中药提取物的微波真空干燥工艺研究

1、 图 43批制剂的溶出度曲线2. 3. 4溶出度参数提取 2根据表 1中的数据 , 进行溶出模型拟合 , 采用威布尔分布 (Weibull 进行数据处理 , 求得 3批制剂的溶出参数 T 50、 T d 和 m , 结果见表 5。表 53批 QD 滴丸溶出参数结果 (n =6批号 T 50T d m 0512075. 216. 601. 550512195. 026. 411. 500601135. 216. 621. 533讨论3. 1滴丸的成型和质量受多种因素的相互影响 , 例如影响滴丸圆整度的因素主要有滴头与冷凝液的距 离 、 液滴在冷凝液中移动的速度 、 冷凝柱长度 、 液滴 的大小

2、,影响滴丸重量差异的因素主要有保温温度 、 液滴的滴速 、 储液筒内料液量等 , 因此在优选滴丸制备工艺时 , 难于用某一个指标来衡量 , 本文采用滴丸 的硬度 、 圆整度 、 拖尾指标综合评定工艺的优劣 , 结 果更可靠合理 。 3. 2实验中发现 , 药物以稠浸膏形式加入 , 与基质 混合困难 , 随着保温时间的延长 , 还会产生较硬的颗粒装沉淀物堵塞滴头 ,加吐温 80和水也无法改 善 , 而以干膏粉形式加入即可与基质混匀 , 物料放置也很稳定 , 滴制的成品外观圆整 。 另药物与基质混 匀时 , 干膏粉的粒度对滴丸的外观质量也有显著影 响 , 干膏粉过 100目以上筛 , 可使成品颜色

3、均匀 、 外 表光滑 。3. 3本试验以丹参酚酸 B 为指标 , 采用高效液相 色谱法建立了 QD 滴丸的体外溶出度的检测方法 。 在溶出介质的选择试验中 , 笔者分别考察了 QD 滴 丸在蒸馏水和 0. 1mol /L盐酸溶液的溶出度 , 其中 0. 1mol /L盐酸溶液中的溶出度小于 30%, 可能是 由于丹参酚酸 B 在酸性溶液中呈游离的分子状态 , 在水溶液中的溶解度较低所致 。参考文献 :1中国药典 S . 一部 . 2005:52. 2张莉 . 用电子表格 Excel 计算药物溶出度 Weibull 分布参数 J . 药学进展 , 2002, 26(1:48-49.中药提取物的微

4、波真空干燥工艺研究梁新丽 , 王光发 , 廖正根 *, 赵国巍 , 蒋且英 , 杨 明 (江西中医学院现代中药制剂教育部重点实验室 , 江西 南昌 330004收稿日期 :2009-05-14基金项目 :国家科技支撑计划资助项目 (2006BAIO9B07-05 ; 江西省教育厅科学技术研究项目 (GJJ08327; 江西省卫生厅中医药科研基金 项目 (2007A018作者简介 :梁新丽 (1979, 女 , 在读硕士 , 主要从事药物新剂型及药理研究工作*通讯作者 :廖正根 (1967, 男 , 博士 , 副教授 , 从事药物新剂型与新技术研究 。 Tel :(0791 7119011E-m

5、ail :lyzlyg163. com 关键词 :微波真空干燥 ; 干燥工艺 ; 中药提取物 ; 延胡索 ; 元胡止痛方摘要 :目的 :分别以延胡索及元胡止痛方作为中药单味药材及中药复方的模型药物研究中药提取物的微波真空干燥工 艺 。 方法 :考察提取物相对密度 、 微波功率对干燥曲线的影响及干燥时间对活性成分转移率的影响 , 优选最佳干燥工艺 , 并与真空干燥及喷雾干燥进行比较 。 结果 :延胡索提取物的最佳微波真空干燥工艺为 :提取物相对密度为 1. 25, 微波功 率 500W , 微波辐射时间 6min ; 元胡止痛方提取物的最佳微波真空干燥工艺为 :提取物相对密度为 1. 25, 微

6、波功率 500W , 微波辐射时间 8min 。 结论 :微波真空干燥具有干燥时间短 、 耗能低等优点 , 值得在中药提取物的干燥工序中推广应 用 。中图分类号 :R284. 2文献标识码 :A文章编号 :1001-1528(2010 06-0946-046492010年 6月第 32卷 第 6期 中 成 药Chinese Traditional Patent Medicine June 2010Vol. 32No. 6中药在我国药品市场占有重要的地位 , 除了部 分传统中药仍以药材粉末入药以外 , 目前大多数中 药制剂的生产均需经中药提取 、 干燥等过程 。 2005版 中国药典 收载的 5

