星点设计—效应面法优选五味子提取工艺

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星点设计—效应面优化法在中药提取中的应用

星点设计—效应面优化法在中药提取中的应用
Ap p l i c at io n o f Ce n t r a l Co mp o s i t e De s i g n a n d Re s p o n s e S u r f a c e Me t h o d o l o g y i n t h e
Ex t r a c i t o n o f Tr a d i t i o n a l Ch i n e s e Me d i c i n e

Ha nW e i Li uAo xi a Che n gYu e GuXu h a n Xi aYu t i n g
( E n g i n e e r i n g Ce n t e r f o r T r a d i t i o n a l C h i n e s e Me  ̄c me Mo d e r n i z a t i o n, E a s t C h i n a Un i v e r s i t y o f
p r e d i c ab t i l i t y ,e x pe r i me n t a l s i mp l i c i y t nd a h i g h e ic f i e n c y ,a n d C n a b e u s e d i n t h e r e s e a r c h ie f l d o f e x r t a c t i n g t h e e fe c t i v e
G o n g c h e n g g o n g y i y u S h e b e i ◆ 工 程 工 艺 与 设 备 -
星 点设 计一 效 应 面优化 法在 中药提取 中的应用
韩 伟 刘傲 霞 成 悦 谷旭晗 夏玉婷
( 华 东 理工 大 学 中药 现 代化 工 程 中心 , 上海 2 0 0 2 3 7 )

均匀设计法优选五味子药材水提取工艺

均匀设计法优选五味子药材水提取工艺

吉林 吉林 %*"#%"; "$ 吉林省吉林市药品检验所,
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摘要: 通过介绍药品生产工艺技术、 药液稳定性、 辅料对使用者摄入量的变化, 说明复合型大输液中一些品种临床使用的安全性、 有效性存
大容量注射液又称大输液, 是指临床上一次注射使用量在 复合型大输液是指将已上市的小容量 !# 0 !## 12 的瓶装注射液。 水针与葡萄糖或氯化钠单方输液直接在药品生产企业生产线上相 混合制成的大输液新品种。 大输液药品品种不仅要求贮存期、 使用 前的各项质量指标完全符合国家标准, 更应该强调使用时的安全 性, 即该品种的药品卫生学指标是优良的, 灭菌过程是可靠的, 不 会引起热原反应。 安全性的另一个含意是, 药液中的主要成分不与 药液的其他成分 3 葡萄糖、 氯化钠、 各种辅料、 水和残留氧 4 反应导 致药液产生过多的其他杂质 3 微量辅料也不含对使用者产生治疗 以外的生理活性 4 。 有效性就是这类新型大输液在使用时, 药液不 会因为相混合后的待用状态时段延长而发生氧化、 变色、 分解、 56 值改变等化学变化, 从而减弱疗效或导致治疗无效。 因此, 笔者在 此对新的复合型大输液临床使用的安全性、 有效性进行分析, 以供 参考。 !" ! 复合型大输液安全性、 有效性分析 克林霉素磷酸酯葡萄糖注射液 # $%& ’( ) &" * + ; !&& ’( ) &" , + 克林霉素磷酸酯属于林可霉素类半合成抗生素, 具有脂溶性 强、 注射时不必皮肤过敏试验、 疼痛较轻、 价格相对低廉等优点。 其 化学性质极不稳定, 在较长时间、 较高温度灭菌过程中, 分子中的 巯基就会分解, 使制剂的 56 值迅速下降, 有关物质 ( 总杂质 ) 含量 大幅度上升, 因此该品种的小容量注射液 3 " 12 7 #$ * 8 4 审批工艺 采用 (!9 间歇多次灭菌或 %##9 、 但这两种灭 %# 1:; 流通蒸气灭菌。 菌方式对大输液品种是不适用的。 对于单剂量包装容量达 "!# 12 的大输液来讲, 为了保证成品卫生学指标优良、 无菌、 无热原, 至少

