應用膜集成技術處理巴戟天提取液的方法
2023-05-31 19:41:21 2
專利名稱：：應用膜集成技術處理巴戟天提取液的方法
技術領域：
：本發明屬於中藥提取液的處理方法，具體是應用膜集成技術處理巴戟天提取液的方法。(二)現有技術巴戟天為茜草科多年生攀緣木質藤本植物，屬亞熱帶雨林植物，為四大南藥之一。肉質根供藥用，具有補腎陽，強筋骨，祛風溼的作用。巴戟天始載於《神農草經》，列為上品，歷代本草都有記載。巴戟天在中醫藥處方中應用廣泛，是重要的中藥材品種之一。在中國南方地區以及港澳臺地區還作為常用的食補品，是我國出口藥材的主要品種。目前巴戟天提取液的分離多以成分間的極性差異為基本原理而分離雜質(有機溶劑沉澱、萃取等)，而濃縮也基本以單效、雙效濃縮為主，這些傳統工藝在實際生產中存在著較多不足。首先是有效成分損失嚴重，中藥中有效成分本來含量就很低，再經溶劑沉澱、萃取或硅藻土過濾等除雜工藝，這些成分可能全部被除去，並且由於雜質沉澱時的吸附和包埋等因素，也造成了其它有效成分較大的損失；另外是汙染環境，如硅藻土過濾過程中，產生大量的廢棄硅藻土，給環境造成了較大汙染，並且容易引入一些新的雜質(矽酸鹽等)，給產品穩定性造成較大影響。其次除雜效果不理想，中藥提取液中的鞣質、澱粉、樹脂和蛋白等物質，用傳統方法很難除盡；再就是某些傳統分離方法(大孔樹脂吸附分離等)過分強調單個組分，使中藥失去了原有的複方特色，影響藥效，在濃縮過程中主要存在著濃縮溫度高，濃縮時間長，有效成分損失嚴重，一步濃縮難以實現高相對密度的質量要求，設備易結垢等問題。
發明內容本發明的目的就是對傳統處理方法中存在的問題進行改進，提出一種應用膜集成技術處理巴戟天提取液的方法，該方法生產周期短，生產成本及能耗低，能最大限度地保留了有效成分。本發明方法包括下述步驟a.巴戟天提取液的製備將巴戟天藥材平均加至A、B、C三個提取罐組成的連續動態逆流提取機組內，提取溫度50-60°C，以藥材重量6-8倍量的60%-65%的乙醇為提取溶劑，在梯度形成階段，A罐首次提取時間為5min，將提取溶劑轉移至B罐後提取10min，A罐中加入提取溶劑後再提取15min;在提取階段，各罐提取時間為2h;在提取結束階段，各罐提取時間為2h。b.提取液預處理採用離心機對上述提取液進行高速離心，收集上清液；c.微濾分離採用膜孔徑為0.05-0.lum陶瓷膜機組對上述上清液進行微濾分離處理，其機組的組合方式為四並兩串式，每根膜管裡裝膜芯61根，共488根；微濾後，以3倍量的水頂洗三次，頂洗溫度406(TC、頂洗壓力1.02.Obar，得微濾分離液；d.超濾分離對上述微濾液進行超濾分離，其中超濾膜機組的組合方式為5根超濾膜管並聯，每根超濾膜管中裝5萬分子量膜芯4根，共計20根膜芯；超濾溫度40-45t:、操作壓力6-7bar、膜管型號5萬，得超濾液；要求超濾液中總蒽醌透過率^95%，超濾液濁度《1.50NTU;e.納濾濃縮採用膜型號為200分子量的納濾膜機組對上述超濾液進行濃縮處理，其機組的組合方式為58根納濾膜管並聯，每根納濾膜膜管中裝200分子量膜芯4根，共計2032根膜芯，總膜面積8001000平方米；納濾溫度40-45t:，操作壓力16-18bar，濃縮倍數10倍；得濃縮液。所述的陶瓷膜為A1203陶瓷膜。所述超濾膜為聚偏氟乙烯超濾膜。所述的納濾膜為聚醯胺納濾膜。本發明的巴戟天提取液中化學成分十分複雜，除含有蒽醌類、黃酮類、糖類、胺基酸、揮發性成分(主要為有機酸及其酯)、甾體、環烯醚萜及其苷類化合物外，還含有大量的蛋白質、膠體、鞣質、澱粉、纖維素、無機鹽等物質以及許多微粒、絮狀物。