中药具有多成分、多靶点、多功效及生产过程多变量、多因素的特点。传统方法中常固定工艺参数(如:提取时间、提取次数)来判定单个过程终点,过程分析技术以有效成分含量是否达到最大值来判定某个过程终点。中药质量控制源于设计,需引进安全、科学、有效的过程分析技术,测量过程关键指标含量,才能确保过程中活性成分质量稳定传递进一步控制终产品质量。近红外光谱分析技术是过程分析技术之一,广泛应用于中药过程质量控制中,具有快速、不损坏样品的特点,能对生产单元及时反馈,加强中药质量控制,保证中药质量均一性及工艺稳定性,解决中药活性成分准确快速检测的难题,提高生产效率、促进中药现代化研究。发酵虫草菌粉制剂主要为由江西济民可信金水宝制药公司生产的一类用于治疗肺肾两虚的产品。基于课题组前期利用中药指纹图谱、一测多评法、主成分分析及聚类分析对发酵虫草菌粉制剂产品中核苷、多糖、氨基酸及甾醇的质量控制方法进行的研究,本研究将过程分析技术引入发酵虫草菌粉生产全过程中(菌种培养、菌种传代、菌种发酵、发酵物滤过、发酵物干燥、发酵物粉碎、发酵物混合),基于中药指纹图谱将近红外光谱结合化学计量法建立快速测定模型。用高效液相色谱法测定不同生产单元中核苷、甾醇含量,用苯酚-硫酸法测定总多糖含量;用近红外光谱结合偏最小二乘法建立发酵虫草菌粉生产全过程中各成分的定量分析模型,考察光谱建模模型、光谱预处理方式、波数范围及化学测量值与模型预测值之间的绝对误差,并考察模型准确度、精密度、重复性及稳定性。以模型交互均方根误差、相对系数、主成分数筛选最佳定量模型并在各成分吸收波数范围内对不同操作单元进行定性判别分析研究。此外,对比不同过滤设备(板框过滤与陶瓷膜过滤)生产节点样品(膜前坨样、板框坨样、发酵坨样、膜后滤液、膜后浓液、板框滤液、板框浓液、发酵滤液、清液、消后液)中的核苷、多糖及甾醇含量差异,旨在于控制生产全过程发酵虫草菌粉质量,提高发酵虫草菌粉制剂类产品生产效率。具体研究内容及结果见以下几个方面:1.生产全过程发酵虫草菌粉的含量测定以生产全过程发酵虫草菌粉为研究对象,采用高效液相色谱法结合中药指纹图谱相似度分析对核苷类成分及甾醇类成分进行定性和定量分析,不同操作单元、不同批次间相似度均达到0.9以上。全过程总核苷平均含量分别为:11.88±0.50mg/g、10.47±0.45 mg/g、14.66±0.56 mg/g、14.26±0.30 mg/g、12.34±0.53 mg/g、11.82±0.44 mg/g、11.27±0.62 mg/g;胡萝卜苷含量分别为:0.38±0.03 mg/g、0.37±0.03mg/g、0.38±0.03 mg/g、0.39±0.03 mg/g、0.38±0.03 mg/g、0.39±0.03mg/g、0.38±0.03 mg/g;麦角甾醇含量分别为:1.69±0.31 mg/g、2.01±0.19 mg/g、1.98±0.25 mg/g、1.96±0.25 mg/g、2.13±0.18 mg/g、1.83±0.19 mg/g、1.87±0.12mg/g;豆甾醇含量分别为:0.18±0.01 mg/g、0.17±0.01 mg/g、0.18±0.01 mg/g、0.18±0.01 mg/g、0.18±0.01 mg/g、0.18±0.01 mg/g、0.18±0.01 mg/g;β-谷甾醇含量分别为:0.16±0.01 mg/g、0.15±0.01 mg/g、0.16±0.01 mg/g、0.16±0.01 mg/g、0.16±0.01 mg/g、0.16±0.01 mg/g、0.16±0.01 mg/g。结果表明发酵虫草菌粉生产全过程核苷及甾醇具有较高的过程稳定性和批间一致性。采用苯酚-硫酸法测定总多糖含量,外标法测定结果表明全过程不同批次间总多糖平均含量分别为70.11±11.18%、64.26±9.69%、67.04±10.91%、66.23±9.17%、65.69±8.15%、67.49±8.98%、66.62±5.83%。结果表明发酵虫草菌粉生产全过程总多糖质量较均一稳定。2.近红外光谱结合偏最小二乘法建立定量分析模型用判别分析对不同过程发酵虫草菌粉进行定性分析,结果表明不同核苷类、多糖类及甾醇类判别距离较为一致,在0.5-1.5范围内居多,提示不同过程发酵虫草菌粉相似度较高。以高效液相色谱法及苯酚-硫酸法测定的含量为化学测量值,导入近红外光谱中,比较不同预处理方法(一阶导数、二阶导数及S-G平滑处理)下的不同模型参数(均方差、相关系数及主成分数)差异并比较核苷提取液及发酵虫草菌粉所建立的定量分析模型预测值差异,结果表明两个模型预测值无显著性差异,但提取液近红外光谱与发酵虫草菌粉近红外光谱相比噪音较大且可能存在水中氢键对模型建立的干扰,最终选择发酵虫草菌粉原始光谱建立各成分偏最小二乘法定量分析模型。总核苷模型预测值与化学测定值绝对误差在0.33 mg/g内,总多糖绝对误差0.08%内,麦角甾醇绝对误差0.13 mg/g内,表明所建立模型可用于发酵虫草菌粉生产全过程中对活性成分含量准确快速检测。3.发酵物滤过工艺优化及近红外光谱定量分析模型的应用以水分含量、菌体收率、滤膜增厚程度等为指标,对陶瓷膜过滤系统中膜孔径、过滤压力、过滤温度、过滤时间、循环时间进行考察。基于测定的各成分含量对比分析板框过滤与膜过滤之间的差异性,结果表明陶瓷膜过滤利用动态“错流过滤”方式,使菌液达到分离浓缩和纯化的目的,有利于改善生产环境,减少废水排放,减轻环保压力,提高发酵虫草菌粉湿菌丝体的质量和收率,优于板框过滤,更加符合GMP的要求。模型验证结果证实了所建立的近红外光谱PLSR定量分析模型的可行性,可用于各成分含量检测。以上研究结果表明发酵虫草菌粉生产全过程中批间质量无显著性差异,相似度较高,质量较均一稳定;近红外光谱结合偏最小二乘法建立的定量分析模型可准确快速测定总核苷、总多糖、甾醇类成分含量,用于过程控制,提高发酵虫草菌粉制剂类产品过程质量检测速度;陶瓷膜过滤优于传统板框过滤,可节省二次过滤的时间,提高滤液利用率,可作为生产工艺自动化升级转型的新工艺。