Box-Behnken設(shè)計(jì)-效應(yīng)面法優(yōu)選黃芩飲片產(chǎn)地炮制加工關(guān)鍵技術(shù)研究

葛秀允 辛 華 武衛(wèi)紅 史國玉 商慶節(jié)

山東醫(yī)學(xué)高等專科學(xué)校，山東濟(jì)南250002

黃芩為唇形科植物黃芩（Scutellaria baicalensisGeorgi）的根，具有清熱燥濕、瀉火解毒、止血、安胎的功效[1]。其道地產(chǎn)區(qū)主要有山東、內(nèi)蒙古、山西等地。黃芩是山東的主要道地藥材之一，采收后在產(chǎn)地自然曬干，以原藥材的形式流通，在飲片生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行水處理軟化、切制、烘干等工序加工制成飲片使用。這種加工模式，存在“二次加工”和水處理的問題，化學(xué)成分易溶于水后流失，導(dǎo)致飲片質(zhì)量下降[2-5]。目前，對(duì)黃芩的研究報(bào)道主要集中在化學(xué)成分和藥理作用方面，國內(nèi)尚未見到采用烘制法進(jìn)行產(chǎn)地炮制加工方面的文獻(xiàn)報(bào)道。

本研究針對(duì)上述加工模式的弊端，對(duì)影響黃芩飲片質(zhì)量的加熱溫度、時(shí)間和物料厚度進(jìn)行Box-Behnken設(shè)計(jì)-效應(yīng)面法優(yōu)選，確定最佳產(chǎn)地炮制加工關(guān)鍵技術(shù)，避免“二次加工”，節(jié)省加工成本，減少化學(xué)成分流失，提高黃芩飲片質(zhì)量[6]。

1 儀器與試藥

1.1 實(shí)驗(yàn)儀器

Ultimate 3000高效液相色譜儀、二極管陣列檢測(cè)器、Chromeleon 7工作站（美國Thermo科技公司），SB-5200 DTS超聲波清洗機(jī)（寧波新芝生物科技股份有限公司），BP211D型電子天平（sartorius公司）（精確至0.01 mg），Lichrospher C18色譜柱[月旭科技（上海）股份有限公司，4.6 mm×250 mm，5 μm]。

1.2 試藥

黃芩苷（成都普思生物科技有限公司，批號(hào)分別為：160803-201821）、甲醇（上海星可高純?nèi)軇┯邢薰?，色譜純）、乙腈（上海星可高純?nèi)軇┯邢薰荆V純）、磷酸（天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司，批號(hào)：20160629，色譜純）、蒸餾水（廣州屈臣氏食品飲料有限公司），其余試劑均為分析純。

黃芩藥材采自山東省濰坊市臨朐縣，經(jīng)山東省中醫(yī)藥研究院中藥資源研究室靳光乾主任中藥師鑒定為唇形科植物黃芩的根。

1.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.3.1 因素水平選擇 目前黃芩飲片炮制工藝為產(chǎn)地采收曬干，藥材凈制后，投入到沸水中煮10 min或蒸30 min，切片，曬干或烘干。對(duì)以上存在“二次加工”的現(xiàn)象，根據(jù)預(yù)實(shí)驗(yàn)，采用不同溫度烘制加工黃芩飲片，制備飲片，并進(jìn)行綜合質(zhì)量評(píng)價(jià)，確定影響黃芩飲片質(zhì)量的主要因素。以外觀性狀、浸出物和黃芩苷的含量為評(píng)價(jià)指標(biāo)，采用加權(quán)法進(jìn)行評(píng)分。1.3.2 因素水平 根據(jù)《中華人民共和國藥典（一部）》[1]黃芩項(xiàng)下黃芩飲片的炮制方法，對(duì)影響黃芩飲片質(zhì)量的關(guān)鍵因素進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，確定了烘制溫度1（100℃）、烘制溫度2（60℃）和烘制溫度3（40℃）三個(gè)關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)。進(jìn)一步采用Box-Behnken 設(shè)計(jì)-效應(yīng)面法優(yōu)選產(chǎn)地炮制加工關(guān)鍵技術(shù)。影響黃芩產(chǎn)地炮制工藝的因素和水平見表1。

表1 因素水平

2 方法與結(jié)果

取黃芩鮮藥材29份，每份500 g，除去須根，清水洗凈，晾干，按Box-Behnken設(shè)計(jì)表安排的29種工藝分別制備黃芩飲片樣品。根據(jù)《中華人民共和國藥典（一部）》[1]、《山東省中藥飲片炮制規(guī)范》2012年版黃芩項(xiàng)下性狀規(guī)定，請(qǐng)3名炮制專家和老藥工進(jìn)行外觀性狀質(zhì)量評(píng)價(jià)。包括黃芩飲片的形狀（滿分50分）、表面顏色（滿分30分）、氣味（滿分20分）。按照《中華人民共和國藥典（一部）》[1]浸出物測(cè)定法項(xiàng)下熱浸法測(cè)定黃芩飲片醇溶性浸出物的含量，并按照其黃芩項(xiàng)下含量測(cè)定方法測(cè)定黃芩苷的含量。測(cè)定結(jié)果見表2。

表2 Box-Behnken設(shè)計(jì)-效應(yīng)面法設(shè)計(jì)表及實(shí)驗(yàn)結(jié)果

綜合評(píng)分：中藥飲片的傳統(tǒng)質(zhì)量評(píng)價(jià)是以飲片外觀性狀為主要指標(biāo)，同時(shí)結(jié)合浸出物含量和黃芩苷含量進(jìn)行綜合評(píng)分。外觀性狀項(xiàng)加權(quán)系數(shù)為0.4，其他兩項(xiàng)加權(quán)系數(shù)為0.3。