化學成分相對分子質量分布較寬，為幾十至幾百萬道爾頓，其中高相對分子質量的物質主要是膠體和纖維素等非藥用性成分或藥用性較差的成分，而有效成分如蒽醌類、糖類、甾體、環烯醚萜、苷類等的相對分子質量較小，一般都在50000以下。由此可見，巴戟天提取液中有效成分和非藥用成分的相對分子質量差別很大，故選用適宜分子量截留值的濾膜對提取液進行分離，如先以高速離心機分離以去除提取液中較多的固體和高相對分子質量的雜質，再以微濾分離處理去除巴戟天提取液中的一些細菌、懸浮顆粒和膠體類得到物質，再根據被分離物質的相對分子質量，選擇適當的超濾膜管進行超濾和納濾濃縮，最後符合質量得到要求的巴戟天分離液。本發明方法與傳統工藝的區別，是以具有選擇透過性的膜為分離介質，在某種驅動力(壓力差)的作用下，物料中不同分子量的成分依據濾膜孔徑的大小或通過或被截留，達到分離、濃縮的目的，它實現了中藥有效部位的分離，充分保留了中藥的藥效。同時在本發明中，我們根據巴戟天提取液的理化性質，以透過液的濁度、膜通量變化趨勢及指標成分(以總蒽醌為巴戟天指標成分)的透過率為考察指標，對膜的材質、膜管型號及操作條件進行了優化，實現了膜設備與巴戟天藥材的匹配性，提高了膜設備抗汙染的能力，使膜設備的分離效率得到進一步的提高。本技術的優點還在於(1)膜分離濃縮過程中無相變，有利於保存巴戟天有效成分的理化特性，且超濾、納濾技術的應用會儘量多地保留巴戟天藥材的多種有效成分，特別是可以保留巴戟天提取液中的一些微量成分。(2)提高產品的質量。高相對分子質量非藥效成分或低藥效成分的存在，使中藥有效部位的濃度降低，藥效減弱，而膜分離濃縮技術能最大限度地除去高相對分子質量非藥效成分或低藥效成分，因而此技術能使產品質量得到較大提高。(3)由於不耗用有機溶劑，並且分離濃縮過程中不添加其它任何物質，膜分離濃縮技術可減少工序，縮短生產周期、降低生產成本，降低環境汙染，且整個工藝可連續進行，利於大規模生產。為了篩選出巴戟天超濾膜分離及納濾濃縮的最佳工藝參數，本發明以不同操作條件下超濾膜總蒽醌透過率、平均膜通量及透過液的濁度及納濾膜總蒽醌截留率為考核指標進行實驗，具體數據見下表—、超濾分離表1巴戟天超濾膜分離操作條件優化表tableseeoriginaldocumentpage5表2巴戟天超濾膜分離不同操作條件下的平均膜通量、總蒽醌透過率與濁度分析表tableseeoriginaldocumentpage6備註巴戟天超濾膜進料液濁度為4.68NTU平均膜通量=透過液的體積+(膜設備處理料液所運行的時間X膜面積)超濾膜總蒽醌透過率=超濾膜透過液中總蒽醌總量/超濾膜進料液中總蒽醌總1、通過R值比較，各因子對各指標影響的顯著順序為平均膜通量R(膜管型號)>R(壓力)>R(溫度)。[OO37]總蒽醌透過率R(膜管型號)>R(溫度)>R(壓力)。濁度R(膜管型號)>"溫度)>"壓力)。2、通過k值比較，較優的組合平均膜通量為溫度45"、壓力6bar、膜管型號10萬；總蒽醌透過率為溫度45t:、壓力10bar、膜管型號10萬；濁度為溫度35"、壓力6bar、膜管型號2萬。由以上分析可知，①因子A(溫度)對總蒽醌透過率、濁度的影響均處於第二位，所以因子A(溫度)應取45t:或35°C，再結合溫度對平均膜通量的影響，綜合平衡溫度應取40-45°C。②因子B(壓力)對各指標的影響均處於次要位置，故壓力為6-7bar。③因子C(膜管型號)對各指標的影響都最大，但由於10萬膜管的透過液濁度較大、穩定性較差，並且對提取液不能起到很好的分離作用，因此膜管型號應選5萬分子量膜管。