一款养生酒药材有效成分超声提取工艺的优化

谢小林，代家佳，陈洪兴，邹 锐，王 成，向容方，江 伟

（1.茅台学院，贵州仁怀 564507； 2.贵州理工学院，贵州贵阳550003；3.贵州茅台酒股份有限公司，贵州仁怀564501）

《汉书·食货志》中记载:“酒，百药之长”。酒性温，味辛而苦甘；有温通血脉、宣散药力、温暖肠胃、祛散风寒、振奋阳气、消除疲劳等作用；适量饮用，有助于健康。药与酒混合后，酒借药势、药借酒力，酒和药通过相互作用，药效更好；中药养生酒正是基于此原理应运而生[1]。

中药养生酒是以酿造酒、蒸馏酒或食用酒精为基酒，加入一定比例的中药材或其有效提取物，采用相应工艺制成的饮料酒。中药养生酒用药讲究科学配伍，以养生健体为主，根据功能不同，可分为补气、补血、滋阴、补阳和气血双补等类型。因此，中药养生酒具有改善人体素质、提高抗病能力、美容润肤、防病祛病、延缓衰老、益寿延年等作用[2]。

随着科学技术的进步，中药养生酒在中药浸酒的传统工艺基础上，已发展到利用萃取、浸提和生物工程等现代化手段，提取中药中的有效成分制成高含量的中药养生酒[2]。近年兴起的超声波提取法已广泛应用于中药材有效成分的提取，此法可以大幅度提高有效成分的提取率，简化提取操作步骤，节省溶剂，节约成本。

本实验对中药养生酒的生产工艺中药材有效成分提取工艺进行研究，采用超声波提取技术对一款养生酒的配伍药材金樱子、熟地黄、红花、当归、松仁、雄蚕蛾、茯苓、龙眼肉、枸杞、天冬、大枣进行有效成分提取[3-5]，利用响应面法优化提取工艺，确定其最佳提取条件，为中药养生酒生产工艺技术提供数据支撑和理论依据[6-17]。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

金樱子、熟地黄、红花、当归、松仁、雄蚕蛾、茯苓、龙眼肉、枸杞、天冬、大枣、陈皮，购于贵阳芝林大药房；食用酒精，辉县市酒精有限责任公司。

1.2 仪器与设备

WGL-230B电热鼓风干燥箱，天津市泰斯特仪器有限公司；PS-110A超声机，东莞市洁康超声波设备有限公司；RE-2000B旋转蒸发器，上海越众仪器设备有限公司；SHZ-D(III)循环水多用真空泵，巩义市科华仪器设备有限公司；YP2002金诺电子天平，余姚市金诺天平仪器有限公司；HH-4D数显恒温水浴锅，常州澳华仪器有限公司；XM-800Y旭曼万能粉碎机，永康市铂欧五金制品有限公司。

1.3 方法

1.3.1 药材有效成分超声提取工艺

1.3.1.1 工艺流程

配伍药材清洗，低温干燥，经万能粉碎机粉碎后，200目不锈钢筛筛分；药材粉末与一定酒精浓度的溶液混合，按照实验设计超声提取（600 W）；摇匀，真空抽滤，吸取一定体积滤液至已干燥至恒重的蒸发皿中，水浴蒸干后，于105℃下干燥3 h，移至干燥器中，冷却30 min，迅速精密称重。

1.3.1.2 药材有效成分提取效果的计算

本实验采用浸出物作为药材有效成分提取效果的判断依据，按照下式计算：

式中：M2为浸出物及蒸发皿的重量，M1为蒸发皿的重量，M0为称取的药材重量，V0为酒精溶液的总体积，V1为量取滤液的体积。

1.3.2 单因素试验设计

1.3.2.1 酒精浓度的确定

本实验以浸出物为考察指标，称取2.00 g，料液比1∶8，超声提取温度25℃，超声时间20 min，分别采用 70%vol、65%vol、60%vol、55%vol、50%vol酒精浓度提取液浸提，平行实验3次，根据浸出物值确定提取液的最佳酒精浓度。

1.3.2.2 超声提取时间的确定

本实验以浸出物为考察指标，称取2.00 g，料液比1∶8，采用65%vol酒精浓度提取液浸提，超声提取温度25℃，分别超声提取15 min、20 min、25 min、30 min、35 min，平行实验3次，根据浸出物值确定最佳超声提取时间。

