穿心蓮提取液膜濃縮工藝研究

褚晨亮，曾令杰，翁海鵬

（廣東藥學院中藥學院，廣東 廣州 510006）

膜分離技術為發達國家21世紀優先發展的高新技術之 一，廣泛應用于化工、電子、輕工、食品、醫藥等行業，至今已形成了相當大的產業規模。它具有低溫操作、能耗低、分子級分離、冷除菌的特點，適合于高熱敏性物質的提取分離和濃縮，已在一些中藥制劑的分離和濃縮工藝之中有應用［1-4］。對于一些活性成分容易受熱分解的中藥提取液的濃縮，膜分離技術更具有優勢［5］。

穿心蓮藥材為爵床科植物穿心蓮Andrographis paniculata(Burm.f.)Nees的干燥地上部分，具有清熱解毒、涼血消腫之功效［6］，在廣東分布較廣，栽培歷史悠久。它是穿心蓮注射液、穿琥寧制劑、穿心蓮片、消炎利膽片、復方穿心蓮片等多種中成藥的原料藥材。其活性成分穿心蓮內酯等受熱不穩定，易于分解［7］。研究表明，穿心蓮內酯在加熱過程中容易脫水形成脫水穿心蓮內酯，長時間加熱會導致內酯環的結構破壞。穿心蓮提取液經過濃縮和干燥后，穿心蓮內酯和脫水穿心蓮內酯的損失率大。因而，優化工藝、減少提取濃縮過程中穿心蓮內酯類成分的受熱損失一直是以穿心蓮為原料的中成藥生產廠家急需解決的重要課題。本實驗探討了膜分離技術在穿心蓮提取液濃縮工藝中的應用。

1 儀器與材料

1.1 儀器與設備 SHB IllA型循環水式多用真空泵 (鄭州長城科工貿有限公司)，旋轉蒸發器 (鞏義市予華儀器有限公司)；PP棉 (蘇州嵐山保溫材料有限公司)，陶瓷膜(合肥世杰膜工程有限責任公司)，中空性纖維膜 (北京時代沃頓科技有限公司)，納濾膜 (北京時代沃頓科技有限公司)；島津LC-20AT高效液相色譜儀 (配有US/Vis檢測器，Shimadzu色譜工作站)。

1.2 藥品與試劑 穿心蓮藥材 (廣東藥學院藥用植物園)、對照品穿心蓮內酯 (批號110797-200307)、脫水穿心蓮內酯 (批號857-200105)購自中國藥品生物制品檢定所；色譜純甲醇購自Merck公司，水為自制的超純水；其它試劑均為分析純，購自天津市富起化工有限公司。

2 實驗部分

2.1 穿心蓮藥材的提取 取10 kg的穿心蓮藥材，分別以10倍量85%乙醇冷浸提取2次，每次冷浸提取時間為24 h；提取結束后，過濾，合并兩次濾液，得到穿心蓮提取液，取樣50 mL，編號為AP0，按2.3項下的方法測定穿心蓮內酯和脫水穿心蓮內酯的含有量。其余提取液分置于兩個容器中；一份以熱濃縮工藝濃縮，一份用以膜濃縮工藝的考察。

2.2 穿心蓮提取液的濃縮

2.2.1 穿心蓮提取液的熱濃縮 取10 L的穿心蓮提取液，以旋轉蒸發儀在85℃下濃縮回收乙醇，濃縮到1 L為止，得到濃縮樣品，編號為AP1，按2.3項下的方法測定穿心蓮內酯和脫水穿心蓮內酯的含有量。

2.2.2 穿心蓮提取液的膜組合濃縮 在外加壓力下，穿心蓮提取液能夠通過納濾膜，但難于通過反滲透膜。故確定以納濾膜來濃縮穿心蓮提取液，其膜組合濃縮的考察工藝路線為:穿心蓮提取液→超濾膜除雜→納濾膜濃縮→濃縮液，實驗工藝流程如圖1所示。

圖1 穿心蓮提取液的膜組合實驗工藝流程

按照上述工藝路線，每次取10 L的穿心蓮提取液分別經過中空纖維膜、陶瓷膜及PP棉超濾除雜，保持高壓泵的工作壓力在0.6～0.7 MPa之間。超濾后，收集膜后的超濾液，分別取50 mL，編號為AP2、AP3、AP4，按2.3項下的方法測定穿心蓮內酯和脫水穿心蓮內酯的含有量。取樣后剩余的超濾液分別進行納濾膜濃縮。

保持高壓泵的工作壓力在0.6～0.7 MPa之間，分別將上述超濾液經納濾膜循環濃縮，當膜后液減少到1 L時停止濃縮，分別得到濃縮后的樣品，編號為 AP5、AP6、AP7，按2.3項下的方法測定穿心蓮內酯和脫水穿心蓮內酯的含有量。

