ZTC1+1澄清剂在清咽复方水提液澄清工艺中的应用

2021-09-27楚婷花田密麻开香李英

安徽农业科学 2021年18期

楚婷花田密麻开香李英

摘要 [目的]研究清咽复方水提液的澄清工艺。[方法]先通过单因素试验研究澄清剂用量、药液浓度（生药量∶药液量）、絮凝温度分别对出膏率、绿原酸和总皂苷含量的影响，再通过正交试验优化最佳工艺条件。[结果]澄清剂用量对综合指标的影响最大，药液浓度次之。最佳澄清工艺：在药液浓度（生药量∶药液量）为1∶6（g∶mL）时，加入8%B组分和4%A组分，水浴温度80 ℃。在此工艺条件下，出膏率为19.13%，绿原酸含量为592.81 mg/g，总皂苷含量为473.15 mg/g。[结论]ZTC1+1天然澄清剂对清咽复方水提液的澄清效果良好，且工艺稳定可行。

关键词清咽复方水提液;ZTC1+1天然澄清剂;澄清工艺;应用

中图分类号 TQ 461 文献标识码 A

文章编号 0517-6611（2021）18-0172-05

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.18.042

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Application of ZTC1+1 Clarifier in Water Extract of Qingyan Compound

CHU Ting-hua1，2，TIAN Mi1，2，MA Kai-xiang1，2 et al （1.Shanxi Zhendong Wuhe Health Technology Co.， Ltd.， Changzhi，Shanxi 046000;2.Shanxi Zhendong Pharmaceutical Co.，Ltd.，Changzhi，Shanxi 046000）

Abstract [Objective] To study the optimal clarification technology of water extract of Qingyan compound. [Method]Single factor experiment design was used to research the effect of dosage of ZTC1+1， drug liquid concentration and reaction temperature on extract rate， content of chlorogenic acid and total saponins.The optimal clarification process was determined by orthogonal experiment design.[Result]Comprehensive index was mainly influenced by dosage of ZTC1+1， the following being drug liquid concentration.The optimal clarification process was as follows： the concentration of drug liquid （quality of material ： quality of drug liquid） was 1∶6（g∶mL）， the amount of clarifier was 8% component B and 4% component A， the reaction temperature was at 80 ℃. Under these conditions， the drug liquid concentration was 19.13%， the content of chlorogenic acid and total saponins was 592.81 mg/g and 473.15 mg/g， respectively. [Conclusion] ZTC1+1 natural clarifier has good effect on the clarification of water extract of Qingyan compound with promising feasibility and stability.

Key words Water extract of Qingyan compound;ZTC1+1 natural clarifier;Clarification technology;Application

作者簡介楚婷花（1990—），女，山西晋城人，工程师，硕士，从事中药及保健品方面的研究。

收稿日期 2021-01-22;修回日期 2021-03-01

近年来由于环境恶化、空气污染，生活节奏加快，工作压力增大等原因形成的烟酒过度、长期生活不规律、疲劳、精神紧张、经常熬夜、身体抵抗力下降、过多使用空调等，导致越来越多的人遇到咽部干、痒、疼、紧、涩等问题。咽喉类问题轻则引起咽干肿痛、声嘶音哑，影响人们正常的语言交流、饮食和睡眠，造成精神负担和压抑感;重则可导致咽喉部的急、慢性炎症。

清咽复方水提液是由桔梗、余甘子、金银花等中药材组成的清热解毒、清音利咽、消肿止痛、化痰止咳的纯中药制剂，提取过程是中药制剂制备经常包括的过程，得到的中药提取液是一个复杂体系，其中含有大量多糖、蛋白质、淀粉、微细粒子、鞣质等物质，偶有药材残渣、泥沙等杂质，共同形成1～100 knm的胶体分散体系，属动力学及热力学不稳定体系[1]，放置一段时间后沉淀析出，颜色加深。传统的中药提取液多以醇沉方式去除杂质，但生产成本高、安全性差，且在保留有效成分方面有一定的局限性[2]，对去除成分选择性差，成品中残留的乙醇对药效有影响，影响临床疗效。