1.3.2.3 超声提取温度的确定

本实验以浸出物为考察指标，称取2.00 g，料液比1∶8，采用65%vol酒精浓度提取液浸提，超声提取时间20 min，分别在25℃、30℃、35℃、45℃、50℃温度下超声提取，平行实验3次，根据浸出物值确定最佳超声提取温度。

1.3.2.4 提取溶液体积的确定

本实验以浸出物为考察指标，称取2.00 g，采用65%vol酒精浓度提取液浸提，超声提取时间20 min，提取温度25 ℃，分别采用1∶6、1∶7、1∶8、1∶9、1∶10的料液比，平行实验3次，根据浸出物值确定最佳料液比。

1.3.3 采用响应面法优化养生酒最佳提取工艺

1.3.3.1 数据分析

本实验所得实验数据运用Design-Expert 8.0.6 Trial软件统计分析。

1.3.3.2 数据分析

为了检验响应面法对本实验所得最佳提取工艺的可靠性，将得到的最佳工艺进行重复操作，实验重复3次，取浸出物的平均值。

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果与分析

2.1.1 酒精浓度对药材有效成分提取效果的影响（图1）

图1 酒精浓度对药材有效成分提取效果的影响

由图1可知，随着酒精浓度的增大，浸出物不断增多，当酒精浓度达到55%vol时浸出物达到最大值56.25%；此后，浸出物值随着酒精浓度的增大而不断下降。因此，在料液比1∶8，超声提取温度25℃，提取时间20 min的工艺条件下，药材有效成分提取的最佳溶液酒精浓度为55%vol。

2.1.2 超声提取时间对药材提取效果的影响（图2）

图2 超声提取时间对药材有效成分提取效果的影响

由图2可知，超声提取时间为15 min时，浸出物值为53.00%；超声提取时间为20 min时，浸出物值为53.50%；超声提取时间为25 min时，浸出物值为52.50%；超声提取时间为30 min时，浸出物值为53.50%；超声提取时间为35 min时，浸出物值为54.00%；因此，超声提取时间对药材有效成分的提取没有明显的规律和影响。

2.1.3 超声提取温度对药材提取效果的影响（图3）

图3 超声提取温度对药材有效成分提取效果的影响

由图3可知，随着温度升高，浸出物不断增多，当温度由25℃升高至45℃，浸出物值由53.00%升高到56.00%。因此，在料液比1∶8，酒精浓度65%vol，提取时间20 min的工艺条件下，药材有效成分随着温度的升高而不断增加。

2.1.4 料液比对药材提取效果的影响（图4）

图4 料液比对药材有效成分提取效果的影响

由图4可知，当料液比小于1∶7时，浸出物值随着料液比的增加而减小；当料液比为1∶7时，浸出物值降低至50.00%；当料液比大于1∶7时，浸出物值又随着料液比的增加而增加；当料液比为1∶9时，浸出物值达到最大，为53.25%；此后，浸出物值随着料液比的增加而开始减小。因此，在65%vol酒精浓度浸提液、超声提取时间20 min、提取温度25℃的工艺条件下，药材有效成分超声提取最佳提取料液比为1∶9。

2.2 响应面方法优化养生酒药材最佳提取工艺的结果与分析

2.2.1 确定试验点

在单因素试验结果的基础上，综合考虑药材有效成分的特点及成本因素，以酒精浓度、超声提取温度、料液比为自变量，以浸出物为响应值，对养生酒药材提取工艺进行3因素3水平响应面分析实验，试验因子和水平见表1。

表1 试验因子和水平表

2.2.2 中心组合工艺条件优化结果

采用Box-Benhnken中心组合进行响应面优化实验，其实验方案和结果见表2，用Design-Expert 8.0.6 Trial软件对表中数据进行分析，得到Y值（浸出物）对自变量（X1、X2、X3）的二次多项回归方程：

方差分析及显著性检验结果见表3，由表3可知，该回归方程模型极显著(P=0.0006＜0.01)，失拟项P=0.1223＞0.05，失拟项检验结果不显著；说明该模型与数据拟合程度高，数据模型的选取具有合理性。模型决定系数R2为0.9554，表明二次回归方程与实验结果的拟合度较好，二次回归方程可以用于实验可靠性分析和预测。各因素P值表明：对药材有效成分提取的影响高度显著，对药材有效成分提取的影响极显著，X2、X3对药材有效成分提取的影响显著。通过F值的大小判断可得各个因素对药材有效成分提取的影响程度为X3＞X2＞X1，即料液比＞超声提取温度＞酒精浓度。

