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Concentration of biyankang extracts using multi-stagemembranes separation

多级膜浓缩鼻炎康提取液的研究



全 文 :多级膜浓缩鼻炎康提取液的研究
罗 吉1,钟美好1,肖凯军2,袁 亮2,石 浩2
(1佛山德众药业有限公司,广东 佛山 528000;
2华南理工大学 轻工与食品学院 轻化工所,广东 广州 510640)
[摘要] 目的:改进鼻炎康复方提取液的提取工艺。方法:在室温下开展超滤纳滤多级膜浓缩,采用高效液
相色谱法测定鼻炎康提取液中主要有效成分在膜处理后的保留情况。结果:多级膜分离浓缩法可以去除鼻炎康提
取液中45%左右的水分,成本为现有生产中真空浓缩加热法的1/4。提取液中主要有效成分蒙花苷的保留率在
80%以上,盐酸麻黄碱的保留率在90%以上。结论:达到了较好的高效浓缩和节能效果,为鼻炎康复方提取液膜浓
缩的现代化生产提供了理论指导和实验依据。
[关键词] 鼻炎康;超滤;纳滤;蒙花苷;盐酸麻黄碱
[中图分类号]R284.1 [文献标识码]A [文章编号]10015302(2008)17210805
[收稿日期] 20080401
[基金项目] 国家“十一五”科技支撑计划项目(2006BAD05A
02);2006年粤港关键领域重点突破项目(200601072);广州市科技
成果推广项目(2006C13G0011)
[通讯作者] 袁亮,Tel:13631449371,Email:rincon520@ya
hoo.com.cn
  鼻炎康是一种含多种成分的复方中成药,主要
有广藿香、苍耳子、鹅不食草、野菊花、黄芩等,其中
的主要有效效用成分是蒙花苷和盐酸麻黄碱,能较
好地治疗由急慢性鼻炎所引起的鼻黏膜充血,肿胀
引起的鼻塞,是鼻炎康片中的主要有效成分[1]。鼻
炎康复方提取液中蒙花苷和盐酸麻黄碱的含量也可
以作为药品有效效用性的指标。提取液的浓缩是现
代中药制药的关键单元操作之一[23],国内目前多采
用加热真空蒸发浓缩[4]等传统工艺进行提取液的
有效成分浓缩,但蒸发浓缩存在浓缩温度较高,提取
液中热敏性有效成分容易破坏和挥发性成分逸散等
问题,从而影响产品的品质[57]。
作者初步研究超滤—纳滤多级膜法浓缩分离鼻
炎康提取液,以除去提取液中的水分,通过对提取液
中蒙花苷和盐酸麻黄碱的保留率测定,探讨膜法浓
缩鼻炎康提取液的可行性,为膜法浓缩中药提取液
的工业化生产提供实验基础和理论依据。
1 材料
超滤膜为聚丙烯睛聚砜(PANPS)共混超滤
膜,截留相对分子质量1000,为华南理工大学轻化
工所提供。纳滤膜采用芳香族酰胺膜材料
NW2040,为华南理工大学轻化工所提供。
鼻炎康复方提取液(佛山德众药业提供);盐酸
麻黄碱对照品(中国药品生物制品检定所,供含量
测定用,批号171242200404);蒙花苷对照品(中国
药品生物制品检定所,批号201548200403);甲醇、
乙腈为液相色谱用试剂;水为去离子二次重蒸馏水;
其他试剂均为分析纯。
美国 Waters600高效液相色谱仪(600pump,
996photodiodearaydetector);日本岛津shim-pack
CLC-ODS色谱柱(60mm×150mm);Satrous电子
天平(德国);DL-360超声波清洗器(宁波市石浦
海天电子仪器厂);JP-A型架盘天平(太仓市东亚
天平仪器有限公司);LanGePumpZT60-600型蠕动
泵(保定兰格恒流泵有限公司生产)。
2 方法
2.1 提取液预处理
采用离心分离处理鼻炎康原始提取液,主要除
去提取液中的悬浮物和大分子胶体物质,取其离心
清液进行膜分离处理试验。分4个批次进行处理,
其中前3批连续处理,第4批1个月后进行处理。
2.2 提取液的超滤膜分离
经过预处理除去鼻炎康提取液中的悬浮物和大
分子胶体物质后,采用PANPS共混超滤膜(截留相
对分子质量1000)进行提取液有效成分的分离,获
得超滤透过液和超滤浓缩液。
2.3 提取液的纳滤膜浓缩
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采用芳香族酰胺纳滤膜对超滤透过液进行浓
