全 文 ：收稿日期:2014-06-05
基金项目:国家十二五重大新药创制科技重大专项资助项目(2014ZX09201-022-03);湖北省重大科技创新专项资助项目(2013ACC005)
作者简介:黄文芳(1987-)，女，硕士，专业方向:中药及天然药物研究;E-mail:huangwenfangjiayou@ 126. com。
* 通讯作者:石召华，Tel:0711-3818216，E-mail:whimyf@ 163. com。
正交试验法优化槟榔鞣质的干燥工艺
黄文芳1，2，陈立军1，3，叶利春1，石召华1，3*
(1. 湖北李时珍药物研究院，湖北 武汉 430061;2. 湖北省天然组分药物工程技术研究中心，湖北 鄂州
436070;3. 武汉爱民制药有限公司，湖北 鄂州 436070)
摘要 目的:优化槟榔鞣质的干燥工艺。方法:以槟榔总鞣质、没食子酸含量和冻干率多指标综合加权评分为
指标，采用单因素和 L16(4
5)正交试验结合的方法，以预冻温度、预冻时间、升华干燥温度、升华时间、解析温度、真
空压力为考察因素优化槟榔鞣质的冻干工艺。结果:优选的最佳干燥方式为真空冷冻干燥，最佳工艺条件为:预冻
温度 － 35 ℃、预冻时间 8. 5 h、升华干燥温度 － 25→0 ℃、升华时间 18 h、解吸温度 20 ℃、真空压力 15 Pa，此条件下
总鞣质含量在 15. 92% ～ 16. 07%，没食子酸含量在 0. 79% ～ 0. 88%，冻干率为 96. 7% ～ 97. 0%。结论:应用综合评
价指标优化槟榔鞣质干燥工艺，稳定、合理、可行，可为槟榔鞣质的开发应用提供技术参考。
关键词 正交试验;干燥工艺;单因素试验;多指标评价;冷冻干燥
中图分类号:Ｒ286. 2 文献标识码:A 文章编号:1001-4454(2015)06-1309-03
DOI:10. 13863 / j. issn1001-4454. 2015. 06. 050
槟榔为棕榈科植物槟榔 Areca catechu L. 的干
燥成熟种子，具有杀虫、消积、行气、利水、截疟等功
效，是中医常用的驱虫、消积药物〔1〕。槟榔中鞣质
含量高达 15%左右，已在食品医药和化妆品等领域
广泛应用〔2〕。研究表明〔3，4〕，其鞣质有强吸湿性，在
空气中颜色逐渐变深，对热不稳定，因此很少应用于
中成药的制备。本实验选用目前产业化均常见的干
燥方式对槟榔鞣质提取物进行干燥工艺的对比研
究，得到其最佳干燥方式，并对该方法进行工艺优
化，以期为其在中药产业化上的应用提供技术参考。
1 仪器与材料
1. 1 仪器 ＲE-5298 旋转蒸发器(上海亚荣生化仪
器厂);LYO-0. 5(CIP)真空冷冻干燥机(上海东富龙
科技股份有限公司);DZG-6020 型真空减压干燥箱
(上海森信实验仪器有限公司生产);MA45 红外水
分测定仪(德国赛多利斯公司);安捷伦 1260 液相
色谱仪系统(美国安捷伦公司);电子分析天平(梅
特勒-托利多仪器(上海)有限公司);UV-2600 型紫
外可见分光光度计(日本岛津公司);BT1-200 恒流
泵(上海琪特分析仪器有限公司);SHZ-22 水浴恒温
振荡器(江苏太仓医疗器械厂)。
1. 2 材料 实验用槟榔药材购自武汉市神农本草
中药饮片有限责任公司 (产地:海南，批号:
120180)，经湖北中医药大学陈科力教授鉴定为棕
榈科植物槟榔 Areca catechu L. 的干燥成熟种子。
没食子酸对照品(中国食品药品检定研究院，
批号:110831-201204);磷钼钨酸试液(武汉浩海临
风科技有限公司);干酪素(化学纯，国药集团化学
试剂有限公司，批号:20130508);无水碳酸钠(分析
纯，国药集团化学试剂有限公司，批号:20120228);
娃哈哈纯净水。
2 方法与结果
2. 1 样品的制备