7、68个中药制剂中 , 有 251个 中成药的工艺中必须干燥单元的操作 , 约占总中药 制剂的 44. 2%1。 真空干燥是目前中成药生产中 广泛使用的干燥方法 , 然而 , 由于传统的真空干燥采 用空气对流加热 , 真空条件下空气稀薄 , 空气对流传 热效率较低 , 故常规真空干燥效率较低 , 作用时间较 长 , 干燥时间一般要数小时甚至数天 , 因而生物活性 成分的保留无法保障 。 因此 , 寻求更为有效的干燥 方式一直是中药制剂工作者努力的方向 。微波加热是依靠超高频微波投入到物料内 , 利 用物料内部水分对微波吸收特性 , 被吸收的微波转 化为热能使物料内部水分蒸发达到使物料干燥的目 的

8、 , 是一种 “ 体热源 ” , 即能使介质各部分在同一瞬 间获得热量而迅速升温 2-5。 将微波辐射传热方式 与真空技术有机结合形成微波真空干燥 , 既可保留 真空干燥可在低温条件下完成干燥的优点 , 又可有 效克服常规真空干燥传热效率低的缺陷 。 微波真空 干燥在食品 、 化工 、 陶瓷等方面有许多研究 , 且逐步 开展了医药行业中应用的研究 6-7。 为了解中药提 取物的微波真空干燥工艺特点 , 为中药提取物真空 干燥工艺的优选提供参考 , 使该技术更好地应用于 中药领域 , 本试验以延胡索和元胡止痛方分别作为 中药单味药材和中药复方的模型药物研究微波真空 干燥工艺 。 考察了提取物相对

9、密度 、 微波功率对干 燥曲线的影响及干燥时间对活性成分转移率的影 响 , 优选最佳干燥工艺 , 并与真空干燥及喷雾干燥工 艺进行了比较 。1材料与仪器1. 1材料 延胡索乙素对照品 (中国药品生物制 品检定所 , 批号 :110726-200409; 欧前胡素对照品 (中国药品生物制品检定所 , 批号 :11826-200211; 异欧前胡素对照品 (中国药品生物制品检定所 , 批 号 :110827-200407; 延胡索 (亳州市中信中药饮片 厂 ; 白芷 (江西黄庆仁栈华氏饮片厂 ; 乙腈为色谱 纯 ; 水为双蒸水 , 其余试剂均为分析纯 。1. 2仪器 Agilent 1200高效液

10、相色谱仪 (美国 Agilent 公司 ; TG328A 十万分之一电子天平 (德国 Startorius 公司 ; SL 6001N 电子天平 (上海民析精密 科学仪器有限公司 ; RE-05型转转蒸发仪 (上海亚 荣生化仪器厂 ; HWZ-A 微波真空干燥设备 (广州 兴兴微波能设备有限公司 ; HB430卤素水分测定 仪 (瑞士 METTLER 公司 ; PD862-4型单相电能表 (精益集团百德尔电表有限公司 ; B-295型喷雾干 燥仪 (瑞士 B CHI公司 ; DZF-6050型真空干燥箱 (上海新苗医疗器械制造公司 。2实验方法2. 1提取物的制备 延胡索药材粉碎成粗粉 , 采

11、用 8倍量 60%乙醇回流提取 2次 , 每次提取 1h , 合并 两次提取液即得延胡索提取物 。 元胡止痛方采用 中国药典 2005版中元胡止痛片的提取工艺 8进 行提取 , 合并两次提取液即得元胡止痛方提取物 。 2. 2提取相对密度的考察 取延胡索提取物 、 元胡 止痛方提取物各 3份 , 分别减压浓缩至 1mL 浓缩液 相当于 1g 、 2. 5g 、 5g 生药量的提取物 。 测得延胡 索提取 物 相 对 密 度 分 别 为 1. 10、 1. 16、 1. 25(60 , 元胡止痛方提取物分别为 1. 08、 1. 13、 1. 25(60 。 分别取 30g 提取物置微波真空干燥

12、设备中干 燥 (500W 功率 , 0. 08Mpa 真空度 , 于 0 16min 内每隔 2min 取样测得提取物湿基湿含量及水分 比 , 湿含量的计算见式 (1 。x =mwmd+mw(1式 1中 x 为湿基湿含量 , mw为水分重量 , m d 为 干燥物料重量 。2. 3微波功率的考察 取 30g 相对密度为 1. 25的延胡索提取物及元胡止痛方提取物各 3份 , 分别 在微波功率 500W 、 550W 和 600W , 真空度 0. 09 Mpa 下干燥 , 于 0 10min 内每隔 2min 测得提取物 湿基湿含量及水分比 。 采用 HPLC 分别测定 500 W 、 550