缩,得到纳滤透过液和纳滤浓缩液,合并超滤浓缩液
和纳滤浓缩液得到鼻炎康的浓缩液,纳滤透过液为
除去的水分。
2.4 盐酸麻黄碱的含量测定[8]
2.4.1 对照品溶液的制备 取干燥后盐酸麻黄碱
对照品适量,精密称定,加甲醇制成每1mL含8μg
的溶液,即得。
2.4.2 供试品溶液的制备 取供试品10g,精密称
定,置分液漏斗中,加水至10mL,再加入5%氢氧化
钠溶液10mL,加40%氢氧化钠溶液8mL,用石油醚
(30~60℃)振摇提取4次(50,40,40,40mL),合
并提取液,加 10%盐酸乙醇溶液 4mL(或每次 1
mL),置水浴上蒸干,残渣用50%甲醇溶解并转移
至25mL量瓶中,加入磷酸2滴,加50%甲醇至刻
度,摇匀,滤过,取续滤液,即得。
2.4.3 对照品HPLC的分析条件 HPLC的分析条
件如下:以十八烷基硅烷键合硅胶为填充剂;以乙
腈01%磷酸溶液(7∶93)为流动相;检测波长207
nm;理论板数按盐酸麻黄碱峰计算不低于 2000。
分别精密吸取对照品溶液与供试品溶液各20μL,
注入液相色谱仪,进行测定。
2.5 蒙花苷的含量测定[8]
2.5.1 对照品溶液的制备 取干燥后蒙花苷对照
品适量,精密称定,加甲醇制成每1mL含25μg的
溶液,即得。
2.5.2 供试品溶液的制备 取供试品10g,精密称
定,置25mL量瓶中,加甲醇至近刻度,超声提取15
min,放冷,加甲醇至刻度,摇匀,滤过,取续滤液,即
得。
2.5.3 对照品HPLC的分析条件 HPLC的分析条
件如下:以十八烷基硅烷键合硅胶为填充剂;以甲
醇04%冰醋酸溶液(50∶50)为流动相;检测波长
334nm;理论板数按蒙花苷峰计算应不低于2000。
分别精密吸取对照品溶液与供试品溶液各20μL,
注入液相色谱仪,进行测定。
2.6 保留率测定
采用膜分离前提取液成分含量(C0)与处理后
提取液中成分含量(C1)的比值表示。
保留率(%)=C1/C0×100%
3 结果与讨论
3.1 离心处理对鼻炎康有效成分的影响
分别取鼻炎康提取液,分4个批次进行离心试
验,测得其有效成分蒙花苷和盐酸麻黄碱的保留率,
如图1。
图1 有效成分的保留率随处理批次的变化
  由图1可见,在不同时间段内,蒙花苷和盐酸麻
黄碱的保留率变化不大,基本上在 90% ~100%。
这充分说明,离心处理在除去提取液中悬浮物和大
分子胶体物质的同时,不会对提取液的有效成分造
成太大损失,达到预处理溶液的目的。
3.2 鼻炎康提取液的超滤膜分离过程
将上述离心清液进行多级膜分离处理,超滤的
操作压力为2MPa,物料温度恒定在25℃,进行鼻
炎康提取液有效成分的一级膜分离。膜透通量随时
间变化和通量衰减过程如图2。
图2 超滤膜透通量随时间变化
对提取液进行超滤分离的过程中,有效成分和
大分子物质被被膜截留,并有一部分附着在膜表面,
造成膜污染。随着时间的延长,膜通量也逐渐衰减。
在15h左右,膜通量变化渐小,维持在一恒定值。
经过超滤处理后,鼻炎康提取液中的各类大分
子得以除去,透过液进一步清澈。并且由图3~8可
以看出,溶液中有效成分盐酸麻黄碱和蒙花苷分别
从 14615mg·L-1和 11259mg·L-1变化到
12845mg·L-1和9077mg·L-1,变化率在20%
之内,基本可以保留鼻炎康提取液的各种有效成分。
3.3 鼻炎康提取液的纳滤膜浓缩过程
经超滤分离后,鼻炎康提取液已除去大部分蛋
白质、多糖、树脂等胶体物质,获得的鼻炎康超滤透
过液清澈、透明。除去胶体与悬浮物质的鼻炎康提
取液,再经纳滤分离后,去除小分子的水,达到浓缩
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1盐酸麻黄碱;图4,5同
图3 盐酸麻黄碱对照品色谱图
图4 提取液盐酸麻黄碱色谱图
图5 超滤透过液盐酸麻黄碱色谱图
1蒙花苷;图7,8同
图6 蒙花苷对照品色谱图
图7 提取液蒙花苷色谱图
效果,基本上可全部保留各种有效成分。
由图9可见,鼻炎康提取液的超滤透过液在纳
滤过程中膜通量变化较为平稳,在15h后膜通量
  
图8 超滤透过液蒙花苷色谱图
基本恒定,在实际生产中可长时间连续工作。
图9 纳滤膜透通量随时间变化
纳滤膜材料的抗污染能力较强,污染物易清洗。
