中藥“開(kāi)關(guān)”藥對(duì)石菖蒲—蘇合香的揮發(fā)油提取工藝研究

劉爽++宋曉黎++肖瑤++王鑫++李學(xué)濤

【摘要】目的：研究中藥“開(kāi)關(guān)”藥對(duì)石菖蒲-蘇合香揮發(fā)油的最佳提取工藝。方法：基于單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)，采用響應(yīng)面法優(yōu)化水蒸氣蒸餾法提取揮發(fā)油的工藝條件。依據(jù) Design-Expert 8061軟件對(duì)各試驗(yàn)點(diǎn)的響應(yīng)值進(jìn)行回歸分析。結(jié)果：中藥“開(kāi)關(guān)”藥對(duì)石菖蒲-蘇合香揮發(fā)油的提取工藝條件在藥材粒度60目，液料比（mL∶[KG-*3/5]g）9∶[KG-*3/5]1，提取時(shí)間9h的提取率最高。結(jié)論：響應(yīng)面法優(yōu)選出的中藥“開(kāi)關(guān)”藥對(duì)石菖蒲-蘇合香揮發(fā)油的水蒸氣蒸餾法提取工藝條件重復(fù)性好，操作可行。

【關(guān)鍵詞】藥對(duì)；揮發(fā)油；響應(yīng)面法；水蒸氣蒸餾法

【中圖分類號(hào)】R2842【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】 A【文章編號(hào)】1007-8517（2016）18-0021-03

石菖蒲為天南星科植物石菖蒲 Acorus tatarinowii Schott 的干燥根莖，具有化濕開(kāi)胃、開(kāi)竅豁痰、醒神益智的功效[1]，臨床上主要用于心腦血管疾病的治療，如昏迷、冠心病、心絞痛、心率失常、降血脂、抗心肌缺血、抑制血栓形成、抗黏、抗凝等[2-3]，同時(shí)能夠改善腦水腫、抑制大鼠腦皮質(zhì)和海馬神經(jīng)細(xì)胞凋亡、提高小鼠正常血腦通透性和機(jī)體耐缺氧能力作用[4]，也有報(bào)道其有抗惡性神經(jīng)膠質(zhì)瘤的作用[5]。蘇合香為金縷梅科植物蘇合香樹(shù)Liquidambar orientalis Mill.的樹(shù)干滲出的香樹(shù)脂經(jīng)加工精制而成[6]。蘇合香性溫、味辛，歸心、脾經(jīng)，具有開(kāi)竅、破穢、止痛的功效，用于中風(fēng)痰厥、卒然昏倒、胸痹心痛，胸腹冷痛，驚癇[7]。是芳香開(kāi)竅藥中較常用的一味中藥，能夠改善氧糖剝奪/復(fù)氧誘導(dǎo)的腦微血管內(nèi)皮細(xì)胞的損傷，對(duì)腦起保護(hù)作用[8]。中醫(yī)理論認(rèn)為中藥“開(kāi)關(guān)”藥對(duì)可以開(kāi)竅啟閉、宣發(fā)神氣、調(diào)神定志、開(kāi)其閉塞，治療中風(fēng)入臟者。本試驗(yàn)通過(guò)響應(yīng)面設(shè)計(jì)法優(yōu)化中藥“開(kāi)關(guān)”藥對(duì)石菖蒲-蘇合香揮發(fā)油的水蒸氣蒸餾法提取工藝條件，考察不同因素對(duì)揮發(fā)油提取率的影響。

1儀器與材料

DFT-50粉碎機(jī)（溫嶺市林大機(jī)械有限公司）；TD2001B電子天平（余姚市金諾天平儀器有限公司）；PTHW電熱套（鞏義市予華儀器有限責(zé)任公司）；鋼絲篩網(wǎng)（浙江上虞市道墟五四儀器廠）；揮發(fā)油提取器（鞏義市予華儀器有限責(zé)任公司）；石菖蒲（生產(chǎn)批號(hào)：20151220，安徽亳州中藥材交易中心）；蘇合香（安徽亳州中藥材交易中心）；二甲苯（遼寧新興試劑有限公司）。

2方法

21藥對(duì)揮發(fā)油的提取根據(jù)2015《中國(guó)藥典》第四部通則2000中藥其他方法-2204揮發(fā)油測(cè)定方法乙法進(jìn)行提取。分別將石菖蒲、蘇合香粉碎，過(guò)篩，稱取20目的石菖蒲、蘇合香各15g，混合在同一圓底燒瓶中，加入300mL水與適量沸石，混勻，連接揮發(fā)油提取器并加入1mL二甲苯，緩緩加熱至沸，并保持微沸至規(guī)定時(shí)間。停止加熱，放置至冷卻，讀取揮發(fā)油體積，計(jì)算揮發(fā)油提取率揮發(fā)油提取率=（提取的早發(fā)油體積/藥材重量×100%）。

22響應(yīng)面試驗(yàn)

221響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)在單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，采用Design-Expert 8061軟件，選擇對(duì)藥對(duì)石菖蒲-蘇合香的揮發(fā)油提取率影響較大的三個(gè)因素作為自變量，分別為藥材粒度、液料比和提取時(shí)間。以揮發(fā)油提取率為因變量，以最佳水平為中心，試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果見(jiàn)下表1、2。

