超滤技术在现代中药生产中的应用

化　　　工　　　进　　　展

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　2002年第21卷第2期　CHEMICALINDUSTRYANDENGINEERINGPROGRESS 122

应用技术

超滤技术在现代中药生产中的应用

姜忠义　吴　洪

(天津大学化工学院,天津,300072)

摘　要　综述了超滤技术在中药现代化中的应用现状和发展趋势,包括超滤技术的基本原理和应用举例。同时指出了超滤技术的现存问题和发展方向等。关键词　中药,现代化,超滤,膜分离

中图分类号　TQ028.8;TQ461　　　文献标识码　A　　　文章编号　1000-6613(2002)02-0122-05

　　中药是植物药和天然药物的重要组成部分。

中药现代化的重要内容之一是中药生产过程中提取浓缩、分离纯化等关键单元技术的现代化。自20世纪90年代以来,超滤技术以其高效、节能、[1～6]么,1.2　超滤技术的原理和特点

1的膜通过筛分作,对溶压(范围大约在0.9～1.0),。为达到高分离效率,待分离组分的大小一般要相差10倍以上。此外,由于超滤膜具有一定的孔径分布,膜的截留分子量应为截留的最小溶质分子量的1/2左右。超滤已被日益广泛地用于某些含有小分子量溶质、高分子物质、胶体物质和其他分散物溶液的浓缩、分离、提纯和净化,尤其适用于热敏性和生物活性物质的分离和浓缩[9]。超滤膜是膜分离过程的核心,需要充分考虑膜材质和截留分子量等因素,作出恰当选择。在选择膜材质时,要特别注意膜材质表面物化性质,因为在膜面处溶质和膜之间会有静电作用或电荷转移反应,膜表面的极性和膜所处的操作环境(流速、温度、压力和pH值等)对膜的分离效率影响很大。常用的膜材质为聚丙烯腈、聚醚酮、聚砜、聚酰胺、聚偏氟乙烯等。由于中药成分中粘性物质含量高,膜的污染现象较为严重,因此最好采用耐污染的膜材料如聚丙烯腈、磺化聚砜膜等。膜的孔径或截留分子量的选择虽然主要是根据被分离物的相对分子质量,但是分子的水力学尺寸不仅与其构型和聚集态有关,而且还与药液的浓度有关。鉴于中药体系的高粘高膜污染特性,选择膜的截留分子量时

收稿日期　2001-08-01。

),男,博士,副教授。电话022-第一作者简介　姜忠义(1966—27890882。

1　1.1　中药药效成分传统提取方法

中药的化学成分非常复杂,通常含有无机盐、生物碱、氨基酸和有机酸、酚类、酮类、皂苷、甾族和萜类化合物以及蛋白质、多糖、淀粉、纤维素等,一般来讲,高相对分子质量物质主要是胶体和纤维素等非药用性成分或药用性较差的成分,药物有效部位的相对分子质量一般较小[7,8]。药效成分的传统提取方法主要有溶剂萃取、吸附、离子交换和层析、重结晶等,存在问题主要有以下几点:第一,有机溶剂有可能引起药效成分的变性失效,并提高了生产成本,同时也会造成环境污染;第二,步骤多而复杂,条件苛刻,能耗高,周期长,特别是当被提取的有效成分含量太低时,分离效率很低;第三,非药效成分去除率和药效成分浓缩率不够高,口感差,临床疗效不能得到充分发挥;第四,常采用高温操作,引起热敏性药效成分的分解;第五,过分注重单个组分的作用,使中药失去了原有的复方特色,影响药效。因此研究药效成分提取的新方法,从而提高产品质量和高新技术含量就显得非常重要。

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应适当增大。

为减轻膜的污染,可在超滤前对料液进行如下的预处理[10]。

(1)絮凝沉淀,即在料液中加入絮凝剂,使大部分悬浮物沉积下来,从而使悬浮颗粒尺寸变大,便于过滤。

(2)用压滤或离心分离,以去除较大的固体杂质。一般来讲,离心分离去除杂质效果较好,要好于压滤。

近年来,上海医工研究院开发了聚乙烯微孔烧结管用于中药预处理,效果很好。在实施过滤操作时,为避免杂质和微粒堵塞微孔或嵌入孔内部,造成水通量衰减,一般需在料液中加入助滤剂,如硅藻土或活性白土等,以便在膜表面形成一层具有弹性的过滤层,以阻止杂质在膜表面沉积或堆积形成致密的滤饼层。

