水煎煮法提取葛根總黃酮?jiǎng)恿W(xué)模型適用性探究

1、水煎煮法提取葛根總黃酮?jiǎng)恿W(xué)模型適用性探究摘要該文圍繞本實(shí)驗(yàn)室參與推導(dǎo)的中藥通用提 取動(dòng)力學(xué)模型，建立了適當(dāng)試驗(yàn)以及數(shù)據(jù)處理方法，并以葛 根總黃酮為測定指標(biāo)，以水煎煮法提取葛根中總黃酮對該模 型的適應(yīng)性進(jìn)行了研究。研究發(fā)現(xiàn)，葛根總黃酮質(zhì)量濃度的 自然對數(shù)值隨時(shí)間、溶劑倍量值的自然對數(shù)變化成良好線性 關(guān)系，通過計(jì)算，擬合，成功地建立了水煎煮法提取葛根總 黃酮的動(dòng)力學(xué)模型，并對該模型進(jìn)行了驗(yàn)證，擬合度良好， 偏差能夠很好地控制在工業(yè)生產(chǎn)要求的范圍內(nèi)，說明該方法 的模型適應(yīng)性良好。但方程校正因子仍需進(jìn)一步研究。關(guān)鍵詞提取動(dòng)力學(xué)模型；葛根；模型適應(yīng)性；總黃酮 收稿日期2013-01-22基金項(xiàng)目國家自

2、然科學(xué)基金面上項(xiàng)目（81173563）通信作者*倪健，教授，博士生導(dǎo)師，e-mail :njtcm263. net生津止渴,puerariae radix具有解肌退熱，透疹,升陽止瀉的功效，是中醫(yī)臨床常用的一種傳統(tǒng)中藥，因此許 多中成藥工藝研究中都涉及到了葛根，如葛根苓連注射劑 1、葛心痛降脂緩釋片2、腦得生滴丸3。提取是中藥制藥的重要步驟4,中藥制劑的質(zhì)量和療效在很大程度上 取決于中藥提取過程，對于細(xì)胞結(jié)構(gòu)完整的中藥材來講更是 如此。因此，如果能夠建立葛根水煎煮提取動(dòng)力學(xué)模型，就 可以起到提高提取工藝篩選效率和提取物質(zhì)量并增加其可 重復(fù)性的作用。通過不斷的校正與優(yōu)化該模型最終達(dá)到指導(dǎo) 科研與

3、工業(yè)生產(chǎn)的作用。葛根中主要含有黃酮類成分如葛根素5,大豆昔，大 豆昔元，葛根素-7-木糖昔等6,現(xiàn)在葛根中藥效物質(zhì)的研 究對象也多集中在黃酮類成分，因此建立一個(gè)葛根中總黃酮 的水煎煮提取動(dòng)力學(xué)模型是具有現(xiàn)實(shí)意義的。1通用中藥水煎煮提取動(dòng)力學(xué)模型的建立推導(dǎo)韓林辛等7根據(jù)fick' s第一擴(kuò)散定律，希格比傳質(zhì) 穿透模型理論，推導(dǎo)出了總方程。若只改變煎煮時(shí)間，對（1-1）取對數(shù)可得公式（l-2）o 若只改變?nèi)軇┍读浚瑢Γ?t）取對數(shù)可得公式（1-3）。 根據(jù)以上公式，通過合理地試驗(yàn)設(shè)計(jì)，就可以初步建立 葛根水煎煮提取動(dòng)力學(xué)模型。1. 1方程中參數(shù)的解釋cb為提取液中目標(biāo)成分的質(zhì)量濃度，單位為

4、gl-lo m 為溶劑倍量，單位為mlg-1。ol對于性狀不同的飲片代 表不同的含義，對于葛根這種近似為正方體形的藥材，其代 表飲片的1個(gè)邊長，單位是umo fl為方程中的1個(gè)固定參 數(shù)，與藥材中目標(biāo)成分的含量有關(guān)。r為干藥材的吸溶劑率。n與擴(kuò)散系數(shù)有關(guān)，值為負(fù)。1.2關(guān)于模型的解釋在最初的模型推導(dǎo)中，由（1-1）還可得公式（1-4）：經(jīng)過深入分析與討論發(fā)現(xiàn)，該方程中的參數(shù)。1并不是 機(jī)械地指代粒度，如果藥材飲片或者顆粒呈現(xiàn)不同形態(tài)，其 具體指代的意義也將發(fā)生變化。例如飲片為類似正方體時(shí)其 指代邊長，如果為球體時(shí)，其指代該球體的半徑?？紤]到葛根纖維性較強(qiáng)，粉碎后可能造成含量不均勻以 及工業(yè)生產(chǎn)

