專利名稱：一種提取工藝優(yōu)化方法
技術領域：
本發(fā)明涉及提取工藝優(yōu)化，屬于中藥現(xiàn)代化技術領域。
技術背景
中藥及相關產品的提取，包括中藥材提取、中藥方劑提取、保健品提取、天然產物提取、食品提取等，是其工業(yè)化生產的關鍵步驟，關系到產品的藥效、生產效率等。如何確保提取的效率，是提取工藝優(yōu)化的主要目的。提取工藝優(yōu)化，經常采用單因素考察、正交設計、 均勻設計等方法，其中又以正交設計應用最為廣泛。在提取工藝優(yōu)化過程中，提取時間和提取次數(shù)的考察是一個重要內容。
在常用的優(yōu)化方法中，時間因素考察常常是選擇1，2和3小時等某段時間，因而優(yōu)化的結果也為某個段時間，譬如2小時。選擇段時間進行工藝優(yōu)化，有利于簡化提取工藝的優(yōu)化過程。但是，該方法與提取過程的實際并不相符，因而該方法優(yōu)化的工藝的效率并不高。而且在實際研究發(fā)現(xiàn)，提取過程中第一次和第二次的提取物(溶出物)溶出過程并不一致，第二次比第一次更加容易達到提取濃度平衡。而在正交設計時，經常忽略了這一點。 如果分為3次提取，第三次達到平衡的時間比第二次更短。因而正交設計、單因素考察、均勻設計等常用提取工藝優(yōu)化方法，本身是存在缺陷的。
提取過程中，提取物的濃度變化是一個動態(tài)過程。根據(jù)Noyes-Whitney方程可以推測，隨著提取時間的延長，提取物濃度的變化逐漸減小。特別是對熱不穩(wěn)定成分，當達到某個平衡點后，提取物濃度會逐漸減小。因而，對提取而言，延長提取時間并不意味著得到更好的提取率。研究中我們發(fā)現(xiàn)，當提取物濃度達到某個范圍時，延長提取時間對提取率的貢獻基本為零。因而，我們認為對提取時間的考察應該建立在提取物濃度的動態(tài)變化之上。通過考察提取物濃度的變化，進而確定提取終點，不僅能夠確保提取率，而且還能夠更好地確保提取效率。這種以提取物濃度動態(tài)變化過程為基礎的提取工藝優(yōu)化方法，我們稱之為動態(tài)過程優(yōu)化方法。通過研究證明，采用本專利方法優(yōu)化的工藝與正交試驗優(yōu)化的工藝相比，提取率基本一致，提取時間可以節(jié)約50%以上。節(jié)約提取時間，就意味著節(jié)約能源、 人工，同時能夠提高生產效率，大幅降低生產成本。據(jù)初步估計，采用本方法優(yōu)化的工藝，相比正交設計優(yōu)化的工藝，生產成本減低25%以上(不計算藥材成本)。目前全國中藥行業(yè)的生產工藝基本都是建立在正交設計工藝優(yōu)化基礎之上的，如果能將本方法推廣到全國所有的中藥產業(yè)、提取物產業(yè)等相關產業(yè)中，其節(jié)約的成本將是非常巨大的，估計每年將在50 億元以上。
在常用的工藝優(yōu)化方法中，提取次數(shù)考察指標常設定為1，2或3次，然后通過相關研究確定提取次數(shù)。動態(tài)過程優(yōu)化方法，同樣可以優(yōu)化提取次數(shù)，即通過比較不同提取次數(shù)所得提取物的量，來確定提取次數(shù)。具體講，通過計算本次提取物的量占上一次提取物的量的比例，或者是占整個提取物的量的比例，來確定提取次數(shù)。一般來講，當?shù)趎+1次提取物的量在第η次提取物的量的20%以下(n = 1，2，3，4)，或者在總提取物的10%以下時，即可判斷提取次數(shù)為η次。當然如果第n+1次提取物的量在第η次提取物的量的10%以下(η=1，2，3，4)，或者在總提取物的5%以下時，就更加容易判定提取次數(shù)為η次。采用本發(fā)明進行提取工藝次數(shù)優(yōu)化，比一般常用的工藝優(yōu)化方法，能夠更加清晰的了解提取過程，明晰提取次數(shù)與提取率的關系，能夠提供直接的數(shù)據(jù)供判斷提取次數(shù)，充分比較采用不同提取次數(shù)的優(yōu)缺點。提取物的量的比較，可以通過相同體積下濃度的比較來實現(xiàn)，也可以通過各種方法折合成質量進行比較。
采用本發(fā)明，也可以進行提取溶劑、溫度等提取工藝的優(yōu)化，但是與其它工藝優(yōu)化方法相比，并無太多的優(yōu)勢。因而提取工藝的其它參數(shù)的優(yōu)化和選擇，例如提取溶劑、溶劑體積、溫度等，可以通過單因素考察、正交設計等方法進行。將本專利所發(fā)明的方法與一般常用工藝優(yōu)化方法相結合，能夠實現(xiàn)縮短提取時間，減少提取次數(shù)，降低生產成本等目的。發(fā)明內容
針對目前中藥產品提取工藝優(yōu)化方法存在的不足，本發(fā)明旨在提供一種新的提取工藝優(yōu)化方法。
1、本發(fā)明的原理
中藥產品提取，其提取物的量的變化是一個動態(tài)過程。按照Noyes-Whitney方程推測，提取物的量變化隨提取時間的延長逐漸減小。也就意味著，當提取物的量到達某個范圍后，延長提取時間并不能增加提取率。因而，如果能夠在測定提取物的量的變化的基礎上，確定提取終點，那么這個提取終點將是效率最高的時間點。本專利就是通過測定提取物的量的動態(tài)變化過程，進行提取工藝的時間優(yōu)化。同時通過比較不同提取次數(shù)所得提取物的量的多少，可以確定提取所需次數(shù)。
