因素對揮發(fā)油提取率影響的三維響應面和二維等高線見圖1～3。由于最佳水平范圍是響應面頂端或其附近區(qū)域[9]，如果響應面坡度平緩，說明該因素對結果的改變不敏感；反之，則敏感。等高線的形狀可反映出2個因素之間交互作用的強弱，橢圓形表示交互作用顯著，圓形則相反。

由圖1～3可知，每兩個因素的交互作用對揮發(fā)油提取率影響的程度不同，通過等高線的平緩程度可知，液料比、藥材粒度和藥材粒度、提取時間對揮發(fā)油提取率影響較顯著，而液料比、提取時間對揮發(fā)油提取率影響不明顯。2.2.3 數(shù)學模型優(yōu)化 根據(jù) Design-Expert V8.0.6.1軟件優(yōu)化，可以得到藥對石菖蒲-蘇合香的揮發(fā)油提取率的最優(yōu)條件為：藥材粒度54.29目，液料比(mL:g)9.03∶1，提取時間8.94h，模型推測理論提取率為1.7593%。

2.2.4 驗證試驗 為考慮實際問題，將3因素調整為：藥材粒度60目，液料比(mL∶g)9∶1，提取時間9h，進行3次平行驗證試驗，得到揮發(fā)油提取率分別為1.742%、1.749 %、1.751%，平均提取率為 1.747%，與理論提取率接近，表明采用數(shù)學模型對提取工藝進行優(yōu)化是可行的。

3 討論

石菖蒲具有開竅豁痰、醒神益智、化濕開胃的功效。石菖蒲含有β-細辛醚、α-細辛醚和甲基丁香酚等多種揮發(fā)油，具芳香之氣，為宣氣通竅之佳品。蘇合香具有開竅、辟穢、止痛的功效。與其他芳香開竅類藥物一樣“獨行則勢弱，佐使則有功”。石菖蒲和蘇合香均屬于中藥芳香開竅藥，均可“開竅于腦”，具有“芳香開竅，引藥上行”的功效?，F(xiàn)代醫(yī)學[10]認為兩者均可以顯著增加血腦屏障(BBB)的通透性，促進藥物跨過血腦屏障BBB入腦，增加藥物在腦內的濃度，被看作是經典的腦部“引經藥”。

本文采用水蒸氣蒸餾法旨在對中藥“開關”藥對石菖蒲-蘇合香增加血腦屏障(BBB)的通透性的成分進行提取，通過單因素試驗設計和3因素3水平的響應面設計方法，建立了中藥“開關”藥對石菖蒲-蘇合香的揮發(fā)油提取率和各影響因素之間的多元二次模型，通過該模型不僅可以預測中藥“開關”藥對石菖蒲-蘇合香的揮發(fā)油提取率，還通過驗證實驗確定了其最佳提取工藝參數(shù)，藥材粒度60目，液料比(mL∶g)9∶1，提取時間9h，在此工藝條件下?lián)]發(fā)油的提取率為1.747%。提取工藝條件重復性好，操作可行，值得推廣。

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[2] 何玉萍，陳奕芝，方若鳴，等.石菖蒲加冰片對高血脂大鼠血小板活化功能的影響[J].中國中醫(yī)藥科技，2003，10(6)：337-338.

[3] 吳啟端，方永奇，李翎，等.石菖蒲醒腦開竅的有效部位篩選[J].時珍國醫(yī)國藥，2002，13(5)：260．

[4] 李翎，鄒衍衍，吳啟端，等.石菖蒲系列提取物對大鼠腦缺血再灌注損傷的影響[J].中醫(yī)藥學刊，2003，21(2)：212．

[5] 陳璐，齊紅藝.中藥石菖蒲揮發(fā)油抗惡性腦神經膠質瘤作用研究(摘要)[C].//中華中醫(yī)藥學會.中華中醫(yī)藥學會2014第七次臨床中藥學術研討會論文集.中華中醫(yī)藥學會，2014：39-40.

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[10]劉文娜.《溫病條辨》芳香類藥物治療發(fā)熱的研究[D].濟南：山東中醫(yī)藥大學，2012:20-22.

(編輯：梁志慶)

The extraction process of volatile oil from “On-Off” herbal pairAcorustatarinowii-Liquidambarorientalis

LIU Shuang SONG Xiaoli XIAO Yao Wang Xin LI Xue tao*

School of Pharmacy, Liaoning University of Traditional Chinese Medicine,Dalian 116600，China

Objective To study the best extraction process of volatile oilfrom “On-Off”herbal pairAcorustatarinowii-Liquidambarorientalis.Methods Based on the single factor experiment, the process conditions of volatile oil extracted by water vapor distillation method was optimized using response surface method.On the basis of the Design-Expert 8.0.6.1 software, each index of extraction rate was evaluated with regression analysis.Results The optimum extracting condition of volatile oil from herbal pairAcorustatarinowii-Liquidambarorientaliswas grinding to 60 mesh, liquid ratio 9∶1 and extracting for 9h, respectively.Conclusion The optimum extracting condition of volatile oil from herbal pairextracted by water vapor distillation methodwas with good repeatabilityand flexibilityto operation.

Herbal Pair;Volatile Oil;Response Surface Methodology; Steam Distillation

2016-06-30

國家自然基金項目(81541081)。

劉爽(1992-)，女，漢族，在讀碩士，研究方向為新型治藥系統(tǒng)研發(fā)。E-mail:1782671055@qq.com

李學濤(1979-)，男，漢族，副教授，主要從事新型給藥系統(tǒng)研究。E-mail:lixuetao1979@163.com

R284.2

A

1007-8517(2016)18-0021-03