在分离葛根素中利用陶瓷膜替代醇沉的工艺方法 (一)技术领域：
本发明涉及中药材有效成份的制备方法，具体是在分离葛根素中利用陶瓷膜替代醇沉的工艺方法。
(二)现有技术：
热回流提取是中药材提取的最主要的方法。然而在热回流提取完后的提取液中存在大量鞣质、蛋白质、粘液质、多糖、果胶等大分子物质及许多微粒、亚微粒和絮状物等，它们大部分不但没有药理作用，而且影响产品的质量，是造成中药“粗、大、黑”的主要原因。醇沉法是目前应用最为广泛的一种精制方法，其原理是中药有效成分既溶于水又溶于醇，而提取液中常含有粘液质、糊化淀粉、果胶、树胶、蛋白质等，用适当浓度的乙醇可以有效地将这些杂质除去。如药液中含醇量达60％可除去淀粉，含醇量达75％时，除鞣质、水溶性色素等少数无效成分外，大部分杂质均可沉淀除去。由于这种方法操作简单，技术与设备要求不高，故自七十年代初一直沿用至今，成为目前“法定”的精制方法。
但是，醇沉法是否保留了有效成分，除去的都是无效成分，越来越多的报道对此持怀疑态度，认为该法有许多不合理性。传统的醇沉法醇沉工艺较复杂，经过的步骤较多，醇沉周期也较长，工艺不稳定不好控制，且每一步过程损耗都比较大。
(三)发明目的：本发明的目的就是提供一种在分离葛根素中利用陶瓷膜替代醇沉的工艺方法；该工艺方法步骤少，周期短，工艺稳定，有效成分损耗小。
本发明的操作步骤是：先将葛根提取液进行固液分离，再将分离液以板框过滤，得滤液，将所述滤液以0.05um的陶瓷膜管组进行微滤，过滤温度40-45℃，跨膜压力0.10Mpa，得透过液；透过液里葛根素的总量与提取液里葛根素总量之比大于或等于99.94％，透过液的浊度小于或等于3.30NTU。
要求葛根中药材饮片为1cm×1cm；
所述的葛根提取液以碟式离心机进行固液分离；
所述陶瓷膜管组采用四根管并联为一组，两组串在一起，每管装17根0.05um的膜芯，共计136根。
用传统的醇沉法可以将葛根提取液中提取出来的大量鞣质、蛋白质、粘液质、多糖、果胶等大分子物质析出得以与有效的中药活性成分分离。我们通过陶瓷膜过滤葛根提取液，利用陶瓷膜管的微滤特性及截留分子量的原理将葛根提取液中中药活性成分(葛根素)随着透过液一起透过，而提取液中大量的鞣质、蛋白、果胶等大分子的中药非活性成分被膜管截留，通过对提取液进陶瓷膜后透过液与截留液的分离从而达到中药活性成分与大分子杂质非活性成分的分离。
本工艺与传统的醇沉工艺有着本质的区别，醇沉工艺利用中药活性成分与大分子杂质的在不同醇浓度下的溶解能力的不同来进行分离；陶瓷膜分离工艺利用膜孔径大小及截留分子量的原理对大分子物质截留，小分子活性成分透过来分离，其分离过程是一种纯物理变化过程。
本技术由于采用陶瓷膜微滤分离技术，对葛根提取液中活性成分的分离的整个过程是纯物理变化过程，大大提高了分离的稳定性；且采用陶瓷膜微滤工艺实现低能耗、周期短、连续化操作等。在保证分离效果的基础上大大提高了整个工艺的效率。为提高产品质量，降低生产成本提供有利支撑。
为保证本发明能达到预期效果，我们进行了如下几个方面的实验研究，一是利用正交试验考察不同温度、跨膜压力、膜芯型号分别对膜通量、葛根素透过率、透过液浊度的影响，找出最佳工艺参数；二是分别比较传统醇沉工艺所制得的醇沉上清液的还原液和本发明工艺的陶瓷膜透过液中葛根素的含量和浊度。其具体实验步骤和结果如下：
1.材料与仪器
材料：葛根提取液，95％乙醇
仪器及设备：膜芯-1(孔径为0.05um)、膜芯-2(孔径为0.08um)、膜芯-3(孔径为0.1um)、液相色谱仪；紫外分光光度仪；电子天平、浊度测试仪。
2.实验方法
第一步根据正交实验研究陶瓷膜分离葛根素最佳工艺参数，第二步实施传统醇沉工艺，得出葛根素的转移率及上清液还原体积后的浊度；进行两种工艺比较分析；
2.1葛根提取液陶瓷膜分离工艺：
将葛根提取液的1/2经过碟式离心机固液分离处理后再以板框过滤机过滤，滤液加入陶瓷膜设备投料罐中，检查各阀门、开关是否处于正常状态；启动设备，在实验过程中定时记录实验起止时间、跨膜压力、料液温度等相关数据，并定时测定超滤速度(计算膜通量)，通过测定截留液和透过液中目标成分的含量及转化率及浊度；考察膜对料液的膜通量、洗滤溶剂及量、收率等影响，选择膜芯型号。
2.2葛根提取液醇沉工艺