2、操作方法
中藥產品成分復雜。其提取物的量的測量，既可以是1個指標成分的量的測量，也可以是幾個指標成分的量的測量、1類成分的量的測量，幾類成分的量的測量，還可以是總固體物的量的測量；測量的量既可以是濃度，物質的量、質量、重量、吸光度、旋光值、液相峰面積，還可以是透光率等其它可測物理指標；量的測量方法，依據(jù)研究對象的不同，可以是液相含量測定法、薄層含量測定法、分光光度法、稱重法等不一而足。
提取終點(提取時間)的判斷，既可以采用通過繪制提取物濃度曲線，進行終點判斷；也可以通過比較相鄰一個或幾個時間段的濃度的變化來判斷。通過相鄰時間段濃度的變化來判斷提取終點時，時間段可以選擇20分鐘、10分鐘、5分鐘等不同時間段；濃度變化可以選擇變化小于8 %、5 %、3 %或1 %等；相鄰時間段，可以選擇2個時間段，也可以選擇多個時間段。本發(fā)明專利推薦采用比較不同時間段濃度變化來判斷提取終點，段時間推薦10 分鐘，連續(xù)比較3個時間段，每段之間的濃度變化小于3%或5%。具體判斷指標因研究對象而定。
提取次數(shù)的判斷，通過比較連續(xù)幾次之間提取物量的多少或者是某次提取占總提取物量的多少來實現(xiàn)。本發(fā)明專利推薦某次提取物的量低于上次的10%，或者低于總提取物的5%，即可判讀提取次數(shù)。具體判斷指標因研究對象而定。
3、本發(fā)明的優(yōu)點
相比于當前流常用的提取工藝優(yōu)化方法，本發(fā)明的優(yōu)化方法更加符合提取的實際過程，因而具有更好的提取率和提取效率，特別是在提取效率方面更為突出。初步估計，本專利能夠節(jié)約提取時間在50%以上，成本降低25%以上(不包含藥材成本)。
具體實施方式
實施方式一
三七提取工藝優(yōu)化研究
以文獻報道的正交工藝優(yōu)化的結果為基礎(袁旭江，復方制劑中三七提取工藝的再研究[J]，中成藥，2008，7 (30) :1057-159)，進行動態(tài)過程工藝優(yōu)化。
稱取三七IOOg (粗粉)，加入10倍量70%乙醇1000ml，回流提取，分別在0、10、 20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、140、160、180min，分別精密量取提取液 3ml 進行含量測定，每次補足相同體積的70%乙醇。180分鐘后，濾過提取液，藥渣再加入70% 乙醇 1000ml,回流提取，分別在 0、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、140、160、 180min，分別精密量取提取液3ml進行含量測定，每次補足相同體積的70%乙醇。
表1第一次提取液各時間點煎煮液中待測成分的含量(mg/mL)
權利要求
1.一種提取工藝優(yōu)化方法，其特征在于該方法通過考察提取物的量的變化來進行提取時間和(或)提取次數(shù)的優(yōu)化。
2.如權利要求1所述，其特征在于通過繪制提取物的量的動態(tài)變化曲線或者是通過設定某段或某幾段時間內提取物的量的變化范圍，來優(yōu)化提取時間。
3.如權利要求1所述，其特征在于通過比較不同提取次數(shù)間提取物的量或者是某次提取物的量占整個提取物的量的比例，來優(yōu)化提取次數(shù)。
4.如權利要求2所述，其特征在于某連續(xù)2段時間(20min)內的量的變化小于10%， 即為提取終點。
5.如權利要求3所述，其特征在于當?shù)趎+1次提取物的量低于第η次提取物的量的 20%，即可判斷該工藝需要進行η次提取(η = 1,2,3,4).
6.如權利要求2和4所述，其特征在于某連續(xù)2段時間(IOmin)內的量的變化小于 5 %，即為提取終點。
7.如權利要求3和5所述，其特征在于當?shù)趎+1次提取物的量低于第η次提取物的量的10%，即可判斷該工藝需要進行η次提取(n = 1，2，3，4)。
8.如權利要求1-7所述，其特征在于所考察的提取物包括某個成分、幾個成分、1類成分、幾類成分、總固體物等常用指標。
9.如權利要求1-7所述，其特征在于所考察的提取物的量，包括濃度、含量、重量、質量、物質的量、吸光度、液相峰面積等其他可用于表征提取物的量的物理指標。
10.如權利要求1-9所述，其特征在于該方法可以用于藥材提取、天然產物提取、中藥方劑提取、保健品提取等各種提取物制備過程的提取工藝優(yōu)化。
全文摘要
一種提取工藝中提取時間和(或)提取次數(shù)的優(yōu)化方法，該方法通過考察提取過程中提取物的量的變化來進行提取時間和(或)提取次數(shù)的優(yōu)化。該方法能夠大幅減少提取時間，節(jié)約提取成本，充分保證提取率和提取效率。該方法可以應用于中藥材、藥物、天然產物、保健品、方劑等各種提取物的提取。
文檔編號A61K36/258GK102489037SQ20111037242
公開日2012年6月13日 申請日期2011年11月22日 優(yōu)先權日2011年11月22日
發(fā)明者劉安, 王躍生, 章軍 申請人:中國中醫(yī)科學院中藥研究所