星点设计-效应面法优选五味子提取工艺

星点设计-效应面法优选五味子提取工艺

中图 分 类 号 :R2 3 8. 5
文 献 标 识 码 :A
文 章 编 号 : 10 —342 1)40 5 —3 0 55 0 (0 20 —0 80
Op i ia i n o f x Ex r c i n Pr c s fS h s n r e Ch n n i u t sb n r lCo p st t z to fRe l t a to o e so c i a d a i e ssFr c u y Ce t a m o ie m u De i n Re p n e u f c e h d l g O A iog a g A u ( u n x ui P a m c ui l d g / s o s S r a e M t o o o y UY NG X a — u n ,Y NG L G a g i Y l h r a e t a n c
Ch ne i u t : s h z nd i i ns s Fr c us c ia rn
be we n o e ve v ue a e c e v ue as 一 85% .Co cu in The ptm um m o l s t e bs r d al s nd pr di t d al s w 0. n l so o i de i
hi hl pr di t v . Thi m e ho g y e c ie s t d c n be a us d e as r f r nc f r he xt a t o o Sc s ndr a e e e e o t e r c i n f hi a a
提取 时间为考察 因素, 采用星点设 计一 效应 面法优选提取 _ 艺条件, T - 并进行 预测分析 。结果
最佳提 取工艺为:以原药

响应面法优化五味子脱色工艺

响应面法优化五味子脱色工艺

特产研究Special Wild Economic Animal and Plant Research1 DOI:10.16720/ki.tcyj.2017.03.001响应面法优化五味子脱色工艺周艳,周杏,宁凯,刘俊霞※(吉林农业科技学院制药工程学院,吉林吉林132101)摘要:本实验采用响应面法优化使用离子交换树脂脱去五味子中色素的工艺,分别选取脱色剂、脱色剂用量、洗脱次数、洗脱液pH 和温度进行单因素脱色试验,在此基础上,得到脱色剂用量、洗脱液pH、温度为响应因素。

以五味子果实提取液脱色率(Y1)为响 应值,按DeS1g n-exPert8.0.6软件设计实验,并对实验结果进行响应面分析,得到拟合较好的最佳脱色条件:脱色剂用量22.5%、洗 脱液pH5.34、温度29°C,在此条件下,脱色率可达76.5%。

结果表明,响应面优化法分析的结果可信,所得的最佳提取条件为五味 子提取物的综合利用奠定了基础。

关键词:五味子;离子交换树脂;响应面法中图分类号:R282.710.2 文献标识码:A 文章编号:1001-4721 (2017)03-0001-06Optimization of Decoloration Process of Schisandra chinensisby Response Surface MethodologyZHOUYan, ZHOUXing, NINGKai, LIUJun-xia ^(JilinAgricultural Science and Technology University,College ofPharmaceutical Engineering,Jinlin132101, China)A bstract: This research aimed to optimize decolourization process from Schisandra chinensis with the response surface method. The best decoloring conditions (decolorant, times, dosage, pH and temperature) for S. chinensis were screened in order to provide a theoretical basis for the response surface method. Different decolorizing agents were used and the most suitable one was selected. According to the standard of d ecolorizing rate, the effects of b leaching agent dosage, pH and temperature on decolourization rate o fiS*. chinensis were evalu­ated. The optimal conditions were identified by Box-Behnken response surface design method. D941was identified as the best bleaching agent. The best decoloring process condition identified by Box-Behnken response surface method was 22.5% dosage of D941, pH 5.34, bleaching temperature for 29C.The bleaching rate was 76.5% on this condition. The response surface methodology was applied to the op­timization of t he decolourization process from S. chinensis, whose process laid a foundation for the comprehensive utilization of 51.chinensis. K eyw ords:Schisandra chinensis-,Ion exchange resins;response surface methodology五味子又称山花椒、五梅子、五味,是木兰科植物 五味子 •似w t/ra c/w'wem'b (Turcz.)Baill.]或华中五味子(Setoaw^/ra Rehd.et Wils.)的干燥成熟果实。

