CN108273291A - 1+1澄清方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种1+1澄清方法，利用1+1澄清剂的凝聚和絮凝作用吸附除去中药提取液中的粗粒子以及淀粉、鞣质、黏液质、蛋白质等大分子杂质，破坏水提液的稳定性，以达到精制和提高成品制剂质量的目的。所述1+1澄清剂包括A组份和B组份，所述A组份为海藻酸钠溶液，所述B组份为壳聚糖改性活性炭溶液，A组份和B组份先后加入顺序根据澄清液体的pH值改变,第一组分加入后，在不同的可溶性大分子间“架桥”连接，使分子迅速增大,第二组分在第一组分所形成复合物基础上再“架桥”使絮状物在原有基础上加快形成，壳聚糖‑海藻酸钠共聚物的使用不仅增大了絮凝效果，而且在中药提纯去除杂质方面对比醇沉具有生产成本低、操作工艺简单以及生产周期短等特点。

Description

1+1澄清方法

技术领域

本发明属于中草药提取液絮凝澄清技术领域，具体是1+1澄清方法。

背景技术

中草药是中华文明的一大瑰宝，已有几千年的历史，一直延续至今。中草药一般无法直接服用或使用，无论是老百姓煎煮中草药，还是制药企业制取中草药制剂，都必须将植物原料中的有效成分释放转移到溶液中，从而使其功效能方便服用、使用，并被顺利吸收。我们知道，中草药提取液中除了有效成分外，还含有大量的泥土、蛋白质、多糖、鞣质、树胶、淀粉、核酸以及有害的重金属离子等等，这些物质在水溶液中形成了纳米级的胶体颗粒分散体系，它们多是带有负电荷的粒子，出于同性相斥的原理，使这些胶体颗粒不能相互聚集，所以也无法从溶液中分离出来，使药液显得非常浑浊。不但影响有效成分的吸收利用，残余杂质也会对身体产生不利影响，故提取液的澄清净化对药液的质量具有重要作用。

传统的中草药提取液方法，在目前较多药厂的规模性生产中，普遍都采用水提或醇提两种方法，而具体采用哪种方法则根据提取物中所含有效活性物质的溶解性来确定，但无论采用哪一种方法都不可避免地把一些无效物质同时提取出来，这些无效物质的存在会严重影响制剂后续工序的制作(特别是滤过工序)和成品的剂量和质量，为克服以上弊端，药厂以往的除杂工艺大多数采用“水提醇沉法”，但确存在着醇的耗用量大、工艺时间长，一般约需48小时，并且乙醇要回收，易燃易爆，生产中存在着较大的安全隐患，并且除杂效果不理想，特别是对水、醇(一定浓度)两溶的物质基本上不能去除。

随着科技的发展，已研究出一些较醇沉法好的去杂方法，如：大孔树脂吸附技术、离心沉降分离技术、膜分离技术等，但是以上技术的采用，企业需进行较大金额的投资和改造，另操作技术和维护保养的要求也较高，这无疑给一般中、小型制药企业造成困难。近年来，科研论文《中国中药杂志2004，29(4)-289-292》王龙虎(浙江大学中药科学与工程系)报导有：壳聚糖是一种优良的天然絮凝澄清剂，用于中药分离过程去除杂质，对传统的水提醇沉工艺进行改造，有利于药效成份的保留和重金属含量的降低。实际应用中壳聚糖在中药水提液中确有较好的除杂效果，但药液中的一些鞣质仍存在，杂质的沉降速度也还不够快，特别是在提高液体制造的稳定性上还不够显著。壳聚糖是一种天然高分子材料，分子链上带有游离氨基，从而使壳聚糖成为带正电荷的聚电解质，当壳聚糖溶于弱酸后，壳聚糖的线性结构分子呈舒展状态，把正电荷的氨基充分裸露出来。当把正电荷的壳聚糖溶液加入到中草药植物提取液中后，正电荷的壳聚糖与提取液中的负电荷物质，通过异性相吸，中和其表面负电荷而沉降出来。还由于壳聚糖是长链线性结构，每个壳聚糖分子带有很多的正电荷，可以同时吸附多个负电荷物质而发生架桥连接作用，经过相互碰撞、化学粘结和网捕卷扫，凝聚成较大的聚集体而沉降下来。

