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淺探超濾法對綠原酸提取率的影響
摘要: 目的 考察超濾法純化金銀花提取液的最佳條件。方法 采用超濾法(分子截留值5 000),采用高效液相色譜法測定綠原酸的含量,篩選超濾壓力、藥液流速、循環(huán)時間3個因素的最佳條件。結果 壓力控制在0.05~0.07 MPa,循環(huán)流速控制在2 d/s左右,循環(huán)時間控制在2 h內(nèi),最終純化液干浸膏中綠原酸高達44.10 mg/g.。結論 本法是純化金銀花藥材及其制劑的一種快速有效的方法。關鍵詞: 超濾法;金銀花;綠原酸;純化條件
超濾法是20世紀60年代興起的一項膜分離新技術。國內(nèi)已有人將超濾法運用到金銀花的提取中,以超濾法與醇沉法相比較,實驗結果顯示70%醇沉法較超濾法得到的提取物多,但綠原酸得率低,超濾法較水提醇沉法能更有效地保留有效成分[1]。
綠原酸分子量為354.3,采用超濾(分子量截留值5 000)可以除去其中的多糖、蛋白質(zhì)等大分子物質(zhì)。本實驗對高速離心后的水提液進行超濾,用高效液相色譜法測定超濾液中綠原酸含量,以確定超濾程度,避免有效成分的損失。
1 儀器與試藥
中空纖維超濾膜實驗室小設備(北京旭邦膜設備有限責任公司);RB?15蠕動泵(天津紡織工學院膜技術工程公司機械廠);中空纖維超濾柱CLW?003(聚醚砜,50 mm×300 mm,pH值2~13,截留分子量5 000)(北京旭邦膜設備有限責任公司);美國Agilent1100液相色譜儀系統(tǒng);AL104型電子天平(梅特勒-托利多儀器上海有限公司)。
綠原酸對照品(中國生物制品檢定所提供,批號110753-200212),甲醇、乙腈均為色譜純試劑,磷酸為分析純試劑,水為超純水。藥材購自江蘇省藥材公司,由中國藥科大學中藥學院生藥學鑒定室鑒定為忍冬科植物山銀花Lonicera confusa DC.的干燥花蕾或帶初開的花科。
2 實驗方法
2.1 綠原酸含量的測定
2.1.1 對照品溶液的制備 精密稱取在50 ℃真空干燥至恒重的綠原酸對照品5 mg,置10 mL棕色量瓶中,加體積分數(shù)為50%的甲醇溶液溶解并稀釋至刻度,搖勻;精密量取1 mL,置10 mL棕色量瓶中,加體積分數(shù)為50%的甲醇稀釋至刻度,搖勻,即得(每1 mL中含綠原酸50 μg)。因綠原酸受熱見光易分解,宜用棕色量瓶貯存并置4 ℃冰箱備用。
2.1.2 色譜條件 色譜柱YMC?Pack ODS柱(250 mm×4.6 mm);柱溫:25 ℃;流動相:乙腈?0.4%磷酸(體積比13∶87);流速為1 mL/min;檢測波長:327 nm。
2.1.3 標準曲線的制備 精密吸取對照品溶液(50.10 μg/mL)1,5,10,20,40 μL分別注入液相色譜儀,以綠原酸對照品的量為橫坐標(x),以綠原酸峰面積為縱坐標(y),計算回歸方程為:y=158.69x 2.1483,r=0.99998。結果表明綠原酸在0.0501~2.0040 μg范圍內(nèi)呈良好線性關系。
2.1.4 樣品測定 精密吸取樣品溶液1 mL于10 mL量瓶中,相應溶劑定容,搖勻,采用隨行標準法。
2.1.5 供試品溶液的制備 提取液經(jīng)0.45 μm濾膜濾過,即可。
2.2 超濾儀的使用
2.2.1 初用時的前期處理
、賹⒊瑸V組件內(nèi)的保護液放掉,儲液箱內(nèi)加入清洗水,水壓不超過0.15 MPa,進水通過超濾組件經(jīng)濃縮液口和超濾液口排出,不得小于10 min。
、诓捎觅|(zhì)量分數(shù)0.2%~0.5%的氫氧化鈉溶液循環(huán)清洗30 min。清洗時濃縮液口排液量應稍大于超濾液口的排液量。
、壅麴s水清洗超濾組件,至少40 min!2.2.2 運行 樣品(經(jīng)高速離心后)從料液槽中經(jīng)蠕動泵輸入中空纖維超濾柱,其中的大分子雜質(zhì)從濃縮液出口回到原樣品料液槽中,而小分子藥液則在壓力驅動下透過超濾膜,從中空纖維外腔的透過液出口流出。如此反復循環(huán),直到達到分離和濃縮要求。超濾過程中,壓力通過調(diào)壓閥和蠕動泵的轉速來控制,流量通過蠕動泵的轉速調(diào)節(jié)鈕控制。超濾完畢,用蒸餾水等壓沖洗(關閉超濾液出口)數(shù)次,至達到要求。
2.2.3 清洗 每次運行完畢后,應對整個超濾系統(tǒng)進行清洗:用質(zhì)量分數(shù)為0.2%~0.5%的NaOH溶液,浸泡2 h,循環(huán)清洗1 h;質(zhì)量分數(shù)為0.2%~0.5%的HCl溶液,浸泡2 h,循環(huán)清洗1 h;用純水清洗至排出液pH值為6~7。
洗滌過程中可正、反向交替洗滌,如果污染較嚴重則用質(zhì)量分數(shù)為0.1%的過氧化氫進行清洗。
2.3 超濾條件的確定
在超濾設備已經(jīng)確定的情況下,可調(diào)整的操作條件主要有操作壓力、溫度、時間、循環(huán)流速等[2]。
2.3.1 操作壓力的確定 當操作壓力較低時,膜阻可近似為常數(shù),此時膜通量與膜兩側的壓力差成正比,壓力過低,通量過低,純化效率低。隨著操作壓力的增加,膜通量增加,純化效率提高。但當操作壓力過高時,由于膜的結構比較疏松,這樣會使膜產(chǎn)生壓實或增厚,其通道變窄,膜阻增大,使溶質(zhì)對流遷移到膜表面的速度增大,從而部分地或完全地抵消了錯流流動的剪切力所產(chǎn)生的在膜表面沉淀的溶質(zhì)的遷移,膜通量下降。
通過實驗得出操作壓力對流速影響的曲線見圖1。從圖1可見,當操作壓力在0.05~0.07 MPa時,濃縮液的流速是最快的。
圖1 操作壓力對流速的影響(略)
Fig.1 The effect of operation pressure to flow rate
2.3.2 循環(huán)流速的確定 通常操作壓力及溫度一定時,超濾循環(huán)液流速對膜通量的影響十分顯著。低流速時,大分子物質(zhì)趨向于在膜表面沉積,從而增加了濃差極化及凝膠層的形成,此時濃差極化阻力以及凝膠層的阻力遠遠大于膜阻,膜通量主要受濃差極化及凝膠層的控制。
因此,為減
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