Box-Benhnken响应曲面法优化五味子中木脂素的微波提取工艺

Box-Benhnken响应曲面法优化五味子中木脂素的微波提取工艺

Box-Benhnken响应曲面法优化五味子中木脂素的微波提取工艺五味子是一种常见的中草药,被广泛用于中医药和保健品中。

其中的木脂素是五味子的主要生物活性成分之一,具有抗氧化、抗肿瘤、抗炎和抗菌等多种药理作用。

由于木脂素在五味子中含量较低,传统的提取方法效率较低,且耗时耗力。

为了提高木脂素的提取效率,本文采用了Box-Benhnken响应曲面法优化五味子中木脂素的微波提取工艺。

一、木脂素的微波提取工艺研究现状目前,木脂素的提取方法主要包括传统的水溶液浸提方法和现代的微波提取法。

水溶液浸提方法操作简便,但提取效率低,且需要耗费大量的时间和能源。

而微波提取法则是利用了微波对样品中的分子产生共振吸收,加速样品中活性成分的迁移和扩散,从而提高了提取效率。

微波提取法成为了提取木脂素的一种有效途径。

二、Box-Benhnken响应曲面法的理论基础Box-Benhnken响应曲面法是一种多因素优化实验设计方法,通过设计正交实验矩阵来寻找最优提取条件。

该方法以实验矩阵中的实验点对应的实验结果作为响应变量,建立数学模型来描述响应变量与各因素水平的关系。

通过对模型的分析,可以确定最佳提取条件,从而提高提取效率。

1. 因子选取在优化微波提取工艺的实验设计中,需要选择合适的因素进行优化。

通常,选择影响提取效率的因素包括提取温度、提取时间和溶剂浓度。

这些因素的选择需要考虑到提取效率与成本、环保等因素的综合考量。

在本次实验中,选择提取温度、提取时间和溶剂浓度作为优化因素进行研究。

2. 实验设计采用Box-Benhnken响应曲面法进行设计,设计了15组实验点。

每组实验中,根据实验方案设置不同的提取温度(℃)、提取时间(min)和溶剂浓度(g/mL),进行微波提取木脂素。

3. 响应曲面优化通过对实验结果进行响应曲面优化分析,建立了提取温度、提取时间和溶剂浓度对木脂素提取效率的影响模型。

通过分析响应曲面模型,确定了提取温度、提取时间和溶剂浓度的最佳组合条件。

Box-Benhnken响应曲面法优化五味子中木脂素的微波提取工艺

Box-Benhnken响应曲面法优化五味子中木脂素的微波提取工艺

Box-Benhnken响应曲面法优化五味子中木脂素的微波提取工艺五味子是一种常见的中草药,具有抗氧化、抗炎、镇痛等多种药理作用。

其中的木脂素是五味子的主要活性成分之一,具有很高的药用价值。

目前,微波提取技术正逐渐成为一种有效的中药提取方法,其快速、高效、节能的特点受到了广泛关注。

采用Box-Benhnken响应曲面法对五味子中木脂素的微波提取工艺进行优化,能够更有效地提高木脂素的提取率,降低生产成本,提高提取效率,对五味子的深加工和利用具有重要意义。

