全 文 ：陶瓷膜超滤精制制首乌颗粒药材提取液的工艺研究
陈占立 ,孙爱平 ,魏学君 ,李知遥 ,石润波＊
(石家庄以岭药业股份有限公司 ,河北 石家庄　050038)
摘　要:目的　考察无机陶瓷膜在制首乌颗粒水提液精制过程中 , 不同孔径的膜对该体系的适用性 , 并进行膜过程
优化设计。方法　以制首乌水提液为研究对象 , 测定了 3 种不同孔径膜及不同操作参数下膜渗透通量及有效成分
的变化等。结果　50 nm 膜的膜渗透通量和二苯乙烯苷转移率均明显高于其他两种膜 , 应以操作压差 0.8 ～ 1.2
MPa , 温度 50～ 60 ℃、膜面流速 3.0 m/ s 作为大生产合适的滤过条件 , 当滤过液浓缩到原液体积 1/10 时 , 加入相
同体积的去离子水 , 其有效成分转移率达 80%以上 , 即可结束滤过 ,本系统采用强酸 、强碱交替清洗的方法 , 可使膜
通量恢复 90%以上。结论　采用无机陶瓷膜超滤技术精制制首乌颗粒是可行的适用技术 ,为陶瓷膜分离技术应用
于中药水提液的精制提供了工艺技术参数及依据。
关键词:制首乌颗粒;陶瓷膜超滤;精制
中图分类号:R284.2;R286.02　　　文献标识码:A　　　文章编号:0253-2670(2009)10-1566-04
Refining processing of Radix Polygoni Multi f lori Granula with ceramic membranes
CHEN Zhan-li , SUN Ai-ping , WEI Xue-jun , LI Zhi-yao , SHI Run-bo
(Shijiazhuang Yiling Pha rmaceutica l Company Limited , Shijiazhuang 050038 , China)
Abstract:Objective　To observe the effect of the dif fe rent bore diameter membranes on technolo gical
parameters of Radi x Polygoni Mult i f lori G ranula and to optimize the process of membrane f ilt ration.
Methods　Three dif ferent membranes w ere tested under di fferent parameters of operation to observe the
changes in membrane flux and the content of ef fective components by Radix Polygoni Mul ti f lori
Granula.Results　The membrane (50 nm)had the g reat f lux , the t ransfering rate of stilbene g lucoside
w as the highest;The optimum condi tions:the operation dif ferential pressure w as 0.8-1.2 MPa;The op-
eration temperature w as 50-60 ℃;the membrane surface f low rate w as 3.0 m/ s.When the volume of fil-
t ration solut ion w as condensed to 1/10 of fo rmer , entering the same volume deionized w ater into i t , and
when the ef fective components t ransfering rate reached 80%, the f ilt ration w as finished.Using the st rong
acid and st rong alkali to w ash it in turn , the flux could revive above 90%.Conclusion　It can be obtained
a good resul t that adopts the techno logy of ceramic membranes microfi lt ration to refine Rad ix Polygoni
Mult i f lori Granula.This can provide the foundation fo r the application of ceramic membrane microfil t ra-
tion in the ref inement of w ate r ex traction o f other Chinese materia medica.