(3)用微孔滤膜进一步去除细菌、悬浮颗粒和胶体类物质。微孔滤膜孔径范围一般为0.05μm,的微孔滤膜预处理一下,污染现象,。为了恢复膜性能,,对超滤膜进行定期清洗是十分必要的[11～14]。清洗方法的选择主要取决于膜的种类与构型、膜耐化学试剂的能力以及污染物的种类。膜的清洗方法大致可以分成水力清洗、机械清洗、化学清洗和电清洗四种。其中化学清洗是减轻膜污染的最重要方法之一,一般选用稀酸或稀碱溶液、表面活性剂、络合剂、氧化剂和酶制剂等为清洗剂。如2%柠檬酸+氨水(pH=4.0),可除去碳酸盐垢及金属胶体;0.1%EDTA+NaOH(pH=11.0),可除去二氧化硅、有机物及微生物等。清洗剂可以单独使用,也可以复配。具体采用哪种清洗剂,则要视膜和污染物的性质以及它们之间的相互作用而定,可选用的清洗剂既具有良好的去污能力,同时又不能损害膜的分离性能。但如果用清水就可恢复膜的透过性能,则尽量不要使用其他清洗剂。

与传统方法相比,超滤在中药现代化生产中具有如下技术优势[15]。

(1)减少工序,缩短生产周期,节约原料(尤其是乙醇),降低成本,并有利于工厂的安全生产。

(2)能保持原配方的成分,且提高了有效成分的含量。

(3)去杂质效果好,能显著提高注射剂和口服

液的澄明度,延长储存时间,甚至长达一年半,澄明度不变。

(4)除热原效果好。热原的分子量大小决定了它能够比较容易地通过超滤去除而达到药典要求。

(5)除菌效果好。超滤后可得到无菌澄清的药液,代替加热灭菌,避免了有些药液因受热而产生沉淀,可除去部分色素。

2　超滤在中药现代化生产中的应用

超滤技术在中药现代化中的应用主要包括四个方面:①分离纯化,降低药效成分的损失,有效除去非药效成分;②浓缩,提高药效成分浓度,减少剂量;③制剂生产,、口服液等;④有机溶剂回收,,,保护环境。2.1　,采用超滤过程,经过一次处理就可以得到麻黄碱98.1%,色素除去率达96.7%以上。与苯提法、水蒸气蒸馏法和离子交换法等传统工艺相比,不仅收率提高、产品质量好、生产安全可靠、生产成本显著降低,而且避免了对环境的污染。

黄芩苷可以从唇形科植物黄芩中提取。传统工艺是用水为溶媒煎煮,然后利用其在酸性条件下沉淀,在碱性条件下溶解的特性,反复提取纯化。粗产品用等量的乙醇处理,收率仅为4%左右。王世岑[16]研究了超滤法提取黄岑苷的最佳工艺,包括药液经过预处理,选用截留相对分子质量为6000～20000的超滤膜,严格控制pH值(酸化时pH=1.5,碱溶时pH=7.0)等,产率可达6.93%～7.68%,比传统工艺高出近一倍。

甜菊苷是从甜叶菊的叶子中提取的,传统的离子交换法操作要求十分苛刻,稍有偏差,叶中所含蛋白质、多糖和色素等成分便会进入提取液,影响产品质量。因此,在甜菊苷生产过程中,常会出现沉淀、起泡等现象。何昌生[17]等用超滤法纯化甜菊糖苷,结果表明,采用超薄型板式过滤器和截留相对分子质量为1万的CA膜,工艺流程合理可行,脱色性能和除杂效果均较好,能较好地解决生产中所出现的沉淀问题和灌装时起泡问题。金银花中主要化学成分为绿原酸和异绿原酸,相对分子质量为354.3,采用截留相对分子质量为1万的超滤膜进行分离,可除去其中的多糖、蛋白

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质等大分子杂质。有效成分收率比传统的醇沉 …… 此处隐藏：7783字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……