CN113527403A - 一种用于山茶皂素的提取方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于山茶皂素的提取方法，包括以下步骤：S1预处理：将山茶籽洗净粉碎、S2杀青：加入到脱脂剂中杀青并均质处理，破坏和钝化山茶籽粉中氧化酶活性，破碎山茶籽原来脂肪球，S3酶解：加入生物酶，调节酶解条件进行酶解，充分酶解山茶籽中的细胞壁，有效提高被提取物质的溶出，S4提取离心：加入乙醇‑双丙甘醇复合溶液作为溶剂提取，将山茶籽乳状液中的复杂结构的山茶皂素完好提取；本发明用于山茶皂素的提取方法，提取的山茶皂素提取率高，纯度高。
Description
技术领域
本发明涉及植物提取技术领域，特别涉及一种用于山茶皂素的提取方法。
背景技术
从山茶科植物种籽中提取茶皂素的传统工艺是油茶籽粕用乙醇浸提、浓缩、干燥粉碎后而得到的茶皂素，但是此工艺制得的茶皂素纯度低，残渣较高，含量不稳定，(沉淀法纯化茶皂素的工艺研究，中国油脂，2010，35，赵娟，黄健花)，“一种微波辅助水代法提取茶籽油的方法”专利需要将剥壳后的油茶籽仁在160～280℃焙烤15～30min，而高温焙烤严重影响茶籽油产品的品质。另外是采用水提醇萃的方法，先将山茶籽粕浸泡在热水浸提，然后利用沉降剂物理沉降，然后在利用乙醇萃取，专利CN107056876B，提供一种从油茶籽粕中提取高纯度茶皂素的方法；由于山茶籽粕中杂质较多，影响茶皂素在热水中的溶解度，降低了提取效率，同时得到浸提液杂质较多，利用物理沉降只能除去浸提液中的大颗粒物质，最终得到的茶皂素纯度低，杂质多。
发明内容
鉴于此，本发明提出一种用于山茶皂素的提取方法，解决上述问题。
本发明的技术方案是这样实现的：一种用于山茶皂素的提取方法：包括以下步骤：
S1、预处理：将山茶籽洗净，去壳，粉碎，过筛，得到山茶籽粉；
S2、杀青：将山茶籽粉加入到70～90℃脱脂剂中杀青，山茶籽粉和脱脂剂的质量体积比g/mL为1:4～15；然后再在均质机中均质处理，制得山茶籽乳状液；
S3、酶解：将生物酶加入到山茶籽乳状液中，加入量为山茶籽乳状液重量的0.2～0.5％，调节pH值6.8-7.2，酶解温度30～50℃，酶解时间3～5h，得到酶解液；
S4、提取离心：将酶解液加入乙醇-双丙甘醇复合溶液，升温至70～80℃，水浴回流4～8h，回流提取完成后，静置，离心，取上清液，然后将上清液通过中空纤维膜，中空纤维膜的截留分子量为6000～8000dal，收集透过液，浓缩干燥，得到山茶皂素。
进一步的，所述S2脱脂剂包括以下重量份原料：椰油酰胺基丙基甜菜碱5～8份、海藻酸1～3份、聚氧乙烯蓖麻油3～5份。
进一步的，所述S2均质条件为转速为6000～20000rpm，45℃～65℃、30～150MPa，循环1～3次。
进一步的，所述S3的生物酶为质量比1～3:1的木聚糖酶、碱性蛋白酶。
进一步的，所述S3的木聚糖酶活力为50000～100000u/g，碱性蛋白酶活力为30000～80000u/g。
进一步的，所述S4酶解液和乙醇-双丙甘醇复合溶液的体积比为1:5～8。
进一步的，所述S4的乙醇-双丙甘醇复合溶液是将体积分数为95％的乙醇和双丙甘醇按照2～4:1的体积混合。
进一步的，所述S4的中空纤维膜为聚乙烯醇PVA中空纤维膜。
