中藥水提液中的主要雜質(zhì)及去除方法

馮 穎，蘇辰長，王新文

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中藥水提液中的主要雜質(zhì)及去除方法

馮 穎，蘇辰長，王新文

（沈陽化工大學(xué) 能源與動力工程學(xué)院， 遼寧 沈陽 110142）

中藥水提液成分復(fù)雜，含有多種無效成分和雜質(zhì)，為了減少中藥制劑的體積，提高有效成分的含量，需要對水提液中的雜質(zhì)進(jìn)行去除。本文介紹了中藥中所含雜質(zhì)的種類及其危害，對目前常用的凈化除雜方法進(jìn)行了綜述。不溶性雜質(zhì)的去除方法主要有水提醇沉法、膜超濾法和絮凝法，其中絮凝法的除雜效果好、成本低；水提液中溶解性重金屬離子的去除方法有吸附色譜分離法和超臨界CO2配合萃取法等。提出了利用螯合-絮凝-沉降復(fù)合工藝進(jìn)行中藥水提液凈化除雜的新的研究方法。

中藥水提液；鞣質(zhì)；重金屬離子

中藥是中華民族的傳統(tǒng)瑰寶，有著幾千年的歷史，是我國各族人民在長期的生產(chǎn)生活實(shí)踐和與疾病斗爭過程中累積的寶貴財(cái)富。作為純天然藥物，中藥具有毒副作用小、療效好，使用安全等特點(diǎn)，使其越來越受到人們的青睞，越來越被國際社會所接受[1]。在我國進(jìn)入WTO組織后，中藥開始走向世界，在世界藥品市場上，中草藥和中草藥制品的需求日益增大，國外對中醫(yī)藥的認(rèn)同度越來越高。

1 中藥中的雜質(zhì)及危害

通過水提法制取的中藥液中成分非常復(fù)雜，藥液中含有的有效成分主要包括黃酮類（二氫黃酮、黃酮醇等）、皂甙類（三萜皂甙、甾體皂甙）、生物堿、甘草酸、多糖、氨基酸等有效成分，同時(shí)也含有鞣質(zhì)、蛋白質(zhì)、淀粉、油脂、樹脂和泥沙等無效成分或雜質(zhì)[2]。這些無效成分和雜質(zhì)的分子量很大，在水中多以膠體的形式存在，使得中藥提取液澄清狀況差，而且除極少數(shù)外，一般無藥理性[3]。這些無效成分及雜質(zhì)不僅會造成中藥“黑、粗、大”，還會增大藥液的服用量，影響藥效的發(fā)揮。相比于這些，中藥液中的重金屬離子對人體的副作用和危害更大。人體內(nèi)重金屬含量增加會對人體器官正常的生理功能有明顯的影響，因此，人體內(nèi)的重金屬含量過高是導(dǎo)致各種疾病的發(fā)生原因之一，如：鉛離子積累過多時(shí)，可出現(xiàn)功能障礙性麻痹和腦病，直接損傷人的甲狀腺功能，對兒童造成智力低下，對中年人造成記憶力減退，對老年人造成癡呆；汞是毒性最強(qiáng)的重金屬之一，當(dāng)體內(nèi)汞離子的含量達(dá)到200 μg/L時(shí)，中樞神經(jīng)系統(tǒng)會受到影響，對大腦精神視力聽力破壞都極大；錫元素是人體必需的元素之一,但其有機(jī)化合物的毒性很高,當(dāng)濃度超過250 mg/kg時(shí)可能引起中毒反應(yīng)，嚴(yán)重時(shí)會腦水腫。鎘元素含量超標(biāo)導(dǎo)致人體的免疫系統(tǒng)遭受抑制,從而患腫瘤等疾病,還會造成四肢麻木還會造成四肢麻木，精神異常[4]。因此，中藥中的無效成分、雜質(zhì)以及重金屬離子的去除對各種中藥制劑都是非常必要的。

2 中藥中雜質(zhì)的去除方法

2.1 不溶性雜質(zhì)的去除方法

目前針對中藥中鞣質(zhì)等以膠體形式存在的無效成分的去除方法較多。傳統(tǒng)除雜方法是水提醇沉法，該方法是20世紀(jì)50年代發(fā)展起來的一種純化工藝，是指在中藥水提液中加乙醇到適當(dāng)?shù)臐舛群螅闺y溶于乙醇的雜質(zhì)沉淀析出，然后采用固液分離的方法達(dá)到精制目的。乙醇沉淀時(shí)，乙醇濃度在50%~60%之間時(shí)，通過降低水溶液的介電常數(shù)可使多糖、淀粉沉淀析出，當(dāng)乙醇濃度達(dá)到60%時(shí)，溶液中無機(jī)鹽會沉淀析出，當(dāng)乙醇含量在75%~80%之間時(shí)，淀粉、多糖、蛋白質(zhì)可以被除去。水提液中鞣質(zhì)、水溶性色素、果膠等雜質(zhì)很難去除，通常采用反復(fù)醇沉法或者調(diào)節(jié)pH值醇沉等方法除去。水提醇沉法事目前提純方法中研究比較多方法，相對于其他提純方法純化工藝的提純方法比較成熟，有效成分損失嚴(yán)重、工藝復(fù)雜、乙醇消耗量大、成本高、生產(chǎn)周期長以及成品穩(wěn)定性差等是水提醇沉法的弊端[5]，因此研究出其他更高效、更合理的純化方法已成為現(xiàn)代醫(yī)藥工作者的一項(xiàng)重大任務(wù)。