2. 1. 1 槟榔提取物的制备:取槟榔药材粗粉，置于
500 mL圆底烧瓶中，加 10 倍量 70%丙酮，于 50 ℃
恒温水浴中回流提取 0. 5 h，滤过后残渣再用 10 倍
量 70%丙酮提取 1 次，合并滤液，50 ℃减压浓缩回
收丙酮后得槟榔提取物。
2. 1. 2 不同干燥方式样品的制备:以含水量低于
5% 为干燥标准，分别精密量取上述提取物(物料厚
度均为 5 mm)，采用常压干燥、真空减压干燥、真空
冷冻干燥和真空微波干燥方式进行处理，干燥产品
粉碎成细粉，密封保存，备用。各干燥方式及操作条
件见表 1。
2. 2 多指标评价指标的测定
2. 2. 1 总鞣质的含量测定〔5〕:将没食子酸对照品
配成 0. 5 mg /mL的对照品溶液，吸取不同体积的没
食子酸对照品溶液配制成系列浓度梯度，吸取各浓
度梯度的对照品溶液 2 mL，分别置 25 mL棕色量瓶
中，各加入磷钼钨酸试液 1 mL，再分别加水 10 mL，
用 29%碳酸钠溶液稀释至刻度，摇匀，放置 30 min，
以相应的试剂为空白，在 760 nm 波长处测定吸光
度，以吸光度(A)为纵坐标，浓度(C，mg /mL)为横坐
标，绘制标准曲线 A = 8. 3194C + 0. 0181，r =
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0. 9996。精密量取供试品溶液 2 mL，置 25 mL 棕色
量瓶中，自“加入磷钼钨酸试液 1 mL”起，依法测定
吸光度，从标准曲线中读出供试品溶液中没食子酸
的量，计算，即得总酚量。精密量取供试品溶液 25
mL，加至已盛有干酪素 0. 6 g的 100 mL具塞锥形瓶
中，密塞，置 30℃水浴中保温 1 h，时时振摇，取出，
放冷，摇匀，滤过，弃去初滤液，精密量取续滤液 2
mL，置 25 mL棕色量瓶中，自“加入磷钼钨酸试液 1
mL”起，依法测定吸光度，从标准曲线中读出供试品
溶液中没食子酸的量，计算，即得不被吸附的多酚
量。按下式计算鞣质的含量:鞣质含量 =总酚量 －
不被吸附的多酚量。
2. 2. 2 没食子酸的含量测定〔6〕:采用 HPLC 法测
定槟榔鞣质及其干燥产品中游离没食子酸的含量。
色谱柱为大连依利特 Hypersil BDS C18柱(250 mm ×
4. 6 mm，5 μm)，流动相为甲醇-0. 05%磷酸(4∶ 96)，
流速 1. 0 mL /min，检测波长 272 nm，柱温 30 ℃，进
样量 10 μL。将没食子酸对照品配成 97. 2 μg /mL
的对照品溶液，用此对照品溶液配制成系列浓度梯
度，吸取各浓度梯度的对照品溶液 10 μL，进 HPLC
分析，记录峰面积，以峰面积(Y)为纵坐标，浓度(X，
μg /mL)为横坐标，绘制标准曲线 Y = 28. 4833X －
6. 2050，r = 0. 9999。样品进行 HPLC 分析，利用所
得标准曲线计算没食子酸含量。
2. 2. 3 冻干率的测定:冻干率是物料冻干后质量
占物料总量的比例，本实验采用费休氏水分测定
法〔1〕测定样品中的含水量从而计算冻干率。
2. 2. 4 综合评价:采用加权评分法，单因素试验过
程中，取总鞣质含量、没食子酸含量的权重系数分别
为 0. 5、0. 5，正交优化试验过程中，取冻干率、总鞣
质含量、没食子酸含量的权重系数分别为 0. 4、0. 3、
0. 3。分别每项的最佳指标定为 100 分，最差的指标
定为 0 分，总评分为对应项的评分之和。
2. 3 不同干燥方式的比较研究 不同干燥方式的
操作条件及测定结果见表 1。
表 1 槟榔提取物不同干燥方式的操作条件及测定结果
干燥方式
操作条件 测定结果
预冻时间 /
微波功率
温度 /℃ 真空度 鞣质含量
评分
没食子酸
含量评分
总评分