222響應(yīng)面分析利用軟件Design-Expert 8061統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，結(jié)果顯示整個(gè)回歸方程有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（F=741，P<001）表明回歸模型擬合效果良好；擬合不足檢驗(yàn)沒(méi)有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（F=114，P>005），表明模型中的自變量可以較好地解釋因變量。以Y為因變量，分別對(duì)各因素進(jìn)行二次多項(xiàng)式擬合，得擬合方程。Y=-1085409+0021167A+233847B+033068C-550000E-004AB+112500E-004AC+0024718BC-158496E-004A2-014002B2-0031334C2。詳見(jiàn)表3。

由表3可知，實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ途哂袠O顯著性。其中藥材粒度因素的一次項(xiàng)對(duì)揮發(fā)油提取率的影響具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<001），液料比和提取時(shí)間的一次項(xiàng)對(duì)揮發(fā)油提取率的影響無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>005）；各交互項(xiàng)（AB、AC、BC）對(duì)揮發(fā)油提取率的影響都無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>005）；藥材粒度、提取時(shí)間、液料比的二次項(xiàng)對(duì)揮發(fā)油提取率具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<001）；試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷南嚓P(guān)系數(shù)r=（022/025）×100%=88%，說(shuō)明揮發(fā)油提取率的變化有88%來(lái)源于所選因變量（藥材粒度、液料比、提取時(shí)間），因此可以應(yīng)用響應(yīng)面分析法優(yōu)選藥對(duì)揮發(fā)油提取工藝。

利用Design-Expert V8061軟件，各因素對(duì)揮發(fā)油提取率影響的三維響應(yīng)面和二維等高線見(jiàn)圖1～3。由于最佳水平范圍是響應(yīng)面頂端或其附近區(qū)域[9]，如果響應(yīng)面坡度平緩，說(shuō)明該因素對(duì)結(jié)果的改變不敏感；反之，則敏感。等高線的形狀可反映出2個(gè)因素之間交互作用的強(qiáng)弱，橢圓形表示交互作用顯著，圓形則相反。

由圖1～3可知，每?jī)蓚€(gè)因素的交互作用對(duì)揮發(fā)油提取率影響的程度不同，通過(guò)等高線的平緩程度可知，液料比、藥材粒度和藥材粒度、提取時(shí)間對(duì)揮發(fā)油提取率影響較顯著，而液料比、提取時(shí)間對(duì)揮發(fā)油提取率影響不明顯。

223數(shù)學(xué)模型優(yōu)化根據(jù) Design-Expert V8061軟件優(yōu)化，可以得到藥對(duì)石菖蒲-蘇合香的揮發(fā)油提取率的最優(yōu)條件為：藥材粒度5429目，液料比（mL：g）903∶[KG-*3/5]1，提取時(shí)間894h，模型推測(cè)理論提取率為17593%。

224驗(yàn)證試驗(yàn)為考慮實(shí)際問(wèn)題，將3因素調(diào)整為：藥材粒度60目，液料比（mL∶[KG-*3/5]g）9∶[KG-*3/5]1，提取時(shí)間9h，進(jìn)行3次平行驗(yàn)證試驗(yàn)，得到揮發(fā)油提取率分別為1742%、1749 %、1751%，平均提取率為 1747%，與理論提取率接近，表明采用數(shù)學(xué)模型對(duì)提取工藝進(jìn)行優(yōu)化是可行的。

3討論

石菖蒲具有開(kāi)竅豁痰、醒神益智、化濕開(kāi)胃的功效。石菖蒲含有β-細(xì)辛醚、α-細(xì)辛醚和甲基丁香酚等多種揮發(fā)油，具芳香之氣，為宣氣通竅之佳品。蘇合香具有開(kāi)竅、辟穢、止痛的功效。與其他芳香開(kāi)竅類藥物一樣“獨(dú)行則勢(shì)弱，佐使則有功”。石菖蒲和蘇合香均屬于中藥芳香開(kāi)竅藥，均可“開(kāi)竅于腦”，具有“芳香開(kāi)竅，引藥上行”的功效?，F(xiàn)代醫(yī)學(xué)[10]認(rèn)為兩者均可以顯著增加血腦屏障（BBB）的通透性，促進(jìn)藥物跨過(guò)血腦屏障BBB入腦，增加藥物在腦內(nèi)的濃度，被看作是經(jīng)典的腦部“引經(jīng)藥”。

本文采用水蒸氣蒸餾法旨在對(duì)中藥“開(kāi)關(guān)”藥對(duì)石菖蒲-蘇合香增加血腦屏障（BBB）的通透性的成分進(jìn)行提取，通過(guò)單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)和3因素3水平的響應(yīng)面設(shè)計(jì)方法，建立了中藥“開(kāi)關(guān)”藥對(duì)石菖蒲-蘇合香的揮發(fā)油提取率和各影響因素之間的多元二次模型，通過(guò)該模型不僅可以預(yù)測(cè)中藥“開(kāi)關(guān)”藥對(duì)石菖蒲-蘇合香的揮發(fā)油提取率，還通過(guò)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)確定了其最佳提取工藝參數(shù)，藥材粒度60目，液料比（mL∶[KG-*3/5]g）9∶[KG-*3/5]1，提取時(shí)間9h，在此工藝條件下?lián)]發(fā)油的提取率為1747%。提取工藝條件重復(fù)性好，操作可行，值得推廣。

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（編輯：梁志慶）