进一步的，所述聚乙烯醇PVA中空纤维膜的内径为0.3～0.5mm，厚度为0.2mm。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明用于山茶皂素的提取方法，提取率高，达到48.9％，纯度99.1％，其中，将山茶籽粉碎加入到脱脂剂中杀青，本发明选择特定的脱脂剂，限定其比例，破坏和钝化山茶籽粉中氧化酶活性，将其中脂溶性物质从山茶籽粉中分离，降低了山茶籽粉的杂质；再进行均质处理，控制转速、温度、压力等条件，破碎山茶籽原来脂肪球，将大脂肪球破碎成小脂肪球，减少脂肪球在山茶籽粉脱脂剂中的浮力，从而降低山茶籽脂溶物的分离程度，提高后续提取山茶皂素的纯度；选择质量比1～3:1的木聚糖酶、碱性蛋白酶进行酶解，调节酶解温度、使用量和pH值，充分酶解山茶籽中的细胞壁，有效提高被提取物质的溶出，显著提高山茶皂素的提取率；再将酶解液加入乙醇-双丙甘醇复合溶液中提取，分将山茶籽乳状液中的复杂结构的山茶皂素完好提取，对比单一使用工乙醇提取的提取率更高；最后将上清液通过中空纤维膜上孔洞进行流动，实现最内层的生物功能材料层对葡萄糖、乳酸或过氧化氢特异性催化分解，获得的山茶皂素纯度更高。本发明通过各个步骤的优化，有效提高山茶皂素的提取率和纯度。
具体实施方式
为了更好理解本发明技术内容，下面提供具体实施例，对本发明做进一步的说明。
本发明实施例所用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
本发明实施例所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
实施例1
一种用于山茶皂素的提取方法，包括以下步骤：
S1、预处理：将山茶籽洗净，去壳，粉碎，过筛，得到山茶籽粉；
S2、杀青：将山茶籽粉加入到70℃脱脂剂中杀青，山茶籽粉和脱脂剂的质量体积比g/mL为1:4；然后再在均质机中均质处理，均质条件为转速为6000rpm，45℃、30MPa，循环1次，制得山茶籽乳状液；所述脱脂剂包括以下重量份原料：椰油酰胺基丙基甜菜碱5份、海藻酸1份、聚氧乙烯蓖麻油3份；
S3、酶解：将质量比1:1的木聚糖酶、碱性蛋白酶加入到山茶籽乳状液中，木聚糖酶活力为50000u/g，碱性蛋白酶活力为30000u/g，加入量为山茶籽乳状液重量的0.2％，调节pH值6.8，酶解温度30℃，酶解时间3h，得到酶解液；
S4、提取离心：将酶解液加入乙醇-双丙甘醇复合溶液，乙醇-双丙甘醇复合溶液是将体积分数为95％的乙醇和双丙甘醇按照2:1的体积混合，酶解液和乙醇-双丙甘醇复合溶液的体积比为1:5，升温至70℃，水浴回流4h，回流提取完成后，静置，离心，取上清液，然后将上清液通过聚乙烯醇PVA中空纤维膜，中空纤维膜的内径为0.3mm，厚度为0.2mm，截留分子量为6000dal，收集透过液，浓缩干燥，得到山茶皂素。
实施例2
一种用于山茶皂素的提取方法，包括以下步骤：
S1、预处理：将山茶籽洗净，去壳，粉碎，过筛，得到山茶籽粉；
S2、杀青：将山茶籽粉加入到90℃脱脂剂中杀青，山茶籽粉和脱脂剂的质量体积比g/mL为1:15；然后再在均质机中均质处理，均质条件为转速为20000rpm，65℃、150MPa，循环3次，制得山茶籽乳状液；所述脱脂剂包括以下重量份原料：椰油酰胺基丙基甜菜碱8份、海藻酸3份、聚氧乙烯蓖麻油5份；
S3、酶解：将质量比3:1的木聚糖酶、碱性蛋白酶加入到山茶籽乳状液中，木聚糖酶活力为100000u/g，碱性蛋白酶活力为80000u/g，加入量为山茶籽乳状液重量的0.5％，调节pH值7.2，酶解温度50℃，酶解时间5h，得到酶解液；
