CN102147361A

CN102147361A - 五味子加工生产中的近红外在线检测方法

Info

Publication number: CN102147361A
Application number: CN 201110057844
Authority: CN
Inventors: 王英平; 张瑞; 刘宏群; 孙成贺; 赵景辉
Original assignee: 张瑞
Priority date: 2011-03-11
Filing date: 2011-03-11
Publication date: 2011-08-10

Abstract

本发明是一种五味子加工生产中的近红外在线检测方法，首先获得原材料、中间产品（半成品）、产品的标准样品，对标准样品进行近红外光谱扫描，获得标准样品的近红外光谱图；对标准样品的质量指标进行常规检测，获得其质量指标的实测值，将标准样品的近红外光谱图和质量指标实测值进行耦合，通过计算，建立五味子近红外在线检测模型，并利用该模型对五味子生产过程实施在线检测，有效解决了离线检测存在的问题，同时检测系统的便携性，可以将检测系统直接搬运到田间地头，对原材料进行产地实时检测，大大提高检测效率，有效的保证生产过程可控，提高产品质量。

Description

五味子加工生产中的近红外在线检测方法

技术领域

本发明涉及五味子生产中质量检测方法，进一步讲是公开了一种五味子加工生产中的近红外在线检测方法，属于中药生产质量检测技术领域。

背景技术

目前，五味子生产加工中质量检测一般为形态检测、理化检测、色谱鉴别等，且为离线检测，样品前处理繁锁、自动化程度不高，在检测过程中使用大量有机试剂，检测室条件要求高，因此存在检测周期长、成本高、污染环境、非在线等缺点。近红外在线检测可有效解决这些问题，实行远程、快速、无损、在线全程检测，可有效的保证生产过程可控，提高产品质量。同时检测系统的便携性，可以将检测系统直接搬运到田间地头，对原材料进行产地实时检测，可大大提高检测效率。

发明内容

本发明是一种五味子加工生产中的近红外在线检测方法，解决了五味子在生产加工中离线检测检测周期长、成本高、污染环境等缺点。

本发明的技术解决方案如下：

1、获得原材料、中间产品（半成品）、产品的标准样品，对标准样品进行近红外光谱扫描，获得标准样品的近红外光谱图；

2、对标准样品的质量指标进行常规检测，获得其质量指标的实测值，将标准样品的近红外光谱图和质量指标实测值进行耦合，通过计算，建立五味子近红外在线检测模型，并利用该模型对五味子生产过程实施在线检测。

本发明涉及的五味子加工过程，其特征是：加工过程包括净制、粉碎、蜜制、醋制、冻干、提取、浓缩、成分分离、干燥、灭菌、包装等。。

本发明涉及的五味子产品包括淫羊五味子、五味子提取物及其他含有五味子成分的产品。

本发明涉及的中间产品是五味子生产过程中各个生产环节所产生的中间产品，同时包括各个生产环节生产过程中的产品（或者样品）。

本发明涉及的质量指标为原材料、中间产品（半成品）、产品的内在品质，包括五味子甲素含量、乙素含量、醇甲含量、醇乙含量、挥发油含量等项目。

本发明涉及的对样品质量指标进行常规检测，其特征是：所述常规检测是指HPLC、TLC、GC等药典所载的检测方法。

本发明涉及的近红外光谱扫描、模型建立、在线检测，其特征是：近红外光谱扫描、模型建立、在线检测等工作是通过由近红外光谱仪、计算机以及相应得软件组成的在线检测系统来完成的。

本发明涉及的在线检测模型，其特征是：建立的在线检测模型可以用来进行在线检测，也可以用来进行非在线检测。

本发明的积极效果在于：

应用近红外在线检测技术可快速、实时监测生产的全过程，根据其预测的结果可有效控制生产的各个环节，从而为生产工艺的标准化提供了支持，同时可以最大可能的保证产品质量。有效解决了离线检测存在的问题，同时检测系统的便携性，可以将检测系统直接搬运到田间地头，对原材料进行产地实时检测，大大提高检测效率，有效的保证生产过程可控，提高产品质量。

