【摘要】 ：目的 探讨减压抽滤、低速离心、高速离心、壳聚糖絮凝、活性炭脱色作为前处理方法对活血通络水提液膜过程中通量及膜污染度的影响。方法 采用正交实验设计，以芍药苷转移率以及膜污染度等指标考察絮凝条件对膜分离效果的影响，并与其它方法进行比较。结果 壳聚糖絮凝前处理法在指标性成分芍药苷的保留率上优于减压抽滤、低速离心、高速离心和活性炭脱色，且膜污染度最小，药液膜通量最大。结论 壳聚糖絮凝法是活血通络水提液膜前处理的较适方案，最优絮凝工艺条件为：药液温度50 ℃，pH＝5，1%醋酸壳聚糖用量30 mL/L。
【关键词】 活血通络水提液 壳聚糖絮凝法 膜污染度 膜通量
Abstract：Objective To investigate chitosan flocculating and other pretreatments of Huoxue Tongluo extract and their effects on the membrane flux and fouling degree of membrane. Methods Based on the index related to the total sinomenine reserved in liquid and fouling degree of membrane， compared to other pretreatments， discuss the function of chitosan used as flocculation and the effect on membrane separation by orthogonal test. Results The reservation of the total sinomenine was best by means of chitosan flocculation and the smallest fouling degree of membrane was it too， compared with other pretreatments as decompress filtration， high-speed-centrifugation， low-speed-centrifugation and decolored by active carbon. Conclusion Chitosan flocculating is the best pretreatment method of Huoxue Tongluo extract， and the suggested operation condition is that the Huoxue Tongluo extract’s temperature is 50 ℃， pH＝5 and add 1% chitosan 30 mL/L.
Key words：Huoxue Tongluo Extract；flocculating；fouling degree of membrane；membrane flux
活血通络是由赤芍、桃仁等3味中药组成的复方制剂，具有活血化瘀、行气通络的功效，适用于中风中经络(脑血栓形成)之急性期证属痰瘀阻络者。用传统工艺水提醇沉法处理的活血通络水提液色泽深、产品粘度大、后续工艺操作困难，因此，拟采用现代膜分离技术精制。但由于中药煎煮液中含有较多的固体杂质和高相对分子质量的胶体等，直接用超滤技术分离会造成严重膜污染[1]，降低膜的使用寿命。常见的药液膜前预处理方法有絮凝沉淀、压滤、离心、活性炭脱色或微孔滤膜初滤等。本实验探讨了活血通络水提液分别采用减压抽滤、高速离心、低速离心、絮凝、活性炭脱色等预处理方法对药液指标性成分芍药苷的保留率以及对膜分离过程的影响，并在此基础上对壳聚糖絮凝的前处理工艺进行了优选。
1 仪器与试剂
聚偏氟乙烯膜(分子截留值8～10万，购自天津膜天膜工程技术有限公司)；BT300-1F蠕动泵；AEL-40SM型电子天平(日本岛津)；Agilent 1100液相色谱仪，二极管阵列检测器；TGL- 16 g离心机；雷磁PHSJ-4A实验室pH计(上海精密科学仪器有限公司)；SZD-2型智能化散射光浊度仪(上海自来水给水设备工程公司)；SJ9-2型石英机械秒表(上海秒表厂)。芍药苷对照品(中国药品生物制品检定所，批号110736-200629)；壳聚糖(上海伯奥生物科技有限公司生产，批号040727)；活血通络处方药材(购自安徽亳州市中药饮片厂)。
2 实验方法
2.1 活血通络水提液的提取
取活血通络处方药材加10倍量水(桃仁后下)，煎煮2次，每次1.5 h，合并煎煮液，浓缩至含原药材0.1 g/mL即得。
2.2 芍药苷含量的HPLC法测定[2]
色谱条件与系统适应性实验：色谱柱为Lichrosphere C18(5 μm，4.6 mm×250 mm)；流动相为甲醇-0.05 mol/L磷酸二氢钾(40∶65)；流速为1.0 mL/min；检测波长为230 nm；进样量10 μL；理论塔板数以芍药苷锋计不低于3 000。
对照品溶液的制备：精密称取芍药苷对照品适量，加甲醇制成每1 mL中约含0.1 mg芍药苷的溶液，摇匀即得。
样品溶液的制备：精密量取供试液2 mL，水浴蒸干后用甲醇定容至2 mL，用0.25 μm微孔滤膜过滤后即得。