綜合以上工藝研究可以優選出巴戟天超濾分離最佳工藝操作參數為溫度40-45t:、壓力6-7bar、膜管型號5萬。其中巴戟天超濾膜透過液質量要求澄清透明，冷、熱處理無沉澱，總蒽醌透過率^95%、濁度《1.50NTU。二、納濾濃縮巴戟天提取液納濾濃縮過程中，主要採用膜型號為200分子量、膜材質為聚醯胺的納濾膜機組進行濃縮處理，其中機組的組合方式為58根納濾膜管並聯，每根納濾膜膜管中裝200分子量膜芯4根，共計2032根膜芯，總膜面積8001000平方米。膜面積計算公式表示為A=NnJidL其中N=陶瓷膜機組膜管數n=每個膜管通道數d=通道直徑(m)L=膜元件長度(m)具體情況如下表3巴戟天納濾濃縮操作條件優化表tableseeoriginaldocumentpage7備註濃縮倍數=納濾膜進料液的體積/納膜濾截留液的體積膜通量是指單位時間、單位膜面積上的透過料液的體積，常用單位為L/(m2.h)，用來表示分離量的方面。公式J=J。tmJ。-初始操作時的膜通量；t-操作時間；m_衰減指數。表4巴戟天納濾濃縮不同操作條件下的總蒽醌截留率實驗號納濾膜截留液中總蒽醌總量(mg)納濾膜總蒽醌截留率11382.0391.37%21488.6698.42%31338.7788.51%備註納濾膜進料液中總蒽醌總量1512.56mg納濾膜總蒽醌截留率=納濾膜截留液中總蒽醌總量/納濾膜進料液中總蒽醌總通過巴戟天納濾膜總蒽醌截留率及膜通量變化趨勢綜合比較優選出本工藝過程最佳操作參數為溫度40-45t:、穿透壓力16-18bar、濃縮倍數10倍。其中在濃縮結束放出截留液之後，需加入一定量提取溶媒於設備中，運行30分鐘，將運行後的提取溶媒與截留液合併作為最後的濃縮液。表5巴戟天雙效濃縮與納濾濃縮工藝對比表濃縮溫度rc)生產周期(h)巴戟天總蒽醌轉移率雙效濃縮工藝60807.568.36%納濾濃縮工藝40453.198.42%由此可見，巴戟天納濾濃縮是在4045t:的溫度下進行濃縮，過程簡單，無相變，分離係數大，節能、高效，可連續操作，並能最大限度的保持中藥中有效成分的穩定性，巴戟天總蒽醌轉移率達98.42%與傳統的真空減壓濃縮工藝(雙效濃縮工藝)相比較，無論在濃縮時間、濃縮效率以及物料損耗上都更有優勢。巴戟天指標成分檢測方法由於2005年版《中國藥典》一部中尚無巴戟天藥材指標成分檢測方法，因此通過實驗摸索建立了一種巴戟天總蒽醌測定方法。經過驗證，此方法穩定性、重現性較好。具體方法如下巴戟天總蒽醌含量的測定方法1、試劑的配製①500ml0.5%醋酸鎂-甲醇溶液的製備稱取2.5g四水醋酸鎂粉末置於500ml量筒中，加入一定量的甲醇溶液溶解，再定容至500ml，將其裝入試劑瓶內。②500ml2.5mol/L硫酸溶液的製備用移液管吸取66.6ml濃硫酸於500ml容量瓶內，加純淨水至500ml刻度線，震蕩搖勻後裝入試劑瓶內。2、標準曲線的製備精密稱取1，8-二羥基蒽醌對照品11.2mg，置於100ml量瓶中，加氯仿至刻度，振搖溶解成112yg/ml標準品溶液，精密吸取上述標準品溶液0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5ml分別置於25ml比色管中，在水浴上蒸乾揮去氯仿，殘渣用P=0.5%醋酸鎂-甲醇8溶液溶解並定容至25ml。用0.5%醋酸鎂-甲醇溶液作空白，在512nm波長處測定其吸收度，以濃度為橫坐標、吸收度為縱坐標製作標準曲線。