常压干燥 － 65 － 11. 1 14. 1 12. 6
－ 75 － 12. 0 14. 3 13. 2
－ 85 － 16. 2 16. 0 16. 1
－ 95 － 17. 0 20. 1 18. 6
－ 105 － 19. 8 24. 3 22. 1
真空减压干燥 － 45 0. 1 MPa 44. 1 52. 7 48. 4
－ 55 0. 1 MPa 46. 4 65. 1 55. 8
－ 65 0. 1 MPa 50. 3 71. 2 60. 8
－ 75 0. 1 MPa 49. 8 67. 2 58. 5
－ 85 0. 1 MPa 58. 2 80. 0 69. 1
真空冷冻干燥 4 h － 20 Pa 94. 4 79. 5 87. 0
6 h － 20 Pa 94. 7 86. 2 90. 5
8 h － 20 Pa 100. 0 100. 0 100. 0
10 h － 20 Pa 98. 6 81. 5 90. 1
12 h － 20 Pa 93. 8 85. 6 89. 7
真空微波干燥 3 W/g － 0. 04 MPa 8. 4 5. 9 7. 2
6 W/g － 0. 04 MPa 9. 6 0. 0 4. 8
9 W/g － 0. 04 MPa 3. 4 16. 2 9. 8
12 W/g － 0. 04 MPa 0. 0 16. 3 8. 2
15 W/g － 0. 04 MPa 12. 6 12. 1 12. 4
表 1 结果表明，真空冷冻干燥方式明显优于其
他干燥方式。
2. 4 真空冷冻干燥工艺优化 为进一步优化其真
空冷冻干燥工艺，选择预冻温度、预冻时间、预冻速
率、升华干燥温度、升华时间、解吸温度和真空压力
等主要因素进行单因素试验，进一步对槟榔鞣质的
冻干工艺进行系统研究。
通过单因素试验研究，确定本品的预冻温度以
－ 35 ℃为宜，并筛选出有效的、明显的影响因素进
行正交试验研究，选用 L16(4
5)正交表进行试验，各
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因素水平见表 2，试验结果见表 3，方差分析见表 4。
表 2 因素与水平
水平
A预冻
时间 /h
B升华干燥
温度 /℃
C升华
时间 /h
D解吸
温度 /℃
E真空
压力 /Pa
1 4 － 30→0 12 20 10
2 5. 5 － 25→0 14 25 15
3 7 － 20→0 16 30 20
4 8. 5 － 18→0 18 35 25
表 3 正交试验结果
试验号 A B C D E 总评分
1 1 1 1 1 1 0. 0
2 1 2 2 2 2 3. 8
3 1 3 3 3 3 11. 5
4 1 4 4 4 4 30. 8
5 2 1 2 3 4 42. 3
6 2 2 1 4 3 50. 0
7 2 3 4 1 2 88. 5
8 2 4 3 2 1 53. 8
9 3 1 3 4 2 73. 1
10 3 2 4 3 1 96. 2
11 3 3 1 2 4 53. 8
12 3 4 2 1 3 57. 7
13 4 1 4 2 3 100. 0
14 4 2 3 1 4 76. 9
15 4 3 2 4 1 57. 7
16 4 4 1 3 2 61. 5
K1 11. 525 53. 850 41. 325 55. 775 51. 925
K2 58. 650 56. 725 40. 375 52. 850 56. 725
K3 70. 200 52. 875 53. 825 52. 875 54. 800
K4 74. 025 50. 950 78. 875 52. 900 50. 950
Ｒ 62. 500 5. 775 38. 500 2. 925 5. 775
表 4 方差分析
