正交试验法优选甘草浸膏的喷雾干燥工艺

正交试验法优选甘草浸膏的喷雾干燥工艺摘要目的研究甘草浸膏的喷雾干燥工艺。方法采用L9（34）正交设计法，以喷雾粉出粉量、甘草苷和甘草酸的含量以及水分为检测指标，考察进风口温度、出风口温度、浸膏比重对甘草浸膏喷雾干燥的影响。结果优选喷雾干燥工艺为：进风口温度150、出风口温度90、浸膏比重1.15。结论该工艺合理、稳定，为工业化生产提供了实验依据。关键词正交试验；喷雾干燥；甘草浸膏；出粉量；水分含量；甘草苷；甘草酸中图分类号R284.2文献标识码A文章编号1673-7210（2013）02（b）-0109-03甘草为豆科植物甘草（GlycyrrhizauralensisFisch）、胀果甘草（GlycyrrhizainfataBat）、光果甘草（GlycyrrhizaglabraL.）的干燥根及根茎，是中医临床应用最为广泛的一味中药材，被称为“国佬”，具有补脾益气、清热解毒、祛痰止咳、缓急止痛、调和诸药的功能1。在药品、保健品、化妆品和食品等行业中应用广泛。现代药理学研究表明，甘草具有肾上腺皮质激素样作用、抗消化性溃疡、解痉、抗炎及免疫抑制作用和解毒、抗病毒、镇咳祛痰、抗肿瘤、抑菌、防治肝损害、抗衰老、抗心律失常、抑制气道平滑肌细胞增生、降血脂与抗动脉粥样硬化等药理作用2。一般认为，甘草中的甘草苷、异甘草苷等黄酮类化合物以及甘草酸等三萜类化合物是其发挥药效的主要物质基础。本课题组在研究含甘草新复方中药的制备工艺中，发现甘草浸膏中随着干燥温度的升高、湿度的增大、干燥时间的延长，甘草苷和甘草酸等的含量会降低，药粉颜色会变深，不同批次干燥粉颜色差异也较大。甘草浸膏的干燥工艺是含甘草新复方中药制备工艺中的一个环节。中药浸膏干燥的方法有很多种，除了真空干燥，还有冷冻干燥、流化床干燥、喷雾干燥工艺等。其中，喷雾干燥具有干燥时间短、干燥面积大、有效成分破坏少等优点，是用于中药液态物料干燥的一种较为理想的方法。所以，本课题组对其进行了研究。本实验通过正交方法，以喷雾粉出粉量、甘草苷和甘草酸的含量以及喷雾粉的水分为考察指标，对影响喷雾干燥的3个主要因素：进风口温度、出风口温度、浸膏比重进行考察，以优选甘草浸膏喷雾干燥工艺。现将试验报道如下：1仪器与试药SODA-47型喷雾干燥机（上海大川原干燥设备有限公司）；PP-05卫生级蠕动泵（常州城合卫生设备厂）；98-1-B型电热套（天津市泰斯特仪器有限公司）；Agilent1100Series高效液相色谱仪（美国安捷伦公司）；SartoriousBP211电子天平（美国赛多利斯公司）；比重计（北京华科电子仪器开发中心）。甘草浸膏（石家庄以岭药业股份有限公司，批号：20090401）；甘草苷对照品（中国药品生物制品检定所，批号：111610-200604）；甘草酸单胺对照品（中国药品生物制品检定所，批号：110731-200512）；95%乙醇（药用规格）；提取工艺用水为纯化水；液相用乙腈为色谱纯，水为重蒸水；其他试剂均为分析纯。2方法与结果2.1甘草提取工艺甘草提取工艺为：90%乙醇提取2次，每次0.5h，溶剂用量15倍3。真空减压加热浓缩，得甘草浸膏。2.2甘草含量测定依据文献1进行。色谱柱采用十八烷基硅烷键合硅胶柱，流动相采用如文献1的乙腈-0.05%磷酸溶液的梯度洗脱方法，检测波长为237nm，理论塔板数按甘草苷峰计算应不低于5000。对照品溶液按文献1方法配制。供试品溶液的制备：取正交试验的样品0.01g，置于10mL容量瓶中，加入70%乙醇定容后，用0.45m微孔滤膜滤过，取续滤液作为供试品溶液。2.2.1甘草苷含量测定依据文献1进行。方法学考察结果符合含量测定要求。2.2.2甘草酸含量测定依据文献1进行。方法学考察结果符合含量测定要求。2.3对照品及样品色谱图对照品及样品色谱图见图1、2。1.