3、樣品的處理；吸取定容的待檢樣品溶液50ml，水浴揮幹溶劑後，用10ml純淨水溶解，再加入2.5mol/L硫酸溶液30ml，沸水浴加熱回流水解2h，放冷後移至分液漏鬥中，加氯仿萃取4次，每次20ml，合併氯仿液，再用10ml純淨水洗滌24次至中性，將氯仿放入100ml容量瓶中，加氯仿定容至刻度線，即為供試品溶液。4、樣品的測定精密吸取上述供試品溶液50ml，水浴蒸乾，加0.5%醋酸鎂-甲醇溶液溶解並定容至25ml，以0.5%醋酸鎂-甲醇溶液為空白，在512nm波長處測定吸收度，按回歸方程計算試樣中總蒽醌含量。(四)圖1是不同操作條件下超濾膜膜通量變化趨勢圖圖2是不同操作條件下納濾膜膜通量變化趨勢圖具體實施方式實施例1a.巴戟天提取液的製備將巴戟天藥材切片後平均加至A、B、C三個提取罐組成的連續動態逆流提取機組內，提取溫度5(TC，以藥材重量6倍量的60%的乙醇為提取溶劑，在梯度形成階段，A罐首次提取時間為5min，將提取溶劑轉移至B罐後提取10min，A罐中加入提取溶劑後再提取15min;在提取階段，各罐提取時間為2h;在提取結束階段，各罐提取時間為2h，合併各罐提取液；b.提取液預處理採用阿法拉伐碟片式離心機對上述提取液進行高速離心，轉速為6000r/min，離心20分鐘，收集上清液；離心後的沉澱直接排掉。離心後的巴戟天提取液要求澄清透明。c.微濾分離採用膜孔徑為0.05umAl203陶瓷膜機組對上述離心分離液進行微濾分離處理，其機組的組合方式為四並兩串式，即四組並聯，每組又由兩根膜管串聯組成，每根膜管裡裝0.05um膜芯61根，共488根；微濾後，以3倍量的水頂洗三次，頂洗溫度4060°C、頂洗壓力1.02.Obar，得微濾分離液；d.超濾分離將上述微濾液以聚偏氟乙烯超濾膜機組進行超濾，超濾膜機組組合方式為5根超濾膜管並聯，每根超濾膜管中裝5萬分子量膜芯4根，共計20根；超濾溫度4(TC、操作壓力6bar、膜管型號5萬，超濾後，以水對截留液頂洗3次，頂洗溫度4045°C、頂洗壓力8.010.Obar，合併，得超濾液；經檢測超濾液中總蒽醌透過率為95.77%，超濾液濁度為1.棚TU;e.納濾濃縮採用膜型號為200分子量、膜材質為聚醯胺的納濾膜機組對上述超濾液進行濃縮處理，其機組的組合方式為5根納濾膜管並聯，每根納濾膜膜管中裝200分子量膜芯4根，共計20根膜芯，總膜面積800平方米；納濾溫度4(TC，操作壓力16bar，濃縮倍數10倍，；得濃縮液；按巴戟天總蒽醌含量的測定方法測定，總蒽醌含量為529.2mg/L。實施例2a.巴戟天提取液的製備將巴戟天藥材切片後平均加至A、B、C三個提取罐組成的連續動態逆流提取機組內，提取溫度6(TC，以藥材重量8倍量的65%的乙醇為提取溶劑，在梯度形成階段，A罐首次提取時間為5min，將提取溶劑轉移至B罐後提取10min，A罐中加入提取溶劑後再提取15min;在提取階段，各罐提取時間為2h;在提取結束階段，各罐提取時間為2h，合併各罐提取液；b.提取液預處理採用阿法拉伐碟片式離心機對上述提取液進行高速離心40分鐘，轉速為6000r/min，收集上清液；離心後的沉澱直接排掉。離心後的巴戟天提取液要求澄清透明。c.微濾分離採用膜孔徑為0.lumA1203陶瓷膜機組對上述離心分離液進行微濾分離處理，其機組的組合方式為四並兩串式，每根膜管裡裝0.lum膜芯61根，共488根；微濾後，以3倍量的水頂洗三次，頂洗溫度406(TC、頂洗壓力1.02.Obar，得微濾分離液；d.