星點(diǎn)設(shè)計(jì)-效應(yīng)面法多指標(biāo)優(yōu)選陜產(chǎn)黃精提取工藝*

王月茹,謝 偉,胡麗平 ,張 建

1.陜西國際商貿(mào)學(xué)院(咸陽 712046)，2.陜西步長制藥有限公司(咸陽 712000)，3.西安交通大學(xué)第一附屬醫(yī)院藥學(xué)部(西安710068)

·方藥縱橫·

星點(diǎn)設(shè)計(jì)-效應(yīng)面法多指標(biāo)優(yōu)選陜產(chǎn)黃精提取工藝*

王月茹1,謝 偉2,胡麗平3,張 建2

1.陜西國際商貿(mào)學(xué)院(咸陽 712046)，2.陜西步長制藥有限公司(咸陽 712000)，3.西安交通大學(xué)第一附屬醫(yī)院藥學(xué)部(西安710068)

目的：采用星點(diǎn)設(shè)計(jì)-效應(yīng)面法，優(yōu)選陜產(chǎn)黃精中提取工藝。方法：以總多糖、皂苷、總黃酮的提取率為評價(jià)指標(biāo)，采用星點(diǎn)設(shè)計(jì)法考察乙醇濃度、提取時(shí)間、溶媒體積比為自變量，通過對自變量各水平的多元線性回歸及二項(xiàng)式擬合，以效應(yīng)面法優(yōu)化最佳提取工藝參數(shù)，并進(jìn)行預(yù)測各因素的最優(yōu)范圍。結(jié)果：優(yōu)化確定的提取工藝為加13倍量63%乙醇，提取時(shí)間為2.0 h，3個(gè)指標(biāo)成分含量的實(shí)測值與預(yù)測值偏差小于4%。結(jié)論：優(yōu)選黃精藥材的提取工藝參數(shù)，合理、穩(wěn)定、可行，且預(yù)測性良好。

黃精為百合科植物滇黃精(Polygonatum kingianum Coll.et Hemsl)、黃精(Polygonatum sibiricum Red.)或多花黃精(Polygonatum cyrtonema Hua)的干燥根莖[1]。目前對于陜產(chǎn)的黃精藥材提取優(yōu)化，常采用單一成分作為測定指標(biāo)，且評價(jià)方法不太科學(xué)，導(dǎo)致該藥材中的有效成分提取不完全。均勻設(shè)計(jì)和正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法是國內(nèi)用得比較成熟的兩種方法。雖然,上述方法可以獲得較優(yōu)點(diǎn),基本可以滿足一般試驗(yàn)的要求。但是仍還存在一些缺陷,如選擇的試驗(yàn)取值僅是接近最佳取值,無法精確從變化的區(qū)域范圍找到最佳點(diǎn)；優(yōu)選憑經(jīng)驗(yàn),不能準(zhǔn)確地考察各因素間的交互作用等等。為了優(yōu)選出科學(xué)、合理、可行的黃精藥材的最佳提取工藝，筆者在實(shí)驗(yàn)中采用星點(diǎn)設(shè)計(jì)效應(yīng)面優(yōu)化法并以總多糖、總黃酮、總皂苷含量為考察指標(biāo)，確定最佳的陜產(chǎn)黃精提取工藝參數(shù)，最終為陜產(chǎn)黃精資源的有效利用提供技術(shù)支撐[2]。

材料與方法

1 材 料 本研究所用藥材采自于陜西省略陽縣步長制藥GAP黃精種植基地，經(jīng)陜西國際商貿(mào)學(xué)院生藥教研室雷國蓮教授鑒定為百合科黃精屬(Polygonatum sibiricum Red.)；蘆丁對照品(110504-201406)、人參皂苷Re對照品(120103-201206)、葡萄糖對照品(080503-201208)，均由中國藥品生物制品檢定院提供；5%香草醛溶液，高氯酸，甲醇，其他化學(xué)試劑均為分析純。

2 儀 器 UV-2600型紫外-分光光度計(jì)(日本島津公司)； AE240型1/10萬電子天平(中科先創(chuàng)科技有限公司)；VAP G3型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(鄭州長城儀器有限公司)；超聲清洗器(SY-360型，上海寧商超聲儀器有限公司)；恒溫水浴鍋(HHS型，金壇市金城國勝實(shí)驗(yàn)儀器廠)；101-2型數(shù)顯電熱鼓風(fēng)干燥箱。

3 方 法

3.1 樣品溶液的制備：稱取黃精藥材60 g，于50℃～60℃烘箱中鼓風(fēng)烘干，采用下文試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行提取，提取液過濾，濾液定容，得樣品溶液，并測定其總多糖、總黃酮、總皂苷的含量。

3.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)[3]：根據(jù)預(yù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，考察3個(gè)因素為乙醇濃度(%)、提取時(shí)間(h)、溶媒體積比(倍數(shù))，分別用 X1、X2、X3表示，每個(gè)因素設(shè)5水平，并以 1.682、1、0、-1、-1.682表示自變量的高低水平，以黃精中總多糖、總皂苷、總黃酮含量為響應(yīng)值。因提取次數(shù)為非連續(xù)變量，不能進(jìn)行回歸處理，結(jié)合工業(yè)大生產(chǎn)的實(shí)際，暫定為1次。精密稱取黃精各因素水平編碼，見表1。

