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       【摘要】 
       目的利用不同规格超滤膜对复方中药丹参芍药水煎液进行分离和反渗透浓缩，考察其有效部位分离的最适条件参数和浓缩节能性。方法采用正交设计，以复方有效成分丹参酚酸和芍药苷转移率为指标，考察提取液pH值、温度、操作压力对膜分离的影响，并比较反渗透膜浓缩与减压浓缩对其质量和能量消耗的影响。结果以10 000Da的超滤膜分离时获得的产品纯度高，损失小。最佳分离条件为：pH 5，温度40℃，操作压力0.3 MPa。反渗透膜浓缩产品质量显著改善，有效成分的保留量高于减压浓缩的1倍以上，而其直接能耗只有其1/10，时间为其1/5。结论膜分离和浓缩用于复方中药的分离是可行的，可显著改善品质和节约能源。
       【关键词】  膜分离 反渗透浓缩 复方中药 节能
       Researches on Separation Condition and Energy Efficiency of Membrane Technology in Complex Chinese Medicines
       YE Yong，ZHANG Yongbo
       Phamarceutical Engineering Department, School of Chemical and Energy Engineering, South China University of Technology, Guangzhou 510640, China
       Abstract：ObjectiveTo find out the optimum conditions of separation by ultra filter and energy efficiency by reverse osmosis in complex Chinese medicines. MethodsEffective parts from the complex of Salvia miltiorrhiza and Paeonia Lactiflora were extracted with water,  then passed through ultra filter. Optimum ultra filter separating conditions such as pH, temperature and operating pressure were observed by evaluation based on total transfer rate of salvianolic acids and paeoniflorin. Energy efficiency in concentration was discussed in terms of direct energy consumption. Results10000Da ultra filter membrane increased the purity of product and decreased the loss, better quality of the extract was obtained if it was ultrafiltered in pH5, 40℃ with pressure of 0.3MPa.Compared with vacuum vaporization, reverse osmosis improved the quality of extract significantly with more than one times higher level of effective parts, 1/10 energy and 1/5 time consumption. ConclusionIt is practicable that membrane separation and concentration are used in the extraction of effective parts from complex Chinese medicines.
       Key words：Membrane separation;   Reverse osmosis;   Complex Chinese medicine;   Energy efficiency
       膜分离技术能够有效地去除悬浮物、蛋白、色素、果胶等大分子物质，取代醇沉［1，2］，因而被广泛应用于制药工业中。但是目前利用膜分离技术，只是对单一组分进行考察，而对多种组分的复方则少有报道。由于复方有效部位是由多成分组成的群体，只有将各成分的含量变化进行综合考察，才能客观反映分离工艺的优劣［3］。
       中药提取液的浓缩是中药制药的重要工序之一，对药品质量和能耗均有较大的影响［4］。反渗透膜浓缩与传统浓缩分离方法相比，有常温下操作、分离效率高、对有效成分破坏较少的优点［5］。本实验以丹参芍药组成的复方水煎液为研究对象，由于丹参酚酸和芍药苷均为有效成分，故以两者总的转移率为指标来进行膜分离工艺参数考察，探讨该技术用于中药复方有效部位分离提取的可行性以及节能优势。
       1   器材
       1.1  药材和试剂
       丹参药材为植物丹参Salvia miltiorrhiza Bge.的根，湖北产；芍药药材为植物芍药Paeonia Lactiflora Pall的根，浙江产，购自广州南北行中药饮片有限公司，并经生药鉴定；丹参酚酸B标准品和芍药苷对照品，购自中国药品生物制品检定所；甲醇、乙醚、正丁醇、盐酸，均为分析醇。
       1.2  仪器实验
       用膜分离装置，上海亚东核级树脂有限公司产品，配套中空纤维超滤膜100 000 Da，10 000 Da，5 000 Da，纳滤膜、反渗透膜；U-3010紫外分光光度计，日本日立公司产品；RE52CS-1旋转蒸发仪，上海亚荣生化仪器厂产品；B-260恒温水浴锅，上海亚荣生化仪器厂产品；电子天平，北京赛多利斯仪器系统有限公司产品。
       2  方法
       2.1  提取工艺流程  
       药材→粉碎→浸提→粗滤→冷却→1%HCl调节pH→超滤膜过滤→ 反渗透膜浓缩。
       2.2  浸提液制备
       称取粉碎成粗粉的药材丹参100 g，芍药50 g，先用2倍水浸泡2 h，然后在90℃条件下煎煮两次，1.5 h/次，第1次加水15倍，第2次加水10倍。过滤，合并滤液。
       2.3  超滤膜比较实验   
       浸提液冷却后，经200目滤布过滤，再行超滤。分别以超滤膜100 000 Da、10 000 Da、5 000 Da、纳滤膜过滤。测定滤过前后液体中固体含量、丹参酚酸和芍药苷的含量，计算转移率。转移率（%）＝［滤液固体含量×（丹参酚酸含量+芍药苷含量)-滤前成分含量］×100%。
       2.4  超滤工艺正交设计   
       