ZTC1+1天然澄清剂作为一种新型的食品添加剂，是一种天然高分子化合物[3]，采用最新“1+1”澄清技术，一组分起主絮凝作用，另一组分则起辅助絮凝作用，因而大大加大了澄清过程，比传统澄清剂快2～5倍[4]。天然澄清剂是一种以天然多糖为原料制成的高分子物质，由A、B 2个组分组成，先加入的B组分与待测液中的蛋白质、鞣质等杂质发生分子间架桥，使胶体不稳定成分的分子增大，从提取液中析出，后加入的A组分通常为B组分的50%，带有与B组分相反的电荷，具有再架桥作用，使沉淀体积迅速增大，便于沉降及过滤，可保证B组分充分去除，对有效成分可保留[5]。ZTC1+1天然澄清剂主要去除鞣质、蛋白质、蜡质等胶体不稳定成分，对中药有效成分如黄酮、生物碱、皂苷类、多糖、维生素、矿物质等不影响，热稳定性好，安全无毒[6-7]。该研究以清咽复方水提液为研究对象，通过单因素和正交试验确定澄清剂用量、药液浓度（生药量∶药液量）、絮凝温度以得到优化的提取工艺，为清咽复方水提液的工业化生产提供技术支持。

1 材料与方法

1.1 试验材料

桔梗、余甘子、金银花等中药材（安国市健仁藥材有限公司）;绿原酸标准品327-97-9（中国食品药品检定研究院）;人参皂苷Re标准品52286-59-6（中国食品药品检定研究院）;ZTC1+1天然澄清剂（北京正天成澄清技术有限公司）;醋酸（药用）;其他试剂均为分析纯。

1.2 仪器设备电子天平（梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司）;旋转蒸发仪（巩义市矛华仪器有限公司）;真空干燥箱（天津市泰斯特仪器有限公司）;恒温水浴锅（上海精宏实验设备有限公司）;离心机（贝克曼库尔特有限公司）;高效液相色谱仪e2695（waters美国沃特斯公司）。

1.3 试验方法

1.3.1 澄清剂的配制。

1.3.1.1 A黏胶液配制。先用少量水搅成糊状，然后加入需要量的水，溶胀24 h，即得 1%（m/V）A黏胶液。

1.3.1.2 B黏胶液配制。先配制1%醋酸，然后用少量1%醋酸溶解B组分并搅成糊状，加入足够量的1%醋酸，溶胀24 h，即得 1%（m/V）B黏胶液。

1.3.2 中药材水提液的制备。称取处方量的桔梗、余甘子等中药材，采用经正交试验获得的最佳提取工艺提取，即加入10倍量水，提取2次，每次1 h，过滤，合并提取液。

取相应质量的备用药液，加热至试验温度，先加入B组分，在恒温条件下，每30 min搅拌一次，再加入A组分，在恒温条件下，每30 min搅拌一次，分别离心，分离沉淀，浓缩至浸膏，干燥（55～60 ℃），以出膏率、绿原酸及总皂苷含量为指标进行测定。

1.3.3 出膏率的测定。分别精取供试液5 mL置于干燥至恒重的蒸发皿中，水浴蒸干，残渣放入烘箱中105 ℃干燥至恒重，称重，计算出膏率。

P=M 1×N/M 2×100%

式中，P代表出膏率;M 1代表干膏重量;N代表倍数;M 2代表药材质量。

1.3.4 绿原酸含量测定[8]。

1.3.4.1 对照品溶液的制备。精密称量绿原酸对照品0.4 mg，置于10 mL容量瓶中，用50%的甲醇溶液加至刻度，摇匀，备用。

1.3.4.2 供试品溶液的制备。精密称定本品粉末0.5 g，置具塞锥形瓶中，精密加入50%甲醇50 mL，称定重量，超声处理30 min，放冷，再称定重量，用50%甲醇补足减失重量，摇匀，滤过，取续滤液，即得。

1.3.4.3 样品含量测定。建立标准曲线，分别取10 μL的供试品及对照品溶液注入液相色谱测定绿原酸含量。

1.3.5 总皂苷含量测定[8]。

1.3.5.1 试样处理。取本品粉末1.0 g，置于100 mL容量瓶中，加少量水，超声30 min，再用水定容至100 mL，摇匀，静置，吸取上清液作为柱层析液。