表1 黃精提取工藝星點(diǎn)設(shè)計(jì)因素與水平

結(jié) 果

1 星點(diǎn)設(shè)計(jì)結(jié)果 具體實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)包括X1、X2、X3及總多糖提取率、總皂苷、總黃酮等，見表2。

2 模型的建立和方差分析 模型擬合：將實(shí)驗(yàn)所測定的數(shù)據(jù)，用Design-Expert8.0.6軟件進(jìn)行效應(yīng)面試驗(yàn)分析，以各考察響應(yīng)指標(biāo)的效應(yīng)值，對各因素進(jìn)行多元線性回歸和對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行多元線性、二次多項(xiàng)式擬合，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，二次多項(xiàng)式擬合的結(jié)果比較好，得到方程如下：Y1=4.52+0.26X1+0.071X2+0.024X3+0.11X1X2-0.11X1X3-0.059X2X3-0.085X12-0.25X22-0.20X32(R2=0.824，P<0.05);

Y2=0.72+0.043 X1+0.031 X2-0.042X3-4.750E-003X1X2-0.010X1X3+0.042X2X3+0.013 X12-0.015 X22-0.048 X32(R2=0.769，P<0.05)；

Y3=26.59+1.59X1+2.98X2+2.45X3+0.58X1X2-0.015X1X3+0.57X2X3-0.43X12-1.82X22-3.63X32(R2=0.727，P<0.05)；

Y1、Y2、Y3依次代表總多糖含量(%)、總皂苷含量(mg/g)、總黃酮含量(mg/g)。結(jié)果表明，各效應(yīng)與三因素各水平的非線性擬合較大。

由效應(yīng)面圖1可知，選擇效應(yīng)面圖上總多糖含量，總皂苷含量以及總黃酮含量指標(biāo)較大的區(qū)域，選擇Y1=4.53～4.89，Y2=0.735～0.814， Y3=26.73～32.17，可求得提取工藝最佳工藝參數(shù)，自變量的最佳范圍,見表3。

表2 黃精提取工藝星點(diǎn)設(shè)計(jì)與各指標(biāo)測定結(jié)果

注：15～20號為重復(fù)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果用平均值表示

A總多糖提取率 B總皂苷含量 C總黃酮含量

3 效應(yīng)面優(yōu)化和估測及驗(yàn)證 優(yōu)選處方參數(shù)：乙醇濃度為63%，提取2.0 h，溶媒體積比為13.0。制備3批樣品，參數(shù)Y1的預(yù)測值為4.585，實(shí)測值為4.712，偏差為2.77%；Y2的預(yù)測值為0.736，實(shí)測值為0.713，偏差為-3.13%；Y3的預(yù)測值為26.96，實(shí)測值為25.99，偏差為-3.60%。與預(yù)測相比較，偏差均小于4%，有良好的預(yù)測性。

表3 效應(yīng)面法優(yōu)化各因素的預(yù)測最佳范圍

討 論

因現(xiàn)有技術(shù)中對黃精工藝優(yōu)選，多采用單一的考察指標(biāo)，不能充分將黃精中的有效成分提取出來。采用星點(diǎn)設(shè)計(jì)-效應(yīng)面法對陜西略陽地區(qū)黃精藥材提取工藝進(jìn)行了優(yōu)化，合理選擇星點(diǎn)設(shè)計(jì)中的因素水平范圍及中心點(diǎn)值，通過各因素確定的星點(diǎn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，測定各項(xiàng)考察指標(biāo)的數(shù)值，并通過模擬得出相應(yīng)的效應(yīng)面，并從效應(yīng)面上找出較優(yōu)的區(qū)域，根據(jù)各項(xiàng)指標(biāo)的提取范圍，再合理推測出各個(gè)因素的取值范圍。最終確定黃精的最佳提取的條件是13倍量63%乙醇，提取1次，每次2h，經(jīng)驗(yàn)證，方法可行。

[1] 劉桂霞，李英霞．菊花炭中總黃酮含量研究[J]．陜西中醫(yī)，2013，34(1)：81-82.

[2] 崔慶新，劉軍海.響應(yīng)面分析法優(yōu)化黨參多糖提取工藝[J].藥物分析雜志，2011，31(5)： 816-820.

[3] 白 曼,馬麗娜,張小飛,等.星點(diǎn)設(shè)計(jì)-響應(yīng)面分析法優(yōu)選穿山龍總皂苷提取工藝[J].中南藥學(xué)，2013，11(1)：4-7.

(收稿：2016-10-27)

*陜西省中醫(yī)藥管理局科研項(xiàng)目(15-ZY033)

中藥制劑 黃精 提取法

R258.5

A

10.3969/j.issn.1000-7369.2017.03.056

陜西省咸陽市科學(xué)技術(shù)局科研項(xiàng)目(2015K04-05)

陜西國際商貿(mào)學(xué)院校級課題(SMXY201632)