壳聚糖自1984年在食品领域开辟了新的用途后，其应用备受关注。壳聚糖来源广泛，成本低，无毒无味，处理后形成的果胶果肉沉淀也可加工成食品，是一种值得推广的化学澄清剂。中国专利申请号97108097.6提出了以壳聚糖及其衍生物和酸作为澄清剂的方法，发现效果优于乙醇和单宁-明胶等方法，但用单一壳聚糖仍存在澄清周期长、产生的絮状物凝结不紧密等缺点。

中国专利申请号200610039835.3，提出了以壳聚糖和黄原胶联合使用作为澄清剂的方法，该方法优于单一的壳聚糖澄清法，可以解决澄清耗时长、处理澄清度不够高等弊端问题。但黄原胶溶解性差，使用前需加热到60℃搅匀备用；如果搅拌不充分，将出现结块等现象。同时黄原胶和壳聚糖作用既形成上浮物又有沉淀形成，因此既需用筛网、滤布等过滤上浮物又需要离心除去沉淀，操作较为繁琐。

海藻酸钠微溶于水，不溶于大部分有机溶剂。它溶于碱性溶液，使溶液具有粘性。海藻酸钠粉末遇水变湿，微粒的水合作用使其表面具有粘性。然后微粒迅速粘合在一起形成团块，团块很缓慢的完全水化并溶解。海藻酸钠溶于水则形成粘稠的胶体，吸水后体积可膨胀10倍，其水溶液黏度主要随聚合度和浓度而变，海藻酸钠溶液因保持着呈负离子的基团，故有反对电荷，对疏水性悬浮液有凝聚作用。壳聚糖-海藻酸钠共聚物可以改变壳聚糖的结构，通过海藻酸钠和壳聚糖发生醚化反应，使得共聚物分子中不仅有-NH₂和-OH基团，还有大量的-COOH基团，活性基团明显增多，故使用壳聚糖-海藻酸钠共聚物比单独使用壳聚糖的吸附明显提高。

“1+1”澄清方法是利用凝聚和絮凝作用，以澄清剂吸附除去中药提取液中的粗粒子以及淀粉、鞣质、黏液质、蛋白质等大分子杂质，破坏水提液的稳定性，以达到精制和提高成品制剂质量的目的。

发明内容

本发明的目的是针对现有方法存在的问题，提供一种1+1澄清方法。海藻酸钠和壳聚糖的共聚物使用，使得产生的絮状物凝结紧密，吸附效果更为显著，较传统澄清方法，过程更为简洁，工艺简单，节约成本。

