響應面分析法在中藥提取和制備工藝中的應用

李學明 林善華 陳華龍

摘要：目的：使用響應面分析法優化梔子黃色素提取工藝以及其制備工藝。方法：本研究應用單因素實驗結合響應面分析法，通過選取乙醇濃度、料液比以及提取溫度三大變量，通過對提取工藝進行三因素三水平分析以得到最佳的組合方式，從而達到對梔子黃色素提取工藝以及制備工藝進行優化的目的。結果：乙醇濃度為67.8%，料液比為1：10，提取溫度為68℃為梔子黃色素最佳提取工藝，在該條件下，梔子黃色素吸光值的模型預測值為0.7012，而實際驗證的梔子黃色素吸光值為0.7017，與模型預測值相近（P>0.05）。結論：應用單因素實驗結合響應面分析法對梔子黃色素提取以及制備工藝進行優化具有合理、簡便等特點，采用該法優化的提取工藝具有能耗少，得率高等優勢，值得進一步推廣及應用。

關鍵詞：響應面分析法;梔子黃色素;提取工藝;三因素三水平分析;單因素試驗

【中圖分類號】R283 ???【文獻標識碼】A ???【文章編號】2107-2306（2019）06-236-02

中藥有效成分的提取效果往往受到多種因素及其相互作用的影響，各因素之間彼此牽制，使得對提取效果的評估較為困難，因此，運用科學的設計策略對中藥有效成分的提取以及制備工藝進行優化具有至關重要的意義。既往，傳統的設計方法主要為正交設計法、均勻設計法以及單因素試驗法，但是上述方法因其均存在計算繁瑣，優化不夠全面等缺陷而使其進一步推廣受到了限制。而響應面分析法主要是通過確定各自變量因素及其相互作用對因變量響應值的影響，進而全面而準確表述出各自變量對響應值的影響，并擬合出各因素之間相互影響的回歸方程，通過對回歸方程進行解析從而得到最佳的自變量量組合方式。如上所述，響應面分析法因其具備簡單、高效、準確等優勢而被廣泛應用于各類重要提取與制備工藝的優化中。因此，為了系統探究使用響應面分析法優化梔子黃色素提取工藝以及其制備工藝的效果，本研究應用單因素實驗結合響應面分析法，通過選取乙醇濃度、料液比以及提取溫度三大變量，通過對提取工藝進行三因素三水平分析以得到最佳的組合方式，以期達到對梔子黃色素提取工藝以及其制備工藝進行優化的目的。

1.材料與方法

1.1實驗材料

所購入梔子均經藥學部中藥鑒定室鑒定，并符合《中華人民共和國藥典》相關項要求，將梔子剝殼、粉碎，備用。

1.2實驗試劑與儀器

本實驗試劑與儀器包括無水乙醇、超純水（自制）、回流提取儀、電子天平、中藥搖擺式粉碎機、旋轉蒸發儀、紫外分光光度計以及離心機等。

1.3梔子黃色素的提取方法

使用電子天平稱取5g梔子粉末于圓底燒瓶中，加入特定體積以及濃度的乙醇，在對應溫度下浸堤固定時間，提取液抽濾，并使用旋轉蒸發儀濃縮回收乙醇，得到對應的粗體液。在提取時，通過采用回流加熱裝置以避免溶劑的揮發，溶劑浸沒藥材表面后，于水浴中加熱回流，此時提取液經抽濾管抽入濃縮器，進而完成梔子黃色素的提取。

1.4梔子黃色素吸光值的測定方法

使用1cm的標準比色皿，以純水作為空白對照，將提取得到的粗提液于紫外分光光度計上進行測定，測定的波長為440 nm納米處的吸光值A。

1.5使用響應面分析方法優化提取條件

本實驗以單因素試驗為基礎，選取預期各類研究因素作為自變量，吸光值A作為因變量響應值，通過選取乙醇濃度、料液比以及提取溫度三大變量，通過對提取工藝進行三因素三水平分析以得到最佳的組合方式，從而達到對梔子黃色素提取工藝以及制備工藝進行優化的目的。

2.結果

2.1響應面分析結果

響應面分析結果如表1所述，利用Design Expert 軟件對實驗結果進行回歸擬合，得到以梔子黃色素的吸光值為響應值，以乙醇濃度、料液比以及提取溫度為三大自變量的擬合方程：Y =0.71 +0.012 X1 -0.064 X2 -0.020X3+0.028X1X2-0.016 X1X3-0.049 X2X3-0.060 X1-0.027 X2-0.081X3，其中，X1為乙醇濃度、X2為料液比，X3為提取溫度。

2.2關于擬合回歸方程的差異性分析

從擬合回歸方程的差異性分析來看，模型差異是顯著的（P<0.05），該模型的相關系數為R等于0.932，說明模擬回歸方程的擬合度很好，能較為準確對表述出各自變量對響應值的影響。通過回歸模型最佳的自變量量組合方式進行預測，乙醇濃度為67.8%，料液比為1：10，提取溫度為68℃為梔子黃色素最佳提取工藝，在該條件下，梔子黃色素吸光值的模型預測值為0.7621，而實際驗證的梔子黃色素吸光值為0.7717，與模型預測值相近（P>0.05）。

3.討論

中藥復方劑具有高效、低毒以及不宜產生耐藥性等優勢，故而開發安全低毒且高效的中藥復方劑一度成為研究者們關注的重點，其中，對相關中藥復方劑的提取以及制備工藝進行開發和優化尤為重要。中藥有效成分的提取效果往往受到多種因素及其相互作用的影響，使得對提取效果的評估較為困難，因此，運用科學的設計策略對中藥有效成分的提取以及制備工藝方案進行設計與優化是提取效果是否可以得到顯著提升的關鍵因素。而響應面分析法主要是通過確定各自變量因素及其相互作用對因變量響應值的影響，進而全面而準確表述出各自變量對響應值的影響，并擬合出各因素之間相互影響的回歸方程，通過對回歸方程進行解析從而得到最佳的自變量量組合方式，由此可知該法具備準確、全面等特點。因此，為了系統探究使用響應面分析法優化梔子黃色素提取工藝以及其制備工藝的效果，本研究應用單因素實驗結合響應面分析法，通過選取乙醇濃度、料液比以及提取溫度三大變量，通過對提取工藝進行三因素三水平分析以得到最佳的組合方式，以期達到對梔子黃色素提取工藝以及其制備工藝進行優化的目的。結果表明，乙醇濃度為67.8%，料液比為1：10，提取溫度為68℃為梔子黃色素最佳提取工藝，在該條件下，梔子黃色素吸光值的模型預測值為0.7012，而實際驗證的梔子黃色素吸光值為0.7017，與模型預測值相近，充分驗證了應用單因素實驗結合響應面分析法對梔子黃色素提取以及制備工藝進行優化具有合理性，本研究優化和提取的制備工藝可最大效率利用原料，提高資源利用效率。

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作者簡介：李學明，男，1972年10月出生，本科學歷，民族：漢;籍貫：廣東韶關;職稱：副主任中藥師;研究方向：主要從事中藥炮制和中藥制劑研究。