超濾分離將上述微濾液以聚偏氟乙烯超濾膜機組進行超濾，超濾膜機組組合方式為5根超濾膜管並聯，每根超濾膜管中裝5萬分子量膜芯4根，共計20根；超濾溫度45t:、操作壓力7bar、膜管型號5萬，超濾後，以水對截留液頂洗3次，頂洗溫度4045°C、頂洗壓力8.010.Obar，合併，得超濾液；經檢測超濾液中總蒽醌透過率為96.30%，超濾液濁度為1.30NTU;e.納濾濃縮採用膜型號為200分子量、膜材質為聚醯胺的納濾膜機組對上述超濾液進行濃縮處理，其中機組的組合方式為8根納濾膜管並聯，每根納濾膜膜管中裝200分子量膜芯4根，共計32根膜芯，總膜面積1000平方米；納濾溫度45t:，操作壓力18bar，濃縮倍數10倍，；得濃縮液。按巴戟天總蒽醌含量的測定方法測定，總蒽醌含量為538.9mg/L本發明所製備的巴戟天提取液可用於配置中藥複方製劑或中藥保健酒。權利要求應用膜集成技術處理巴戟天提取液的方法，其特徵在於包括下述步驟a.巴戟天提取液的製備將巴戟天藥材平均加至A、B、C三個提取罐組成的連續動態逆流提取機組內，提取溫度50-60℃，以藥材重量6-8倍量的60％-65％的乙醇為提取溶劑，在梯度形成階段，A罐首次提取時間為5min，將提取溶劑轉移至B罐後提取10min，A罐中加入提取溶劑後再提取15min；在提取階段，各罐提取時間為2h；在提取結束階段，各罐提取時間為2h。b.提取液預處理採用離心機對上述提取液進行高速離心，收集上清液；c.微濾分離採用膜孔徑為0.05-0.1um陶瓷膜機組對上述上清液進行微濾分離處理，其機組的組合方式為四並兩串式，每根膜管裡裝膜芯61根，共488根；微濾後，以3倍量的水頂洗三次，頂洗溫度40～60℃、頂洗壓力1.0～2.0bar，得微濾分離液；d.超濾分離對上述微濾液進行超濾分離，其中超濾膜機組的組合方式為5根超濾膜管並聯，每根超濾膜管中裝5萬分子量膜芯4根，共計20根膜芯；超濾溫度40-45℃、操作壓力6-7bar、膜管型號5萬，得超濾液；要求超濾液中總蒽醌透過率≥95％，超濾液濁度≤1.50NTU；e.納濾濃縮採用膜型號為200分子量的納濾膜機組對上述超濾液進行濃縮處理，其機組的組合方式為5～8根納濾膜管並聯，每根納濾膜膜管中裝200分子量膜芯4根，共計20～32根膜芯，總膜面積800～1000平方米；納濾溫度40-45℃，操作壓力16-18bar，濃縮倍數10倍；得濃縮液。2.根據權利要求1所述的應用膜集成技術處理巴戟天提取液的方法，其特徵在於所述的陶瓷膜為八1203陶瓷膜。3.根據權利要求1所述的應用膜集成技術處理巴戟天提取液的方法，其特徵在於所述超濾膜為聚偏氟乙烯超濾膜。4.根據權利要求1所述的應用膜集成技術處理巴戟天提取液的方法，其特徵在於所述的納濾膜為聚醯胺納濾膜。全文摘要應用膜集成技術處理巴戟天提取液的方法，是先將巴戟天藥材置於連續動態逆流提取機組內提取，得提取液；再採用阿法拉伐碟片式高速離心機對提取液進行離心，收集上清液；選用相應的微濾膜和超濾膜進行微濾、超濾分離，分離液以納濾膜機組進行納濾濃縮，即得；本發明採用膜集成技術對提取進行分離濃縮，過程中無相變，有利於保存巴戟天有效成分的理化特性，且膜集成技術的應用能較多地保留巴戟天藥材中的多種有效成分，使產品質量得到較大提高，同時，由於不耗用有機溶劑，降低了環境汙染，整個工藝可連續進行，生產周期短，生產成本及能耗低，利於大規模生產。文檔編號A61P29/00GK101780164SQ20091006058公開日2010年7月21日申請日期2009年1月16日優先權日2009年1月16日發明者劉世龍,劉源才,張帆,楊躍軍,趙國鋒,陳凱申請人:勁牌有限公司