關于中藥提取正交試驗設計的疑問與探討

張守平,李廣華,張 杰

(1.山東東阿阿膠股份有限公司,山東聊城 252201;2.聊城市藥品檢驗所,山東聊城 252200)

提取與濃縮是中藥制劑中重要的工藝過程,為優選提取工藝參數,正交試驗是工藝研發人員最常用的方法.作者在應用正交試驗優選提取參數時,產生疑問并探討如下.

1 提取因素水平與傳統煎藥的疑問與探討

中藥提取可視為中藥可溶物在中藥與提取溶劑之間分配平衡的過程,中藥提取因素一般選擇提取時間、加水倍數、提取次數作為正交試驗因素,如表 1.中藥提取一般用干燥飲片,而第一次提取加水時,中藥會有一次吸水,而以后提取無吸水過程,傳統煎藥也是第一次多加些水,中藥可溶物在提取過程中組織結構被破壞,更易于溶出,故傳統再次煎煮時會減少煎煮時間.在正交試驗設計中如何體現傳統煎煮中藥做法呢?

由于第一次加水時干燥中藥會吸水,然后與中藥體外提取溶劑分配可溶物,故應考察中藥的吸水量,每次提取加水倍數宜減去中藥吸水量后進行等分,如表 2.

中藥含有多種有效成分,而易于溶出的先溶出,難溶出的后溶出,一般中藥提取增加了浸泡時間,故考慮上述兩原因后,在正交提取試驗中宜將每次提取時間等分.

表1 提取因素水平表

表 2 單次提取加水倍數與不同提取次數加水量表

2 提取因素水平與提取成本的疑問與探討

提取成本主要包括提取單位中藥所消耗的提取溶劑費、能源費與人工費及后繼濃縮成本,其中提取溶劑費與加水總量相關,能源費、人工費均與提取總時間、濃縮總時間成正相關,后繼濃縮總時間與加水總量成正相關.總之,以提取總時間、加水總量代替單次提取時間、單次加水量進行正交試驗設計,如表 3、4、5,其水平中包含提取成本的考察,其水平的高低直接關系到提取濃縮成本的高低,而不僅僅關系到提取率的高低.

表3 提取因素水平表

表 4 提取總時間與不同提取次數時間分配表

表 5 提取加水總倍數與不同提取次數加水倍數分配表

3 提取因素水平分析獨立性的疑問與探討

我們采用正交試驗表設計實驗方案,不僅是為了減少實驗次數,而且為了各因素水平的比較分析時,其他因素水平作用相互抵消,從而得出該因素下不同水平對提取率的影響有無差異的結論.

現在文獻報道最多的是按單次提取時間、單次加水倍數、提取次數作為提取因素,如表 1、2,如果我們按表 6進行正交試驗,那么提取次數各水平數據之和,還包含了提取時間、加水倍數的不同.提取次數各水平的提取總時間、加水總倍數的作用隨著提取次數成倍數增加,提取次數不再是獨立的因素,而是與另外兩因素有交互作用.同樣分析提取時間、加水倍數因素水平時,各水平其他因素水平作用影響不能相互抵消.該正交試驗設計不是各因素無交互作用的,按無交互作用的去分析,會得出不合常理的結論.

而我們用提取總時間、加水總倍數代替單次提取時間,單次加水倍數,如表 3、4、5、7,在相同的提取總時間與總加水量的條件下,提取次數水平數據,只與如何分配單次提取時間與加水倍數方式相關,不影響提取總時間、加水總倍數,也與提取濃縮成本不相關.由于提取次數的水平消除了交互作用,提取次數的影響系數也將大大降低,而更符合正交試驗分析的原理.

一個好的生產工藝,不應只注重單位中藥的提取率,而應注重單位中藥提取成本,節省提取成本,即節約提取溶劑量費、提取能源費、提取人工費.從而降低了制藥成本,增強了企業競爭力,節省消費者的消費開支,也為社會節省了物質財富.

為在正交試驗分析中體現提取與濃縮成本,我們可以根據當時單位溶劑的價格、單位時間的能源及人工價格,計算其成本系數,評價指標宜除以總時間成本與加水總倍數成本之和后參與評價,分析所得的提取工藝才是最節約最合理的提取工藝.

表6 單次提取時間、加水倍數正交表

表7 總提取時間、加水倍數正交表

4 結論

作者認為在提取正交試驗設計中宜考察中藥吸水量,每次提取加水倍數宜減去中藥吸水量后進行等分;提取試驗中宜增加浸泡中藥時間,使中藥吸水完全,每次提取時間等分;正交試驗提取因素設計時,宜用提取總時間、加水總倍數代替單次提取時間,單次加水倍數,以減少提取時間、加水倍數與提取次數的交互作用,增加提取次數的獨立性,以符合正交試驗分析原理;提取成本與提取總時間、加水總倍數成正相關,為在提取正交試驗中體現提取成本,評價指標宜除以總時間成本與加水總倍數成本之和后參與評價.