正交試驗法優選甘草浸膏的噴霧干燥工藝

呂子明 于向紅 劉曉燕 關宏峰 王超 梁俊清

北京以嶺藥業有限公司，北京 100027

甘草為豆科植物甘草（Glycyrrhiza uralensis Fisch）、脹果甘草（Glycyrrhiza infata Bat）、 光果甘草（Glycyrrhiza glabra L.）的干燥根及根莖，是中醫臨床應用最為廣泛的一味中藥材，被稱為“國佬”，具有補脾益氣、清熱解毒、祛痰止咳、緩急止痛、調和諸藥的功能[1]。在藥品、保健品、化妝品和食品等行業中應用廣泛。現代藥理學研究表明，甘草具有腎上腺皮質激素樣作用、抗消化性潰瘍、解痙、抗炎及免疫抑制作用和解毒、抗病毒、鎮咳祛痰、抗腫瘤、抑菌、防治肝損害、抗衰老、抗心律失常、抑制氣道平滑肌細胞增生、降血脂與抗動脈粥樣硬化等藥理作用[2]。一般認為，甘草中的甘草苷、異甘草苷等黃酮類化合物以及甘草酸等三萜類化合物是其發揮藥效的主要物質基礎。本課題組在研究含甘草新復方中藥的制備工藝中，發現甘草浸膏中隨著干燥溫度的升高、濕度的增大、干燥時間的延長，甘草苷和甘草酸等的含量會降低，藥粉顏色會變深，不同批次干燥粉顏色差異也較大。甘草浸膏的干燥工藝是含甘草新復方中藥制備工藝中的一個環節。中藥浸膏干燥的方法有很多種，除了真空干燥，還有冷凍干燥、流化床干燥、噴霧干燥工藝等。其中，噴霧干燥具有干燥時間短、干燥面積大、有效成分破壞少等優點，是用于中藥液態物料干燥的一種較為理想的方法。所以，本課題組對其進行了研究。本實驗通過正交方法，以噴霧粉出粉量、甘草苷和甘草酸的含量以及噴霧粉的水分為考察指標，對影響噴霧干燥的3個主要因素：進風口溫度、出風口溫度、浸膏比重進行考察，以優選甘草浸膏噴霧干燥工藝。現將試驗報道如下：

1 儀器與試藥

SODA-47型噴霧干燥機 （上海大川原干燥設備有限公司）；PP-05 衛生級蠕動泵（常州城合衛生設備廠）；98-1-B型電熱套（天津市泰斯特儀器有限公司）；Agilent 1100 Series 高效液相色譜儀（美國安捷倫公司）；Sartorious BP211電子天平（美國賽多利斯公司）；比重計（北京華科電子儀器開發中心）。

甘草浸膏（石家莊以嶺藥業股份有限公司，批號：20090401）；甘草苷對照品（中國藥品生物制品檢定所，批號：111610-200604）；甘草酸單胺對照品（中國藥品生物制品檢定所，批號：110731-200512）；95%乙醇（藥用規格）；提取工藝用水為純化水；液相用乙腈為色譜純，水為重蒸水；其他試劑均為分析純。

2 方法與結果

2.1 甘草提取工藝

甘草提取工藝為：90%乙醇提取2次，每次0.5 h，溶劑用量15倍[3]。真空減壓加熱濃縮，得甘草浸膏。

2.2 甘草含量測定

依據文獻[1]進行。色譜柱采用十八烷基硅烷鍵合硅膠柱，流動相采用如文獻[1]的乙腈-0.05%磷酸溶液的梯度洗脫方法，檢測波長為237 nm，理論塔板數按甘草苷峰計算應不低于5 000。對照品溶液按文獻[1]方法配制。供試品溶液的制備：取正交試驗的樣品0.01 g，置于10 mL 容量瓶中，加入70%乙醇定容后，用0.45 μm 微孔濾膜濾過，取續濾液作為供試品溶液。