13、W 和 600W 微波功率下干燥平衡点延胡索 提取物和元胡止痛方中延胡索乙素的含量 , 按式 (2 计算该成分的干燥转移率 。干燥转移率 =干燥后成分含量干燥前成分含量 100%(2 2. 4干燥时间的考察 取 30g 相对密度为 1. 25的延胡索提取物 3份 , 采用微波功率 500W 、 真空度 0. 09MPa 干燥 , 干燥时间分别为干燥平衡点附近 的 3个时间点 , 即 6min 、 7min 和 8min 。 采用 HPLC 分别测定其活性成分延胡索乙素的含量 , 并计算转 移率 。取 30g 相对密度为 1. 25的元胡止痛方提取物 3份 , 采用微波功率 500W 、 真空度

14、 0. 09MPa 干 燥 , 干燥时间分别为干燥平衡点附近的 3个时间点 , 即 8min 、 9min 和 10min 。 采用 HPLC 分别测定其 活性成分延胡索乙素 、 欧前胡素及异欧前胡素的含 量 , 并计算转移率 。2. 5不同干燥工艺的比较 真空干燥和微波真空 干燥所用提取物为提取液浓缩至相对密度为 1. 25, 喷雾干燥所用提取物为提取液浓缩至相对密度约为 749 1. 10。 本实验采用的微波真空干燥为本实验优选的 工艺条件 , 真空干燥工艺采用较常用的工艺条件 (温度 :60 , 真空度 :0. 09MPa 、 喷雾干燥 (B-295型喷雾干燥仪设置参数 :抽气机 100

15、%, 进风温 度 150 , 流速 3mL /min 。 采用电能表测得提取 液浓缩过程及各干燥工艺干燥过程的耗电量 。 3结果3. 1提取物相对密度的考察 图 1 2表明提取物相对密度越大 ,干燥效率越高 。 延胡索提取物和元 胡止痛方提取物的相对密度均在 1. 25时较快达到 干燥平衡 。 提取物相对密度小时干燥过程中容易沸 腾而溢出箱体 , 造成提取物的损失 。 提高提取物的 相对密度可减少提取物的溢出 。 因此微波真空干燥 前提取液浓缩至相对密度为 1. 25的提取物为宜。 图 1延胡索提取物相对密度对干燥曲线的影响 图 2元胡止痛方提取物相对密度对干燥曲线的影响3. 2微波功率的考察

16、 由图 3 4可知微波辐射功 率越大 , 提取物干燥效率越高 。 微波功率为 550W 和 600W 时干燥时间太短 , 加热强度大 , 物料容易 过度加热而烧焦 。 且表 1表明 550W 和 600W 时延胡索乙素转移率较 500W 低 ,表明 500W 时延胡 索乙素的损失最少 , 因此微波功率选 500W 为宜。 图 3微波功率对延胡索提取物干燥曲线的影响3. 3干燥时间的考察 干燥时间为 6min 时 ,延胡图 4微波功率对元胡止痛方提取物干燥曲线的影响 表 1不同微波功率下延胡索乙素的干燥转移率 /%干燥样品 微波功率500W 550W600W 延胡索提取物 97. 8195. 1

17、594. 77元胡止痛方提取物97. 7593. 4392. 37索乙素转移率高 , 干燥时间为 8min 时延胡索乙素 损失较多 , 干燥 8min 的成分转移率较 6min 的要少 近 9个百分点 。 微波真空干燥的干燥效率高 , 达到 干燥平衡点时 , 若继续干燥 , 很容易使得物料过度干 燥而出现焦化现象 , 活性成分便遭到破坏 。 在微波功率为为 500W 、真空度 0. 09MPa 条件下 30g 相 对密度为 1. 25的延胡索提取物的干燥时间以 6min 为宜 。 见图 5。图 5干燥时间对延胡索提取物中活性成分转移率的影响由图 6可知 , 干燥时间为 8min 时 , 延胡索

18、乙素 、 欧前胡素和异欧前胡素转移率高 , 干燥时间为 10min 时延胡索乙素损失较多 , 干燥 10min 的成分 转移率较 8min 的要少近 6个百分点 。 具有热不稳 定性的欧前胡素和异欧前胡素干燥 10min 损失非 常明显 , 干燥 8min 时转移率较高 。 微波真空干燥 的 干燥效率高 , 达到干燥平衡点时 , 若继续干燥 ,很图 6干燥时间对元胡止痛方提取物中 活性成分转移率的影响849容易使得物料过度干燥而出现焦化现象 , 活性成分 便 遭 到 破 坏 。 在 微 波 功 率 为 为 500W 、 真 空 度 0. 09MPa 条件下 30g 相对密度为 1. 25的元胡

