膜分离技术在中药生产及研究

膜分离技术在中药生产及研究中的应用进展201302143孙沛霖导师林桂涛教授中药的化学成分非常复杂，通常含有生物碱、苷类、黄酮类、醌类、苯丙素类、萜类、皂苷类、有机酸、树脂类、鞣质、糖类、蛋白质、脂肪类等物质。因此要提高中药中有效成分的利用率，需要运用先进适用的技术对传统中药分离纯化工艺进行改革，膜分离技术作为一项革新的技术，亦属中药产业高技术改造的内容之一，给传统的中药带来了广阔的发展空间。膜分离技术(membraneseparationtechnique)是以选择性透过膜为分离介质，以外界能量或化学位差为推动力，对混合物中特定组分实现分离、提纯和浓缩的分离技术。常用的膜分离技术主要有以下几种:微滤(MF)、超滤(UF)、纳滤(NF)、反渗透(RO)。微滤膜的孔径通常在0.05～10μm在之间，主要用于截留阻挡悬浮物、细菌、部分病毒及大尺度的胶体;超滤膜的孔径在1～100nm之间，主要用于截留微滤膜阻挡不了的病毒、热原、胶体、多肽及蛋白质等大分子化合物;纳滤膜截留分子质量介于超滤与反渗透之间，主要用于截留染料、重金属离子、小分子有机物和盐等;反渗透膜大多为致密的非对称膜或复合膜，主要用于截留无机盐及小分子物质，广泛地用于药液的精制、浓缩及水的净化回收。1、中药提取过程除杂在中药提取过程中，采用膜分离技术除杂，可除去中药中的一些大分子杂质，提高有效成分纯度，增强药物疗效。2、中药有效成分的分离浓缩在中药有效成分提取分离及浓缩过程中，采用传统方法(如回流法、石硫法、改良明胶法、加热蒸发法等)往往存在分离效率低、有机溶剂易破坏药效成分以及高温易引起热敏性药效成分失效等问题;膜分离技术以其操作简单、无需外加其他物质、无污染、室温操作等特点，有效地克服了传统方法的一些缺点。膜分离技术在中药制药过程中的应用2.1、多糖和多酚活性成分的分离浓缩采用膜集成工艺，净化浓缩灵芝水提液。先将灵芝水提取液用筛网过滤去除药渣等杂质，再经0.45μm和1μm的微滤膜净化，可有效地去除灵芝水提液中的细菌、悬浮颗粒和胶体类物质;透过液经过截留分子质量为50kDa的聚丙烯腈超滤膜，截留液送去浓缩液蒸干;渗透液经过截留分子质量为10kDa的醋酸纤维素膜再进行超滤，截留液送去浓缩液蒸干;透过液用截留分子质量为150～300Da的标准型聚酰胺纳滤膜进行浓缩，最大程度地收取水提液中小分子质量的灵芝有效成分。实验表明，纳滤膜渗透液的色度始终处在70～80之间，对灵芝水提液有效成分保持着较高的截留率和良好的浓缩分离效果。2.2、醌和苷类活性成分的分离浓缩以丹参与芍药复方水煎液为对象，探讨膜分离对药液质量和能量消耗的影响。通过对四种膜的超滤实验，选取了截留分子质量为10kDa中空纤维超滤膜为分离膜，对超滤分离液进行反渗透浓缩，反渗透膜浓缩制得的产品中有效成分(丹参酚酸和芍药苷)保留量高于减压浓缩的1倍以上，而直接能耗只有减压浓缩的1/10，时间为1/5;表明将膜用于复方中药的分离和浓缩是可行的，可显著改善品质和节约能源。2.3黄酮和活性蛋白成分的分离纯化浓缩将膜分离技术与醇沉法结合纯化大豆异黄酮，选用孔径为50nm的无机陶瓷膜对大豆异黄酮乙醇萃取液进行超滤，大豆蛋白的截留率达75.52%，透过液大豆异黄酮含量达16.4%。将聚偏氟乙烯膜(PVDF)和无机陶瓷膜用于地龙匀浆液中蛋白多肽类有效成分的分级分离，结果表明，PVDF用于地龙匀浆液的分离纯化其效果好于无机陶瓷膜，用截留分子质量为50kDa的PVDF膜能将纤溶活性蛋白截留浓缩，得到具有较大纤溶活性的蛋白组分群。3中药浸膏的制备制备中存在的浸膏崩解缓慢、含杂质量高等缺点，缩短了生产周期，提高了浸膏中有效成分的量和药效，显著减少了服用量。将膜分离技术用于灵芝浸膏的制备，先用截留分子质量为50kDa的超滤膜(聚醚砜)对灵芝水提液进行浓缩，渗透液再用截留分子质量为10kDa的超滤膜(聚丙烯腈)进行浓缩，最后用截留分子质量为200Da的纳滤膜(醋酸纤维)将透过10kDa超滤膜的渗透液进行浓缩。将二级超滤浓缩液和纳滤浓缩液合并，置于干燥铁锅内，于60℃恒温干燥箱中干燥至恒定质量后，冷却，即得干浸膏，此法干浸膏收率为6.892%，干浸膏中多糖平均量为9.2122%，高于传统方法所得浸膏中的多糖量(7.5648%)。4、中药口服液的制备将膜分离技术用于中药口服液的制备，可显著改善药液澄明度、减少主成分损失率，提高口服液药效。根据有机膜孔径大小的不同，将银黄方水煎液经过五级膜分离，得到3种有效成分(黄芩苷、绿原酸、汉黄芩苷)固体量总和大于50%，高于银黄口服液(13.36%)。5中药注射液的制备将膜分离技术用于制备中药注射液，可除去热原、增加注射液的稳定性、提高药效，还可缩短生产周期、降低生产成本。用膜分离技术纯化刺五加浸膏生产刺五加注射液，将精制刺五加浸膏加注射用水稀释至总黄酮为15.0mg/mL，稀释后用板框过滤器经滤纸、微孔滤膜分别进行过滤，再经过FLT-U系列膜过滤系统(卷式超滤膜，配置四个级别，型号分别为EA、EB、EC、ED)进行过滤，用20%氢氧化钠调pH到5.0，加热至沸，用4μm钛棒过滤器过滤后定容至配制量，取样检测含有量、pH值，合格后经0.22μm滤芯精滤后灌封，115℃灭菌30min，灯检，包装，得刺五加注射液;经四级卷式超滤膜过滤后，指标性成分总黄酮的平均转移率为94.89%，25μm以上及10μm以