       采用正交表L9（34）进行正交实验设计，以转移率为指标，考察预处理液的pH值(A)、温度(B)、操作压力(C)3因素对转移率的影响。因素水平见表1。表1  因素水平（略）
       2.5   反渗透浓缩   
       超滤液经反渗透膜浓缩，控制压力小于0.4MPa，至最大控制压力后停止浓缩。测定浓缩前后液体中固体含量、丹参酚酸和芍药苷的含量。
       2.6  含量测定方法
       标准曲线的绘制：①精确称取5 mg丹参酚酸B，用甲醇溶解定容至25 ml，分别从中量取0.2，0.4，0.6，0.8，1.0 ml上述对照品溶液，稀释到10 ml，在波长281 nm下测定吸光度。以吸光度X对应丹参酚酸浓度Y绘制标准曲线，其方程为 Y＝0.039 6X－0.001 2，r＝0.999 9。②精确称取5 mg芍药苷对照品同上操作，在波长262 nm下测定吸收度，以吸光度X对应芍药苷浓度Y绘制标准曲线，其方程为 Y＝0.84X－0.026 6，r＝0.999 8。
       供试液测定：量取供试品溶液10 ml，加1%盐酸调节pH至2，用纯乙醚萃取3次，乙醚用量分别为10，7，5 ml。挥去乙醚，残渣用甲醇溶解并定容至25 ml，从中吸取1 ml，加甲醇稀释到10 ml。按照标准曲线方法测定丹参酚酸含量。
       上述萃取的水相用正丁醇萃取3次，正丁醇用量分别为10，7，5ml。蒸去正丁醇，残渣用甲醇溶解并定容至25 ml，从中吸取1 ml，加甲醇稀释到10 ml。按照标准曲线方法测定芍药苷含量。
       3  结果
       3.1  超滤膜的选择   
       通过对4种膜的超滤实验，结果表明纳滤膜和100 000 Da超滤膜透过性好，转移率高，但截留率低，导致超滤后丹参酚酸和芍药苷含量不高。5 000 Da膜超滤后虽然有效成分含量高但截留率过高，转移率过小。见表2。10 000 Da膜超滤可获得较佳的转移率和有效成分含量，故以此种超滤膜进行分离工艺考察。表2  4种超滤膜对有效成分含量和转移率的影响（略）
       3.2  超滤条件对转移率的影响   
       正交实验结果表明，在以丹参酚酸和芍药苷转移率为指标考察的3个影响因素中，各因素影响大小顺序为C>B>A。操作压力对过膜结果影响最大，而提取液的温度和pH对过膜结果影响较小。其结果见表3。对实验条件因素进行方差分析。结果见表4。操作压力对转移率的影响达到显著水平（P<0.05），而其他因素未达显著水平。由此可见，提高操作压力，有利于有效成分的透过，但压力继续增高会导致膜的破坏，缩短其使用寿命。本实验的最佳膜分离工艺条件为A2B2C3，即在原料液的pH为5，温度为40℃，操作压力为0.3 MPa下进行膜分离，所得分离液有效成分转移率最高。表3  正交设计结果（略）
       3.3  反渗透膜浓缩的节能效果评价   