2.3 穿心蓮內酯、脫水穿心蓮內酯的測定 分別精密吸取上述穿心蓮提取液或超濾液10.0 mL、或濃縮液1.0 mL，揮干后加40%甲醇20 mL溶解，完全轉移至預處理好的中性氧化鋁柱上 (內徑以及2.0 cm，100～200目，裝量5 g)，40%甲醇液濾過后，再以30 mL甲醇洗脫，收集洗脫液，蒸干，以甲醇溶解定容成10 mL，即制得HPLC用供試品溶液，按本課題組以前建立的HPLC法［8］，測定各樣品中穿心蓮內酯、脫水穿心蓮內酯的含有量。

3 實驗結果

3.1 穿心蓮提取液的蒸發濃縮工藝和膜濃縮工藝中的比較 按照上述方法，分別測定穿心蓮提取液及其熱濃縮和膜濃縮后的溶液中穿心蓮內酯和脫水穿心蓮內酯的含有量，以此來評價穿心蓮提取液的熱濃縮工藝和膜組合濃縮工藝。其結果見表1。

表1 各樣品中穿心蓮內酯和脫水穿心蓮內酯的含有量(n=3)

表1結果說明，穿心蓮提取液經旋轉蒸發熱濃縮后，穿心蓮內酯總量有一定的損失，脫水穿心蓮內酯的總量有一定的增加，表明穿心蓮內酯在熱濃縮中分解，其中部分轉化成了脫水穿心蓮內酯。10 L穿心蓮提取液濃縮成1 L濃縮液時，10 L提取液中穿心蓮內酯的總量為5.18 g，脫水穿心蓮內酯的總量為1.14 g；經濃縮成1 L后，其穿心蓮內酯的總量減少到3.338 g，脫水穿心蓮內酯的總量上升到1.332 g。

各種超濾膜能有效地對穿心蓮提取液進行過濾，且對其中的穿心蓮內酯等活性成分的幾乎無吸附作用。納濾膜對超濾后穿心蓮提取液的濃縮效果較好。其濃縮后樣品中穿心蓮內酯的含有量明顯高于旋轉蒸發熱濃縮的樣品。

3.2 膜組合優選的實驗考查 反映濃縮效果的重要指標是其中活性成分的轉移率。本實驗以濃縮后與濃縮前樣品中穿心蓮內酯或脫水穿心蓮內酯總量的百分比來表示轉移率。不同組合膜的濃縮效果與蒸發濃縮的比較見表2。

表2 蒸發熱濃縮和組合膜濃縮工藝的比較

表2結果表明，穿心蓮內酯在蒸發熱濃縮工藝中的轉移率較低，僅65.2%，在不同組合膜濃縮工藝中的轉移率相對較高，在85%以上，其中，穿心蓮提取液經PP棉超濾膜+納濾膜組合的濃縮方式中，穿心蓮內酯的轉移率最高，且膜運行較穩定，是本次實驗中較好的一種膜組合濃縮方式。

4 討論

4.1 選用超濾膜過濾除去淀粉等雜質、納濾膜濃縮的工藝，可以實現穿心蓮提取液的膜濃縮，且膜工作后經清洗均能很好的恢復。通過對不同規格超濾膜和納濾膜的比較，經分析，發現PP棉和納濾膜的組合膜濃縮工藝為穿心蓮提取液合適的濃縮工藝。

4.2 穿心蓮提取液的蒸發熱濃縮工藝中穿心蓮內酯的損失高于膜組合濃縮工藝。在傳統的熱濃縮工藝中，穿心蓮內酯的損失率達35%左右，但在膜分離濃縮工藝中，穿心蓮內酯的損失率在10%以下。且采用膜分離技術處理后，可有效地克服無效成分量大而有效成分量低等共性缺點［9］，是提高中藥制藥水平和產品質量、進行劑型改造、提高療效、降低能耗與成本的有效方法之一。

［1］魯傳華，賈 勇，張菊生，等.麻黃及黃連生物堿膜提取方法的研究［J］.中成藥，2002，24(4):11-14.

［2］葉 勇，張永波.復方中藥膜分離工藝和節能性研究［J］.時珍國醫國藥，2008，19(8):1884-1885.

［3］王子堯，陳 彥，孫文秀.超濾法分離丹皮多糖的研究［J］.膜科學與技術，2009，29(4):98-99.

［4］高林霞，王秀霞，萬端極.提取麻黃堿的新工藝［J］.應用化工，2008，37(10):1254-1256.

［5］武治昌，劉玉環.反滲透膜濃縮－真空冷凍干燥制備蘆薈活性凝膠的工藝研究［J］.中國食物與營養，2009(6):53-54.

［6］國家藥典委員會.中華人民共和國藥典:2010年版一部［S］.北京:中國醫藥科技出版社，2010:251-252.

［7］楊東升，陳松光，歐陽惠芳，等.穿心蓮流膏中穿心蓮內酯類成分在烘干過程中的變化情況探討［J］.中成藥，2003，25(11):8-10.

［8］曾令杰，梁 暉，林蔚蘭.穿心蓮各生育期的藥材質量和干物質積累動態研究［J］.中成藥，2007，29(6):870-872.

［9］王永剛，李 衛.膜技術分離純化對花生殼多酚提取液品質的影響［J］.食品研究與開發，2010，31(9):72-74.