附图说明：

图1五味子原材料近红外在线检测模型建立流程图示意图；

图2五味子原材料近红外光谱图；

图3五味子原材料未知样品近红外光谱图；

图4 五味子提取物加工工艺流程及近红外在线检测示意图；

图5五味子提取物加工流程中提取液近红外光谱图；

图6五味子提取液未知样品红外光谱图。

具体实施方式：

下面将通过以下2个实施方案来对本发明进行解说。

实施例1：五味子原材料近红外在线检测

五味子作为原材料是各种五味子产品的物质基础，只有保证了原材料的质量，才有可能生产出质量可靠的五味子产品，因此原材料质量检测是极为重要的一个环节。常规五味子原材料质量检测指标主要有五味子甲素含量、乙素含量、醇甲含量、醇乙含量，检测方法主要是HPLC法。HPLC法法需要大量化学试剂和多个步骤的操作，因此效率低下，且污染环境。近红外在线检测可以很好的克服这些不足之处。

依据2010版药典中对五味子原材料的规定，建立五味子原材料近红外在线检测方法主要包括以下几个步骤：

１．标准样品采集

采集五味子样品（果实）共90份，样品经药用植物研究室刘兴权研究员鉴定。五味子西样品洗净，60℃烘干，粉碎后过60目筛，备用。

２．近红外光谱图采集

将步骤1中所有的样品粉末分别加入样品杯（样品杯容积的3/4），将样品杯放入旋转台，通过积分球来采集光谱，共采集光谱图90份（见图2，图2中每条谱线分别代表一个样品）。光谱采集条件：分辨率为8cm^-1，样品扫描次数为64次，保存数据从12500cm^-1-4000cm^-1，结果谱图为吸光度，保存的数据块为吸光度、单通道光谱、背景等。

３．含量测定

将步骤1中所有的样品粉末分别精密称取0.25g，加18mL甲醇，超声处理20min，定容至2018mL，摇匀，过滤，滤液备用。

取五味子对照品甲素、乙素、醇甲、醇乙适量，精密称定，加甲醇制成1mL含醇甲0.3mg的溶液，作为对照品溶液。

液相色谱条件：十八烷基硅烷键合硅胶为填充剂；甲醇-水（65：35）为流动相，检测波长250nm。

分别精密吸取对照品溶液与样品溶液各10uL，注入液相色谱仪，测定，即得样品醇甲、含量。

五味子标准样品醇甲含量统计见下表：

４．模型建立

利用分析软件，通过样品光谱与化学值的拟合建立五味子原材料近红外定量分析方法，定量分析方法优化条件如下：光谱预处理方法：消除常数偏移量；平滑点数：17；频率范围：7502.2-4246.8；检验类型：交叉检验；维数：7；R²：88.2 ；RMSECV：0.0164；

通过交叉和检验，得到的模型的预测值、偏差：

样品编号真值预测值偏差

1 0.405 0.4151 -0.0101

2 0.4241 0.4383 -0.0142

3 0.4387 0.4287 0.01

4 0.4241 0.418 0.00609

5 0.4075 0.4271 -0.0196

6 0.4319 0.4141 0.0178

7 0.4341 0.4069 0.0272

8 0.4188 0.4234 -0.00459

9 0.4031 0.4273 -0.0242

10 0.4239 0.4285 -0.00461

11 0.422 0.4113 0.0107

12 0.4138 0.4159 -0.00206

13 0.4142 0.3918 0.0224

14 0.4117 0.4191 -0.00739

15 0.4184 0.446 -0.0276

16 0.4175 0.4223 -0.00481

……………………

90 0.3346 0.3392 -0.00458

５．未知样品含量预测

按照步骤2中方法在加工原料中采集未知样品1、2、3的光谱图（见图3），调出建立的定量分析模型，利用近红外相关软件对未知样品的醇甲含量进行预测分析；按照步骤3中方法对未知样品进行醇甲含量分析。将未知样品的预测值和实测值进行比对，通过分析，判定建立的模型可用于五味子原材料醇甲含量检测。

未知样品醇甲含量预测值与真值对比统计

实施方案二：五味子提取过程在线检测

五味子提取物作为五味子的一个重要产品具有组成成分稳定、含量确定、便于入药等优点，五味子提取物已广泛的存在于五味子产品贸易当中。目前五味子提取物生产过程中质量检测主要才用离线方式，耗时长，不能实时监控提取过程。五味子提取物生产主要采用热回流的方法，需要消耗大量的热能。采用五味子提取过程在线检测技术，可实时监测提取过程，同时为反应终止技术支持，以减少能源消耗。