5、中葛根通常不進(jìn)行粉碎處理，此次研究中固定研 究對象為葛根飲片，對其進(jìn)行均勻取樣并測定。2試驗(yàn)研究2. 1材料tu1810紫外分光光度計(jì)（北京普析通用儀器有限公司）;zdhw電熱套（北京中興偉業(yè)儀器有限公司）；dzkw-4水浴鍋 （北京中興偉業(yè)儀器有限公司）。葛根素對照品（120627, 四川維克奇生物有限公司）；乙醇為分析純（北京化工廠）， 水為蒸館水。葛根藥材（201002734, 12090909, 20120406, 北京同仁堂有限責(zé)任公司）由北京中醫(yī)藥大學(xué)中藥鑒定系劉 春生教授鑒定，符合2010年版中國藥典的規(guī)定。2.2葛根總黃酮含量測定方法2. 2. 1測定波長的確定 取藥材粉末2

6、g （過3號篩）， 加水200 ml回流提取30 min,濾過，取提取液100 pl, 用水稀釋至10 ml,在190800 nm測定溶液的紫外吸收圖 譜，結(jié)果表明與葛根素對照品的紫外圖譜相似，在250 nm 處均有最大吸收。故選定250 run作為測定波長。2. 2.2標(biāo)準(zhǔn)曲線的測定8精密稱取對照品2.41 mg,加入蒸館水溶解并定容至10 ml,搖勻，制得質(zhì)量濃度為 0.241 g - l-1的葛根素對照溶液。精密吸取50, 70 ul, 0. 1, 0. 12, 0. 15, 0. 2, 0. 25, 0. 3, 0.4, 0. 45, 0. 5, 0. 7 ml,分別置于10 ml量瓶

7、中，用蒸館水稀釋至刻度，搖勻， 以蒸館水做空白對照，在250 nm處測吸光度，結(jié)果表明， 在0. 001 2050. 016 87 g l-1吸光度（y）與葛根素質(zhì)量 濃度（x）呈良好的線性關(guān)系，其回歸方程為y=80. 689x-0. 002 2, r20. 999 9o2. 2. 3精密度試驗(yàn) 取質(zhì)量濃度為0. 241 gl-1的對照 品溶液300 pl,置于10 ml量瓶中，加蒸憎水稀釋至刻度, 重復(fù)進(jìn)樣6次，rsd 0. 068%,表明精密度良好。2. 2.4穩(wěn)定性試驗(yàn) 精密吸取同一供試品溶液，分別于 配置后 5, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80 min 進(jìn)

8、行含量 測定，測定吸光度并計(jì)算相對標(biāo)準(zhǔn)偏差，rsd 0.14%,表明 穩(wěn)定性良好。2. 2.5重復(fù)性試驗(yàn) 取葛根粉末2 g （過3號篩），加入 蒸館水200 ml,回流提取30 min,過濾，取提取液100 u l 定容至10 ml,作為供試品溶液，測定含量，以上試驗(yàn)重復(fù)進(jìn)行6次，rsd 0. 62%,表明重復(fù)性良好。2.2.6回收率試驗(yàn)吸取已知含量的葛根水提液950, 960, 950, 960, 980, 950 ul,分別加入適量的葛根素，稀釋到適當(dāng)濃度， 進(jìn)行含量測定并分析平均回收率，結(jié)果見表1。表1葛根水提液中葛根素的加樣回收率table 1 recovery rate of pue

9、rarin2.3葛根水煎煮提取試驗(yàn)2. 3. 1 3批次干藥材吸溶劑率的測定 分別取藥材約2,4, 6, 8, 10, 12 g置于500 ml圓底燒瓶中，加入蒸彳留水 300 ml,加熱回流30 min,濾過，取出稱重，結(jié)果見表2。 以藥材濕重與干重的差值（y）對藥材干重（x）做線性回歸, 回歸方程的斜率即為干藥材吸溶劑率ro 3個(gè)批次藥材回歸 方程的斜率分別為1.733 8, 1.718 9, 1.749 1,通過計(jì)算 其均值可得，葛根藥材的吸溶劑率為1.73 mlg-1。表2 3個(gè)批次葛根吸水量的測定table 2 the experimental results of radix pu