为实现上述目的，本发明采用的方法方案是：一种1+1澄清方法，利用1+1澄清剂的凝聚和絮凝作用吸附除去待澄清液体中的粗粒子以及大分子杂质，从而达到澄清效果，所述1+1澄清剂包括A组份和B组份，所述A组份为海藻酸钠溶液，所述B组份为壳聚糖改性活性炭溶液，A组份和B组份的先后加入顺序根据澄清液体的pH值改变，后加入组份的重量是先加入组份的0.5-1.5倍。第一组分加入后，在不同的可溶性大分子间“架桥”连接，使分子迅速增大,第二组分在第一组分所形成复合物基础上再“架桥”使絮状物在原有基础上加快形成,一般处理液中除含有所需有效成分、无机微量元素外，还有蛋白质、多糖、树胶、色素、果胶脂、淀粉、粘液质、及核酸等多种成分，这些物质共存在1－100nm的胶体颗粒分散体，具有很大的界面，处于热力学和动力学不稳定体系，1+1澄清剂微粒接口能紧密吸附之间的电位差，即所谓的分散粒子Stem层的电位，极易溶解与水，在10分钟内能迅速形成电荷的球状绒体，打破原来药液的平衡，同时加快分子间的布朗运动，分子间的碰撞加剧，使不易沉淀的小分子结合为大分子，分子间的相互吸引产生絮状沉淀。第一组分加入后，在不同的可溶性大分子间“架桥”连接，使分子迅速增大,第二组分在第一组分所形成复合物基础上再“架桥”使絮状物在原有基础上加快形成,同时，壳聚糖-海藻酸钠共聚物可以改变壳聚糖的结构，通过海藻酸钠和壳聚糖发生醚化反应，使得共聚物分子中不仅有-NH₂和-OH基团，还有大量的-COOH基团，活性基团明显增多，经壳聚糖改性的活性炭再配合海藻酸钠的吸附效果要比单独使用壳聚糖溶液吸附的效果好。

进一步地，所述大分子杂质包括淀粉、鞣质、粘液质、蛋白质中的一种以上，所述待澄清液体为中药提取液、口服液或天然产物提取液。

进一步地，所述1+1澄清方法包含以下步骤：

(1)1+1澄清剂的配制

A组份的配制：先用少量水将海藻酸钠搅成糊状，然后加入适量的水，溶胀24-36小时，搅拌，过滤即得0.5％-3％的海藻酸钠溶液；

B组份的配制：先配制0.5％-3％醋酸，然后用少量醋酸溶解壳聚糖并搅拌成糊状，加入足量的醋酸，溶胀24-36小时，过滤即得0.5％-3％壳聚糖溶液，将活性炭粉末和壳聚糖溶液按1：1-2的质量比混合，以1500MHZ-2500MHZ的频率进行超声反应8-15分钟，再以8000-10000MHZ的频率进行二次超声反应8-15分钟，即得到壳聚糖改性活性炭溶液；

(2)测定待澄清液体的pH值，当pH值≤4.6时，先加入A组份,搅拌待溶液变浑浊或产生小的絮状物后，加入B组份,使待澄清液体内有明显絮状物，上清液透明，无乳光；当pH＞4.6时，先加入B组份，搅拌待溶液变浑浊或产生小的絮状物后，加入A组份,使待澄清液体内有明显絮状物，上清液透明，无乳光。

(3)将包含有絮状物的待澄清液体静置分离或离心分离，过滤得到澄清液体。

进一步地，步骤(1)中，所述海藻酸钠溶液的浓度为0.8％-2％，所述壳聚糖溶液的浓度为0.8％-2％。

进一步地，步骤(2)中，先加入的组份重量是待澄清液体的4％-10％。

进一步地，所述步骤(3)中，后加入的组份重量是先加入组份重量的一半，以保证第二组分完全并在溶液中不留。

与现有方法相比，本发明的有益效果是：

(1)壳聚糖-海藻酸钠共聚物的使用，使得吸附效果更好，产生的絮凝物更为紧密，便于分离，增大澄清效果。

(2)通过两次架桥使得分子增大，加快形成絮状物。

(3)可代替传统醇沉法中的酒精，节约酒精用量。

(4)1+1澄清剂是由两种组分组成，第一组分加入后，在不同的可溶性大分子之间“架桥”连接使分子迅速增大，第二组分在第一组分所形成的复合物的基础上再“架桥”，使絮状物形成沉淀以便除去。用于制备荆防口服液时，沉淀速度快、工艺流程短、成本低，能较好地保留有效成分。

(5)壳聚糖改性活性炭溶液配合海藻酸钠吸附效果更好。

附图说明

图1是本发明的1+1澄清方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对本发明的方法方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通方法人员在没有做出创造性劳动条件下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：不同澄清方法对于中药提取液的澄清效果对比