1.3.5.2 柱层析。取层析柱（直径1 cm），填高度为3 cm的大孔树脂，再填充1 cm的重型氧化铝，用25 mL 70%的乙醇洗柱，弃去洗脱液，用25 mL水洗柱，弃去洗脱液，加入1.0 mL柱层析液，再用25 mL水洗柱，弃去洗脱液，再用25 mL 70%的乙醇洗脱，收集洗脱液于蒸发皿中，置于60 ℃水浴挥干。

1.3.5.3 显色。在已挥干的蒸发皿中准确加入0.2 mL 5%香草醛冰乙酸溶液，转动蒸发皿，使残渣都溶解，再加入0.8 mL高氯酸，混匀后移入5 mL带塞刻度离心管中，60 ℃水浴上加热10 min，取出，冰浴冷却后，准确加入冰乙酸5.0 mL，摇匀后，以1 cm比色池于560 nm波长处与标准管一起进行比色测定。

1.3.5.4 样品含量测定。取100 μL人参皂苷Re标准溶液（2.0 mg/mL）于蒸发皿中，放在水浴挥干（低于60 ℃），或热风吹干（勿使过热），以下操作从“1.3.5.3”起，与试样相同在560 nm处测定吸光度。计算总皂苷含量（以人参皂苷Re计）。

1.3.6 综合指标评价。将上述3个检测指标出膏率、绿原酸含量及总皂苷含量分别赋予权重为0.2、0.4、0.4，即综合指标Y=0.2×出膏率+0.4×绿原酸含量+0.4×总皂苷含量。

1.3.7 单因素试验。以澄清剂用量6%∶3%（B组分∶A组分）、药液浓度1∶6（生药量∶药液量，g∶mL）、絮凝温度70 ℃为基础工艺条件，在其他条件不变的情况下，单独调整各因素水平进行单因素试验（表1），分别考察各因素对出膏率、绿原酸含量和总皂苷含量的影响。

1.3.8 正交试验优化澄清条件。测得药液的pH约为4.2，根据预试验结果及相关文献报道，确定先加入B组分后加入A组分，澄清剂用量、药液浓度（生药量∶药液量）、絮凝温度为3个影响因素，采用L 9（34）正交表（表2）进行试验。出膏率越低说明澄清效果越好，为了方便统计结果，出膏率结果用20%-P表示，将提取液浓缩至所需浓度，以综合指标Y为评价指标。

1.4 数据分析与处理

所有试验数据均为3次重复试验结果的平均值，数据用均数±标准差表示。采用Excel 进行图表处理，采用DPS 6.55 统计软件进行正交试验设计。

2 结果与分析

2.1 单因素试验

2.1.1 澄清剂用量对工艺的影响。从澄清剂用量对出膏率的影响（图1）可以看出，在一定范围内，随着澄清剂用量增加出膏率先降低后升高，澄清效果与出膏率呈反相关。澄清剂用量为4% B组分、2% A组分时出膏率显著下降，6% B组分、3% A组分时出膏率最低，加入10% B组分、5% A组分澄清剂时出膏率升高，说明随着澄清剂用量的增加，澄清剂与胶体粒子接触的概率也增加，架桥作用更充分[9]，澄清剂加入过量，澄清剂与溶液中杂质作用的同时，2种成分也相互作用导致澄清效果下降。添加过量引起“二次浑浊”[10-11]。

由澄清剂对绿原酸含量和总皂苷含量（图1）的影响可知，在一定范围内，随着澄清剂用量的增加，绿原酸含量和总皂苷含量逐渐增加。澄清剂用量为4% B组分、2%A组分时绿原酸含量和總皂苷含量显著增加，10% B组分、5%A组分时，绿原酸含量和总皂苷含量增加不显著，反而会增加后续浓缩的难度和成本。

因此选择澄清剂用量为4% B组分、2%A， 6% B组分、3%A以及8% B组分、4%A为正交试验优化的3个水平因素。

2.1.2 药液浓度对工艺的影响。由药液浓度对出膏率的影响（图2）可见，一定范围内，随着药液浓度的降低，出膏率随之降低，说明药液越稀，澄清剂分散越好，澄清效果越好[9]，当生药量︰药液量为1∶4 时显著降低，1∶10时降低程度不明显。