綜合得分=性狀項(xiàng)得分×0.4+浸出物含量得分×0.3+黃芩苷含量得分×0.3。其中浸出物得分=浸出物含量/浸出物含量最高值×100；黃芩苷含量得分=黃芩苷含量/黃芩苷含量最高值×100。

2.1 結(jié)果分析

采用Design-Expert 8.05軟件對(duì)表1～2實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行二次回歸效應(yīng)面回歸分析，建立多元二次效應(yīng)面回歸模型，得擬合方程為Y=-228.58319+25.11717×A+18.79313×B+15.94944×C+8.04394×D+0.14625×A×B+0.29750×A×C+0.20047×A×D-0.10983×B×C+0.00650×B×D-0.077292×C×D-4.07381×A2-0.63841×B2-1.33628×C2-0.18377×D2，其中Y為效應(yīng)值，即黃芩飲片外觀性狀、浸出物含量和黃芩苷含量綜合評(píng)分，A、B、C、D為自變量，即物料厚度、不同溫度的烘制時(shí)間。各因素方差分析見表3。

表3 方差分析

由表3可知，模型的F=439.0100，P＜0.0001，提示實(shí)驗(yàn)所采用的二次模型具有極顯著的影響，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。失擬項(xiàng)P=0.1668，提示無明顯失擬因素存在，可用回歸方程代替實(shí)驗(yàn)真實(shí)點(diǎn)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析。

A、B、C、D、AB、AC、AD、BC、CD、A2、B2、C2、D2均P＜0.05，提示這幾項(xiàng)對(duì)綜合評(píng)分均有影響，其中A、C、D、AD、A2、B2、C2、D2具有顯著性影響，剩余項(xiàng)P＞0.05，對(duì)綜合評(píng)分沒有影響。

采用Box-Behnken設(shè)計(jì)-效應(yīng)面法確定的黃芩飲片最優(yōu)產(chǎn)地炮制加工關(guān)鍵技術(shù)為：物料厚度4.10 cm，100 ℃烘制14.86 min，60℃烘制5.15 h，40℃烘制23.31 h。結(jié)合大生產(chǎn)的實(shí)際情況確定黃芩飲片的產(chǎn)地炮制加工關(guān)鍵技術(shù)為：取黃芩藥材鮮品，洗凈，物料厚度4 cm，100℃烘制15 min，60℃烘制5 h，40℃烘制24 h，取出切薄片，干燥，篩去碎屑。

2.2 驗(yàn)證試驗(yàn)

取黃芩鮮藥材3份，每份1 kg，按照確定的產(chǎn)地炮制加工工藝進(jìn)行制備，并進(jìn)行綜合質(zhì)量評(píng)價(jià)，測(cè)得結(jié)果見表4。說明該制備工藝穩(wěn)定性較好，可行性較高。

表4 驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果

2.3 黃芩飲片含量測(cè)定結(jié)果

取上述購進(jìn)的黃芩藥材鮮品，自然曬干，按照《中華人民共和國藥典（一部）》[1]黃芩項(xiàng)下方法制備黃芩飲片，并按照藥典方法測(cè)定黃芩苷含量，共制備三個(gè)批次，結(jié)果分別為9.13%、8.92%、9.07%，平均含量為9.04%，說明該方法穩(wěn)定、重復(fù)性高。

3 討論

中藥包括中藥材、中藥飲片和中成藥三大部分。中藥材療效為三者之首，中藥飲片居中藥材和中成藥之間。中藥飲片是指在中醫(yī)藥理論指導(dǎo)下，根據(jù)辨證論治和調(diào)劑、制劑的需要，對(duì)中藥材進(jìn)行特殊加工炮制后的制成品。中藥材必須炮制成飲片后方能入藥，這是中醫(yī)臨床用藥的特點(diǎn)之一。中醫(yī)采用飲片組方制劑應(yīng)用于臨床治療，是中醫(yī)治病用藥的特色所在。飲片質(zhì)量的優(yōu)劣不但直接影響自身的臨床療效，也關(guān)系到中成藥的臨床療效。

目前，中藥材在產(chǎn)地采收、曬干后即進(jìn)入市場流通，在飲片生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行水處理軟化、切制、烘干等工序加工制成飲片。增加了中間的儲(chǔ)存、運(yùn)輸環(huán)節(jié)，運(yùn)輸周期長及貯藏不當(dāng)會(huì)造成中藥飲片質(zhì)量下降和損耗，而且會(huì)增加中藥飲片生產(chǎn)企業(yè)在設(shè)備、人力和能源方面的投入成本。黃芩在產(chǎn)地加工方面存在“二次加工”現(xiàn)象，加工和炮制環(huán)節(jié)脫節(jié)，導(dǎo)致飲片質(zhì)量下降[7-8]。

本研究通過不同溫度對(duì)黃芩藥材鮮品進(jìn)行烘制，殺酶保苷，通過程序降溫進(jìn)行干燥，至軟硬適度時(shí)進(jìn)行切制，產(chǎn)出的黃芩飲片較為優(yōu)質(zhì)。避免了傳統(tǒng)炮制加工方式中存在的“二次加工”、多次水處理，避免黃芩藥材有效成分流失、飲片質(zhì)量下降[9-15]。本研究確定的加工法可有效提高黃芩飲片中黃芩苷的含量，比傳統(tǒng)方法加工的黃芩飲片中黃芩苷含量提高近20%，且能縮短加工時(shí)間，其工藝參數(shù)明確，適合規(guī)范化、規(guī)模化生產(chǎn)。該方法可提高黃芩飲片的質(zhì)量，保證臨床療效，為中藥飲片產(chǎn)地炮制加工提供了示范作用，具有重要的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)價(jià)值。