中药提取液Ⅰ：称取柴胡10g、防风10g、荆芥10g、薄荷10g、甘草6g、连翘12g、枳壳6g、茯苓15g、前胡10g、桔梗10g、黄芩10g、金银花15g、南板兰根30g，按水提优化的最佳工艺(12倍量水，提取3次，0.5h/次)提取，得到pH值为4.6的提取液800g，备用。

中药提取液Ⅱ:称取柴胡10g、防风10g、荆芥10g、薄荷10g、甘草6g、连翘12g、枳壳6g、茯苓15g、前胡10g、桔梗10g、黄芩10g、金银花15g、南板兰根30g，按水提优化的最佳工艺(12倍量水，提取3次，0.5h/次)提取，得到pH值为6.0的提取液800g，备用。

1.1使用醇沉法澄清提取液

取上述中药提取液Ⅰ和中药提取液Ⅱ各100g，加入乙醇至含醇量达到80％，沉淀静置3-5小时，倾出上清液过滤，得到澄清液A和澄清液B；

1.2使用壳聚糖溶液澄清提取澄清液

1.2.1先配制1.5％醋酸，然后用少量醋酸溶解壳聚糖并搅拌成糊状，加入足量的醋酸，溶胀24小时，用双层纱布过滤即得1.5％壳聚糖溶液。

1.2.2取上述中药提取液Ⅰ和中药提取液Ⅱ各100g，加入壳聚糖溶液，稍搅拌溶液出现较小的絮凝物，上清液透明，无乳光，过滤得到澄清液C和澄清液D；

1.3使用本发明的方法澄清提取液,如图1，具体操作步骤如下

1.3.1先用少量水将海藻酸钠搅成糊状，然后加入需要量的水，溶胀24小时，搅拌，用双层纱布过滤即得1.5％的海藻酸钠溶液；

1.3.2先配制1.5％醋酸，然后用少量醋酸溶解壳聚糖并搅拌成糊状，加入足量的醋酸，溶胀24小时，用双层纱布过滤即得1.5％壳聚糖溶液，将活性炭粉末和壳聚糖溶液分别按1:1和1:2的质量比混合，以2000MHZ的频率进行超声反应10分钟，再以9000MHZ的频率进行超声反应10分钟，分别得到a型壳聚糖改性活性炭溶液和b型壳聚糖改性活性炭溶液；

1.3.3取中药提取液Ⅰ600g，等量分成二组，每组等量分成三份，中药提取液ⅠpH＝4.6,此时应先加入海藻酸钠溶液，待中药提取液变浑浊之后，再加入壳聚糖改性活性炭溶液，3-5分钟出现大量块状牢固的絮凝物，上清液透明，无乳光，静置分离，过滤得到各组澄清液，各组加入的溶液和质量如下表所示：

1.4取上述方法得到的各澄清液在λ＝620nm时检测透光率，结果如下表

溶液	透光率T％
		澄清液A	89.3
澄清液B	88.6
		澄清液C	90.5
澄清液D	91.3
		澄清液E	97.6
澄清液F	96.5
		澄清液G	95.4
澄清液H	98.3
		澄清液I	97.3
澄清液J	96.5

由表中数据可知，当活性炭粉末和壳聚糖溶液按1:2的比例混合，以二段不同的频率进行超声反应10分钟得到的壳聚糖改性活性炭溶液及壳聚糖改性活性炭溶液加入的量是海藻酸钠的一半的时候，澄清液的透光率最高，即此时溶液澄清的效果最好。

1.5依照1.3.5，选用中药提取液Ⅱ(pH＝6),此时先添加壳聚糖改性活性炭溶液，再添加海藻酸钠溶液，海藻酸钠加入的量是壳聚糖改性活性炭溶液一半，其他条件不变，得到各组澄清液，在λ＝620nm时检测透光率，结果如下：