方差来源 SS f F 显著性
A 9954. 195 3 394. 460 ＊＊
B 69. 505 3 2. 754
C 3857. 810 3 152. 875 ＊＊
D 25. 235 3 1. 000
E 84. 135 3 3. 334
误差 25. 23 3
注:F0. 01(2，2)= 99. 00
正交试验结果显示 A ＞ C ＞ E ＞ B ＞ D，根据方差
分析显示，因素 A(预冻时间)、C(升华时间)有极显
著性影响(P ＜ 0. 01)。因此，确定最佳冻干工艺为
A4B2C4D1E2，即预冻时间 8. 5 h，升华干燥温度 － 25
→0 ℃，升华时间 18 h，解吸温度 20 ℃，真空压力 15
Pa。
2. 5 验证试验 将“2. 1. 1”项下制备的药液分成 3
批，每批 200 瓶。按“2. 4”项下筛选出的最优真空
冷冻干燥工艺进行干燥，验证该工艺的适用性，依法
测定总鞣质、没食子酸含量与冻干率，结果见表 5。
表 5 验证试验结果
批号
含量 /%
总鞣质 没食子酸
冻干率
/% 粉末外观
1 15. 92 0. 88 97. 0 质地疏松、性状良好
2 16. 21 0. 84 96. 9 质地疏松、性状良好
3 16. 07 0. 79 96. 7 质地疏松、性状良好
依据上述实验结果，与同批槟榔提取液原料进
行对比，总鞣质与没食子酸的含量在冻干前后并无
明显差异，所以冻干工艺并不影响槟榔总鞣质的含
量;同时，优化后的槟榔鞣质冻干产品，外观良好，复
溶性好，骨架结构完整，澄明度良好，且含水率均在
4%以下，批次间差异小，其他因素无显著统计学意
义。因此，槟榔中总鞣质的最佳冻干工艺为:预冻时
间 8. 5 h，升华干燥温度 － 25→0 ℃，升华时间 18 h，
解吸温度 20 ℃，真空压力 15 Pa。
3 讨论
目前研究槟榔中鞣质类成分报道较少，由于鞣
质类成分对湿热较敏感，采用真空冷冻干燥方法不
仅能够最大程度保留其有效组分，并能够很好保持
槟榔鞣质的结构形态，也能达到干燥的目的，同时，
干燥后的产品复溶性好。本实验研究可为槟榔鞣质
的开发及其制剂研究提供技术参考。
参 考 文 献
［1］国家药典委员会 . 中华人民共和国药典［S］．一部 . 北
京:中国医药科技出版社，2010:342-343，附录 52.
［2］ Silva EM，Pompeu DＲ，Larondelle Y，et al. Optimisation of
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macroporous resins using an experimental design methodol-
ogy［J］． Separation and Purification Technology，2007，53
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［3］杨文强，王红程，王文婧，等 . 槟榔化学成分研究［J］．
中药材，2012，35(3):400-403.
［4］郭增军，孙启时，龙丽辉，等 . 九牛造中总鞣质提取方法
和没食子酸含量测定研究［J］． 中药材，2007，30(11):
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［5］谢坤，唐丽，张婉，等 . 磷钼钨酸 /干酪素法测定蒙药阿
给炮制前后的鞣质含量［J］． 中药材，2009，32(10):
1517-1519.
［6］李镜友，罗巧红，张曼，等 . HPLC 法测定不同采收期猴
耳环中没食子酸的含量［J］．中药材，2009，32(6):915-
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