经过40min的碱液与自来水清洗,膜组件的通量都
能迅速恢复到试验前的水平。
3.4 多级膜分离对鼻炎康有效成分的影响
将膜处理后的鼻炎康提取液进行有效成分分
析,测得处理后提取液中盐酸麻黄碱和蒙花苷的保
留率,如图10。
图10 多级膜分离处理对提取液有效成分的影响
膜分离过程可以尽可能多的除去水分,使提取
液达到浓缩的效果,这样既可以减少多效真空浓缩
的能量消耗,又可以避免温度对提取液的影响。从
图10可以看出,提取液中有效成分蒙花苷保留率在
80%~90%,盐酸麻黄碱的保留率在90% ~95%,
基本保持了较高的保留率,足以满足生产要求;同
时,由图11可以看出,多级膜分离对提取液的脱水
率可以达到35%~50%,成本为现有生产中真空浓
缩加热法的1/3,并使提取液大大浓缩,便于其的进
一步浓缩雾化干燥。
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图11 多级膜分离处理对提取液脱水率的影响
  从4个批次的脱水率和提取液有效成分的保留
率上看,前3次的与第4次(1个月后)差别不大,基
本脱水率保持在35%~50%,主要有效成分的保留
率在 80%~90%。这说明多级膜分离符合实际生
产应用,可以在不损失或较少量损失药液有效成分
的基础上,进行药液的有效浓缩。
3.5 多级膜的清洗
膜污染是指处理物料中的微粒、胶体粒子或溶
质大分子由于与膜存在物理化学相互作用或机械作
用而引起的在膜表面或膜孔内吸附、沉积造成膜孔
径变小或堵塞 ,使膜产生透过流量与分离特征的不
可逆变化现象[9]。可以说膜污染是物料运行过程
中不可避免的。在使用多级膜分离设备过程中,通
过运行测试,目前存在的问题是膜的清洁问题,使用
碱洗和水洗2种清洁方式分别对4个批次膜设备进
行清洗,结果如表1所示。
表1 超滤膜清洗前后通量的变化
批次
连续运行
时间/h
通量变化
/L·h-1
清洁方式
1 8 600~250 清水循环冲洗
2 10 550~400 稀碱浸泡过夜、循环,清水冲洗
3 10 650~500 稀碱浸泡过夜、循环,清水冲洗
4 8 550~355 稀碱浸泡过夜、循环,清水冲洗
  由表1可以看出,在设备连续运行约8h后,由
于膜污染的存在,流量会出现下降趋势,第1批次结
束用清水循环冲洗后,通量恢复效果较差。碱洗后
虽有明显改善,但随着清洗次数的增加,整体的流量
呈下降趋势。
3.6 运行成本
目前工厂仍采用传统真空浓缩方法,蒸发 1t
水约需1t蒸气,能耗成本为140元/t。采用多级膜
浓缩新技术后,按照10t·h-1处理量计算,动力消
耗约10kW·t-1(电费按075元/kW),则75元/t
提取液;药剂费用:030元/t提取液;膜材料费用:
10元/t提取液,则浓缩每吨中药提取液直接成本为
178元/t提取液。按照50%的水分浓缩率计算,则
除去1t水成本为356元。不同浓缩方法成本表如
表2所示。
表2 运行成本
浓缩方法 能耗类型 成本/元/t
传统真空 蒸气  140
多级膜  动力  75
多级膜  药剂  030
多级膜  膜材料 10
  因此,采用多级膜浓缩新技术成本为现有生产
中真空浓缩加热法成本约1/4。另一方面,真空浓
缩加热法的有效成分蒙花苷保留率约为 70% ~
75%,盐酸麻黄碱的保留率约为75% ~80%。多级
膜浓缩新技术既节省能源,又提高了保留率,在中药
提取液浓缩方面具有巨大的应用前景。
4 结论
利用高效液相色谱法分析鼻炎康提取液中蒙花
苷和盐酸麻黄碱的含量,结果灵敏度高,重现性好,
应用于多级膜浓缩鼻炎康提取液的分析方面是可行
的。所采用的共混膜材料和纳滤膜材料的膜通量衰
减小,对药液分离效果好。超滤和纳滤浓缩在15h
内,膜通量基本达到稳定值。采用离心预处理超
滤纳滤多级膜浓缩鼻炎康提取液,主要有效成分蒙
花苷保留率在80%~90%、盐酸麻黄碱的保留率在
90%~95%,水分的除去率在35% ~50%,满足工
业化生产需要。采用多级膜浓缩鼻炎康提取液技
术,能耗成本是现有真空浓缩方法约1/4,有效成分
保留率提高约10%。
[参考文献]
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国医药科技出版社,2001:10.
