CN102018819B - 生地提取液膜处理工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了生地提取液膜处理工艺，其特征在于包括下述步骤：(1)将生地提取液以碟片式离心机离心分离；(2)以陶瓷膜机组对离心分离液进行微滤分离处理；(3)以超滤膜对微滤液进行超滤分离；(4)将上述超滤液采用纳滤膜机组进行浓缩处理，得截留液；所得截留液可用于其他中药复方制剂或药酒的调配；该工艺以具有选择透过性的膜为分离介质，依据滤膜孔径的大小或通过或被截留，达到分离、浓缩的目的，实现了中药有效部位的分离，充分保留了中药的药效，能显著缩短生产周期，降低生产成本及能耗，确保制备中药复方制剂及药酒时产品质量的稳定。

Description

生地提取液膜处理工艺

(一)技术领域：本发明涉及一种中药提取液的处理工艺，具体是生地提取液膜处理工艺。

(二)现有技术：生地为玄参科植物地黄Rehmannia glutinosaLibosch.的干燥块根，其药用历史悠久，具有滋阴补血、生津的功效，主产于河南温县、博爱、武陟等地。生地成分以环烯萜甙类为主，其次为酚类、糖类、氨基酸等；系列脂肪酸有不饱和脂肪酸亚油酸、棕榈酸、丁二酸等19种酸、D一甘露醇、胡萝卜甙、地黄素、生物碱、梓醇、蔗糖、葡萄糖、水苏糖、5种磷脂与维生素A样物质、精氨酸、7一丁氨酸等。其中以梓醇的含量较高，且功效明显，故选择以梓醇作为生地提取液的主要指标成分。中药材生地经过热提取得到的提取液中，不仅含有梓醇、多糖及其它的各种活性药理成分，并且也含有大量鞣质、蛋白质、果胶等大分子非活性物质及许多微粒等杂质，它们不仅无任何药理作用，并且使提取液中固含量大幅增加，当生地提取液与其他中药配伍或制备药酒时，复方制剂或药酒的稳定性会产生很大的影响。所以生地提取液后续的澄清纯化技术则显得非常关键。

目前应用最广泛的除出这些无药效作用的物质降低固含量的方法有高速离心法、大孔树脂吸附法、吸附澄清法等。高速离心法是以离心机为主要设备，通过离心机的高速运转，使离心加速度超过重力加速度的成百上千倍，而使沉降速度增加，以加速药液中杂质沉淀并除去的一种方法；大孔树脂包含有许多具有微观小球的网状孔穴结构，具有一定的极性基团，通过吸附性和分子筛原理，有机化合物根据吸附力及分子量的不同，再经一定的溶剂洗脱而达到分离的目的。澄清剂利用吸附作用将溶剂中溶解度低的固含量吸附沉降起到除杂的作用。提取液在经过上述方法进行澄清处理后，一般再以浓缩器进行浓缩后与其他的药材浓缩液一起作为复方制剂或药酒调配的原料，但上述方法存在的问题是，高速离心法澄清除杂只能作为整个提取液后续处理中的预处理；大孔树脂法对目标成分能起到很好的纯化富集作用，但其转移率偏低，目标单一，去除了其他的一些拥有药效的活性成分，影响了中药成分复方配伍的特色；利用原液中加入澄清剂的方法可以有效提高纯化效果，但澄清剂的选择不当以及用法用量的不确定性都会造成有效成分的损失，其澄清效果同样达不到技术要求；提取液在进行纯化后往往还要进行一定的浓缩，传统的浓缩工艺利用的减压浓缩技术，不仅耗费大量的水、电、蒸汽、在高温下浓缩也会使某些热敏性成分遭受破坏，影响药效及产品的风味。

(三)发明内容：本发明的目的就是提供一种生地提取液膜处理工艺；该工艺以具有选择透过性的膜为分离介质，依据滤膜孔径的大小或通过或被截留，达到分离、浓缩的目的，实现了中药有效部位的分离，充分保留了中药的药效。同时根据生地提取液的理化性质，以相应的考察指标，对膜的材质、膜管型号及操作条件进行了优化，实现了膜设备与生地药材的匹配性，提高了膜设备抗污染的能力，使膜设备的分离效率得到进一步的提高；同时还能显著缩短生产周期，降低生产成本及能耗，确保制备中药制剂及药酒时产品质量的稳定。