S4、提取离心：将酶解液加入乙醇-双丙甘醇复合溶液，乙醇-双丙甘醇复合溶液是将体积分数为95％的乙醇和双丙甘醇按照4:1的体积混合，酶解液和乙醇-双丙甘醇复合溶液的体积比为1:8，升温至80℃，水浴回流8h，回流提取完成后，静置，离心，取上清液，然后将上清液通过聚乙烯醇PVA中空纤维膜，中空纤维膜的内径为0.5mm，厚度为0.2mm，截留分子量为8000dal，收集透过液，浓缩干燥，得到山茶皂素。
实施例3
一种用于山茶皂素的提取方法，包括以下步骤：
S1、预处理：将山茶籽洗净，去壳，粉碎，过筛，得到山茶籽粉；
S2、杀青：将山茶籽粉加入到80℃脱脂剂中杀青，山茶籽粉和脱脂剂的质量体积比g/mL为1:12；然后再在均质机中均质处理，均质条件为转速为13000rpm，55℃、90MPa，循环2次，制得山茶籽乳状液；所述脱脂剂包括以下重量份原料：椰油酰胺基丙基甜菜碱7份、海藻酸2份、聚氧乙烯蓖麻油4份；
S3、酶解：将质量比2:1的木聚糖酶、碱性蛋白酶加入到山茶籽乳状液中，木聚糖酶活力为80000u/g，碱性蛋白酶活力为50000u/g，加入量为山茶籽乳状液重量的0.4％，调节pH值7.0，酶解温度40℃，酶解时间4h，得到酶解液；
S4、提取离心：将酶解液加入乙醇-双丙甘醇复合溶液，乙醇-双丙甘醇复合溶液是将体积分数为95％的乙醇和双丙甘醇按照3:1的体积混合，酶解液和乙醇-双丙甘醇复合溶液的体积比为1:6，升温至75℃，水浴回流6h，回流提取完成后，静置，离心，取上清液，然后将上清液通过聚乙烯醇PVA中空纤维膜，中空纤维膜的内径为0.4mm，厚度为0.2mm，截留分子量为7000dal，收集透过液，浓缩干燥，得到山茶皂素。
实施例4
一种用于山茶皂素的提取方法，包括以下步骤：
S1、预处理：将山茶籽洗净，去壳，粉碎，过筛，得到山茶籽粉；
S2、杀青：将山茶籽粉加入到80℃脱脂剂中杀青，山茶籽粉和脱脂剂的质量体积比g/mL为1:12；然后再在均质机中均质处理，均质条件为转速为13000rpm，55℃、90MPa，循环2次，制得山茶籽乳状液；所述脱脂剂包括以下重量份原料：椰油酰胺基丙基甜菜碱5份、海藻酸1份、聚氧乙烯蓖麻油3份；
S3、酶解：将质量比2:1的木聚糖酶、碱性蛋白酶加入到山茶籽乳状液中，木聚糖酶活力为80000u/g，碱性蛋白酶活力为50000u/g，加入量为山茶籽乳状液重量的0.4％，调节pH值7.0，酶解温度40℃，酶解时间4h，得到酶解液；
S4、提取离心：将酶解液加入乙醇-双丙甘醇复合溶液，乙醇-双丙甘醇复合溶液是将体积分数为95％的乙醇和双丙甘醇按照2:1的体积混合，酶解液和乙醇-双丙甘醇复合溶液的体积比为1:6，升温至75℃，水浴回流6h，回流提取完成后，静置，离心，取上清液，然后将上清液通过聚乙烯醇PVA中空纤维膜，中空纤维膜的内径为0.4mm，厚度为0.2mm，截留分子量为7000dal，收集透过液，浓缩干燥，得到山茶皂素。
实施例5
一种用于山茶皂素的提取方法，包括以下步骤：
S1、预处理：将山茶籽洗净，去壳，粉碎，过筛，得到山茶籽粉；
S2、杀青：将山茶籽粉加入到80℃脱脂剂中杀青，山茶籽粉和脱脂剂的质量体积比g/mL为1:12；然后再在均质机中均质处理，均质条件为转速为13000rpm，55℃、90MPa，循环2次，制得山茶籽乳状液；所述脱脂剂包括以下重量份原料：椰油酰胺基丙基甜菜碱8份、海藻酸3份、聚氧乙烯蓖麻油5份；