Key words:Rad ix Polygoni Mult i f lori Granula;ceramic membrane micro fil tration;refinement
　　制首乌颗粒由制何首乌制成的颗粒 ,具有补肝
肾 、益精血 、延年益寿之功效 ,用于治疗血虚萎黄 ,眩
晕耳鸣 ,须发早白 ,腰膝酸软 ,肢体麻木 ,崩漏带下 ,
久疟体虚和高血脂等证 。原制备工艺为取水提醇沉
上清液 ,回收乙醇 ,浓缩得浸膏 ,加蔗糖制成颗粒 ,生
产过程消耗大量乙醇和能耗 ,增大产品成本 。而目
前陶瓷膜超滤技术在中药提取分离应用日益增多 ,
陶瓷膜超滤是根据膜孔径大小特征对中药提取液中
各药效组方依分子大小进行分离过程[ 1] ,可减少能
耗 ,不需要乙醇 ,节约成本 。本实验采用陶瓷膜分离
技术对制首乌颗粒精制工艺进行研究 ,其以膜通量 、
有效成分透过率为指标 ,综合考察不同孔径的无机
陶瓷膜对制首乌颗粒精制的适用性 , 药液浓度 、流
速 、操作压力及时间等工艺参数在陶瓷膜超滤精制
过程的影响 ,研究合理可行的精制工艺 ,探讨无机陶
瓷膜超滤技术在中药提取液精制产业化生产领域的
·1566· 中草药　Chinese Traditional and Herbal Drugs　第 40 卷第 10 期 2009年 10 月
＊ 收稿日期:2008-11-27　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　基金项目:国家科技支撑项目(2006BA09B07-07)作者简介:陈占立(1964—),男 ,河北武安人 ,高级工程师 ,主要从事中药生产工艺和新产品开发工作。
Tel:(010)59705149　E-m ail:chenzhanli2004@163.com
应用前景。
1　仪器与试剂
　　陶瓷膜超滤装置采用法国 TAM I 公司提供的
陶瓷膜试验装置 , 膜元件材质:A l2O3 , 孔径:0.2
μm 、 0.8 μm 、30 nm 、50 nm ,管长 1 000 mm ,通道内
径:205 nm , 单只管面积 0.2 m2 。Agilent 110 型
HPLC 。
　　制何首乌药材(批号:050912 ,安国以岭饮片有
限公司),经河北省药品检验所宋宝惠主任药师鉴别
为蓼 科植 物 何 首 乌 Polygonum multi f lorum
Thunb.的干燥块根的炮制加工品 ,符合《中国药
典》2005年版一部项下规定;二苯乙烯苷对照品购
自中 国药品生物制品检定 所(批 号:110844-
200404);所用试剂均为分析纯。
2　方法与结果
2.1　二苯乙烯苷的 HPLC 测定方法:参照《中国药
典》2005年版一部何首乌项下测定方法。其中色谱
条件与系统适用性试验和对照品溶液的制备基本相
同 ,超滤供试品溶液为直接取 10 mL 超滤液 ,滤过
即得;水提醇沉供试品为精密称取醇沉后没回收乙
醇的上清液 3.5 mL , 加稀乙醇用微孔滤膜(0.45
μm)滤过后 ,稀释 10 mL ,即得。测定时分别精密称
取对照品溶液与供试品溶液各 10 μL ,注入液相色
谱仪 ,测定 、计算即得。
2.2　原药液的制备:称取制首乌药材 200 kg ,分别
加 8倍量水提取2次 ,每次提取 2 h ,收集提取液 ,滤
过 ,即得滤液约 2 850 L ,作为原药液。
2.3　超滤单项试验操作流程:以下各单项试验操作
均为一次性取原药液 200 L 左右 ,连续地对物料进
行澄清 、滤过 、浓缩 ,定时对滤液进行取样 ,当料液浓
缩至只剩 20 L 左右时 ,加入 20 L 左右纯水 ,将无效
成分从料液中透析出 ,转移到滤过液中 ,从而提高有
效成分的收率 ,最后至料液浓缩至 20 L 时停止滤
过 。将滤液和截留液分别称定质量 ,取样检验。每
批料液滤过完成后 ,使用碱和酸等清洗剂进行膜的
再生 ,以便下次再用。
2.4　膜孔径对膜通量和截留性能的影响:制首乌水
提液在温度 50 ℃,压差 0.1 MP 条件下 ,分别经孔
径为 0.2 μm 、50 nm 、30 nm Al2O 3 无机陶瓷膜处