本发明工艺包括下述步骤：

(1)固液分离

将生地提取液采用碟片式离心机进行高速离心，时间为20-30min，转速为7200r/min，得离心分离液；

(2)微滤分离

将上述离心分离液采用膜孔径为0.05um、膜材质为AL₂O₃的陶瓷膜机组进行微滤分离处理，操作温度60℃，出膜压力1.0bar，得微滤分离液；要求分离液浊度≤5.0NTU，指标成分梓醇透过率≥95％；

(3)超滤分离

将上述微滤分离液以聚偏氟乙烯，截留分子量为50000的超滤膜进行超滤，超滤温度45℃，出膜压力8bar，得超滤液；要求超滤液浊度≤3.0NTU，指标成分梓醇透过率≥95％；

(4)纳滤浓缩

将上述超滤液采用截留分子量为200、膜材质为聚酰胺的纳滤膜机组进行浓缩处理，浓缩倍数15倍，浓缩温度45℃、操作压力15bar，得截留液，要求指标成分梓醇透过率≤5％。

本发明中的生地提取液是采用热回流或组罐逆流的方法提取制得。

本发明利用不同膜组件截留不同分子量的原理，将生地提取液依次进入陶瓷膜过滤，过滤液进入超滤膜进行指标成分的分离和初浓缩，分离液最终进入纳滤膜进行进一步浓缩，逐步精制，大大提高产品的稳定性。本工艺陶瓷膜采用孔径0.05um膜管，截留分子量为500000，超滤膜采用截留分子量为50000的膜管，因为生地提取液中的药效成分多集中在200-50000之间、采用陶瓷膜可以将提取液中大分子杂质如鞣质、果胶类成分以及一些微粒除去，达到很好的澄清效果，在经过超滤膜将提取液中分子量在50000以下的活性成分分离富集起来，最终进入截留分子量为200的纳滤膜中将一些小分子量的无机成分给透过去除，从而形成一个高效的生产链，既提高了生产效率，缩短了生产周期，同时也使生地中药活性成分尽可能的保留，无效成分及杂质得以有效的去除，使产品的最终稳定性得到进一步的提升。

梓醇的分子结构为：

梓醇的分子式为：C₁₅H₂₂O₁₀；分子量为362.33，利用膜分离法，陶瓷膜先将大分子量的鞣质、果胶等成分去除，在经过超滤膜将分子量在50000以下的成分富集，最后经200分子量的纳滤膜将生地指标成分梓醇(322.33)截留浓缩，实现两步精制一步浓缩的生产工艺流程。

本发明工艺与传统的中药提取液后处理技术相比，具有以下的优点：

(1)膜分离浓缩过程无相变发生，且不需添加有机溶剂；

(2)有效的除去大分子无效杂质，较好的保留中药复方活性成分，大大提高了产品的稳定性；

(3)各个工艺的操作温度均接近于室温，适于热敏性物质的分离、浓缩；

(4)能耗低，降低生产成本；

(5)周期短、易于连续化大规模生产。

我们根据生地提取液的理化性质，以透过液的浊度、膜通量变化趋势及指标成分(以梓醇为生地的指标成分)的透过率为考察指标，对膜的材质、膜管型号及操作条件进行了优化，使分离效率得到进一步的提高。具体试验情况如下：

表1生地陶瓷膜分离操作条件优化表

各因素对工艺质量影响的数据分析：

表2生地陶瓷膜分离不同操作条件下的浊度与梓醇透过率分析表

表1中陶瓷膜进料液浊度为：35.80

陶瓷膜梓醇透过率＝陶瓷膜透过液中梓醇总量/陶瓷膜进料液中的梓醇总量

通过以上对陶瓷膜最佳操作条件优化可见：

<1>、通过R值比较，各因子对各指标影响的显著顺序为：

透过液浊度：R(温度)＞R(压力)

陶瓷膜梓醇透过率：R(温度)＞R(压力)

<2>、通过k值比较，较优的组合：

透过液浊度为：温度：40℃、压力：1.0bar

陶瓷膜梓醇透过率为：温度：60℃、压力：1.0bar

由此可见在生地提取液陶瓷膜分离过程中，进料液温度对分离效果起到首要影响作用，结合生地提取液陶瓷膜分离的成分透过率，优选出本工艺过程最佳操作参数为：温度60℃、出膜压力：1.0bar。

表3生地超滤膜分离操作条件优化表

方案	温度(℃)	出膜压力(bar)	膜管型号(截留分子量)
				1	45	10	5万
2	35	8	5万
				3	35	10	5万
4	45	8	5万

生地超滤膜分离不同方案的膜通量及浊度变化情况分析：

表4不同实验方案平均膜通量

方案	平均膜通量(L/H.M2)	浊度(NTU)
			1	185.35	0.82
2	92.28	0.58
			3	57.92	0.73
4	97.56	0.71