10、erariae water absorptiong2. 3.2 fl的測定與計(jì)算 由上述推導(dǎo)令fl=2 （clb-c10） ji,其中cio為溶液沸騰時(shí)溶液中溶質(zhì)的濃度，clb為沸騰 時(shí)溶質(zhì)藥材的濃度，clb-cio為藥材有效成分的濃度，基于 本試驗(yàn)，該值應(yīng)為本批葛根藥材中總黃酮的含量。以2010 年版中國藥典一部葛根項(xiàng)下含量測定中供試品溶液的處 理方法，制備葛根中總黃酮含量測定的供試品溶液，按照上 述建立的含量測定方法進(jìn)行測定，結(jié)果見表3o 3個(gè)批次葛 根總黃酮含量均值為10. 77%,根據(jù)公式計(jì)算,fl為0. 066 25o表3 3個(gè)批次藥材總黃酮的含量table 3 the determ

11、ination of total flavonoids in 3 batches of puerariae radix2. 3.3 ol的測定 將3個(gè)不同批次的葛根各500 g均勻 攤開，采用均勻取樣的方法，各取20 g,分別測量其邊長， 求均值，最終確定o 1為5 500 umo2. 3. 4葛根水煎煮提取方法 采用圓底燒瓶，電熱套加 熱進(jìn)行水煎煮提取，為減少水分蒸發(fā)，安裝了回流冷凝裝置。2. 3.5提取時(shí)間對提取率的影響 升高溫度能夠加快分 子運(yùn)動(dòng)，提高擴(kuò)散和提取速率，從而使提高提取效率。采用 上述建立的紫外分光光度法進(jìn)行含量測定，結(jié)果見表4。通過試驗(yàn)數(shù)據(jù)做lncb-lnt線性回歸，考察煎

12、煮出的葛 根總黃酮濃度是否遵守(1-2)式，結(jié)果見圖1。由圖1線性回歸可得，當(dāng)溶劑倍量為15 mlg-1時(shí)， 線性歸回方程為y=0. 368 lx+0. 025 5, r2二0. 989 3；當(dāng)溶 劑倍量為10 mlg-1時(shí)，線性回歸方程為y=0. 321 5x+0. 530 9, r2=0. 980 lo根據(jù)公式(1-2),將相應(yīng)數(shù)值聯(lián)立可求得 溶劑倍量為 15 ml g-1 時(shí)，0.358 3, a=l 140 487；溶 劑倍量為 10 ml g-1 時(shí)，n=-0. 559 0, a=l 508 994。表4時(shí)間因素的試驗(yàn)結(jié)果table 4 the experimental result

13、s of the time factor圖1時(shí)間因素的回歸方程fig 1 the regression equation of time factor2. 3.6溶劑倍量對提取的影響 采用紫外分光光度法測 定各試驗(yàn)條件下總黃酮的濃度，結(jié)果見表5。通過試驗(yàn)數(shù)據(jù)做incbin (m-r)線性回歸，考察煎煮 出的葛根總黃酮濃度是否遵守(1-3)式，結(jié)果見圖2。將表4中的試驗(yàn)數(shù)據(jù)回歸可得，當(dāng)t=40 min時(shí)，其線 性回歸方程為 y二-0734 4x+3. 266 1, r2=0. 969 6,當(dāng) t二20 min 時(shí),其線性回歸方程為 y=-0. 799 2x+3. 164 9, r2=0. 998

14、 1,根據(jù)公式(1-3),將對應(yīng)數(shù)據(jù)聯(lián)立，可求a和n,結(jié)果求 得 t=40 min, n=-0. 361 6, a=l 120 946； t=20 min, n=-0. 251 4, a= 974 118o2. 3.7方程的建立 通過以上試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出時(shí)間因 素和倍量因素下的方程系數(shù)n和a十分接 表5溶劑倍量因 素的試驗(yàn)結(jié)果table 5 the experimental result of solvent load factor圖2溶劑倍量因素的回歸方程fig. 2 the regression equation of solvent loadfactor近，求取時(shí)間因素和倍量因素下n和a