理 ,以膜渗透通量 、固形物去除率[固形物去除率=
(原药液固形物总量-过滤液固形物总量)/原药液
固形物总量×100%]和二苯乙烯苷转移率[二苯乙
烯苷转移率=处理液中有效成分的质量)/原药液中
有效成分的质量×100%]为指标 ,确定适用膜型号 ,
并考察无机陶瓷膜对该体系的适用性 ,结果见表 1。
可以看出 ,0.2 μm 、30 nm 膜没有明显区别 , 50 nm
膜的膜渗透通量和二苯乙烯苷转移率均明显高于其
他两种 。因此对于本体系 ,3种孔径的 Al2O 3 膜中 ,
50 nm 最适用 。
表 1　膜孔径对渗透性能的影响
Table 1　Effects of membrane bore diameter on permeability
孔径 膜渗透通量/(L ·m 2· h-1)
固形物去除
率/ %
二苯乙烯苷
转移率/ %
0.2μm 124 56.7 62.7
50 nm 138 61.9 78.6
30 nm 113 46.4 68.8
2.5　提取液温度对膜通量及截留性能的影响:在压
差 0.1 MPa ,经孔径 50 nm A l2O3 无机陶瓷膜滤过
条件下 ,制何首乌水提液膜渗透通量与温度之间的
关系见图 1 。结果显示 ,温度在低于 20 ℃时 ,不易
滤过 ,膜渗透通量较低 ,随着温度的升高 ,膜渗透通
量显著提高 ,在温度过高时滤液经冷却后易出现浑
浊现象 ,过高温度也导致能耗高 ,增加生产成本 ,所
以应以 50 ～ 60 ℃作为合适的大生产滤过温度 。
温度/ ℃
图 1　温度对膜渗透通量的影响
Fig.1　Effects of temperature on membrane flux
2.6　操作压差对膜通量和截留性能的影响:操作压
差为影响膜渗透通量的因素之一 。50 nm Al2O 3
膜 ,60 ℃,膜面流速为 3 m/ s条件下不同操作压差
下的膜渗透通量见图 2 。结果表明 , 在压差低于
0.12 MPa时 ,膜渗透通量随着压差增大而增大 ,压
差超过 0.12 MPa ,膜渗透通量随着压差增大会减
少 ,鉴于压力太大会对膜组件以及管道造成较大损
耗 ,因此确定本体系的适合的操作压差为 0.8 ～ 1.2
MPa。
2.7　超滤时间对膜渗透通量的影响:50 nm Al2O 3
膜 ,50 ℃,压差 0.1 MPa 条件下膜渗透通量随滤过
时间的变化见图 3。从图中看出 ,随着滤过时间的
增加 ,膜渗透通量在不断减少 ,在开始滤过的前 30
min内 ,膜渗透通量衰减的速率较大 ,随后膜渗透通
量衰减的速率较缓慢;这主要是由于在开始滤过前
30 min内 ,在膜表面形成沉积层以及膜孔径堵塞 ,
·1567·中草药　Chinese Traditional and Herbal Drugs　第 40 卷第 10 期 2009年 10 月
而导致过滤阻力急剧增加 ,膜渗透通量衰减的速率
较大 ,随着膜表面沉积层和膜的堵塞趋于稳定 ,膜渗
透通量衰减的速率也趋于缓慢。
2.8　膜面流速对膜渗透通量的影响:适宜的流速能
降低浓差极化 ,能降低膜面沉积层厚度 ,可提高膜渗
透通量 。在 50 nm A l2O3 膜 , 50 ℃,压差 0.1 MPa
条件下 ,考察了膜面流速分别为 2.0 、2.5 、3.0 、3.5 、
4.0 、4.5 m/ s时的平均膜渗透通量变化曲线 ,见图
4。结果显示随膜面流速的增加 ,稳定通量逐渐增
加 ,但增大幅度很小;当流速达到 3.5 m/ s后 ,通量
增大已不明显 ,基本保持不变 ,而当流速为 4.5 m/ s
时滤液产生了大量泡沫 ,不利于操作 ,同时在实际生
产过程中 ,过高的流速会使能耗增大 ,因此在本体系
中选用 3.0 m/ s的膜面流速 ,即可提高膜渗透通量
又可节约能耗 。
膜面流速/(m· s-1)
图 4　膜面流速对膜渗透通量的影响
Fig.4　Ef fects of membrane surface flow rate
on membrane flux
2.9　超滤终点的判定:膜分离操作终点需依据膜通
量大小 、截留液中有效成分和药液收率作为指标综