由上表看出超滤透过液浊度均在1NTU以下，都符合技术要求，对于超滤膜透过液浊度不在做进一步比较分析。

不同方案平均膜通量比较见图1，不同方案的膜通量变化趋势见图2，从平均膜通量来分析，方案1＞方案4＞方案2＞方案3，从膜通量随时间下降趋势的平缓程度为：方案2＞方案4＞方案3＞方案1；4个方案的浊度均高于质量要求；综合以上方面考虑，最佳方案为：温度45℃，出膜压力8bar，膜型号5万；

表5超滤指标成分透过率

通过以上对超滤膜最佳操作条件优化可见：

<1>、通过R值比较，各因子对各指标影响的显著顺序为：超滤膜梓醇透过率：R(温度)＞R(压力)

<2>、通过k值比较，较优的组合：

超滤膜梓醇透过率为：温度：45℃、压力：8bar

综合膜通量变化趋势及梓醇透过率得出：方案4(温度：45℃出膜压力：8bar膜管型号：5万)为最佳方案。

表6纳滤实验方案表

方案	操作压力(bar)	操作温度(℃)
			1	15	35
2	15	40
			3	15	45

纳滤浓缩各方案膜通量变化趋势见图3，膜通量随时间下降趋势的平缓程度为：方案3较好，优于方案1，方案2下降趋势较快。

表7各实验方案指标成分透过率

由表7中可见：按梓醇透过率进行比较，各实验方案都能达到质量要求(透过率≤5％)，并且方案3(1.56％)＞方案2(1.92％)＞方案1(3.42％)。

综合上述试验数据可以得出此纳滤浓缩工艺的最佳方案为：浓缩温度45℃，操作压力15bar，浓缩倍数15倍。

(四)附图说明

图1是本发明中不同超滤方案平均膜通量比较示意图；

图2是本发明中不同超滤方案膜通量随时间变化趋势图；

图3是本发明中不同纳滤方案膜通量随时间变化趋势图。

(五)具体实施方式：

实施例1

1、固液分离

将生地中药材以药材重量6-8倍的20％-80％(v/v)乙醇作为提取溶剂，通过热回流或组罐逆流方法进行提取，所制得的提取液采用碟片式离心机进行高速离心，时间为20-30min，转速为7200r/min，得离心液；

2、微滤分离

将上述离心液采用膜孔径为0.05um、膜材质为AL₂O₃的陶瓷膜机组进行微滤分离处理，操作温度60℃，出膜压力1.0bar，得微滤分离液；要求分离液浊度≤5.0NTU，指标成分梓醇透过率≥95％；

3、超滤分离

将上述微滤分离液以聚偏氟乙烯，截留分子量为50000的超滤膜进行超滤，超滤温度45℃，出膜压力8bar，得超滤液；要求超滤液浊度≤3.0NTU，指标成分梓醇透过率≥95％；

4、纳滤浓缩

将上述超滤液采用截留分子量为200、膜材质为聚酰胺的纳滤膜机组进行浓缩处理，浓缩倍数15倍，浓缩温度45℃、操作压力15bar，得截留液，要求指标成分梓醇透过率≤5％。

本发明中使用的20％-80％(v/v)乙醇为食用级。

Claims (1)

1.生地提取液膜处理工艺，其特征在于包括下述步骤：

(1)固液分离

将生地的乙醇提取液采用碟片式离心机进行高速离心，时间为2030min，转速为7200r/min，得离心分离液；

(2)微滤分离

将上述离心分离液采用膜孔径为0.05Um、膜材质为AL₂O₃的陶瓷膜机组进行微滤分离处理，操作温度60℃，出膜压力1.0bar，得微滤分离液；要求分离液浊度≤5.0NTU，指标成分梓醇透过率≥95％；

(3)超滤分离

将上述微滤分离液以聚偏氟乙烯，截留分子量为50000的超滤膜进行超滤，超滤温度45℃，出膜压力8bar，得超滤液；要求超滤液浊度≤3.0NTU，指标成分梓醇透过率≥95％；

(4)纳滤浓缩

将上述超滤液采用截留分子量为200、膜材质为聚酰胺的纳滤膜机组进行浓缩处理，浓缩倍数15倍，浓缩温度45℃、操作压力15bar，得截留液，要求指标成分梓醇透过率≤5％。

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