由表中数据可知，当活性炭粉末和壳聚糖溶液按1:2的比例混合，以二段不同的频率进行超声反应10分钟得到的壳聚糖改性活性炭溶液及海藻酸钠溶液加入的量是壳聚糖改性活性炭溶液的一半的时候，澄清液的透光率最高，即此时溶液澄清的效果最好。

实施例2：

按实施例1方法配制中药提取液Ⅰ300g，再配制相同的b型壳聚糖改性活性炭溶液和海藻酸钠溶液，将中药提取液Ⅰ等量分成A、B、C三份，第一份加入4g海藻酸钠溶液，待溶液变浑浊再加入2gb型壳聚糖改性活性炭溶液，3-5分钟出现大量块状牢固的絮凝物，静置分离，过滤，蒸发浓缩得到浸膏A，第二份加入6g海藻酸钠溶液，待溶液变浑浊再加入3gb型壳聚糖改性活性炭溶液，3-5分钟出现大量块状牢固的絮凝物，静置分离，过滤，蒸发浓缩得到浸膏B,第三份加入10g海藻酸钠溶液，待溶液变浑浊再加入5gb型壳聚糖改性活性炭溶液，3-5分钟出现大量块状牢固的絮凝物，静置分离，过滤，蒸发浓缩得到浸膏C，出膏率如下表

中药提取液	出膏率
		中药提取液A份	96.8％
中药提取液B份	95.3％
		中药提取液C份	94.7％

由表格数据可以得知，当先加入的组份的重量是待澄清液体的4％的时候，澄清效果更好。

实施例3：

按实施例1方法配制中药提取液Ⅰ400g，配制浓度分别为0.8％、1.5％、2.5％、3％的海藻酸钠溶液，配制0.8％、1.5％、2.5％、3％的醋酸，然后用上述醋酸分别配制0.8％、1.5％、2.5％、3％的壳聚糖溶液，再将活性炭粉末和壳聚糖溶液以1:2的重量比混合，在2000MHZ的频率下超声反应10分钟，再在9000MHZ的频率下超声反应10分钟，形成壳聚糖改性活性炭溶液；

3.1取中药提取液Ⅰ100g，先加入0.8％海藻酸钠4g，待溶液变浑浊再加入壳聚糖改性活性炭溶液2g，3-5分钟出现絮凝物，静置分离，过滤，得到澄清液a；

3.2取中药提取液Ⅰ100g，先加入1.5％海藻酸钠4g，待溶液变浑浊再加入壳聚糖改性活性炭溶液2g，3-5分钟出现絮凝物，静置分离，过滤，得到澄清液b；

3.3取中药提取液Ⅰ100g，先加入2.5％海藻酸钠4g，待溶液变浑浊再加入壳聚糖改性活性炭溶液2g，3-5分钟出现絮凝物，静置分离，过滤，得到澄清液c；

3.4取中药提取液Ⅰ100g，先加入3％海藻酸钠4g，待溶液变浑浊再加入壳聚糖改性活性炭溶液2g，3-5分钟出现絮凝物，静置分离，过滤，得到澄清液d；

3.5取样上述澄清液a、澄清液b、澄清液c、澄清液d在λ＝620nm时检测透光率，结果如下表

澄清液	透光率T％
		澄清液a	92.5
澄清液b	97.6
		澄清液c	94.3
澄清液d	93.2

由表格数据得知，当海藻酸钠和壳聚糖的浓度为1.5％时澄清效果最好。

实施例4：

按实施例1配制相同的中药提取液Ⅰ和中药提取液Ⅱ，再配制相同的b型壳聚糖改性活性炭溶液和海藻酸钠溶液，取中药提取液Ⅰ100g，先加入b型壳聚糖改性活性炭溶液4g，再加入2g海藻酸钠溶液，过滤得到澄清液W,取样澄清液W在λ＝620nm时检测透光率为97.2，取中药提取液Ⅱ100g，先加入b型壳聚糖改性活性炭溶液4g，再加入2g海藻酸钠溶液，过滤得到澄清液X，取样澄清液X在λ＝620nm时检测透光率为96.8。

