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    響應(yīng)曲面法優(yōu)選人參葛根煎膏醇沉工藝

    2019-08-15 03:04:24王秀麗
    中國藥業(yè) 2019年16期
    關(guān)鍵詞:總皂苷皂苷曲面

    叢 婧,王秀麗

    (1.北京典奧中衛(wèi)醫(yī)藥科技有限公司,北京 100054; 2.北京中醫(yī)藥大學(xué),北京 102488)

    保健食品不以疾病治療為目的,可調(diào)節(jié)機(jī)體功能[1],符合傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)的“未病先防”理念[2],近年來得到了規(guī)范化發(fā)展。人參葛根煎膏是擬開發(fā)的一款以人參、葛根等為原料的保健食品制劑。產(chǎn)品水提液中含有淀粉等成分,濃縮成清膏放冷后易成糊狀,影響成品質(zhì)量,需對提取液進(jìn)行醇沉。為確保工藝的合理,需對醇沉工藝進(jìn)行優(yōu)選。本試驗中以沉淀率和濃縮膏總皂苷含量為評價指標(biāo)進(jìn)行工藝優(yōu)選[3-4]?,F(xiàn)報道如下。

    1 儀器與試藥

    1.1 儀器

    D100B型數(shù)顯定時恒流泵(上海青浦瀘西儀器廠);DHG-9055A型鼓風(fēng)干燥箱(上海一恒科學(xué)儀器廠);DTG系列超聲波清洗機(jī)(鼎泰<湖北>生化科技設(shè)備有限公司);SE402F型電子分析天平(上海奧豪斯儀器有限公司);MS204TS/00型萬分之一電子分析天平(梅特勒-托利多儀器有限公司);Q/IROE-07-201型微量移液器(1 000 μL,上海求精生化試劑儀器有限公司)。

    1.2 試藥

    無水乙醇(分析純,天津市北辰方正試劑廠,批號為20170503);冰乙酸(分析純,天津市富宇精細(xì)化工有限公司,批號為20170715);Amberlite? XAD-2大孔樹脂(Ballancom chemical Co.);中性氧化鋁(100 ~200 目,層析用 FCP,國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司,批號為20170110);人參皂苷Re對照品(中國食品藥品檢定研究院,含量93.4%);香蘭素(分析純,天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司,批號為20160326);高氯酸(上海桃浦化工廠)。

    2 方法與結(jié)果

    2.1 總皂苷含量測定

    試樣處理:取人參皂苷Re對照品0.010 1 g,精密稱定,用甲醇溶解并定容至10 mL,即得每1 mL含人參皂苷Re 0.969 6 mg的人參皂苷Re對照品溶液。取香草醛0.5 g,精密稱定,加冰乙酸溶解并定容至10 mL,即得5%香草醛-冰乙酸溶液,使用前新制。

    線性關(guān)系考察:精密吸取人參皂苷Re對照品溶液50,100,150,200,250μL,分別加入 5 支錐形瓶中,60℃熱風(fēng)揮干溶劑,用0.5 mL移液管各準(zhǔn)確加入新鮮制備的5%香草醛-冰醋酸溶液0.2 mL、高氯酸0.8 mL,60℃恒溫加熱10 min,取出,流水冷卻2 min,準(zhǔn)確加入冰醋酸5 mL,充分搖勻,隨行試劑空白,按紫外分光光度法,在560 nm波長處測定吸光度。以吸光度(Y)為縱坐標(biāo)、人參皂苷Re進(jìn)樣量(X)為橫坐標(biāo)進(jìn)行線性回歸,得回歸方程Y=3.534 4X-0.005 4,R2=0.999 3(n=5)。結(jié)果表明,人參皂苷Re進(jìn)樣量在58.17~407.20 μg范圍內(nèi)與吸光度線性關(guān)系良好。

    2.2 響應(yīng)曲面優(yōu)選試驗

    水提醇沉是中藥制藥重要除雜方法,醇沉的醇體積分?jǐn)?shù)多選50% ~70%[5-6],且為主要影響因素,醇沉?xí)r間多選1 d,因隨時間的延長,變化趨于平穩(wěn),故本試驗設(shè)計醇沉?xí)r間為20~28 h[7-9]。采用響應(yīng)曲面優(yōu)選設(shè)計(JMP軟件),以醇沉濃度和時間為影響因素,確定水提醇沉工藝最佳區(qū)域。因素設(shè)計見表1,試驗數(shù)據(jù)見表2。