建立提取物生产近红外在线检测方法主要包括以下几个步骤：

１．标准样品采集：

采集五味子样品（果实）共90份，样品经药用植物研究室刘兴权研究员鉴定。五味子样品洗净，40℃烘干，粉碎后过60目筛。精密称取定量的样品粉末，浸润12h，加热回流提取，提取条件：提取溶剂70%乙醇，料液比1：5、1：2，提取时间4h，提取三次。

２．近红外光谱图采集

吸取适量的、步骤1中得到的、所有的提取液，分别放入流通池样品瓶，将样品瓶放入检测口进行样品光谱采集，共采集光谱270份(见图5，图5中每条谱线分别代表一个样品)。光谱采集条件：分辨率为8cm-1，样品扫描次数为32次，保存数据从12500cm^-1-3500cm^-1，结果谱图为吸光度，保存的数据块为吸光度、单通道光谱、背景等。

３．提取液含量测定

取五味子对照品甲素、乙素、醇甲、醇乙适量，精密称定，加甲醇制成1mL含甲素、乙素、醇甲、醇乙0.3mg的溶液，作为对照品溶液。

分别精密吸取对照品溶液与样品溶液各10uL，注入液相色谱仪，测定，即得样品甲素、乙素、醇甲、醇乙含量。

样品甲素、乙素、醇甲、醇乙等含量统计见下表：

４．模型建立

以五味子醇甲为例，建立定量分析模型：

光谱预处理方法：减去一条直线；平滑点数：17；频率范围：7463.6-6098.2，5450.19-5442.475；检验类型：交叉检验；维数：7；R2：94.37；RMSECV：0.0427；

通过交叉和检验，得到的模型的预测值、偏差：

文件名真值预测值偏差

0021014.0 0.2434 0.259 -0.0156

0021015.0 0.2608 0.2733 -0.0125

0021016.0 0.2303 0.263 -0.0327

0021017.0 0.2277 0.2265 0.00121

0021018.0 0.2494 0.2902 -0.0408

0021019.0 0.3006 0.3437 -0.0431

0021021.0 0.2692 0.3561 -0.0869

0021022.0 0.2947 0.319 -0.0243

0021023.0 0.2849 0.3255 -0.0406

0021025.0 0.3772 0.3993 -0.0221

0021026.0 0.3804 0.3878 -0.00741

………………………………………

0053045.0 0.1752 0.1598 0.0154

５．未知样品醇甲含量预测

在生产过程中，从提取罐随机采集3份样品，编为1、2、3号，按照步骤2中方法采集未知样品光谱图（见图6），调出建立的定量分析模型，利用近红外相关软件对未知样品的醇甲含量进行预测分析；按照步骤3中方法对未知样品进行醇甲含量分析。将未知样品的预测值和实测值进行比对，通过分析，判定建立的模型可用于五味子提取液醇甲含量检测。

Claims

1.一种五味子加工生产中的近红外在线检测方法，包括以下步骤：

1）该检测方法包括首先获得原材料、中间产品（半成品）、产品的标准样品，对标准样品进行近红外光谱扫描，获得标准样品的近红外光谱图；

2）对标准样品的质量指标进行常规检测，获得其质量指标的实测值，将标准样品的近红外光谱图和质量指标实测值进行耦合，通过计算，建立五味子近红外在线检测模型，并利用该模型对五味子生产过程实施在线检测。

2.根据权利要求1所述的在线检测方法，其特征在于：加工过程包括净制、粉碎、蜜制、醋制、冻干、提取、浓缩、成分分离、干燥、灭菌、包装等。

3.根据要求1所述的在线检测方法，其特征在于：质量指标为原材料、中间产品（半成品）、产品的内在品质，包括五味子甲素含量、乙素含量、醇甲含量、醇乙含量、挥发油含量等项目。

4.根据权利要求1所述的在线检测方法，其特征在于：所述常规检测是指HPLC、TLC、GC等药典所载的检测方法。