表2 响应面分析方案及试验结果

2.2.3 响应面分析与最优条件的确定

通过方差分析结果及图5中等高线和响应面的形状分析得出，酒精浓度与料液比存在一定的交互作用，超声提取温度与料液比、酒精浓度与超声提取温度交互作用不明显。

表3 回归方程各项的方差分析

图5 两因素交互作用对药材有效成分提取效果的影响

利用软件对实验数据进一步分析，对拟合的回归方程进行计算，预测药材有效成分的最佳超声提取条件。预测的最佳条件为：料液比1∶9.12、提取液酒精浓度55.91%vol、超声温度55℃、超声时间20 min，药材的浸出物预测值达57.70%。验证实验得到的药材浸出物值为57.35%，误差为0.61%，接近预测值，表明在该实验模型下得到的最佳提取条件具有较高的可靠性。

3 结论

本实验通过单因素试验确定超声提取工艺对药材有效成分影响因素主要是料液比、超声提取温度、酒精浓度，二次回归方程得出各个因素对药材有效成分提取的影响程度为料液比＞超声提取温度＞酒精浓度。

在单因素试验的基础上，采用响应面法对中药养生酒生产工艺中药材有效成分提取工艺的超声提取条件进行优化，确定最佳超声提取条件为料液比1∶9.12，提取液酒精浓度55.91%vol，超声温度55℃，超声时间20 min，此工艺条件下，药材的浸出物值达到57.35%。建立的二次多项模型，模型与相关数据拟合度较好，可靠性高；建立的方法操作简单、效率高、节约成本，具有良好的实际指导意义，可应用于养生酒生产工艺中药材有效成分的提取。

[1]赵寒.功能性养生酒探秘[J].科学养生,2012(1)：10-11.

[2]杨思进,徐厚平,马艳萍.中药养生酒发展思路探析[J].山西中医,2013(8)：59-60.

[3]杨思进,徐厚平,马艳萍.松龄太平春酒质量标准[J].特产研究,2010(1)：41-42.

[4]林一雄,罗小杰,樊丽君,等.雄蚕蛾的养生价值及其养生酒生产工艺技术研究[J].轻工科技,2015(4)：20-21.

[5]汪建国.延寿养生酒的研制[J].中国酿造,2010(7)：183-184.

[6]周进华,杨子芬,宋洁,等.不同浸泡时间和料液比对紫甘薯浸泡酒感官特性和品质的影响[J].人人健康,2017(6)：29-33.

[7]杨晶,张琳,赵梓邯,等.正交试验法优选陈皮橙皮苷超声提取工艺[J].中国现代中药,2017,19(8)：1176-1180.

[8]王保强,杨小平,李永红.藏红花高能超声提取的工艺参数优化[J].成都信息工程大学学报,2016,31(4)：372-376.

[9]林春燕,暴珑,黄家园,等.熟地中水溶性多糖超声提取工艺的正交优化[J].齐鲁药事,2012,31(4)：187-189.

[10]杨思进,徐厚平,马艳萍.熟地总黄酮的含量测定及其超声提取工艺的优化[J].分析测试,2009,26(4)：70-73.

[11]王远,秦龙,李平,等.不同乙醇浓度对当归保肝活性成分超声提取的影响[J].中国药师,2016,19(8)：1479-1482.

[12]刘梦迪,梁德勤,金传山,等.Box-Benhken响应面法优化超声提取天冬中皂苷的工艺[J].安徽中医药大学学报,2016,35(5)：89-92.

[13]刘亮,丁丽娜,陈东林,等.天冬总皂苷的超声提取工艺优化[J].井冈山大学学报,2015,36(2)：81-86.

[14]刘颖,王文晞,姜红.茯苓多糖的提取及其分子量测定[J].中国现代应用药学,2016,33(11)：1402-1404.

[15]贾琦,李雪华.龙眼肉多糖分析及结构研究[J].解放军药学药报,2009,25(1)：46-48.

[16]王鹏,朱荣菊.超声波法提取大枣多糖工艺的研究[J].人人健康,2015(24)：210.

[17]刘容,孙芳,陈秀丽,等.超声波在松仁多糖提取中的应用[J].林产化学与工艺,2007,27(1)：117-120.