S3、酶解：将质量比2:1的木聚糖酶、碱性蛋白酶加入到山茶籽乳状液中，木聚糖酶活力为80000u/g，碱性蛋白酶活力为50000u/g，加入量为山茶籽乳状液重量的0.4％，调节pH值7.0，酶解温度40℃，酶解时间4h，得到酶解液；
S4、提取离心：将酶解液加入乙醇-双丙甘醇复合溶液，乙醇-双丙甘醇复合溶液是将体积分数为95％的乙醇和双丙甘醇按照4:1的体积混合，酶解液和乙醇-双丙甘醇复合溶液的体积比为1:6，升温至75℃，水浴回流6h，回流提取完成后，静置，离心，取上清液，然后将上清液通过聚乙烯醇PVA中空纤维膜，中空纤维膜的内径为0.4mm，厚度为0.2mm，截留分子量为7000dal，收集透过液，浓缩干燥，得到山茶皂素。
对比例1
本对比例与实施例3的区别在于，所述S2中将山茶籽粉加入到70～90℃水中杀青。
山茶皂素的提取方法，包括以下步骤：
S1、预处理：将山茶籽洗净，去壳，粉碎，过筛，得到山茶籽粉；
S2、杀青：将山茶籽粉加入到80℃脱脂剂中杀青，山茶籽粉和脱脂剂的质量体积比g/mL为1:12；然后再在均质机中均质处理，均质条件为转速为13000rpm，55℃、90MPa，循环2次，制得山茶籽乳状液；所述脱脂剂包括以下重量份原料：椰油酰胺基丙基甜菜碱7份、海藻酸2份、聚氧乙烯蓖麻油4份；
S3、酶解：将质量比2:1的木聚糖酶、碱性蛋白酶加入到山茶籽乳状液中，木聚糖酶活力为80000u/g，碱性蛋白酶活力为50000u/g，加入量为山茶籽乳状液重量的0.4％，调节pH值7.0，酶解温度40℃，酶解时间4h，得到酶解液；
S4、提取离心：将酶解液加入乙醇-双丙甘醇复合溶液，乙醇-双丙甘醇复合溶液是将体积分数为95％的乙醇和双丙甘醇按照3:1的体积混合，酶解液和乙醇-双丙甘醇复合溶液的体积比为1:6，升温至75℃，水浴回流6h，回流提取完成后，静置，离心，取上清液，然后将上清液通过聚乙烯醇PVA中空纤维膜，中空纤维膜的内径为0.4mm，厚度为0.2mm，截留分子量为7000dal，收集透过液，浓缩干燥，得到山茶皂素。
对比例2
本对比例和实施例3的区别在于，山茶籽粉杀青后未进行均质处理。
山茶皂素的提取方法，包括以下步骤：
S1、预处理：将山茶籽洗净，去壳，粉碎，过筛，得到山茶籽粉；
S2、杀青：将山茶籽粉加入到80℃脱脂剂中杀青，山茶籽粉和脱脂剂的质量体积比g/mL为1:12；所述脱脂剂包括以下重量份原料：椰油酰胺基丙基甜菜碱7份、海藻酸2份、聚氧乙烯蓖麻油4份；
S3、酶解：将质量比2:1的木聚糖酶、碱性蛋白酶加入到杀青后山茶籽溶液，木聚糖酶活力为80000u/g，碱性蛋白酶活力为50000u/g，加入量为山茶籽乳状液重量的0.4％，调节pH值7.0，酶解温度40℃，酶解时间4h，得到酶解液；
S4、提取离心：将酶解液加入乙醇-双丙甘醇复合溶液，乙醇-双丙甘醇复合溶液是将体积分数为95％的乙醇和双丙甘醇按照3:1的体积混合，酶解液和乙醇-双丙甘醇复合溶液的体积比为1:6，升温至75℃，水浴回流6h，回流提取完成后，静置，离心，取上清液，然后将上清液通过聚乙烯醇PVA中空纤维膜，中空纤维膜的内径为0.4mm，厚度为0.2mm，截留分子量为7000dal，收集透过液，浓缩干燥，得到山茶皂素。
对比例3
本对比例与实施例3的区别在于，山茶籽乳状液未进行酶解。
山茶皂素的提取方法，包括以下步骤：
S1、预处理：将山茶籽洗净，去壳，粉碎，过筛，得到山茶籽粉；
S2、杀青：将山茶籽粉加入到80℃脱脂剂中杀青，山茶籽粉和脱脂剂的质量体积比g/mL为1:12；然后再在均质机中均质处理，均质条件为转速为13000rpm，55℃、90MPa，循环2次，制得山茶籽乳状液；所述脱脂剂包括以下重量份原料：椰油酰胺基丙基甜菜碱7份、海藻酸2份、聚氧乙烯蓖麻油4份；
