絮凝劑在中藥純化中的運(yùn)用

關(guān)金龍

（西華大學(xué)生物工程學(xué)院，四川成都610039）

0 引言

中藥成分復(fù)雜，為了提高其療效、有效減少副作用并建立中藥質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，就需要對(duì)中藥的各種成分進(jìn)行分離。傳統(tǒng)的分離方法有溶劑分離法、鹽析法等，但由于其存在分離效率低、生產(chǎn)成本高、殘留溶劑對(duì)藥效影響大等缺點(diǎn)，已經(jīng)無法滿足工業(yè)生產(chǎn)的需要。近年來，新興的絮凝技術(shù)以其成本低、生產(chǎn)周期短、穩(wěn)定性強(qiáng)以及能夠充分保證中藥制劑中有效成分的含量等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于中藥純化領(lǐng)域。

1 絮凝原理

絮凝劑的絮凝原理分為化學(xué)絮凝和物理絮凝2種。化學(xué)絮凝是通過化學(xué)反應(yīng)造成膠質(zhì)粒子的不穩(wěn)定狀態(tài)；物理絮凝則是通過膠質(zhì)粒子表面產(chǎn)生電中和作用。

膠體粒子失去穩(wěn)定作用或發(fā)生電性中和，使得不穩(wěn)定的膠體粒子互相碰撞而形成較大的顆粒。當(dāng)加入絮凝劑時(shí)，將其離子化，并與離子表面形成價(jià)鍵。為克服離子彼此間的排斥力，絮凝劑會(huì)由于攪拌及布朗運(yùn)動(dòng)而使得粒子間產(chǎn)生碰撞，當(dāng)粒子逐漸接近時(shí)，氫鍵及范德華力促使粒子結(jié)成更大的顆粒。碰撞一旦開始，粒子便由于不同的物理、化學(xué)作用而開始凝集，較大顆粒的粒子從水中分離而沉降[1]。

2 絮凝劑的分類

絮凝劑分為有機(jī)絮凝劑和無機(jī)絮凝劑。目前，應(yīng)用于中藥純化領(lǐng)域的絮凝劑主要有甲殼素、殼聚糖、101澄清劑、丹寧、明膠、果膠酶、蛋清等。

絮凝劑的合理選擇是中藥提純能否取得成功的關(guān)鍵因素之一。在對(duì)目標(biāo)藥液進(jìn)行純化的過程中，首先應(yīng)當(dāng)保證加入絮凝劑的安全衛(wèi)生。其次，所選絮凝劑不能破壞藥液中的有效成分，并保證制成的藥物在穩(wěn)定性和澄清度等方面滿足要求。

3 影響絮凝效果的因素

絮凝過程是一個(gè)復(fù)雜的物理、化學(xué)過程，是多種因素綜合作用的結(jié)果，影響絮凝效果的重要因素有：pH值、溫度、攪拌速度和時(shí)間、性質(zhì)和結(jié)構(gòu)、用量。

3.1 pH值

pH值對(duì)絮凝過程的影響主要體現(xiàn)在對(duì)粒子表面電荷以及絮凝劑的性質(zhì)等方面，即影響粒子表面的電性、絮凝劑的溶解以及其在懸浮溶液中的伸展情況。適合的pH值可以減少絮凝劑的用量，降低成本，提高絮凝效果。

張建偉等[2]在膨潤土純化黃苓水提液的研究中，以藥液（稀釋10倍）在700nm的吸光度（以水為參照比）作為其混濁程度的指標(biāo)，觀察了不同pH值對(duì)黃苓水提液澄清度的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)pH值在7.2左右時(shí)的澄清度比較好，而當(dāng)pH值偏離該值時(shí)，體系的澄清度大幅降低。

3.2 溫度

溫度對(duì)絮凝效果的影響主要體現(xiàn)在絮體的生長上。溫度升高時(shí)，化學(xué)反應(yīng)速率加快，絮體的成長速度加快。而隨著溫度的升高，分散劑的黏度降低，對(duì)所形成的絮體的“撕裂”作用減弱。溫度過高時(shí)，反應(yīng)速度過快，形成的絮體會(huì)變得細(xì)小，且高溫下所形成的絮體與分散劑的作用加強(qiáng)不利于分離過程的進(jìn)行。

潘育方等[3]在殼聚糖對(duì)三七莖葉水煮液的絮凝效果考察實(shí)驗(yàn)中，考察了溫度對(duì)絮凝結(jié)果的影響，發(fā)現(xiàn)在7℃時(shí)的絮凝效果較好。

