正交试验法优化黄芩提取物带式干燥工艺研究

王月辉，武景路，祝 帆，杨 柯，孟金硕，马 剑

(石家庄以岭药业股份有限公司，河北 石家庄 050035)



正交试验法优化黄芩提取物带式干燥工艺研究

王月辉，武景路*，祝 帆，杨 柯，孟金硕，马 剑

(石家庄以岭药业股份有限公司，河北 石家庄 050035)

目的：采用L9(34)正交试验法优化黄芩提取物的带式干燥工艺。方法：以黄芩苷含量和提取物收率为评价指标，选择加热温度、履带转速、进料流量为考察因素，筛选黄芩提取物的最佳带式干燥工艺。结果：最佳干燥工艺为：加热温度为115℃，进料流量为20L/h，履带转速为160mm/min。结论：带式干燥法干燥黄芩提取物可最大限度地保留黄芩苷成分，收率稳定，适用于大规模工业化生产。

带式干燥；黄芩苷；收率；正交试验

黄芩提取物是唇形科植物黄芩ScutellariabaicalensisGeorgi的干燥根经提取、浓缩、干燥制成的浸膏，具有抗炎、降压、利尿、抗氧化、抗肿瘤、免疫调节及解热镇痛等药理作用[1]，已广泛应用于中药制剂中，如银黄胶囊、银黄口服液等。经查阅相关资料发现，关于黄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黄芩浸膏提取方法和药理作用两个方面，2010版药典亦未对黄芩提取物的干燥方法作详细说明。传统的喷雾干燥[2]或冷冻干燥技术[3]成本高，烘箱干燥周期长达2～3天，已逐渐退出制药行业[4]。真空带式干燥机是针对中药浸膏的特点而研制的干燥设备，用于解决中药行业中浸膏干燥困难的问题。与上述干燥方式比较，真空带式干燥的优点是料层薄、干燥时间短，整个干燥过程完全封闭无污染，且干燥温度维持在40～60℃之间，不影响药品色泽，适用于热敏性活性成分的干燥。此外，带式干燥设备采用PLC控制，可连续进料，自动化程度较高[5-8]。本实验将带式干燥技术应用于黄芩提取物的干燥过程中，并对干燥工艺进行优化，保证最终产品的物理性状和较高的活性成分含量，现报道如下。

1 仪器与试剂

TNT-800型直筒式提取罐(温州金榜机械设备有限公司)；ZNA1.0型真空浓缩罐(武汉制药机械厂)；BVD8120型真空带式干燥机组(温州金榜轻工机械有限公司)；黄芩原料药材(石家庄以岭中药饮片有限公司)，经石家庄以岭饮片有限公司中药鉴定专家王振江药师鉴定为正品；黄芩苷对照品(批号110715-201016，中国食品药品检定研究院)；安捷伦高效液相(1200型)、安捷伦工作站、 G1314B型紫外检测器(美国安捷伦有限公司)；XP205型十万分之一电子天平(梅特勒-托利多公司)；甲醇为色谱纯，水为纯净水，其余试剂为分析纯。

2 方法

2.1 黄芩提取物制备

取50kg黄芩，加8倍量水提取3次，时间分别为3h、2h、1h，提取液过滤、合并，用盐酸调节pH值至1.0～2.0，80℃保温4h，静置12h，滤过，沉淀用水洗涤至pH值为6.0～7.0，适量浓缩后真空减压干燥，即得。

2.2 因素和水平确定

在实验过程中主要有3个因素影响提取物的干燥情况：加热温度(A)、履带转速(B)、入料速度(C)。研究发现，干燥用真空值越高，物料干燥越容易，对于改善产品性状及品质越有利，故在真空值为-0.1MPa条件下进行实验(考虑工业应用)。上述3个因素再分别选取3个水平，采用正交表L9(34)进行实验，各个因素和水平具体设计见表1。

表1 因素与水平设计

2.3 黄芩苷含量测定[9]

2.3.1 色谱条件 色谱柱为Agilent ZORBAX SB-C18(4.6mm×250mm, 5μm)，柱温为30℃，以十八烷基硅烷键合硅胶为填充剂，流速为0.3mL/min，流动相为甲醇-水-磷酸(47∶53∶0.2)，检测波长为280nm。

2.3.2 黄芩提取物样品溶液制备 取约10mg提取物，精密称定，置于25mL容量瓶中，以适量甲醇溶解后加甲醇至25mL，摇匀。再精密量取5mL上述溶液，置于25mL容量瓶中，加甲醇至25mL，摇匀，过滤，取续滤液，即得。