    表1 試驗設(shè)計因素表

    表2 試驗數(shù)據(jù)表

    取相對密度為1.10~1.15(60℃)的煎膏水提濃縮液。13份樣品做醇沉試驗,按表1安排響應(yīng)曲面試驗,各取80 mL樣品,在一定量程的量筒中醇沉,達(dá)到規(guī)定的醇沉體積分?jǐn)?shù)和時間后,記錄醇沉后上清液體積(V1),并吸取一定體積(V2)的上清液,減壓濃縮(60~70℃,-0.06~0.08 MPa)去醇,放置表面皿中預(yù)凍,冷凍真空干燥12 h后稱質(zhì)量為m1,80 mL濃縮液的固形物總質(zhì)量為m0,折算出沉淀量,按下列公式計算沉淀率。醇沉后將上清液收集濃縮至相對密度為1.20~1.30(60℃測),以此樣品測定總皂苷含量。

    2.3 數(shù)據(jù)分析

    方差分析:結(jié)果見表3和表4。

    表3 沉淀率方差分析結(jié)果

    表4 總皂苷含量方差分析結(jié)果

    模型適用性分析:模型擬合是否合適,需依據(jù)預(yù)測值與實際值的擬合情況判斷。由圖1可見,代表實測值的黑點均布于預(yù)測值兩側(cè),P<0.05表示模型擬合合適。

    工藝優(yōu)選結(jié)果:由圖2 C響應(yīng)曲面等高線圖的白色區(qū)域給出的為最佳操作區(qū)域可見,醇沉體積分?jǐn)?shù)為58%~65%,醇沉?xí)r間為 22~28 h,總皂苷含量為3.75% ~4.05%,雜質(zhì)去除率為76% ~78%。經(jīng)計算,最佳操作點條件為醇沉體積分?jǐn)?shù)60%,醇沉?xí)r間28 h,總皂苷含量最大值為4.08%,沉淀率最大值為77.58%??紤]到實際生產(chǎn)排班習(xí)慣,在以后的生產(chǎn)中擬取60%乙醇醇沉24 h為操作條件,預(yù)測總皂苷含量為3.80%,沉淀率為76.88%。

    2.4 工藝驗證

    按優(yōu)選工藝條件,重復(fù)操作3次,取平均值,并進(jìn)行工藝驗證。結(jié)果見表5??梢姡に嚪€(wěn)定性和重復(fù)性均良好。

    3 討論

    中藥水提液精制工藝中醇沉法較常用,可澄清提取液、減少服藥量和去除雜質(zhì)等,操作過程簡單、溶劑安全性高、除雜效果好[10]。醇沉工藝選用適宜體積分?jǐn)?shù)的乙醇,可有效沉降糊化淀粉、黏液質(zhì)、蛋白質(zhì)等雜質(zhì)。多選用50% ~60%乙醇去除蛋白質(zhì)、無機(jī)鹽類雜質(zhì)[11]。乙醇體積分?jǐn)?shù)是醇沉的主要影響因素[7],合理加以控制,系統(tǒng)地對醇沉工藝進(jìn)行優(yōu)選,可避免制劑中有效成分流失。醇沉體積分?jǐn)?shù)對沉淀率和浸膏中總皂苷含量影響較大,隨前者增加,后兩者均先增大后減小,這與總皂苷的溶解度和雜質(zhì)蛋白質(zhì)與淀粉的溶解度有關(guān),醇沉?xí)r間因素的影響則相對較小。

    圖1 預(yù)測值區(qū)間散點圖

    圖2 響應(yīng)曲面和優(yōu)選等高線圖

    表5 工藝驗證試驗結(jié)果(%)

    目前中藥類保健食品中提取、醇沉工藝研究多選用單因素試驗、正交設(shè)計試驗對提取工藝進(jìn)行優(yōu)化篩選。其中,單因素試驗次數(shù)多,并未考慮因素之間的交互作用,使得其成本較高;正交設(shè)計試驗應(yīng)用較普遍,可得出各因素間的交互作用及可能的影響趨勢。響應(yīng)曲面法[12]是優(yōu)化隨機(jī)過程的統(tǒng)計學(xué)方法,建立連續(xù)變量曲面模型,尋找試驗指標(biāo)與各因子間的定量規(guī)律,找出各因子水平的最佳組合。其在多元線性回歸的基礎(chǔ)上主動收集數(shù)據(jù),以獲得具有較好性質(zhì)的回歸方程。建立的多維空間曲面較接近實際情況,近年來研究應(yīng)用實例較多,所需要的試驗組數(shù)相對較少,優(yōu)化工藝效果較優(yōu)[13],且不同于正交試驗,只能在設(shè)定的條件中選擇。

    本研究中選取的產(chǎn)品是以人參、葛根等為主要原料制成煎膏,以水提醇沉工藝成型,為確保產(chǎn)品的質(zhì)量,綜合考慮產(chǎn)品標(biāo)志性成分總皂苷含量、沉淀率等因素,利用JMP軟件可視化能力強(qiáng)的特點,研究水提醇沉工藝最佳條件,結(jié)合模型擬合,確定以60%乙醇醇沉24 h,制得的煎膏符合最終產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

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