由药液浓度对绿原酸含量和总皂苷含量的影响（图2）可知，在一定范围内，随着药液浓度的降低，绿原酸含量和总皂苷含量逐渐增加，当生药量︰药液量为1∶10时增加程度趋缓。

考虑到溶液太稀，造成后续过滤、浓缩过程困难，故选择药液浓度（生药量︰药液量）为1∶4、1∶6、1∶8为正交试验优化的3个水平因素。

2.1.3 絮凝温度对工艺的影响。从图3可以看出，出膏率随絮凝温度的升高先降低后升高，并且絮凝温度为80 ℃时出膏率最低，绿原酸含量和总皂苷含量随絮凝温度的升高先增加后降低。絮凝温度越高，澄清剂分散越快，温度较高，可以促进絮凝反应，澄清效果越好，絮状沉淀越多，出膏率越低，絮凝温度太高，澄清剂的交替作用强于架桥作用[12]，也会使澄清剂老化，降低澄清效果，还会破坏药液中部分成分的稳定性[9]，同时也会增加成本。因此选择60、70、80 ℃为正交试验优化的3个水平因素。

2.2 正交试验从表3～4可以看出，澄清剂用量因素对综合指标Y有显著性影响，影响权重从大到小依次是A﹥B﹥C，即澄清剂用量>药液浓度>絮凝温度且最佳工艺组合条件是A 3B 2C 3，由于最优结果未出现在正交序列表中，因此需对其进行验证试验。

2.3 验证试验按上述筛选出来的提取液浓度生药量∶药液量=1∶6，或药液密度为（1.015±0.005） g/mL（60 ℃），澄清剂用量为8%B组分、4%A组分，80 ℃保温进行验证试验，测定出膏率、绿原酸含量、总皂苷含量，结果见表5。

通过3次平行试验，由表5可得，出膏率、绿原酸含量和总皂苷含量最高，且RSD均小于5%，表明该澄清剂纯化工艺条件基本稳定、可行。

3 讨论与结论

清咽复方水提液是由桔梗、余甘子、金银花等中药材组成，以具有宣肺化痰、利咽排脓[13-14]之功效的桔梗作为君药，以具有清热解毒、宣散风热[15]之功效的金银花作为臣药，以具有清热凉血、生津止咳之功效的余甘子作为佐药。桔梗的主要成分是桔梗皂苷[16]，同时该类成分也是清咽功能的功效成分。金银花的主要化学成分为绿原酸，并且绿原酸在抗菌[17]、抗病毒[18]等方面功效显著、明确。因此确定总皂苷和绿原酸作为本品的评价指标。

试验中发现，在提取清咽相关原料的有效成分后，不能达到澄清的状态，在除去某些影响药液澄清的元素蛋白质类所用的传统澄清剂多为有毒的有机试剂，不但增加了成本，且操作复杂烦琐[19]。天然澄清剂的加入能显著改善溶液的澄清度，ZTC1+1天然澄清剂属于食品添加剂，安全无毒，是人工合成絮凝剂的理想代用品，且澄清速度快，保留成分更多，在降低成本、缩短工期及增强制剂的稳定性方面优于水提醇沉法[20]，ZTC1+1-Ⅱ型澄清剂作用原理为利用电荷及“架桥”作用[21]。

该试验以出膏率、绿原酸和总皂苷含量指标评价，考察澄清剂加入量、药液浓度、絮凝温度3因素对澄清工艺的影响，通过单因素试验确定正交试验因素水平，正交试验优化澄清工艺。结果表明，各工艺条件对澄清效果的影响程度从大到小依次为澄清剂用量、药液浓度、絮凝温度，且澄清剂用量具有显著差异（P<0.05），药液浓度对绿原酸含量有显著差异，对出膏率和总皂苷含量无显著差异，絮凝温度无显著差异，结合实际生产条件，最佳工艺组合条件为A 3B 2C 3，即在药液浓度为1∶6，此时药液密度为（1.015±0.005）g/mL（60 ℃），先加入8%B组分，再加入4%A组分，在80 ℃条件下进行澄清工艺。验证结果表明工艺稳定可行，能最大可能保证出膏率、绿原酸含量和总皂苷含量，为其他中药制剂澄清工艺提供了试验依据，也为其广泛推广奠定了基础。

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