2.3 芍药苷转移率的测定
芍药苷转移率(%)＝(前处理后药液中芍药苷含量×前处理后药液体积)/(活血通络水提液中芍药苷含量×原液体积)×100%
2.4 固含物的测定
精取各样品溶液50 mL，按2005版《中华人民共和国药典》附录XA规定的浸出物测定方法进行测定，称重并计算。
2.5 药液膜通量及膜污染度的测定
分别取活血通络水提液经前处理后的药液(起始体积为5 000 mL)，在常温条件下，进料体积流量0.8 L/min，膜压差为0.03 MPa，过8～10万聚偏二氟乙烯(PVDF)膜，待收集超滤液为原体积1.2倍时停止滤过，记录过膜时间，计算药液平均膜通量。
膜污染度＝(膜前纯水通量－膜后纯水通量)/膜前纯水通量
3 不同预处理方法对膜分离效果的影响
本试验采用减压抽滤、低速离心、高速离心、絮凝剂絮凝、活性炭脱色5种方法对活血通络水提液进行膜前预处理。减压抽滤：两层滤纸抽滤，真空度0.09；低速离心：转速5 000 r/min，离心时间30 min；高速离心：转速10 000 r/min，离心时间30 min；壳聚糖絮凝：药液絮凝温度25 ℃，1%醋酸壳聚糖用量40 mL/L；活性炭脱色：加入0.1%活性炭，加热煮沸10 min。
分别对减压抽滤后的滤液(样品1)、低速离心的上清液(样品2)、高速离心的上清液(样品3)、壳聚糖絮凝后放置过夜的上清液(样品4)、活性炭脱色后趁热抽滤液(样品5)进行了膜分离研究，以前处理后药液指标性成分转移率、可溶性固含物、药液浊度、药液平均膜通量和膜污染度为考察指标。膜过程参数：常温条件下，膜压差为0.03 MPa，进料体积流量0.8 L/min， 2次平行实验的结果见表1。实验结果表明：采用絮凝、减压抽率前处理方法的药液在指标性成分芍药苷的转移率上优于低速离心、高速离心和脱色，其中活性炭脱色后对芍药苷转移率影响较大，不适宜采用此方法。在膜污染度方面，絮凝后药液对有机膜的污染度最小，抽率后的药液膜污染最严重，絮凝后药液浊度及可溶性固含物的含量低于其它前处理方法。低速离心与高速离心对芍药苷的转移率及膜过程的影响无明显差别，与抽滤比较，离心虽能一定程度上降低膜污染度，但在指标性成分的转移率上不如抽滤。表1 活血通络水提液不同预处理后膜分离效果比较（略）
4 壳聚糖絮凝工艺的优选
影响药液絮凝效果的条件主要有：絮凝剂的种类、絮凝剂的用量、絮凝温度、pH值、保温时间、搅拌方式、药液浓度等。本实验就药液pH值(A)、温度(B)、絮凝剂用量(C)作为因素，对1%醋酸壳聚糖溶液的絮凝效果进行了考察，结果见表2、表3，方差分析见表4。结果显示，以芍药苷的转移率为考察指标时，单指标分析因素的主次：药液温度&>药液pH值&>壳聚糖用量，且药液絮凝温度对药液絮凝后指标成分芍药苷的转移率有显著影响。壳聚糖絮凝的最佳条件为药液温度50 ℃，pH＝5，1%壳聚糖用量30 mL/L。表2 活血通络水提液L9(34)絮凝正交实验因素水平表（略）表3 活血通络水提液絮凝正交实验含测结果（略）表4 方差分析表（略）
5 讨论
本实验所研究减压抽滤、低速离心、高速离心、絮凝、活性炭脱色这5种预处理方法中减压抽滤法耗时长，且不适用于工业大生产；低速离心法、高速离心法耗时较短，但从实验结果来看对活血通络水提液中有效成分的转移率低于絮凝法，对药液澄清度的改善不如絮凝，在后续的膜过程中膜污染较严重，且两种离心方法无显著的差异；活性炭脱色法使芍药苷的转移率大大降低，可见活性炭对其吸附作用较强，不适于本药液体系；壳聚糖絮凝法对于提高药液的有效成分保留率、澄清度都取得理想效果，且壳聚糖絮凝法经济实用，可以大大节省费用。
壳聚糖絮凝剂对于大多数中药水提液均有一定的澄清作用，并能较好保留其中大部分有效成分，但对水溶性较小的成分有所影响。本实验絮凝正交结果表明：壳聚糖絮凝活血通络药液的能力受药液pH值、温度、絮凝剂用量等因素的影响，且药液温度对絮凝结果有显著性影响。随着温度的升高，絮凝效果有所改善，絮凝物为细颗粒状，易于沉降和滤过，但温度过高则会出现絮凝恶化的现象，这可能是高温使溶液粘度降低，从而降低了絮凝效果，因此，一般选用50～60 ℃为宜。此外，在优选最佳絮凝澄清工艺时，絮凝剂的用量不能单凭药液的澄清与否决定，还应考虑用量对指标成分的影响，同时结合过膜效率来确定。
膜污染是指由于被过滤料液中的微粒、胶体粒子或溶质分子与膜存在物理化学作用而引起的各种粒子在膜表面或膜孔内吸附或沉积，造成膜孔堵塞或变小并使膜通量与分离特性产生不可逆变化的现象。本实验结果表明，减压抽滤、高速离心、低速离心、壳聚糖絮凝、活性炭脱色这5种不同的预处理方法可导致膜污染度出现显著性差别，其原因可能是它们各自的分离原理不同，如离心通过相对密度的不同来去除杂质，减压抽滤是利用药液中微粒粒径大小来实现分离，活性炭通过吸附作用去除色素等物质，而壳聚糖絮凝则通过电中和与“吸附架桥”的方式来除去较大的悬浮物质，因而，经过不同方法预处理后的药液体系的物理化学性质也有所不同。预处理方法的不同对膜过程有很大的影响，寻找便捷、高效的前处理方法以减轻膜污染度是中药膜分离技术的重要研究内容之一。
【参考文献】
[1] 郭立玮.中药膜分离领域的科学与技术问题[J].膜科学与技术，2003， 23(4)：209－213.
[2] 国家药典委员会.中华人民共和国药典(一部)[S].北京：化学工业出版社，2005.附录33.