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Concentrationofbiyankangextractsusingmultistage
membranesseparation
LUOJi1,ZHONGHaomei1,XIAOKaijun2,YUANLiang2,SHIHao2
(1.FoshanDezhongPharmaceuticalCoLtd,Foshan,Guangdong528000,China;
2.ResearchInstituteofLightIndustryandChemicalEngineering,SouthChinaUniversityofTechnology,Guangzhou510640,China)
[Abstract] Multistagemembranesprocesses,includingultrafiltrationandnanofiltrationareusedinconcentrationofBiyankang
extractsatroomtemperature,andtheconcentrationsofmainactiveingredientinretentionsaftermembraneprocessesweredetermined
byHPLC.Theresultsshowedthattheremovalrateofwaterisabout45%,andthecostisonlyonefourthofthevacuumheatingmeth
od.Theretentionratesofbuddleosideandephedrinehydrochlorideareabove80% and90% respectively,whichmeettheeficient
concentrationandenergysavingneeds.TheconcentrationmethodofBiyankangwithmultistagemembranesprocessesprovidessomein
structivetheoriesandexperimentalfoundations.
[Keywords] Biyankang;ultrafiltration;nanofiltration;buddleoside;ephedrinehydrochloride
[责任编辑 鲍 雷]
[收稿日期] 20080220
[通讯作者] 娄红祥,Tel:(0531)88382019
姜黄素磷脂复合物的制备及其形成机制研究
刘安昌1,2,赵丽霞1,翟光喜2,娄红祥2
(1.山东大学 齐鲁医院,山东 济南 250012;
2.山东大学 药学院,山东 济南 250012)
[摘要] 目的:考察姜黄素磷脂复合物的制备工艺,并对其形成机理进行研究。方法:对反应溶剂、反应时间、
反应物浓度、反应温度等因素对行考查,获取最佳制备条件,利用红外光谱、质谱及核磁共振分析技术研究对其结
构进行分析。结果:05g姜黄素与10g大豆磷脂溶于100mL无水乙醇中,于50℃水浴中搅拌反应1h,减压蒸
去乙醇,收集固体物,真空干燥12h可得稳定的复合物。结论:该制备工艺简单、稳定,且推断其形成机理为大豆卵
磷脂通过以磷原子为中心的极性基团与姜黄素发生复合。
[关键词] 姜黄素;磷脂复合物;制备工艺;形成机制
[中图分类号]R283 [文献标识码]A [文章编号]10015302(2008)17211206
  姜黄为姜科植物姜黄 CurcumalongaL.或郁金
CurcumaaromaticaSalisb.的干燥根茎,我国传统中
医认为其味辛、苦,性温,归脾、肝经。有破血行气,
通经止痛之功效,主要用于治疗胸胁刺痛,闭经,?
瘕,风湿肩臂疼痛,跌打肿痛。大量研究[16]表明姜
黄素有多种药理活性和生物活性,主要表现在抗炎、
抗氧化及抗肿瘤方面。
近年文献报道[713],将天然药物活性成分与磷
脂在一定条件下进行复合,得到天然活性成分磷
脂复合物(phytosomes或 phospholipidcomplex),其
理化性质和生物特性较原化合物均有不同程度的
改变,具有较强的亲脂性,可有效地提高天然活性
成分在体内的吸收,显著地改变其生物有效性。
而且许多天然活性的磷脂,象大豆卵磷脂、脑卵磷
脂以及蛋黄卵磷脂等本身就是一种很有效的营养
剂和抗氧化剂。姜黄素的水溶性差,生物利用度
低。为提高姜黄素的临床疗效,将姜黄素制成磷
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