中藥中水提液中膜超濾法得到了廣泛的應(yīng)用，通常利用超濾膜去除水提液中的細(xì)菌、微粒、大分子等雜質(zhì)。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是保留了大部分有效成分，操作方法簡便，相比其他分離方法能耗較低，分離效果更好等。中藥注射液精濾主要用膜超濾法，特點(diǎn)是具有有效成分損失少，除雜效果好，工藝流程短，澄明度好，能除菌等優(yōu)點(diǎn)[6]。但是膜分離技術(shù)的缺點(diǎn)就在于膜本身在壓力下不可避免的會被栓塞和污染，必須定期舒塞，清潔，檢查，后期運(yùn)營成本很高，且容易二次污染。

目前受廣泛關(guān)注的是絮凝凈化除雜法，它是一種簡單有效的固-液兩相體系分離方法，把絮凝劑加入到中藥提取液中，原理是通過高分子的電中和、壓縮雙電層作用使體系中的膠體顆粒及大分子物質(zhì)發(fā)生脫穩(wěn)，隨后在分子發(fā)生接觸碰撞，產(chǎn)生吸附架橋和卷掃網(wǎng)捕等作用，慢慢聚集大的顆粒體，然后發(fā)生聚沉現(xiàn)象，該過程顆粒的沉降速度加快，提高了分離效率[7]。與傳統(tǒng)的藥液提純技術(shù)相比，絮凝技術(shù)具有藥液成品穩(wěn)定性好的特點(diǎn)，例如在澄清健腦液比較效果時(shí)，采用醇沉法所得成品一個(gè)月后即出現(xiàn)沉淀，而用絮凝法處理后的成品在第3個(gè)月后才出現(xiàn)沉淀，并且沉淀物要明顯少于前者[8]。在藥液的有效成分的保留率上，絮凝技術(shù)也要高于其他傳統(tǒng)的純化技術(shù)。周昕等對抗感顆粒劑的絮凝澄清工藝和水提醇沉工藝進(jìn)行了比較，分析了兩種方法對復(fù)方中藥中綠原酸含量的影響，采用絮凝澄清水提工藝時(shí)，有效成分保留率是74.52%，在使用醇沉工藝時(shí)，有效成分保留率是52.95%，即絮凝澄清工藝要比醇沉工藝更能有效的保留復(fù)方中有效成分綠原酸[9]；張文清以殼聚糖為絮凝劑，對丹參口服液進(jìn)行了絮凝除雜研究，并與醇沉法進(jìn)行了比較，結(jié)果表明，絮凝法有效的保留了指標(biāo)成分以及多糖類有效成分，將絮凝法用于仙茸壯陽精、銀杏制劑等提取工藝中，并且取得良好的效果[10]；張彤等將殼聚糖用于80多味中藥單方提取液的澄清效果進(jìn)行了研究和探索，結(jié)果表明殼聚糖絮凝大多數(shù)單味中藥提取液均起到一定的澄清效果，并且能夠很好的保留其中的有效成分[11]。另外絮凝技術(shù)還具有雜質(zhì)去除率高，生產(chǎn)周期短，生產(chǎn)成本低等特點(diǎn)。因此絮凝法對中藥中一些無效成分的凈化去除是可行的，并擁有廣闊的應(yīng)用前景。

2.2 溶解性重金屬離子的去除方法

目前國內(nèi)外去除中藥水提液中重金屬離子的方法有很多種。吸附色譜分離法是常用的方法之一，所使用的大孔吸附樹脂是一種聚合物吸附劑具有大孔結(jié)構(gòu)但沒有離子交換基團(tuán)。由于其良好的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)和較高的比表面積,從水溶液物理吸附方法可以有選擇地吸附有機(jī)物質(zhì),從而達(dá)到分離純化的目的。大孔吸附樹脂吸附主要是由表面吸附或形成氫鍵等來實(shí)現(xiàn)的。王先良[12]發(fā)現(xiàn), D401大孔苯乙烯系螯合型離子交換樹脂能與重金屬離子強(qiáng)力螯合,而且螯合物不易解離, 主要是在比較寬的pH范圍內(nèi)可以同時(shí)與多種重金屬離子螯合,有效的去除重金屬的同時(shí),保留了有效成分，因此, 可用大孔吸附樹脂法去除中藥中的重金屬。魏繼新[13]等分析了2種螯合樹脂對板藍(lán)根提取液中重金屬離子的去除率,發(fā)現(xiàn)螯合重金屬后，有效成分損失率低于7%，而且板藍(lán)根提取液中重金屬離子含量在國家標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi)。但是大孔吸附樹脂法受到很多因素限制，比如說費(fèi)用較高,而且吸附效果易受流速和液質(zhì)濃度的影響；另外，大孔吸附樹脂種類、規(guī)格繁多，優(yōu)選對工藝要求非常高，操作有一定的困難。