1. 五味子中木脂素的特点和药理作用2. 微波提取技术在中药提取中的应用微波提取技术是近年来发展起来的一种新型的中药提取方法,其快速、高效、节能的特点广受瞩目。

微波通过对材料分子的振动和摩擦来加热材料,使得溶剂能够更快速地渗透到样品中,从而加速了提取过程。

与传统提取方法相比,微波提取具有提取速度快、热效率高、操作简便等优点,特别适用于药材中活性成分提取。

在五味子中木脂素的提取中,采用微波提取技术可以更有效地提高木脂素的提取率,节省时间和成本。

3. Box-Benhnken响应曲面法Box-Benhnken响应曲面法是一种多元实验设计方法,是对实验结果进行数学建模和优化的有效手段。

该方法通过对多个因素进行响应曲面设计,可以对影响提取工艺的各因素进行优化,从而使提取工艺更为合理,提高提取效率。

在五味子中木脂素的微波提取工艺中,采用Box-Benhnken响应曲面法可以更准确地确定最佳的提取条件,从而实现对木脂素的高效提取。

4. 五味子中木脂素的微波提取工艺优化在进行五味子中木脂素的微波提取工艺优化时,首先需要确定影响木脂素提取率的关键因素,比如提取温度、微波功率、提取时间等。

然后通过单因素试验和正交试验确定各因素的最佳水平。

接下来可以采用Box-Benhnken响应曲面法对木脂素的微波提取工艺进行优化。

通过实验设计和数据分析,可以得到一个最佳的提取模型,从而确定最佳的提取条件。

星点设计-响应面法优化北五味子多糖提取工艺

星点设计-响应面法优化北五味子多糖提取工艺
溶 剂倍 数 为 2 1 . 5 5倍 , 提 取 3次 ; 多糖 得 率 提 取 预 测 值 与 实 际 值 偏 差 为 一0 . 8 7 %. 星 点设 计 ~响 应 面
法优 选 五味 子 多糖提 取 工 艺方 法 简单 合 理 , 稳 定, 精密度 高, 预 测性 好 , 为 北 五 味 子 多糖 的生 产 工 艺提
数 为 自变 量 , 多糖 得 率 为 因 变量 , 通 过 对 自变 量 各 水 平 的 多 元 线 性 回 归 及 二 项 式 拟 合 , 用 响 应 面 分析
法 选取 最佳 工 艺 , 并 进 行 预 测 分析 . 确 定 最 优 工 艺条 件 为 : 提 取温度 为 9 2℃ , 提取 时 间为 1 7 1 . 6 m i n ,
第2 9 卷 第6 期
2 0 1 3 年1 2 月
哈 尔 滨 商 业 大 学 学 报( 自然科 学版 )
J o u r n a l o f Ha r b i n U n i v e r s i t y o f C o mme r c e( N a t u r a l S c i e n c e s E d i t i o n )
V o 1 . 2 9 N o . 6
D e c . 2 0 1 3
星 点 设 计 一响 应 面 法 优 化 北 五 昧 子 多 糖 提 取 工 艺
金 兰, 张海 晶, 陈 大 忠
( 黑 龙 江 中 医药 大 学 中 医药 研 究 院 , 哈尔滨 1 5 0 0 4 0 )
摘 要: 利 用 星 点设 计 一v 向 应 面 法 对 北 五味 子 多糖 提 取 工 艺进 行优 化 . 以提 取 温 度 、 提取 时间、 溶 剂倍
J I N L a n , Z H A N G Ha i l i n g , C H E N D a — z h o n g

五味子木脂素提取工艺研究新进展

五味子木脂素提取工艺研究新进展
以五 味子 乙素为 研 究 指标 , 利用 正交 试 验 优 化 工
艺参数确定最佳工艺 , 但李奉勤和袁海胜以反相 高效液相色谱为检测方法 , 肖风华和俞金 以薄层 扫描法 为检 测方法 , 在 共 同考察 了 乙醇浓度 、 回流
时间对 提取 效率 的影 响 基础 之 上 , 袁 胜 英 考 察 了 溶剂用 量 , 提取次 数 , 李奉 勤考察 了溶 剂用 量和 溶
体 积倍 数 为 1 1 . 2 0倍 , 提 取时2 . 1 超 临界 C O, 提 取 法
超 临界 流 体 ( S u p e r c r i t i c a l F l u i d , 简称 s F或 S C F ) 是 指超 临界 温度 ( T c ) 和 临 界压 力 ( P c ) 状 态 下 的高密度 流 体 、 是 介 于 气 态 与液 态 之 间 的一 种 特 殊 聚集状 态 . 当一 种 液 体 处 于某 种 特 定 的压 力
s c h i s a n d r o l A, g o mi s i n J , s c h i s a n d r o |B, t i g l o y l g o mi s —
i n H ,a n g e l o y l g o mi s i n H , s c h i s a n dr i n A, c — s c h i s a n-
C为研 究指 标 , 以高效液 相为 检测 方 法 , 经过 单 因 素探 究实 验 , 确 定 最佳 条件 是 2 7 M P a 、 5 0℃ . 在 此
标, 以反相 高 效液 相色 谱为 分析 方法 , 除 共 同考察 了影 响提 取效 率 的 乙醇 浓 度 、 溶 剂用 量 和提 取 时 间 因素外 , 肖莉 考察 了提取 次数 , 潘新 考察 了颗粒 破 碎 度. 潘新 确定 最 佳 工艺 颗粒 4 0 目, 料 液 比 1 : 4, 乙醇 的浓 度应 该 大于 8 0 %. 肖莉优 化 了提 取 工艺 , 把 正交 试 验 设计 和 星 点设 计一 效 应 面 法 两 种 优 化方 法做 了 比较 , 认 为 星点 设 计一 效 应 面 法 考 察 因素 的水 平 范 围 比较 大 , 同 时采 用非 线 性 模 型, 拟合 能力 准确 可靠 , 最终 采 用后 一种 优化 方法
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星点设计—效应面法优选五味子提取工艺
目的星点设计优选五味子的提取工艺。