合判定超滤终点 。采用在 50 nm A l2O3 膜 , 50 ℃,
压差 0.1 MPa 条件下 ,一次性取液 200 L 左右 ,进
行澄清滤过。当料液浓缩至只剩 20 L 左右时 ,在截
留液内加入 20 L 左右去离子水 ,接着滤过 ,当料液
再次浓缩至20 L 时得第一次加水滤液;再加入 20 L
左右去离子水 ,继续浓缩至只剩 20 L 左右时停止滤
过 ,得第二次加水滤液 ,结果见表 2。结果表明 ,从
大生产和经济角度考虑 ,当料液浓缩至只剩原滤液
10%体积左右时 ,加入一次相同体积的去离子水 ,就
可提高滤液中有效成分。
表 2　洗水用量对制首乌中有效成分的影响
Table 2　Effects of water volume on active components
in Radix Polygoni Multi f lori
溶　液 滤　液体积/ L 收率/ %
二苯乙烯苷
质量/ g 收率/ %
原液　　　　　 200 3.46
初始渗透液　　 186 93 2.28 65.9
第一次加水滤液 201 100.5 2.66 76.9
第二次加水滤液 220 L 110 2.71 78.3
2.10　陶瓷膜的清洗与再生:实际生产中 ,膜渗透通
量会不断降低 ,系统中膜污染主要是由于膜吸附截
留污染物粒子从而在膜表面形成一层污染物造成
的 ,即形成表面沉积层 ,并且 ,这一阻力是控制膜的
微滤性能和污染情况的主要阻力之一。这就需要定
时对膜进行清洗 ,以延长膜的寿命 ,降低生产成本 ,
提高产品收率。本系统采用强酸 、强碱交替清洗的
方法 ,在滤过停止后马上对设备进行清洗。清洗时
先用无离子水洗 2 次 , 再用去离子水配制 2.0%
NaOH 对膜清洗 ,并加热控制温度不超过 85 ℃,清
洗 40 min 后 , 用去离子水冲洗 2 次 , 再用 1.0%
HNO3 对膜清洗 ,控制温度不超过 55 ℃,清洗 30
min后将酸液排尽 ,用去离子水冲洗 2次 ,将设备冲
成中性 ,测定膜通量恢复率[膜通量恢复率=水通量/
初始水通量(870 L· m-2 ·h-1)×100%] ,结果见表
3。结果表明经清洗后膜通量得到很好的恢复。
2.11　超滤前后及与水提醇沉工艺有效成分的比
表 3　膜的清洗效果
Table 3　Washing results of membrane
步骤 清洗剂 清洗时间/m in
水通量/
(L· m-2 · h-1)
膜通量恢复
率/%
1 去离子水 20 439.4 50.5
2 2.0%NaOH 40
3 去离子水 20 794.0 91.3
4 1.0%HNO3 30
5 去离子水 20 843.1 96.9
·1568· 中草药　Chinese Traditional and Herbal Drugs　第 40 卷第 10 期 2009年 10 月
较:取水提液 300 L 浓缩至 50 L 时 ,加等体积 85%
乙醇沉淀 ,取上清液回收乙醇 ,得水提醇沉浸膏 72
L ,利用高效液相分别测定了超滤前后滤液和水提
沉浸膏中二苯乙烯苷 ,将超滤前后药液和水提醇沉
液浓缩干燥干膏 ,称定质量 ,计算固形物去除率和二
苯乙烯苷转移率 ,结果见表 4。
表 4　超滤前后有效成分的比较
Table 4　Comparison on active components
before and after microfiltration
样品 体积/ L 性状 固形物总量/ kg
固形物去
除率/ %
二苯乙烯
苷总量/ g
二苯乙烯苷
转移率/%
原药液　　 300 浑浊 4.80 3.75滤过液　　 303 澄清 2.44 55.9 2.98 79.47
醇沉后浸膏 72 浑浊 2.78 42.1 2.41 64.30
3　讨论
　　比较了 3种孔径氧化铝膜的分离性能 ,孔径为
50 nm 陶瓷膜对制首乌水提液具有较好的分离效
果 ,渗透通量大 ,有效成分转移率比较高 。本体系合
适的滤过操作参数为操作压差 0.8 ～ 1.2 MPa ,滤过
温度 50 ～ 60 ℃,膜面流速 3.0 m/ s
　　微滤过程中 ,药液浓缩到一定程度时 ,一次加入
