全 文 ：小叶榕叶水提物超频震动膜过滤工艺的研究
黄　涛 1 ,庞小雄 1 ,周宏兵1 ,賴毅勤 1 ,李崇志 2 ,陈加林 3(1.广东药学院 药科学院 ,广东 广州 510006;2.广州
伟思过滤亚太技术有限公司 ,广东 广州 510631;3.广州白云山制药厂 ,广东 广州 510515)
摘要:目的 对超频震动膜过滤和传统水提醇沉工艺的分离 、浓缩效果进行考察和比较。方法 在小叶榕叶提取物的分离 、纯化
过程中 , 以相对除杂质率和总黄酮收率为指标 , 对截留孔径为 A、B、C、D的超频震动膜进行试验考察 ,并与醇沉工艺效果进行
比较。结果 截留孔径为 B的膜最适合小叶榕叶有效成分的分离 ,同时配合截留孔径的脱水膜 ,可使分离 、浓缩快捷而连续地
进行。结论 在小叶榕叶的生产工艺中 ,超频震动膜过滤法可代替传统乙醇沉淀法及加热浓缩方法。
关键词:超频震动膜过滤;水提醇沉;小叶榕
中图分类号:R 284. 2　文献标识码:A　文章编号:1006 - 8783(2007)02 - 0116 -03
基金项目:广东省科技厅资助项目(2005B33001005)
作者简介:黄涛 ,赖毅勤 , 在读硕士生;通讯作者:周宏兵 , 男 ,
教授 ,硕士生导师 , 主要从事药品质量控制和膜分
离技术研究。
F iltration study on aqueous ex tracts of F icus m icrocarpa L. f. w ith vibratory shear-enhanced
m embrane filtration processing
HUANG Tao
1 , PANG X iao-x iong1 , ZHOU H ong-bing1 , LA I Yi-qin1 , LEE Sung-chi2 , CHEN Jia-lin3
(1. Guangdong Collegeof Pharm acy , Guangzhou 510006, China;2. Aeron F iltra tion Technology(Asia Pacific)Co. Ltd. , Guangzhou ,
Guangdong 510631, Ch ina;3. Guangzhou Baiyunshan Pharm aceutica lsCompany , Guangzhou ,Guangdong 510515, Ch ina)
Abstract:Objective To com pare the effec t o f rou tine e thano l sedim en ta tion and v ibratory shear - enhanced membrane filtration
processing on separating and concentrating aqueous ex tractives o fF icusm icrocarpa L. .f M ethod V ibra tory shear enhanced m em brane
filtra tion processing w as used to separa te and concentra te the active ingredien ts, to ta l flavonoids from aqueous ex trac tives o fF icus
m icrocarpa L. .f . M embranes of four different pore sizeswere equipped for the filtra tion system to investiga te the filtration flux, stability,
y ie ld of ac tive ingred ients and fo reign m atte r rem oval ability. ResultM embrane B show ed the best perform ance in separa ting ac tive
ingredien ts o fF icusm icrocarpace from crude ex tracts, w hilem em brane D could concentrate ac tive ingredien ts inm em brane concentration
m ode. V ib ra to ry shear enhancedm em brane filtra tion processing m ade separa tion and concentra tion consecu tively done w ith rem arkab le
superiority. Conclusion V ibratory shear enhanced m embrane filtration is a good technology fo r rep lac ing e thano l sedim en tation and
concen tra tion in processing the ex trac t o fF icus. m icrocarpa.