S3、提取离心：将山茶籽乳状液加入乙醇-双丙甘醇复合溶液，山茶籽乳状液和乙醇-双丙甘醇复合溶液的体积比为1:6，升温至75℃，水浴回流6h，回流提取完成后，静置，离心，取上清液，然后将上清液通过聚乙烯醇PVA中空纤维膜，中空纤维膜的内径为0.4mm，厚度为0.2mm，截留分子量为7000dal，收集透过液，浓缩干燥，得到山茶皂素。
对比例4
本对比例与实施例3的区别在于，所述S4提取离心中将酶解液加入体积分数为95％的乙醇中提取；
山茶皂素的提取方法，包括以下步骤：
S1、预处理：将山茶籽洗净，去壳，粉碎，过筛，得到山茶籽粉；
S2、杀青：将山茶籽粉加入到80℃脱脂剂中杀青，山茶籽粉和脱脂剂的质量体积比g/mL为1:12；然后再在均质机中均质处理，均质条件为转速为13000rpm，55℃、90MPa，循环2次，制得山茶籽乳状液；所述脱脂剂包括以下重量份原料：椰油酰胺基丙基甜菜碱7份、海藻酸2份、聚氧乙烯蓖麻油4份；
S3、酶解：将质量比2:1的木聚糖酶、碱性蛋白酶加入到山茶籽乳状液中，木聚糖酶活力为80000u/g，碱性蛋白酶活力为50000u/g，加入量为山茶籽乳状液重量的0.4％，调节pH值7.0，酶解温度40℃，酶解时间4h，得到酶解液；
S4、提取离心：将酶解液加入体积分数为95％的乙醇，酶解液和乙醇的体积比为1:6，升温至75℃，水浴回流6h，回流提取完成后，静置，离心，取上清液，然后将上清液通过聚乙烯醇PVA中空纤维膜，中空纤维膜的内径为0.4mm，厚度为0.2mm，截留分子量为7000dal，收集透过液，浓缩干燥，得到山茶皂素。
对比例5
本对比例与实施例3的区别在于，所述S4提取离心中将离心后的上清液通过大孔树脂，流出液干燥得山茶皂素。
山茶皂素的提取方法，包括以下步骤：
S1、预处理：将山茶籽洗净，去壳，粉碎，过筛，得到山茶籽粉；
S2、杀青：将山茶籽粉加入到80℃脱脂剂中杀青，山茶籽粉和脱脂剂的质量体积比g/mL为1:12；然后再在均质机中均质处理，均质条件为转速为13000rpm，55℃、90MPa，循环2次，制得山茶籽乳状液；所述脱脂剂包括以下重量份原料：椰油酰胺基丙基甜菜碱7份、海藻酸2份、聚氧乙烯蓖麻油4份；
S3、酶解：将质量比2:1的木聚糖酶、碱性蛋白酶加入到山茶籽乳状液中，木聚糖酶活力为80000u/g，碱性蛋白酶活力为50000u/g，加入量为山茶籽乳状液重量的0.4％，调节pH值7.0，酶解温度40℃，酶解时间4h，得到酶解液；
S4、提取离心：将酶解液加入乙醇-双丙甘醇复合溶液，乙醇-双丙甘醇复合溶液是将体积分数为95％的乙醇和双丙甘醇按照3:1的体积混合，酶解液和乙醇-双丙甘醇复合溶液的体积比为1:6，升温至75℃，水浴回流6h，回流提取完成后，静置，离心，取上清液，然后将上清液以0.6mL/min流速通过Amberlite XAD7HP大孔树脂装入柱中，使用80％的乙醇洗脱，流出液干燥得山茶皂素。
一、山茶皂素测定
(1)提取率测定：将上述实施例1～5和对比例1～5提取的山茶皂素按以下公式计算出山茶皂素提取率；
山茶皂素提取率＝(山茶皂素质量/原料质量)×100％
(2)纯度测定：采用高效液相色谱法进行检测：
检测波长为215nm，
流动相：甲醇：异丙醇：正己烷：水＝0.18：0.32：0.04：0.01v/v，
柱温：30℃，流动相流速为1.5ml/min，流动相溶解样品，
