絮凝技术在中药提纯中的应用

即可把沉淀除去, 在浓缩后可进行二次澄清, 结果良好, 对麻
黄碱的含量亦无影响。此外, 甲壳素对无机盐( 硫酸钙) 的影
响较乙醇要小的多, 加用乙醇沉淀后硫酸钙的含量仅有 未沉
淀的 21. 8% , 而用絮凝方法硫酸钙则 保留了 98. 38% 。 采用
天然絮凝剂甲壳胺精制四逆汤的研究表 明, 絮凝技术能 在较
表 1 3 种工 艺过程分析 Table 1 Analysis of three kind of processes
工艺 加澄清剂 过滤 滤液 周期/ h 收率/ % 单服量/ 粒
I
无
难 浑浊 45
33. 3
7
II 酒精( 量大) 易 澄明 58
14. 3
4
III 几丁质( 量小) 易 澄明 30
17. 8
在中 药生产过程 中, 为 了除去中 药材煎 煮液中 的淀粉、 鞣质、胶质、蛋白质、多糖 等杂质, 常用 水提醇 沉法提纯 。不 过, 该法存在着乙醇耗量大、有效成分提取率 低、鞣质和 树脂 等难于除净、操作复杂、乙醇回收麻烦等缺点。与水提醇沉法 相比, 絮凝技 术在中药 提纯过程中 的很多方 面占有 优势, 如 生 产成本、除 杂效果、中 药有 效成 分的 回收 率、澄清 剂的 用
絮凝技术在中药提纯中的应用
马 骏
( 天津大学电子信息工程学院, 天津 300072)
絮凝是利用 有机高分 子在一定条 件下通过自 身的长 链 将固液两相体系中的固体颗粒、胶体物质以及可溶性大 分子
物质“桥联”起来形成大的颗粒聚集体的过程。絮凝技术是一 种简单有效的固液两相体系分离方法, 既可作为独立的 操作 单元, 也可和其他固液分离方法组合使用, 作 为预处理、中间 处理或深度处理的手段。絮疑技术具有设备 投资少、处 理效 果好、易于操作、管理简单等优点, 广泛地应用于水和废 水处 理、矿物分离、废漆 处理、糖 蜜和蛋白 质的回 收以及 制药等。 在中医药领域, 絮凝技术主要应用于中药的提纯过程 中。与 传 统的提纯方 法( 如 水提醇沉法、水提 静置法等) 相 比较, 在 除杂 效果、有 效成分的 回收率、生产成本 等方面均 存在明 显 的优势。
大程度地保留中药有效成分的基础上, 通过电中和吸附 架桥
及网 捕和卷扫, 将体系 中的悬浮物 质和胶体 粒子进 行去除,
使体 系的澄明度 得以提高, 中草药 得以精制, 在一 定程度 上
能够 替代传统的 醇沉工艺, 降低成 本, 而 且使用的 天然絮 凝
剂甲壳胺完全无毒、操作简单、使用方便。同 时发现, 当 甲壳
关 系的研 究, 结果 发现, 经 甲壳 胺精 制后, 体 系的 电导 率、
电 位 和 吸光 度 均 低 于醇 沉 工 艺, 尤其 在 絮 凝 剂 加 入 量 为
0. 85 g / L , 温度 为 60 ℃, pH 为 4. 0, 搅拌 速度 为 100 r / min
时, 效果更佳。采用絮凝工艺处理肉苁蓉水提液的研究 结果
研究中发现, 单用 甲壳素就可 使提取液澄 清, 但沉淀物的 颗
收稿日期: 2002-10-12 作者简介: 马 骏( 1973- ) , 男, 天津人, 工程师, 硕士, 主要研究方向为计算机技术在化工过程中的应用。
· 附20 ·
中草药 Chinese T r aditio nal and Her bal D rug s 第 34 卷第 8 期 2003 年 8 月
量、操作工艺的难易程度以及生产周期等。 1 絮凝法与其他提取方法的比较 1. 1 在澄清效果方面: 部分单味药材的絮凝 液与醇沉液、水 煎液作了比较研究[ 1] 。结 果表明, 壳 聚糖絮凝剂用于大 多数 单味中药浸提液均起到一定的澄清作用 , 并能有效保留 其中 大部分有效成分, 但对水溶性较小的靛玉红有所影响。此外, 与水醇法相比, 壳聚糖澄清工艺能明显提高锌、锰、钙等 元素 的转移率, 同时对重金属元素铅有一定的去除作用。以 壳聚 糖为 絮凝剂, 采用絮凝 法除去中药 药液中的 杂质, 从鞣酸 浓 度、体系温度、pH 值、絮凝剂用 量及粘均相 对分子 质量等 方 面探讨鞣酸絮凝规律, 并用正交试验优化其絮凝条件。 试验 表明, 随着絮凝温度的升高, 絮凝效果有所改 善, 但温度 过高 则会 出现絮 凝恶化 现象, 絮凝温 度应选 择在 50 ℃～70 ℃; 在酸性环 境, 随着 pH 值 的升高, 絮凝 效果变好, 但酸度不 是 越大 越好, 从 理论上讲 处理液应选 择酸性到 中性的 范围内;
不同浓度的鞣酸原液在同一絮凝剂加入量的条件下, 其去除 率也不相同 , 在稀 溶液中, 需要较多 的絮凝剂 静电架 桥吸附 胶粒, 因此 很稀 的药液 应浓 缩处 理; 最佳 絮凝 条件 为, 温度 50 ℃, pH= 6. 80, 粘均相对分子质量不定, 35 mL ( 其中有 25 m L 醋酸和醋酸 钠缓冲液) 鞣酸水溶液中 1% 絮凝剂 加入量 为 4. 0 mL , 其中影响最明显的絮凝参数是壳聚糖加入 量, 其 次是温度, 影响最小的是壳聚糖的粘均相对 分子质量。 1. 2 在指标成分、稳定性和经济指标方面: 絮 凝法工艺与水 提醇沉法等传统工艺相比同样有明显的优势。以壳聚糖为絮
III
0. 22
2. 99 1. 53 2. 60
33. 3 14. 3 17. 8
粒较 小, 且较 松散, 过滤仍存在 一定困难 , 再 加入明 胶后, 沉
淀加 速, 若加 热至 80, 中药提取液的稀溶液中 加入
甲壳 素和明胶( 二 者之比为 2∶1) , 其 沉淀速度更 快, 初滤 时
[ 16] Zhou Q H, M a X M , Li X X . Research on int egrat ed ut iliza-
t ion of D ioscorea z ing ibe rensis [ J] . Chin T rad it H erb D r ugs ( 中草药) , 1991, 22( 6) : 254-255.