方法以五味子醇甲的含量为指标,乙醇浓度、溶剂倍量、回流提取时间为考察因素,采用星点设计-效应面法优选提取工艺条件,并进行预测分析。

结果最佳提取工艺为:以原药材重量10倍的65%乙醇回流提取160 min。

二项式拟合复相关系数较高,r=0.972 8,提取率预测值与理论值偏差率为-0.85%。

结论星点设计-效应面法优选五味子提取工艺方法简单、精密度高、预测性好,可为提取五味子中五味子醇甲的生产工艺提供参考。

标签:星点设计-效应面法;提取工艺;五味子;五味子醇甲
五味子为木兰科植物五味子Schisandr chinensis (Turcz.)Baill的干燥成熟果实。

五味子味酸、甘,性温,归肺、心、肾经,具有敛肺滋肾、生津敛汗、涩精止泻、宁心安神的功效[1]。

五味子醇甲为五味子中主要有效成分之一,药理研究表明,五味子醇甲可对抗戊四唑、烟碱及北美黄连碱的强直性惊厥,并对脑神经细胞有一定的保护作用,对化学物质引起的小鼠肝损伤具有降低血清氨基转移酶升高的功能[2]。

本研究采用三因素五水平的星点设计,结合效应面法优选五味子中有效成分五味子醇甲回流提取工艺,旨在优化回流提取工艺的同时,为工业生产提供参考依据。

1 仪器与试药
Agilent1200高效液相色谱仪(VWD检测器、Agilent Chemstation色谱工作站);电子天平(GR-202,日本);离心沉淀器(80-2,江苏省金坛市医疗仪器厂);SAS6.0统计软件。

五味子醇甲对照品(供含量测定用,中国药品生物制品检定所,批号110857-200405),五味子(购于广西玉林市天绿安中药产业有限责任公司,经鉴定为木兰科植物五味子的干燥成熟果实),甲醇(美国Fisher,色谱纯),其他试剂均为分析纯。

2 方法与结果
2.1 五味子醇甲含量测定
2.1.1 色谱条件Agilents Eclipse XDB-C18色谱柱(5 ?m,4.6 mm×150 mm);甲醇-水(13∶7)为流动相;检测波长为250 nm;流速为1 mL/min[1]。

2.1.2 对照品溶液制备取五味子醇甲对照品15 mg,精密称定,置50 mL容量瓶中,用甲醇溶解并稀释至刻度,摇匀,即得。

2.1.3 样品溶液制备将提取液10 000 r/min离心5 min,取上清液即得。

2.1.4 标准曲线的绘制取“2.1.2”项下对照品溶液(0.24 mg/mL)1.0、2.0、5.0、10.0、15.0 ?L,分别注入色谱仪,以峰面积为纵坐标,五味子醇甲进样量(mg)为横坐标,绘制标准曲线,得回归方程:Y=9 923X+8.253 2,r=0.999 3。