超臨界CO2配合萃取技術(shù)作為一種新型的萃取技術(shù)，主要原理是將超臨界CO2流體萃取技術(shù)結(jié)合到金屬配合反應(yīng)上從而形成的一種去除重金屬離子的新技術(shù)。它使用化合物與帶電離子配位鍵螯合成容易溶于超臨界流體的復(fù)合物, 這種復(fù)合物經(jīng)過傳質(zhì)進(jìn)入超臨界流體相從而達(dá)到與原基質(zhì)分開的目的。超臨界流體萃取技術(shù)是一種擴(kuò)散系數(shù)高、低粘度和較低的表面張力,可變?nèi)芙饽芰Φ男碌姆蛛x技術(shù),已被廣泛研究和工業(yè)應(yīng)用。由于大多數(shù)超臨界流體是非極性液體,主要是帶正電荷重金屬離子,具有很強(qiáng)的極性,使重金屬離子和超臨界CO2流體之間的范德華力很弱,很難直接用萃取的方法分離。近年來,新的SCCE技術(shù)的發(fā)展不僅使提取的重金屬離子等材料成為可能,同時(shí)保留了超臨界CO2流體萃取效率高,高速、高擴(kuò)散系數(shù)、表面張力低、選擇性好、無二次污染等優(yōu)點(diǎn),打開了一個(gè)去除中草藥中重金屬的新思路[14]。SCCE技術(shù)有很多優(yōu)勢,但主要問題存在于尋找合適的化合物作為配合劑。所以要挑選出在超臨界CO2流體中溶解度大，又具有較強(qiáng)的配合能力和高度的選擇性的溶劑，特別是對化合物在超臨界CO2流體和相應(yīng)的金屬配合物的溶解性也較大,這些研究都具有一定的困難。

3 展望

科技發(fā)展日新月異，中醫(yī)中藥憑著自己防病治病、康復(fù)保健等方面的優(yōu)勢一直受到人們的廣泛關(guān)注和重視，因此研制安全、穩(wěn)定、高效的中藥是實(shí)現(xiàn)中藥現(xiàn)代化的前提。中藥制劑的生產(chǎn)關(guān)鍵在于中藥提純過程，利用絮凝技術(shù)用于中藥水提液中懸浮物、膠體等雜質(zhì)的凈化已經(jīng)取得了很好的效果。此外，已有研究表明，殼聚糖等天然高分子絮凝劑分子鏈上的活性基團(tuán)對重金屬離子有較強(qiáng)的螯合作用，使其形成更易從液相中分離的金屬螯合物。因此，利用螯合-絮凝-沉降復(fù)合工藝對中藥水提液中的不溶性雜質(zhì)和可溶性金屬離子進(jìn)行去除是一個(gè)新的研究方向，可以從機(jī)理、工藝條件等方面進(jìn)行深入探討，不斷完善，以達(dá)到更好的凈化除雜效果，推動我國中藥現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

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Main Impurities in the Water Extract of Traditional Chinese Medicines and Removal Methods

（School of Energy and Power Engineering, Shenyang University of Chemical Technology, Liaoning Shenyang 110142, China）

Traditional Chinese medicine (TCM) water extraction liquid is complicated, contains a variety of inactive ingredients and impurities. In order to reduce the volume of Chinese medicine preparations, increase the content of active ingredients, the impurities in the water extraction liquid need be removed .In this paper, types and harm of impurities in traditional Chinese medicines were introduced, the current commonly used purification methods for removing impurity were summarized. The methods of removing insoluble impurities include aqueous alcohol sinking method,membrane ultrafiltration method and the method of flocculation, the effect of flocculation method is good, and its cost is low; the methods of removing hydrosoluble heavy metal ions in water extraction liquid include adsorption chromatography, supercritical CO2chelating extraction method,etc. New research method on removal of impurity of water extraction liquid by chelating-flocculation and settlement was put forward.

traditional Chinese medicine (TCM) water extraction liquid; tannin; heavy metal ion

2016-11-20

馮穎（1975-)，女，遼寧沈陽人，副教授，博士，研究方向：非均相分離。

蘇辰長（1990-），男，遼寧營口人，碩士，研究方向：非均相分離。

TQ 028

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1004-0935（2017）01-0091-03