才能发生, 如果浓 度过高, 胶体颗粒 表面吸附 了大量 的高分 子, 就会在表面 形成空间保护层( stericlay er ) , 阻止了架桥结 构的形成, 使得絮凝不易发生。而高分子絮凝 剂对絮凝效果 的影响一般是相对分子质量越大其架桥能力越强, 絮凝效果 也越好。但是相对分子质量太大的高分子絮凝剂不仅溶解困 难, 运动迟缓, 而且吸附的胶体颗粒的空间距离太远, 不容易 聚集, 达不到有效的絮凝。 1. 3 在 有效成分 的保留及生 产成本和周 期方面: 絮 凝澄清 技术也明显优于醇沉工艺。利用水提静置法( 工艺 I, 不加澄 清 剂 ) 、水 提醇 沉 法( 工 艺 II , 加酒 精) 和 水 提絮 凝 法 ( 工 艺 I II, 加几 丁质) 3 种工艺 处理宫 瘀净处 方的研 究充分 说明了 这点[3] 。并且对工 艺 III 和工艺 II 相比较, 絮凝剂用 于澄清 中药水提液, 对保留多糖、苷类等水溶性成分效果较好( 见表 见 1, 2) 。 在对甲壳素、明胶和丹宁对麻杏平喘液 提取液的影响的
胺用量为 1. 0 g/ L , 温度为 60 ℃, pH 为 6. 0, 絮凝效果最好。
采用天然絮凝剂甲壳胺对生脉饮提 取液进行精制, 通过
对絮凝过 程中体系的电导率、 电位 和吸光度 的变化进行 动
态定 量监测以及 对不同絮 凝条件, 如絮凝剂 加入量、絮凝 温
度、pH 值和搅拌 速度与体系 电学性质和 澄明度变 化的相 互
中草药 Chinese T r aditio nal and Her bal D rug s 第 34 卷第 8 期 2003 年 8 月
· 附1 9·
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喘嗽液中的 杂质, 并与原生产 工艺水煮 醇沉法进 行的定 性、 定量、稳定性等实 验对照结果 表明, 壳聚糖絮 凝法能 够达到 质量标准, 可以代 替醇沉法, 但不适 用于含淀 粉药材 较多的 中成药。此外, 絮凝法也应用于感冒退热冲 剂、仙茸壮 阳精、 银杏[4] 等的提取制备工艺中, 并取得了较好的结果。 2 结语 由于絮 凝技术的 应用, 很 多中药的 生产工艺 得到优 化, 药剂的质量得到提高, 同时降低了成本。因此, 更加广泛地将 该技术应用 于中药领 域, 开发 更加完全 有效的絮 凝剂、优化 絮凝工艺、设计高效的絮凝设备以及实现絮 凝过程的自动控 制等, 对于 促进 我国中 医药 学的发 展以 及中 药现 代化 的过 程, 有着十分重要的意义。 R eferences : [ 1] Zhang T, Xu L Y , Tao J S , e t al. St udy on cl arif icat ion
4. 5
表 2 不同工艺干浸膏有效成分含量
Table 2 Contents of active components of dried
extracts with dif ferent processes
工艺
黄芪甲苷 / (m g·g- 1)
多糖 / ( mg·g- 1)
收率/ %
I
0. 29
II
0. 11
ef fect of chit osan used in sigl e Chinese her bal m edicine [ J ] . Chi n T rad it H erb D r ugs ( 中草药) , 1999, 30( 10) : 744-747. [ 2] G uo D Q , J iang J W, Jin X R , et al . St ud y on th e Clocculat ion of f hit osan in pharmacy [ J] . J F unct P oly m ( 功能高分 子学报) , 1996, 9( 3) : 409-414. [ 3] Q in X Q , X i X Y . St udy on cl eaning tech nology of w ater ext ract s of t randit ional Chinese m edicine by f locculatin g agent s [ J] . Chi n J H osp it P harm ( 中国 医院药学杂志) , 1999, 19 ( 12) : 721-723. [ 4] W an g C Z, Y u Q . Preparat ion of dry ext ract r ich in gin kgolides f rom Gi nkgo bil oba leaves [ J ] . Chin J P harm ( 中 国医药工业杂志) , 1998, 29( 1) : 5-7.