结果表明,五味子醇甲含量在0.24~
3.6 ?g范围内与峰面积呈良好的线性关系。

2.1.5 精密度试验取同一对照品溶液,按上述色谱条件连续进样6次,进行测定。

结果峰面积积分值的RSD=0.96%。

2.1.6 重复性试验精密吸取同一样品溶液10 ?L,重复测定6次,五味子醇甲峰面积RSD=1.13%。

2.1.7 稳定性试验精密量取同一提取液6份,按“2.1.3”项下方法制备,分别在0、2、4、8、12 h测定。

五味子醇甲含量RSD=1.92%。

2.1.8 加样回收率试验精密吸取已知含量的提取液样品1.0 mL,共6份,分别精密加入五味子醇甲对照品溶液 2.0 mL,按“2.1.3”项下方法操作,吸取10 ?L,注入色谱仪,测定。

平均回收率为98.9%,RSD=2.16%。

2.2 五味子中五味子醇甲回流提取工艺优化
2.2.1 试验设计及结果根据药物有效成分的理化性质特点,选择回流法进行提取。

预试验结果显示,五味子回流提取的影响因素有:乙醇浓度、提取时间、溶剂倍量及提取次数。

因提取次数为非连续变量,回归处理较困难,结合工业生产的实际,暂定为2次。

根据星点设计的原理,每因素设五水平,用代码值-α、-1、0、1、α表示(三因素星点设计的α=1.682)。

代码值所代表的实际操作物理量见表1,试验安排与结果见表2。

2.2.2 模型拟合通过SAS6.0专业统计分析软件包进行以五味子醇甲含量为因变量对各因素的多元线性回归和二项式拟合,得到拟合模型。

多元线性回归:Y=b0+b1X1+b2X2+2.2.3 工艺参数优化、验证和预测把因变量与另两因素拟合为三维曲面图,因只能表达含2个因素变量的函数,故固定3个变量中的1个为中值,再以拟合的目标函数为数学模型,绘制因变量曲面图(见图1~图3)。

当提取时间一定时,乙醇提取浓度范围为65%~75%、溶剂倍量为10~12倍时提取效果较佳。

当提取溶剂倍量一定,乙醇提取浓度范围为65%~75%、提取时间为160~200 min时提取效果较佳。

当乙醇提取浓度一定,溶剂倍量为10~12倍、提取时间为160~200 min时提取效果较佳。

故选取提取含量较佳工艺范围:X1为65%~75%,X2为10~12倍,X3为160~200 min。

考虑到工业生产中的实际情况,故将试验选取提取五味子中五味子醇甲的最优工艺定为:10倍量65%乙醇回流提取160 min。

根据以上条件试验(投料量为100.0 g,65%乙醇10倍量,回流提取160 min)进行工艺稳定性试验验证。

称取五味子粗粉100.0 g,共3份,按最佳提取工艺条件进行平行试验,结果见表4。

3 讨论
目前的相关研究大多采用正交设计来优选最佳提取条件,试验当中考虑各个提取因素之间的相互作用不足,但实际生产过程中各提取因素之间往往存在着较大的共同影响。

本试验采用星点设计-效应面法,充分考虑到各因素之间的相互作用。

其设计方法简单,并在中心点进行重复性试验,从而提高试验精度;同时采用非线性数学模型拟合,复相关系数较高,可信度较好,预测值更接近真实值。

近年国内学者开始在药学中应用星点设计-效应面法[3],与正交及均匀设计相比,星点设计所得结果更加直观,便于分析,同时提高了精确度。

参考文献:
[1] 国家药典委员会.中华人民共和国药典:一部[S].北京:化学工业出版社,2005:44.
[2] 郭冷秋,张鹏,黄莉莉,等.五味子药理作用研究进展[J].中医药学报,2006,34(4):51.
[3] 吴伟,崔光华.星点设计-效应面优化法及其在药学中的应用[J].国外医学:药学分册,2000,27(5):292-298.。

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