2.2.1 甘草苷含量測定 依據文獻[1]進行。方法學考察結果符合含量測定要求。

2.2.2 甘草酸含量測定 依據文獻[1]進行。方法學考察結果符合含量測定要求。

2.3 對照品及樣品色譜圖

對照品及樣品色譜圖見圖1、2。

圖1 對照品甘草苷和甘草酸色譜圖

2.4 水分測定

圖2 甘草噴霧干燥粉樣品色譜圖

按《中國藥典》附錄ⅨH 水分測定法項下第一法測定。結果見表2。

2.5 噴霧干燥參數的確定

在預試驗和參考文獻[4-5]的基礎上，根據影響噴霧干燥的3個主要因素：進風口溫度（A）、出風口溫度（B）、浸膏相對密度（C），分別選取以下3個水平進行考察，以噴霧粉出粉量、甘草苷和甘草酸的含量，以及噴霧粉的水分為指標，采用L9（34）正交試驗表進行正交試驗，因素水平見表1。取浸膏，等分成9份，用電熱套邊攪拌，邊濃縮成表1 中的比重，然后每份再等分成2份，按表1 進行實驗，相同實驗條件所得結果取平均值進行計算。

表1 因素水平

2.5.1 甘草苷含量測定與結果 按“2.2.1”項下色譜條件進行操作，分別精密吸取對照品溶液與供試品溶液各10 μL，進樣，測定吸收峰面積并計算結果，見表2。

2.5.2 甘草酸含量測定與結果 按“2.2.2”項下色譜條件進行操作，分別精密吸取對照品溶液與供試品溶液各10 μL，進樣，測定吸收峰面積并計算結果，見表2。

2.5.3 水分測定與結果 水分測定結果見表2。

表2 正交試驗結果

2.5.4 方差分析 分別對出粉量、甘草苷和甘草酸以及水分進行方差分析，結果見表3～6。由表3～6可知，各因素對出粉量影響大小順序為A>C>B，無顯著性影響；各因素對甘草苷含量影響大小順序為A>C>B，無顯著性影響；各因素對甘草酸含量影響大小順序為A>C>B，無顯著性影響；各因素對水分的影響依次為C>B>A，出風口溫度和浸膏比重對水分含量有顯著性影響。同時結合粉末的外觀形狀綜合評價，優選工藝為A1B3C3，即進風口溫度150℃、出風口溫度90℃、浸膏比重1.15。

表3 方差分析（出粉量）

表4 方差分析（甘草苷含量）

表5 方差分析（甘草酸含量）

2.6 優選工藝驗證試驗

利用同一批浸膏按優選工藝進行3 批驗證試驗，結果見表7。

由結果可知，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，該工藝比較穩定，重現性比較好。

表6 方差分析（水分）

表7 驗證結果

3 討論

甘草中的小分子有效成分基本上是黃酮和三萜皂苷兩類化學成分，為了較好地控制噴霧干燥工藝，選擇了甘草苷和甘草酸雙指標以提高工藝質量。

在多次的預實驗和正交試驗研究中發現，甘草浸膏在噴霧干燥進料時選擇比重在1.00～1.20 之間比較合適，比重過高，使得浸膏黏稠度大，容易阻塞進料管路和噴嘴等、霧化顆粒過大，藥粉也易粘壁；如果比重過低，浸膏含水量高，蒸發的水量就會增加，能耗大，噴霧干燥效率低，時間長，藥粉顆粒太細，收集藥粉時易飛揚，造成出粉量的降低。甘草浸膏噴霧干燥對藥粉水分控制影響很大，進風口溫度以150℃為宜，出風口以90℃比較合適，如果出口溫度過低，會使得藥粉含水量高，干燥耗時長，效率低，成本高。

試驗結果表明，以噴霧干燥方法直接制得藥粉，外觀均勻，有效成分含量損失少，水分較少，操作過程簡單，優于真空減壓干燥方法，且噴霧干燥高效率，省時省力，降低工序運行成本，為工業生產提供了基礎參考依據。

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