       称取丹参500 g，芍药250 g，按正交实验的最佳实验条件进行提取和膜分离，分离液进行反渗透膜浓缩。压力控制在0. 4MPa以下，计算浓缩至50%体积时所消耗的时间。将同等体积的分离液置于旋转蒸发仪中，在90℃下真空蒸发浓缩，计算浓缩至50%体积时所消耗的时间。测定浓缩前后的固体含量、丹参酚酸和芍药苷含量。测定结果见表5。本实验所用膜分离实验装置和旋转蒸发仪功率相近，对于5 000 ml超滤液，膜浓缩所耗电能仅是真空蒸发浓缩的1/10，时间仅其1/5。同时反渗透膜浓缩后有效成分含量高，约为真空蒸发浓缩的2倍。因此，与真空蒸发浓缩相比，膜浓缩效率高，浓缩效果好，耗能低。但是膜浓缩其固体含量不能达到很高浓度，不适宜过高浓度溶液的浓缩。由于反渗透浓缩中主要运转费用是更换膜组件费用，正常的膜使用寿命1 年，而蒸发浓缩中主要运转费用是燃料或电费用，尽管后者价格低于前者，但以1 年时间来计，前者的费用远低于后者（见表6）。由此可见，膜浓缩是非常经济的。表4  方差分析（略）表5  反渗透膜浓缩与真空蒸发浓缩耗能与质量比较（略）表6  一年生产期膜浓缩与真空蒸发浓缩的费用估算（略）
       4  讨论 
       丹芍汤是临床用于治疗肾功能不全的有效方剂［6］。本实验以丹参与芍药复方水煎液为对象进行膜分离研究，探讨膜分离对复方有效成分的影响。实验结果表明选择合适的超滤膜，不会导致其有效成分大量损失，反而可提高其纯度和转移率，因此膜分离技术用于复方中药分离是可行的。
       由于反渗透膜在浓缩过程中没有相的变化，不需要像蒸发、冷冻法等过程中相变所需要的潜热，因此分离单位重量水所需的能量最低。从实验结果看，将反渗透浓缩用于复方中药提取液，既缩短浓缩时间，节能降耗，又提高了有效成分的含量，使生产成本大为降低，因而值得大力推广。
       【参考文献】
         　　［1］彭国平,郭立玮,徐丽华,等.超滤技术应用对中药成分的影响［J］.南京中医药大学学报,2002 ,18(6) :22.
       
       ［2］Geckeler, K. E.,Volchek, K. Removal of Hazardous Substances from Water Using Ultrafiltration in Conjunction with Soluble Polymers［J］. Environ Sci Technol (Critical Review),1996,30(3): 725.
       
       ［3］周 斌,张铁军,高文远,等.中药复方配伍规律及药效物质基础研究进展［J］.中草药,2006,37(11):1601.
       
       ［4］沈善明.实现节能、高效和高收率的现代化连续中药生产线［J］.医药工程设计, 2006,27(5):5.
       
       ［5］David Senica, Janez Rzen, Matja Utar, etal. Reverse Osmosis To Concentrate Lisinopril Purified by Means of Liquid Chromatography: From Pilot-Plant to Industrial-Scale Unit［J］. Ind Eng Chem Res, 2005,44 (6): 1860.
       
       ［6］李俊彪,莫穗林, 伍新林.丹芍汤的临床观察和研究［J］.中药材, 2002, 25(8): 605.