实施例5：新鲜榨橙汁的澄清

1.先用少量水将海藻酸钠搅成糊状，然后加入需要量的水，溶胀24小时，搅拌，用双层纱布过滤即得1.5％的海藻酸钠溶液；

2.先配制1.5％醋酸，然后用少量醋酸溶解壳聚糖并搅拌成糊状，加入足量的醋酸，溶胀24小时，用双层纱布过滤即得1.5％壳聚糖溶液，将活性炭粉末和壳聚糖溶液按1:2的重量比混合，以2000MHZ的频率进行超声反应10分钟，再以9000MHZ的频率得到壳聚糖改性活性炭溶液；

3.在1kg橙汁中加入20g壳聚糖改性活性炭溶液，搅拌均匀，再加入10g海藻酸钠溶液，搅拌均匀，使壳聚糖改性活性炭溶液和海藻酸钠溶液作用完全，3-5分钟出现大量块状牢固的絮凝物，过滤得到澄清橙汁，取样在λ＝620nm时检测透光率，其透光率达到96.8％。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通方法人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种1+1澄清方法，其特征在于，以1+1澄清剂利用凝聚和絮凝作用吸附除去待澄清液体中的粗粒子以及大分子杂质，从而达到澄清效果，所述1+1澄清剂包括A组份和B组份，所述A组份为海藻酸钠溶液，所述B组份为壳聚糖改性活性炭溶液，A组份和B组份的先后加入顺序根据澄清液体的pH值改变，后加入组份的重量是先加入组份的0.5-1.5倍。

2.根据权利要求1所述的一种1+1澄清方法，其特征在于，所述大分子杂质包括淀粉、鞣质、粘液质、蛋白质中的一种以上，所述待澄清液体为中药提取液、口服液或天然产物提取液。

3.根据权利要求1-2所述的一种1+1澄清方法，其特征在于，包含以下步骤：

(1)1+1澄清剂的配制：

A组份的配制：先用少量水将海藻酸钠搅成糊状，然后加入适量的水，溶胀24-36小时，搅拌，过滤即得0.5％-3％海藻酸钠溶液；

B组份的配制：先配制0.5％-3％醋酸，然后用少量醋酸溶解壳聚糖并搅拌成糊状，加入足量的醋酸，溶胀24-36小时，过滤即得0.5％-3％壳聚糖溶液，将活性炭粉和壳聚糖溶液按1:1-2的质量比混合，以1500MHZ-2500MHZ的频率进行超声反应8-15分钟，再以8000-10000MHZ的频率进行二次超声反应8-15分钟，即得到壳聚糖改性活性炭溶液；

(2)测定待澄清液体的pH值，当pH值≤4.6时，先加入A组份,搅拌待溶液变浑浊或产生小的絮状物后，加入B组份,使待澄清液体内有明显絮状物，上清液透明，无乳光；当pH＞4.6时，先加入B组份，搅拌待溶液变浑浊或产生小的絮状物后，加入A组份,使待澄清液体内有明显絮状物，上清液透明，无乳光；

(3)将包含有絮状物的待澄清液体静置分离或离心分离，过滤得到澄清液体。

4.根据权利要求3所述的一种1+1澄清方法，其特征在于，步骤(1)中，所述海藻酸钠溶液的浓度为0.8％-2％，所述壳聚糖溶液的浓度为0.8％-2％。

5.根据权利要求3所述的一种1+1澄清方法，其特征在于，步骤(2)中，先加入的组份重量是待澄清液体的4％-10％。

6.根据权利要求3所述的一种1+1澄清方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述1+1澄清剂后加入的组份重量是先加入组份重量的一半。