原药液 10%的去离子水 ,当微滤液收率达到原药液
的 100%左右时 ,有效成分保留率达 82%,即可结束
微滤 。采用强酸 、强碱交替清洗的方法 ,膜通量的恢
复率可达到 90%以上 。
　　实验结果表明陶瓷膜超滤与水提醇沉相比 ,除
杂率较相近 ,但二苯乙烯苷的量明显高于水提醇沉
工艺 。陶瓷膜超滤精制制何首乌水提液工艺是可行
的 ,其优点为杂质去除比较彻底 ,料液处理简单 ,产
品质量得到保证 ,膜清洗方便 ,并可反复再生 。
参考文献:
[ 1] 　黄仲淘.无机膜技术及其应用[ M ].北京:中国石化出版社 ,
1999.
循环高速逆流色谱从曼地亚红豆杉枝叶提取物中分离
紫杉醇和三尖杉宁碱
苏　静 ,谈　锋＊ ,谢　峻 ,冯　巍 ,陈　斌
(西南大学生命科学学院 , 三峡库区生态环境教育部重点实验室 , 重庆市三峡库区
植物生态与资源重点实验室 , 重庆　400715)
摘　要:目的　研究曼地亚红豆杉枝叶提取物中分离紫杉醇及其类似物三尖杉宁碱的方法 , 提高紫杉醇的回收率
及质量分数。方法　曼地亚红豆杉枝叶提取物先经 Al2O3 柱纯化后 ,再以正己烷-醋酸乙酯-甲醇-乙醇-水(5∶7∶
5∶1∶6.5)为溶剂系统 ,利用循环高速逆流色谱分离紫杉醇和三尖杉宁碱。结果　经循环高速逆流色谱循环一次
后 , 三尖杉宁碱与紫杉醇即达到基线分离 ,紫杉醇质量分数达 98.2%以上 ,回收率 83.0%。结论　循环 H SCCC 法
为分离紫杉醇和三尖杉宁碱提供了一条简便 、快速的方法 , 使制备高质量分数 、高回收率的紫杉醇成为可能。
关键词:曼地亚红豆杉枝叶;紫杉醇;三尖杉宁碱;循环高速逆流色谱
中图分类号:R284.2;2R286.02　　　文献标识码:A　　　文章编号:0253-2670(2009)10-1569-04
Separation of paclitaxel and cephalomanine from extracts in Taxus media branches and leaves
by recycling high-speed counter-current chromatography
SU Jing , TAN Feng , XIE Jun , FENG Wei , CHEN Bin
(Key Labora to ry of Eco-environments in Three Go rge s Reserv oir Region , Ministry of Education , Key Labo rato ry
o f Plant Ecolog y and Resource s in Three Go rges Reserv oir Region , Schoo l of Life Science ,
Southw est China Univ ersity , Chongqing 400715 , China)
Abstract:Objective　To study the method for separat ing paclitaxel f rom the ext racts in Taxus med ia
branches and leaves and cephalomanine , and to increase recovery rate and content of pacli taxel.Methods
·1569·中草药　Chinese Traditional and Herbal Drugs　第 40 卷第 10 期 2009年 10 月
＊ 收稿日期:2009-01-27　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　基金项目:国家“ 863”课题资助项目(2002AA212191)作者简介:苏　静(1985—),女 ,山东济南人 ,在读硕士研究生 ,研究方向为药用植物生物技术与生化工程。
Tel:(023)68367091　E-m ail:sujing07@sw u.edu.cn＊通讯作者　谈　锋　Tel:(023)68252698　E-mai l:t anfeng@sw u.edu.cn