2.3.3 对照品溶液制备 称取适量黄芩苷对照品，加甲醇使之成为每1mL含60μg黄芩苷的溶液，摇匀，即得。

2.3.4 黄芩提取物含量测定 分别精密吸取对照品溶液与样品溶液各10μL，注入液相色谱仪中进行测定。结果见图1和图2。

图1 对照品HPLC色谱

图2 提取物样品HPLC色谱

2.4 提取物收率测定

取黄芩提取物约5g，精密称定，于烘箱中(105℃)干燥至恒重，置于干燥器中冷却30min，精密称量，计算提取物收率。黄芩提取物收率(%)=黄芩提取物烘干后重量(kg)/投料量(kg)。

3 结果

3.1 正交试验结果

根据“2.1”项下方法制备黄芩提取物，测定提取物中黄芩苷含量及其收率，运用综合评分法对所得数据进行统计分析(两者权重系数分别为0.7、0.3)。试验结果具体见表2。综合得分=(黄芩苷含量/最大黄芩苷含量)×0.7×100+(提取物收率/最大提取物收率)×0.3×100。由表3中F检验结果可知，3个因素对干燥结果的影响大小依次为：C>A>B，且3个因素对实验结果均有显著性影响。根据综合得分可知，最优干燥工艺为A3B1C2，即加热温度为115℃，履带转速为160mm/min，入料速度为20L/h。

表2 正交试验结果

表3 方差分析结果

注：F0.01(2,2)=99.00。

3.2 验证实验

分别称取3份黄芩药材，每份50kg ，采用最优干燥工艺A3B1C2进行干燥，以进一步确定所选干燥方法的可靠性和稳定性。具体实验结果见表4，表明该方法具有良好的稳定性。

表4 验证实验结果 (%)

4 讨论

真空带式干燥法是近年来新兴的干燥技术。本实验首次将该技术运用于黄芩提取物的干燥中，结果表明该工艺简便易行、干燥效率高，具有较高的应用价值。为使实验结果更加科学可靠，避免单一指标优化在干燥工艺中达不到预期结果，本研究全面考虑黄芩苷含量与提取物收率两种因素，并采用了综合评分法。

真空带式干燥对物料的含固量要求较高，一般为50%～70%。若含固量偏低，在进料过程中浸膏外溢，可导致收率降低；若含固量偏高，堵塞进料管，布料不均匀，则会造成干膏含水率不均匀。经过多次摸索，本实验将含固量固定在60%～65%范围内。然而，在实际生产中带式干燥法在设备清洁度上与其他干燥方法存在一定差距，虽然其具有在线CIP清洗功能，但实际效果并不理想，很难满足GMP要求。此外，该技术对履带的要求较为严格，材质要符合药用级别，需耐高温，表面光滑。实际应用的特氟龙材质的履带使用寿命仅为半年左右，而一条履带的价格为15 000元，维护费用较高，限制了该项技术的应用。但随着科技的进步，问题也会逐渐得到解决，相信减压带式干燥技术在中药干燥中的应用会越来越广泛，前景也越来越光明。

[1] 陈丽平.黄芩有效化学成分及抑菌作用的研究分析[J].中国实用医药,2011,6(10):167.

[2] 徐成海,张世伟,关奎.真空干燥[M].北京:化学工业出版社,2003:141.

[3] 程建明,郭萌.苦芩粉针剂的冷冻干燥工艺研究[J].中草药,2005,36(2):210-212.

[4] 张魁,张鹏.食品干燥新技术的研究进展[J].食品与生物技术学报,2006,25(2):115.

[5] 王娟,李志远,杨公明,等.带式连续真空干燥加工香蕉粉的工艺研究[J].食品科学,2006,27(9):163-167.

[6] 刘俊.中药浸膏专用真空带式干燥机的研制[J].化工装备技术,2005,26(3):10-12.

[7] 王娟,李志远,陈人人,等.带式连续真空干燥香蕉粉的失水特性研究[J].食品与发酵工业,2005,31(6):19.

[8] 陈人人,王娟,龚丽,等.真空带式,真空冷冻及热风干燥香蕉浆的比较 [J].农业机械学报,2006,37(8):159-162.

[9] 国家药典委员会.中华人民共和国药典[M].第1部.北京:中国医药科技出版社,2010:391.

(责任编辑：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

王月辉(1985-)，男，河北省石家庄以岭药业股份有限公司助理工程师，研究方向为中药生产工艺改进。

武景路，河北省石家庄以岭药业股份有限公司助理工程师，研究方向为中药生产工艺改进。

R284

A

1673-2197(2015)16-0034-02

10.11954/ytctyy.201516015