K ey words:vibratory shear enhanced membrane filtration;e thano l sed im en ta tion;F icusm icrocarpa L. f
　　由于中药成分复杂 ,提取分离时大多要去除鞣
质 、蛋白质 、淀粉 、树脂等大分子杂质 。常用的提取
工艺 ,如醇沉 、蒸馏和萃取等 ,杂质不易除尽 ,有效成
分损失严重 ,造成药品质量不稳定 ,同时还消耗大量
有机溶剂 ,成本高且污染环境。近年来 ,膜分离技术
在中药生产工艺中已经得到了广泛应用 ,如中药注
射剂 、中药口服液 、中药浸膏的制备和中药有效成分
的提取等 ,都取得了良好的效果[ 1] 。膜分离技术可
以有效地去除杂质 、保留有效成分 , 且对环境无污
染 ,其优点十分明显。但膜分离技术目前的应用基
本上还是静态过滤方式 ,膜孔易堵塞 ,通量会很快减
少 ,特别是有机膜 ,污染严重 ,不易清洗 ,膜使用寿命
短 ,阻碍了膜分离技术在中药生产领域的推广应
用[ 2] 。
本研究在小叶榕叶水提液的分离 、浓缩过程中
直接应用超频震动膜过滤技术 ,对超频震动膜过滤
中不同截留孔径膜的分离 、浓缩效果与醇沉法的效
果进行了考察和比较。从结果看 ,该技术具有分离
浓缩连续进行 、工序少 、周期短 、效率高 、成本低 、能
耗低 、安全指数高 、膜不易堵塞 、膜的保存和再生工
序简单等特点 。
1　材料与仪器
1. 1　材料
小叶榕叶药材和浸膏 (均由广州白云山制药厂
提供 ),芦丁对照品 (中国药品生物制品检定所 ,批
号 050923),其他试剂均为分析纯 。
116
第 23卷第 2期 广　东　药　学　院　学　报 Vo.l 23 No. 2
2007年 4月 JOURNALOFGUANGDONG COLLEGE OF PHARMACY Apr. 2007
1. 2　仪器
截留相对分子量为 A、 B、 C、D的有机薄膜 ,孔
径 A >B>C >D(D为脱水膜),超频震动过滤设备
(由广州伟思过滤亚太技术有限公司提供 ), TU-
1810紫外可见分光光度计 (北京普析通用仪器公
司 )。
2　实验方法
2. 1　过滤用样品液的制备
取干燥小叶榕叶置提取罐中 ,加 8倍量水 ,煮提
3次 ,滤过 ,合并滤液 ,浓缩至浸膏 (每 1 g相当于原
药材 10 g)。称取浸膏适量 ,加水溶解成相当于含
生药量为 0. 1 g /mL的样品液 ,备用。
2. 2　含量测定用对照溶液的制备
精密称定干燥恒重后的芦丁对照品 9. 3mg,置
25 mL量瓶中 ,加 50%(体积分数 )乙醇溶解 ,定容
至刻度 ,得到 372μg /mL对照品贮备溶液 ,备用 。
2. 3　乙醇沉淀样品液的制备
取小叶榕叶浸膏 3份 ,每份 100 g,分别置 1 000
mL容量瓶中 ,加热水 100mL溶解 ,再加乙醇至含醇
量约为 70%(体积分数 ),静置过夜 ,过滤除去沉淀
物 ,用少量 70%(体积分数 )乙醇淋洗沉淀 ,合并滤
液于旋转蒸发仪上回收乙醇 ,浓缩液移置 10 L的容
器中 ,加水定容至刻度 (相当于 0. 1 g /mL生药材),
备用。
2. 4　超频震动过滤实验
取 “2. 1”项下样品溶液 , 滤过 (相当于 200目
筛 ,滤除微粒 ),留样 500 mL作浸膏原液含量测定
用 ,其余部分装入储液槽 。调节温度在(35±2)℃,
在一定压强和振幅下 ,使药液在超频震动膜过滤系
统中过滤。完成后停机 ,取样 ,测定大分子物质的截
留率[ 3] 。超频震动膜过滤流程简图 ,见图 1。
1. 储液槽;2.泵;3. 压力调节阀;4.压力表
5. 膜组件;6.滤液收集罐;7. 三通阀;8.废液池
图 1　超频震动膜过滤流程简图
F ig. 1　The experim ental flow sheet by v ibratory shear
enhanced processingm embrance filtration
3　结 果
3. 1　过滤通量的考察
启动超频震动膜过滤系统后 ,待机械稳定约 5
～ 10 m in,开始定时考察通量 ,每个孔径的膜在同样
条件下连续考察 3 d(不清洗 ),结果见图 2 - 5。
　　图 2　A膜的过滤通量与时间变化曲线
　　Fig. 2　Curve of flux of A membrance filtration and