进样浓度：1.5mg/ml。
注：以上数据均为三组平行试验
由上述结果可知，本发明山茶皂素的提取方法得到的山茶皂素提取率高，纯度高；
实施例1～5和对比例1比较，明显可知，本发明在制备的脱脂剂中杀青，破坏和钝化山茶籽粉中氧化酶活性，将其中脂溶性物质从山茶籽粉中分离，降低了山茶籽粉的杂质；
与对比例2比较，山茶籽粉脱脂剂均质处理后，破碎山茶籽原来脂肪球，将大脂肪球破碎成小脂肪球，减少脂肪球在山茶籽粉脱脂剂中的浮力，从而降低山茶籽脂溶物的分离程度，提高后续提取山茶皂素的纯度；
与对比例3比较，山茶籽乳状液进行酶解，酶解山茶籽中的细胞壁，有效提高被提取物质的溶出，显著提高山茶皂素的提取率；
与对比例4比较，选择乙醇-双丙甘醇复合溶液，充分将山茶籽乳状液中的复杂结构的山茶皂素完好提取；
与对比例5比较，上清液通过中空纤维膜上孔洞进行流动，实现最内层的生物功能材料层对葡萄糖、乳酸或过氧化氢特异性催化分解，获得的山茶皂素纯度更高。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种用于山茶皂素的提取方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、预处理：将山茶籽洗净，去壳，粉碎，过筛，得到山茶籽粉；
S2、杀青：将山茶籽粉加入到70～90℃脱脂剂中杀青，山茶籽粉和脱脂剂的质量体积比g/mL为1:4～15；然后再在均质机中均质处理，制得山茶籽乳状液；
S3、酶解：将生物酶加入到山茶籽乳状液中，加入量为山茶籽乳状液重量的0.2～0.5％，调节pH值6.8-7.2，酶解温度30～50℃，酶解时间3～5h，得到酶解液；
S4、提取离心：将酶解液加入乙醇-双丙甘醇复合溶液，升温至70～80℃，水浴回流4～8h，回流提取完成后，静置，离心，取上清液，然后将上清液通过中空纤维膜，中空纤维膜的截留分子量为6000～8000dal，收集透过液，浓缩干燥，得到山茶皂素。
2.如权利要求1所述的一种用于山茶皂素的提取方法，其特征在于：所述S2脱脂剂包括以下重量份原料：椰油酰胺基丙基甜菜碱5～8份、海藻酸1～3份、聚氧乙烯蓖麻油3～5份。
3.如权利要求1所述的一种用于山茶皂素的提取方法，其特征在于：所述S2均质条件为转速为6000～20000rpm，45℃～65℃、30～150MPa，循环1～3次。
4.如权利要求1所述的一种用于山茶皂素的提取方法，其特征在于：所述S3的生物酶为质量比1～3:1的木聚糖酶、碱性蛋白酶。
5.如权利要求4所述的一种用于山茶皂素的提取方法，其特征在于：所述S3的木聚糖酶活力为50000～100000u/g，碱性蛋白酶活力为30000～80000u/g。
6.如权利要求1所述的一种用于山茶皂素的提取方法，其特征在于：所述S4酶解液和乙醇-双丙甘醇复合溶液的体积比为1:5～8。
7.如权利要求1所述的一种用于山茶皂素的提取方法，其特征在于：所述S4的乙醇-双丙甘醇复合溶液是将体积分数为95％的乙醇和双丙甘醇按照2～4:1的体积混合。
8.如权利要求1所述的一种用于山茶皂素的提取方法，其特征在于：所述S4的中空纤维膜为聚乙烯醇PVA中空纤维膜。
9.如权利要求1所述的一种用于山茶皂素的提取方法，其特征在于：所述聚乙烯醇PVA中空纤维膜的内径为0.3～0.5mm，厚度为0.2mm。
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