15、的平均值為 n=-0. 382 5, a=l 186 961,代入（1-1）式中求得本次研究 所建立的葛根總黃酮水煎煮提取過程動(dòng)力學(xué)模型：cb=（14. 287 5xto. 5/m-l. 73） 0. 7233o2. 3. 8模型的檢驗(yàn) 根據(jù)所建立的動(dòng)力學(xué)方程式，可以 計(jì)算出不同提取時(shí)間、不同倍量條件下葛根水體液中總黃酮 的濃度，計(jì)算結(jié)果見表6, 7o根據(jù)以上檢驗(yàn)數(shù)據(jù)，本次研究所建立的動(dòng)力學(xué)模型能較好地與試驗(yàn)結(jié)果相吻合， 各條件下的試驗(yàn)數(shù)值與計(jì)算數(shù)值的標(biāo)準(zhǔn)偏差基本能滿足工 業(yè)標(biāo)準(zhǔn)偏差要求（小于10%）o2.4小結(jié)與討論本試驗(yàn)通過測定在不同提取時(shí)間和不同溶劑倍量條件 下葛根水提液中總黃酮的濃度變

16、化情況，成表6時(shí)間因素的模型驗(yàn)證table 6 the model validation resuits of time factor注：t=60 min。表7溶劑倍量因素的模型驗(yàn)證table 7 the model validation results of time factor功建立了葛根總黃酮水煎煮動(dòng)力學(xué)模型。與已有的文獻(xiàn) 報(bào)道相比，本試驗(yàn)有一下創(chuàng)新點(diǎn)：以總黃酮為目標(biāo)成分建立 模型，之前相關(guān)文獻(xiàn)研究的多為單一成分；在較為完整的理 論體系指導(dǎo)下，建立了簡單實(shí)用的并經(jīng)過嚴(yán)格驗(yàn)證的方程；在試驗(yàn)設(shè)計(jì)中，兼顧到了工業(yè)生產(chǎn)中的具體情況，例如單次 提取時(shí)間通常不超過2h；溶劑倍量多為6, 8, 10

17、, 12, 14, 15, 16, 18, 20；工廠通常以飲片形式投料等。使得該方程 不僅停留在理論研究層面，而且具有一定的實(shí)用性，能夠更 好地為工藝研究以及工業(yè)生產(chǎn)提供較為可靠依據(jù)。但是本試 驗(yàn)中沒有考慮提取溫度以及受熱時(shí)間對葛根總黃酮濃度的 影響，此情況有待于進(jìn)一步研究；應(yīng)該通過設(shè)計(jì)合理的方 案，在方程的建立過程中增加若干系數(shù)的校正因子，使方程 的準(zhǔn)確度進(jìn)一步提高。參考文獻(xiàn)1 楊樂.葛根苓連注射劑的制備及其質(zhì)量控制研究 d.雅安：四川農(nóng)業(yè)大學(xué)，2010.2 李雪平.葛心通降脂緩釋片制備工藝及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 研究d.大連：遼寧中醫(yī)藥大學(xué)，2008.3 張惠平.腦得生滴丸制備工藝的可行性研究d.長

18、沙：湖南中醫(yī)藥大學(xué)，2006.4黃永亮，吳純潔，何曉燕.中藥提取工藝評價(jià)指標(biāo)的研究j.中藥與臨床，2012, 3 (5)： 49.5鄧祖躍，朱社敏，王丹,等.葛根素對高脂血癥大鼠血脂、血凝及血小板聚集的影響j.中國現(xiàn)代應(yīng)用藥學(xué)，2011,28 (7)：611.6高學(xué)敏.中藥學(xué)m.北京：中國中醫(yī)藥出版社,2007.7韓林辛，倪健，玄律，等.刺五加水煎煮提取動(dòng)力學(xué)模型的建立j中成藥，2011,33 (2)：240.8吳正紅，朱延勤，嚴(yán)漢英,等.葛根素的溶解性及高分子聚合物助溶作用的研究j江蘇藥學(xué)與臨床研究，1999, 7 (1)：9.study on applicability of kineti

19、c model for water extracts from puerariae radixzhang jin, chen yang, cao sa-li, yin xing-bin, qi juan-juan, zhang hui, dang xiao-fang, ni jian (school of chinese material medica , beijing university of traditional chinese medicine, beijing 100102, china)abstract to establish an appropriate experimen

20、tol and data processing method on the basis of the general kinetic model for extraction of traditional chinese medicines, in order to study the effect of total flavonoids in water extracts frompuerariae radix on the adaptability of the model, with total flavonoids of puerariae radix as the determination indicator the resuits