中药提取最佳加水量的计算

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【中图分类号】R95 【文献标识码】A 【文章编号】1672-3783(2010)06-0135-02

作者简介:杜明华(1955-),男,汉族,副主任中药师,副教授,研究方向:中药制剂。现任江苏省徐州医药高等职业学校制药工程系主任。

【摘要】目的:寻求中药提取最佳加水量的计算方法;方法:以中药可溶物(或有效成分)提取率为指标,以中药吸水率、可溶物溶解度等参数为依据,通过数理推导,创建中药提取最佳加水量的计算公式;结果:创建了中药提取最佳加水量计算公式;结论:本计算公式简便、易行、科学、实用,在中成药生产中具有重要的实用价值和经济意义。

【关键词】中药提取;加水量;计算公式

中药水提取是中成药生产的一道重要工序,一般提取二次。一直以来,加水量多凭经验估计,即使做正交试验,水平取值也多凭经验,得出的结果也只是在取值范围内的较好水平,不一定是最佳水平。加水量少,不能充分提取有效成份,造成药材浪费。加水量大,煎煮、浓缩都耗时、耗能,增加生产成本。因此,科学计算加水量具有重要的经济意义。本研究以可溶物提取率(或残留率)为指标,以中药吸水率和可溶物溶解度等特定参数为依据,结合生产实践,通过数理推导,从理论上探讨了中药提取最佳加水量的计算方法,并创建了计算公式。运用该计算公式,可根据对提取率的期望值准确计算出一煎和二煎的最佳加水量。在中药生产中具有重要的经济意义和实用价值。现介绍如下:

1 几个相关概念的界定

1.1 溶质煎出率(P)与溶质残留率(R)。

P=溶质煎出量/溶质总量。R=残留在药渣中的溶质量/溶质总量。溶质:指药材中可以煎出的可溶性物质或有效成分。

1.2 饱和水量(Lmax)。饱和水量指一煎时,使溶质保持饱和浓度的最大加水量。如果加水量再增加,煎出液的浓度就下降。

1.3 药材吸水率(L0)。L0 =(润透药材量-药材量)/ 药材量。

具体中药的Lmax、L0具有其特定性,可通过实验获得。

2 研究思路与方法

在一定的条件下,中药中溶质的溶解度是固定的。设一煎加水量为L1,二煎加水量为L2,溶质的饱和浓度为C,当L1≤Lmax时,煎出液的浓度恒为C,则煎出量W=L1•C,即W与L1成正比。从理论上讲,L1< Lmax是不合理的。当L1>Lmax时,煎出液的浓度CiXa和Xc>Xa,从而证明L1=Lmax是最佳方案。再根据药材Lmax和L0的特定性,推导出二煎加水量L2的计算公式。为尊重中药提取传统习惯,加水量,药材吸水率均以药材量的倍数表示。

2.1 当L1=Lmax时,Xa、P及L2的计算。

设总加水量L不变,药材中的溶质量为X。当L1=Lmax时,溶质已全部溶于水中,虽然有L0量的水被吸收于药材中,但药材内外溶质的浓度是相等的。所以X=Lmax•C。一煎溶质残留量X1= L0•C。X1即为二煎液中的溶质量。二煎加水量L2=L-Lmax。二煎的药液水量为L2+L0,设二煎药液浓度为C2。二煎残留量为Xa,则:

C2=X1/(L2+L0)=L0•C/(L2+L0);

Xa=C2•L0=L02•C/(L-Lmax+L0)。

R=Xa/X=L02•C/(L2+L0)Lmax•C =L02/(L2+L0)Lmax

(1)

P=1-R。由(1)式可推导出(2)式。L2=L02/ R•Lmax-L0 (2)

由(2)式可知,L2的大小与Lmax、L0和R有关。Lmax与L0由药材的性质决定,可通过实验获得。R是提取的期望值,可合理确定。

2.2 证明L1Xa:

当L0

Xb=L0•C2=(Lmax-L1+L0)C•L0/(L-L1+L0)

XaXb=L02•CL-Lmax+L0÷(Lmax-L1+L1)•C•L0L-L1+L0

整理得:

XaXb=L0L-L0L1+L02(L0L-L0L1+L02)+(Lmax-L1)•(L-Lmax)(3)

因L>L1,Lmax、L、L0、L1均大于1,故分子L0L-L0L1+L02>1。因Lmax>L1,L>Lmax,所以(Lmax-L1)>0,(L-Lmax)>0,(Lmax-L1)•(L-Lmax)>0。设分子L0L-L0L1+L02=A,分母中(Lmax-L1)•(L-Lmax)=B。因A>1,B>0,故A+B>A,代入(3)式得:Xa/Xb=A/(A+B)Xa,溶质残留量增大,煎出量减少。

2.3 证明L1>Lmax时,溶质残留量XC>Xa:

当L1>Lmax 时,一煎药液的浓度C1=X÷L1=Lmax•C÷L1,一煎溶质残留量X1=C1•L0=Lmax•C÷L1•L0。X1即是二煎时药材中的溶质量。二煎加水量L2=L-L1,二煎药液水量为L2+L0。二煎药液浓度C2和溶质残留量Xc分别为:

C2=X1/(L2+ L0)=Lmax L0C/L1(L-L1+ L0)。

Xc=L0•C2 =Lmax L02 C/L1(L-L1+L0)

XaXb=L02•CL-Lmax+L0÷

LmaxL02CL1(L-L1+L0)

=L1(L-L1+L0)Lmax(L-Lmax+L0)(4)

根据实验与生产实践经验,中药提取,一般L0为1.6(倍)左右[1],Lmax为8(倍)左右,L

3 讨论

(1)通过数理推导可知,中药提取在总加水量不变的情况下,一煎加水量L1=Lmax为最佳方案,二煎加水量L2与药材特性L0、Lmax及对R的期望值有关。处方确定后,Lmax、L0均是定值,可通过实验获得。L2可通过(2)式计算确定。计算公式简便、科学准确。在工业生产中具有良好的经济意义和实用价值。

(2)本公式计算为理论值,实际生产中,如果煎煮提取过程中有水份蒸发,实际加水量应增加“蒸发量”。“蒸发量”因设备和煎煮时间不同而异,可通过实验获得。蒸发量=理论出液量-实际出液量。

参考文献

[1] 刘德沛.植物类中药饮片浸透时间及吸水率的试验[J].广东医学,1964(6):31

作者单位:221116 江苏省徐州医药高等职业学校