tim e var iance
　　图 3　B膜的过滤通量与时间变化曲线
　　Fig. 3　Curve of flux of B m embrance filtrat ion and
tim e var iance
　　图 4　C膜的过滤通量与时间变化曲线
　　Fig. 4　Curve of flux of C membrance filtration and
tim e var iance
　　图 5　D膜的过滤通量与时间变化曲线
　　Fig. 5　Curve of flux of D membrance filtration and
tim e var iance
117
第 2期　黄涛 ,等.小叶榕叶水提物超频震动膜过滤工艺的研究
　　由图可见 ,对于试验面积的单层膜 , A型膜 3 h
后基本稳定在 70%, B型膜 4 h后稳定在 65%, C型
膜稳定在 50%左右 。而对于脱水膜 ,前期的通量下
降迅速 ,但随脱水过程的延续 ,下降趋势逐步减缓 ,
在 45m in以后则稳定在 70%左右。实验说明震动
膜过滤的通量在经过一定时间的平衡后 ,可以达到
稳定的通量 。
3. 2　有效成分测定[ 4]
3. 2. 1　标准曲线的绘制
精密量取对照品贮备液 0. 0、1. 0、 2. 0、 3. 0、
4.0、5. 0、6. 0 mL分别置 25 mL量瓶中 ,加 50%(体
积分数 )乙醇至 6 mL,加 5%亚硝酸钠 1. 0mL,摇匀
6 m in ,加 10%(质量分数 )硝酸铝 1. 0 mL,摇匀 6
m in,加 4%(质量分数 )氢氧化钠试液 10. 0 mL,加
水至刻度 ,摇匀 ,在 15 m in后 500 nm处测吸收度 ,
以吸收度(A)为纵坐标 ,质量浓度 (ρ)为横坐标 ,绘
制标准曲线 , 得回归方程 A =0. 011 542ρ+0. 005
271, r=0. 999 8,表明芦丁对照品在 14. 88 ～ 89. 28
μg范围内具有良好的线性关系。
3. 2. 2　样品的测定
分别精确量取原液 、各滤液 、乙醇沉淀后样液
1. 0mL按 “3. 2. 1”项下操作 ,每个样品连续测定 5
次并记录吸收值 ,求均值代入回归方程计算总黄酮
含量 ,见表 1。
表 1　UV测定结果(n=5)
Tab. 1　A ssay data of total f lavonoid s
样品 吸收度 ρ/(μg mL - 1) 相对含量 /%
浸膏原液 0. 524 45. 61 100
A膜滤液 0. 456 39. 64 86. 91
B膜滤液 0. 455 39. 46 86. 52
C膜滤液 0. 321 27. 89 61. 15
70%醇沉液 0. 419 36. 48 79. 98
D膜脱水液 0. 013 0. 78 1. 71
　　以小叶榕叶浸膏原液总黄酮含量作为 100,则
A、B膜滤回收率约为 87%,损失 13%;C膜 61%,损
失 39%,乙醇沉淀回收 80%,损失 20%;采用 A、B
膜可增加约 7%的回收率;脱水膜滤液中有效成分
只占不到 2%。从有效成分的回收情况看 , A、B膜
均优于醇沉 ,而 D膜可用于脱水浓缩。
3. 3　重量法测定大分子物质 (杂质)去除情况的考
察
分别精密量取原液 、各滤液 、乙醇沉淀样液
10.0 mL于小烧杯中 ,水浴蒸干 ,然后置 80 ℃烘箱
中 3 h,取出置干燥器中冷却至室温 ,称重 ,重复干燥
至恒重 ,将所得各滤液 、乙醇沉淀样液的重量与原液
样品重量相比 ,得到相对保留率 ,然后按公式 “相对
除杂率 =(1 -相对保留率样品 )×100%”计算 ,即
为不同处理方法相对去除大分子杂质的量 (n=5),
见表 2。从表 2结果可知 ,以原液去除大分子物质
为 0计 ,醇沉为 19%, A膜 48%, B膜 58%, C膜
68%,脱水膜 97%。
表 2　重量法测定结果(n=5)
Tab. 2　A ssay data by we igh tingm ethod
样品 净重均值 /g 相对保留率 /% 相对除杂率 /%
浸膏原液 0. 076 5 100. 00 0
A膜滤液 0. 040 0 52. 28 47. 72
B膜滤液 0. 032 5 42. 48 57. 52
C膜滤液 0. 024 6 32. 16 67. 84