甘草苷；2.甘草酸图1对照品甘草苷和甘草酸色谱图1.甘草苷；2.甘草酸图2甘草喷雾干燥粉样品色谱图2.4水分测定按中国药典附录H水分测定法项下第一法测定。结果见表2。2.5喷雾干燥参数的确定在预试验和参考文献4-5的基础上，根据影响喷雾干燥的3个主要因素：进风口温度（A）、出风口温度（B）、浸膏相对密度（C），分别选取以下3个水平进行考察，以喷雾粉出粉量、甘草苷和甘草酸的含量，以及喷雾粉的水分为指标，采用L9（34）正交试验表进行正交试验，因素水平见表1。取浸膏，等分成9份，用电热套边搅拌，边浓缩成表1中的比重，然后每份再等分成2份，按表1进行实验，相同实验条件所得结果取平均值进行计算。2.5.1甘草苷含量测定与结果按“2.2.1”项下色谱条件进行操作，分别精密吸取对照品溶液与供试品溶液各10L，进样，测定吸收峰面积并计算结果，见表2。2.5.2甘草酸含量测定与结果按“2.2.2”项下色谱条件进行操作，分别精密吸取对照品溶液与供试品溶液各10L，进样，测定吸收峰面积并计算结果，见表2。2.5.3水分测定与结果水分测定结果见表2。2.5.4方差分析分别对出粉量、甘草苷和甘草酸以及水分进行方差分析，结果见表36。由表36可知，各因素对出粉量影响大小顺序为ACB，无显著性影响；各因素对甘草苷含量影响大小顺序为ACB，无显著性影响；各因素对甘草酸含量影响大小顺序为ACB，无显著性影响；各因素对水分的影响依次为CBA，出风口温度和浸膏比重对水分含量有显著性影响。同时结合粉末的外观形状综合评价，优选工艺为A1B3C3，即进风口温度150、出风口温度90、浸膏比重1.15。2.6优选工艺验证试验利用同一批浸膏按优选工艺进行3批验证试验，结果见表7。由结果可知，出粉量的RSD=0.62%，甘草苷含量RSD=1.14%，甘草酸含量RSD=0.60%，水分含量RSD=1.71%，可以看出，该工艺比较稳定，重现性比较好。3讨论甘草中的小分子有效成分基本上是黄酮和三萜皂苷两类化学成分，为了较好地控制喷雾干燥工艺，选择了甘草苷和甘草酸双指标以提高工艺质量。在多次的预实验和正交试验研究中发现，甘草浸膏在喷雾干燥进料时选择比重在1.001.20之间比较合适，比重过高，使得浸膏黏稠度大，容易阻塞进料管路和喷嘴等、雾化颗粒过大，药粉也易粘壁；如果比重过低，浸膏含水量高，蒸发的水量就会增加，能耗大，喷雾干燥效率低，时间长，药粉颗粒太细，收集药粉时易飞扬，造成出粉量的降低。甘草浸膏喷雾干燥对药粉水分控制影响很大，进风口温度以150为宜，出风口以90比较合适，如果出口温度过低，会使得药粉含水量高，干燥耗时长，效率低，成本高。试验结果表明，以喷雾干燥方法直接制得药粉，外观均匀，有效成分含量损失少，水分较少，操作过程简单，优于真空减压干燥方法，且喷雾干燥高效率，省时省力，降低工序运行成本，为工业生产提供了基础参考依据。参考文献1国家药典委员会.中国药典S.一部.北京：中国医药科技出版社，2010：80-81.2于辉，李春香，宫凌涛，等.甘草的药理作用概述J.现代生物医学进展，2006，6（4）：77-79.3吕子明，于向红，梁俊清，等.正交试验优选甘草黄酮和皂苷的提取工艺J.中国保健营养，2012，23（1）：1-4.4耿炤，陶建生.喷雾干燥技术及其在中药制药中的应用J.中成药，2004，26（1）：66-68.5薛彦朝，李奉勤，史冬霞，等.正交设计法在中药喷雾干燥工艺研究中的应用J.中国医药导报，2006，3（23）：20-21.6黄立新，周瑞君，A.S.Mujumdar.喷雾干燥的研究进展J.干燥技术与设备，2009，7（5）：195-198，213.7姚淑娟，刘落宪.论喷雾干燥技术在中药生产中的优势J.中国中医药现代远程教育，2010，8（15）：192-193.8陈占立，孙爱平，石润波，等.制何首乌提取浓