3.3 攪拌速度和時(shí)間

在較慢的攪拌速度和較短的攪拌時(shí)間下，微粒之間碰撞聚集的幾率小，難以形成較大的絮凝體，絮凝效果較差。加快攪拌速度，不僅可以使微粒間的碰撞機(jī)會(huì)增多，加快絮凝過程，而且可以使懸浮液的pH值以及絮凝劑的濃度保持穩(wěn)定，有利于絮凝過程的進(jìn)行。但是，當(dāng)轉(zhuǎn)速過快和時(shí)間過長時(shí)，較大的剪切力會(huì)使形成的絮凝體被破壞。

常津等[4]在天然絮凝劑對(duì)生脈飲提取液的精制研究中發(fā)現(xiàn)，在80℃、50mL的提取液中，隨攪拌速度的增加，絮體顆粒粒徑由大變小，絮體沉降速度和過濾速度逐漸降低，體系澄清度由好變差。最終確定了最佳攪拌速度為100r/min。通過測(cè)定離心速率對(duì)澄清效果的影響，發(fā)現(xiàn)隨離心率的增加，溶液澄清度升高（體現(xiàn)為吸光度的減?。?，并確定了最佳的離心速率為900r/min。

3.4 性質(zhì)和結(jié)構(gòu)

絮凝劑對(duì)絮凝效果的影響體現(xiàn)在2個(gè)方面：絮凝劑的分子量和絮凝劑所帶的極性基團(tuán)。

（1）分子量的影響：高分子絮凝劑一般為線性結(jié)構(gòu)的化合物，分子量越大，鍵節(jié)越長，所含的有效官能團(tuán)越多，對(duì)顆粒的吸附能力越強(qiáng)。然而，隨著絮凝劑分子量的增大，其溶解度會(huì)減小，且絮凝劑分子在懸浮液中的伸展也會(huì)受到限制。

（2）極性基團(tuán)的影響：對(duì)于絮凝過程而言，首先要求顆粒與絮凝劑分子結(jié)合。絮凝劑在顆粒表面上的吸附主要通過靜電、氫鍵或其他化學(xué)鍵等。其中，最主要的是靜電吸附。因此，根據(jù)電性吸附原理，原則上選擇與顆粒表面所帶電荷電性相反的絮凝劑。

郭德春等[5]分別利用不同相對(duì)分子質(zhì)量的殼聚糖絮凝處理丹參水提液，研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)絮凝劑用量相同時(shí)，沉降速度隨著相對(duì)分子質(zhì)量的增大而增大，絮凝效果隨著相對(duì)分子質(zhì)量的增大而提高。

3.5 用量

絮凝劑的用量范圍，應(yīng)該是在最小用量和最大用量之間。最小用量是加入絮凝劑后，不發(fā)生絮凝沉降；最大用量是加入一定量絮凝劑后，再加入更多的絮凝劑時(shí)，沉降速度也不會(huì)再增加了。當(dāng)濃度過低時(shí)，絮凝不徹底，絮凝劑不能有效地發(fā)揮其電中和與架橋作用。絮凝劑加入過多，一開始微粒就被若干高分子鏈包圍，從而沒有空白部分去吸附其他高分子鏈，就會(huì)造成膠粒表面飽和，產(chǎn)生再穩(wěn)現(xiàn)象。

張文清等[6]在絮凝法在丹參口服液制備中的應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，隨著絮凝劑加入量的增大，上清液的濁度由大到小、再由小到大。實(shí)驗(yàn)表明，絮凝劑加入量為10～100mg/L較為適宜。

4 結(jié)語

絮凝技術(shù)的發(fā)展及其在中藥提取方面的廣泛應(yīng)用使得很多中藥生產(chǎn)工藝得到優(yōu)化，中藥制劑的含藥量得到提高，藥量穩(wěn)定，同時(shí)極大地降低了生產(chǎn)成本。

［1］嚴(yán)瑞.水處理劑應(yīng)用手冊(cè)［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2000

［2］張建偉，王中原，肖斌.膨潤土純化黃苓水提液的研究［J］.中草藥，2006，37（12）

［3］潘育方，陳麗蘭，劉慶堂.殼聚糖對(duì)三七莖葉水煮液的絮凝效果考察［J］.廣東藥學(xué)，2001，11（6）

［4］常津，任曉文，魏民，等.天然絮凝劑對(duì)生脈飲提取液的精制研究［J］.中國醫(yī)學(xué)藥報(bào)，1998，13（2）

［5］郭德春，姜建文，金鑫榮，等.殼聚糖對(duì)藥液絮凝作用的研究［J］.功能高分子學(xué)報(bào)，1996，9（3）

［6］張文清，金鑫榮，杜晨捷，等.絮凝法在丹參口服液制備中的應(yīng)用［J］.華東理工大學(xué)學(xué)報(bào)，1999，22（1）