19、止 痛方提取物的干燥时间以 8min 为宜 。3. 4不同干燥工艺耗时耗能的比较 延胡索提取 物的干燥 :真空干燥和微波真空干燥所用提取物需 浓缩至相对密度 1. 25, 喷雾干燥只需浓缩至相对密 度 1. 10。 由表 2可知 , 真空干燥和微波真空干燥前 的浓缩时间与耗电量均是喷雾干燥前浓缩时间的近 2倍 。 真空干燥和喷雾干燥的干燥时间分别是微波 真空干燥时间的 15倍和 7倍 , 耗电量分别是微波真 空干燥耗电量的 5倍和 15倍 。 微波真空干燥的浓 缩干燥总时间及总耗电量均比真空干燥和喷雾干燥 的少 。元胡止痛方提取物的干燥 :由表 3可知 , 真空干 燥和微波真空干燥前的浓缩时间

20、与耗电量均是喷雾 干燥前浓缩时间的近 2倍 。 真空干燥和喷雾干燥的 干燥时间分别是微波真空干燥时间的 9倍和 6倍 , 耗电量分别是微波真空干燥耗电量的 5倍和 13倍 。 微波真空干燥的浓缩干燥总时间及总耗电量均比真 空干燥和喷雾干燥的少 。表 2延胡索提取液浓缩及干燥过程的耗时耗能比较干燥方式 药材量 /kg浓缩时间 /h浓缩耗电 /(kW ·h 干燥时间 /h干燥耗电 /(kW ·h 总时间 /h总耗电量 /(kW ·h 真空干燥 1. 05. 409. 0122. 917. 4011. 9微波真空干燥 1. 05. 409. 00. 800. 66. 2

21、09. 6喷雾干燥 1. 02. 834. 75. 759. 18. 5813. 9表 3元胡止痛方提取液浓缩及干燥过程的耗时耗能的比较干燥方式 药材量 /kg浓缩时间 /h浓缩耗电 /(kW ·h 干燥时间 /h干燥耗电 /(kW ·h 总时间 /h总耗电量 /(kW ·h 真空干燥 1. 03. 405. 69. 003. 312. 408. 9微波真空干燥 1. 03. 405. 60. 950. 74. 356. 2喷雾干燥 1. 01. 773. 55. 759. 17. 5212. 64讨论4. 1影响中药提取物微波真空干燥的主要因素有 微波功率 、

22、干燥时间 、 提取物相对密度等 。 多因素的 工艺优选通常采用正交设计 、 均匀设计等实验设计 方法 。 采用实验设计安排实验时会涉及到不同因素 不同水平的组合 , 微波真空干燥工艺的优选若采用 实验设计会遇到微波功率高水平和干燥时间高水平 的实验组合 。 长时间高功率的干燥易出现提取物过 度加热烧焦现象 。 因此本实验采用单因素考察试验 优选微波真空干燥工艺 。4. 2微波真空干燥应用时对干燥工艺掌握不好 , 加 热时间控制不准确易导致因过度加热提取物焦化的 现象 。 由于物料种类和状态千差万别 , 微波真空干 燥工艺很难固定 。 微波真空干燥效率之快 , 使得选 择干燥工艺时很难选择干燥终

23、点 。 因此本实验优选 微波真空干燥延胡索提取物工艺时 , 先优选提取物 相对密度 、 微波功率 , 最后优选干燥时间 。 在固定提 取物相对密度 、 微波功率的前提下以活性成分干燥 转移率来选择干燥终点 , 精确把握干燥时间以保证 不出现过度干燥现象 , 对微波真空干燥在中药干燥 工艺中的应用具有直接指导意义 。4. 3本实验比较了 3种干燥方法干燥延胡索及元 胡止痛方提取物 , 结果表明微波真空干燥较其它两 种干燥方法干燥具有时间短 、 耗能低等特点 。 微波 真空干燥法是近年来发展起来并用于中药生产的新 技术 , 由于提取物自身吸收微波能产生热量 , 热量自 内部向外传递 , 且在干燥过程中提取物内部会产生 大量的气泡 , 有利于内部水分的蒸发 , 所以干燥效率 高 。参考文献 :1中国药典 S . 一部 . 2005.2Lombrana J I , Zuazo I , Ikra J. Moisture diffusivity behavior during freeze drying under microwave heating