70%醇沉液 0. 061 8 80. 78 19. 22
D膜脱水液 0. 002 5 3. 27 96. 73
4　讨论
4. 1　本研究旨在比较超频震动膜滤法与传统水提
醇沉法对小叶榕叶提取物分离 、浓缩效果 ,通过试验
找到最佳超频震动膜过滤条件 ,使得保留更多有效
成分的同时 ,去除大量的大分子杂质。本实验中 ,
A、B型截留孔径的膜能达到有效地去除杂质 、保留
小分子成分的目的 ,效果均优于醇沉法 ,但综合小叶
榕叶提取物总黄酮成分的保留及除杂效果 , B型截
留孔径的膜更优。实验结果及相关物料计算表明 ,
本法可替代小叶榕叶生产工艺中的水提醇沉工艺及
加热浓缩过程 ,见表 3。
表 3　超频震动膜滤法与醇沉法效果比较
Tab. 3　Effect ive com par ison of vibratory shear enhanced m em brance filtra tion processing and ethano l sed im en tation
方法 总黄酮回收率 /% 相对除杂率 /% 生产周期 /d 耗费乙醇 /吨* 生产成本 /元* 产品质量
醇沉法 79. 98 19. 22 5 ～ 7 2. 4 8 000 ～ 11 000 不稳定
超频震动膜过滤法 86. 52 57. 52 1 ～ 3 0 1 000 ～ 1 500 稳定
　*以每吨药材计
(下转第 128页)
118
广东药学院学报 , 2007, 23(2)
用甲醇直接提取 。
3. 2　根据文献 [ 3 - 5]记载 ,流动相大多数采用甲
醇-水洗脱系统 。在实验中 ,首先用甲醇-水(体积比
45∶55)洗脱 ,橙皮苷约 10 m in出峰 ,但与前一个峰
分离不好;更换为甲醇-水 (体积比 35∶65)洗脱 ,峰
的分离很好 ,但是橙皮苷在约 45 m in出峰 ,时间太
长 ,影响实验进度;调整为甲醇-水(体积比 40∶60),
峰分离度好 ,出峰时间约 20 m in,时间合适 ,故流动
相确定为甲醇-水(体积比 40∶60)。
3. 3　HPLC法测定中 ,按《中国药典》2005版标准
生产的陈皮中橙皮苷的含量以秦皇岛唐人医药店的
样品含量最高 ,秦皇岛艾欣超市的样品最低 。广东
的 5个样品虽然按地方标准炮制规范生产 ,但与其
他样品在含量上并未有较大区别;而在 5个样品之
间却有差异 ,最高为 5. 500%,最低为 3. 473%,由此
反映出饮片内在质量的不同 。《中国药典》2005版
对陈皮中橙皮苷的含量做出不得少于 3. 5%的规
定 ,本次 10个样品中 ,除了 2个样品橙皮苷的含量
略低之外 ,其他样品都符合要求。
4　结 论
广东标准陈皮炮制品与国家标准陈皮炮制品的
橙皮苷含量没有统计学差异 ,故就整体而言 ,广东标
准陈皮炮制品的质量符合国家标准。
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(收稿日期:2007 -03 - 14;修回日期:2007 -04 - 20)
(上接第 118页)
4. 2　在静态膜分离过程中 ,常会出现膜堵塞和污染
等问题 ,而超频震动膜过滤技术由于高频震动在膜
表面产生的横向剪切力使大分子物质难以在膜表面
积聚形成次生膜 ,药液经简单预处理即可进行有效
的过滤 ,一般连续运行 1周清洗 1次即可 ,而且膜的
清洗简单 ,膜寿命长[ 5 -7] 。静态过滤中 ,有机膜的使
用寿命约为 10 ～ 30 d,其原因主要来自污染堵塞和
反复清洗;而超频震动膜过滤中 ,膜的寿命一般在 1
～ 2年。因而在中药分离 、浓缩方法中 ,该法可以替
代有机膜的静态过滤方式 。
4. 3　动态膜滤和静态膜滤一样 ,膜孔径和极性决定
了膜的分离效果 。选择最适孔径的膜及膜过滤参数
是关键 ,适宜截留孔径的膜能有效地截留杂质 、保留
所需分子量的物质 。但在实际中 ,膜孔径的选择并
不完全取决于被分离物质分子量的大小 ,常常还受
分子带电性 、立体空间构型 、膜与大分子物质的吸附
作用 、pH值 、黏度 、温度等因素的影响[ 8 -9] 。这些影
响因素将在以后的实验中进一步探讨 。
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128
广东药学院学报 , 2007, 23(2)