将葛根提取液的另外1/2部分经按传统工艺经过过滤后进入单效浓缩设备60℃以下减压浓缩至生药浓度为1g/ml的溶液；冷却至常温后醇沉，边搅拌边缓慢加入95％的乙醇，使溶液的酒精浓度达到70％，沉淀用70％酒精洗涤，合并滤液。低温静置24小时，过滤至透明，加水稀释还原至初始体积。测定滤液还原液的浊度。
3.结果与讨论(表4、表5中葛根素含量是根据中国药典2005版一部“葛根素”项下所记载的检测方法检测)
3.1陶瓷膜分离膜的选择(正交设计)
表1正交试验考察因素
表2陶瓷膜分离葛根平均膜通量直观分析表
所在列 1 2 4 因素 温度 (℃) 跨膜压力 (Mpa) 膜芯型号 平均滤速l/m2h 实验1 1 1 1 2.59 实验2 1 2 2 2.27 实验3 1 3 3 1.52 实验4 2 1 3 3.23 实验5 2 2 1 2.74 实验6 2 3 2 1.93 实验7 3 1 2 4.48 实验8 3 2 3 3.70 实验9 3 3 1 2.34 K1 2.127 3.433 2.740 K2 2.633 2.903 2.613 K3 3.507 1.930 2.913 极差 1.380 1.503 0.300
从表2可知，实验方案7为4.48l/m2h，过滤速度最好，所选方案应为A3B1C2。从极差来看，影响平均滤速因数大小为B压力＞A温度＞C膜管型号。
表3陶瓷膜分离葛根素浊度直观分析表
所在列 1 2 4 因素 温度 (℃) 跨膜压力 (Mpa) 膜芯型号 透过液浊度NIU 实验1 1 1 1 3.30 实验2 1 2 2 4.19 实验3 1 3 3 5.34 实验4 2 1 3 4.23 实验5 2 2 1 5.18 实验6 2 3 2 5.42 实验7 3 1 2 5.41 实验8 3 2 3 5.74 实验9 3 3 1 7.30 K1 4.277 4.313 4.820 K2 4.943 5.037 5.240 K3 6.150 6.020 5.310 极差 1.873 1.707 0.490
从表3可知：各方案实验浊度结果从3.30NIU到7.30NIU，透过液浊度都较小，且变化范围不大，透过液浊度变化较稳定。从极差来看，影响透过液浊度因数大小为A温度＞B压力＞C膜管型号。
表4陶瓷膜分离葛根素透过率直观分析表
所在列 1 2 4 因素 温度 (℃) 跨膜压力 (Mpa) 膜芯型号 葛根素透过率 (％) 实验1 1 1 1 99.94％ 实验2 1 2 2 99.18％ 实验3 1 3 3 99.34％ 实验4 2 1 3 99.43％ 实验5 2 2 1 99.29％ 实验6 2 3 2 99.14％ 实验7 3 1 2 99.23％ 实验8 3 2 3 99.09％ 实验9 3 3 1 99.02％ K1 99.5％ 99.5％ 99.4％ K2 99.3％ 99.2％ 99.2％ K3 99.1％ 99.2％ 99.3％ 极差 0.004 0.003 0.002
从表4可知：各实验方案的透过率都达到99％以上，透过率较好。从极差来看，影响有效成分转移率因数大小为A温度＞B压力＞C。
3.2葛根提取液醇沉及陶瓷膜分离工艺数据比较
表5葛根素醇沉工艺及陶瓷膜最佳分离工艺葛根素转移率对照表：
通过表5得出，葛根提取液在经过醇沉工艺最后得到的醇沉上清液还原液中的葛根素含量为85.06％；葛根提取液在经过陶瓷膜后的透过液中葛根素地含量为99.43％；经过陶瓷膜工艺的葛根素分离效果明显优于经醇沉工艺的葛根素的分离效果。
醇沉后上清也还原液浊度16.1
表6传统醇沉工艺与陶瓷膜分离工艺浊度比较表：
样品名称 浊度NTU 醇沉上清液 16.1 已过滤醇沉上清液还原液 12.6 陶瓷膜透过液 3.30
表6浊度检测分析得出：葛根提取液在经过陶瓷膜后的透过液的浊度为3.30NTU，明显低于已过滤的醇沉上清液还原液的浊度(12.60NTU)，在感官上陶瓷膜透过液比醇沉上清液还原液要明显澄清透明。并且陶瓷膜分离液稳定性较好，在实际生产中可操作性强，操作方便，节约成本。
综合上述实验结果，影响平均膜通量的关键因素为设备运行压力，其次是温度；同时陶瓷膜透过液的浊度决定陶瓷膜替代醇沉工艺的效果，因此，综合上述结果确定本工艺最佳方案是：A1B1C1，即温度40℃，压力0.1Mpa，膜芯型号0.05um。
本发明经中试验证，与上述结果一致。本发明收率高，操作简单，能耗低，无溶剂损耗，除沉效果好，分离液稳定，有利于产业化生产及推广。将其应用在中药保健酒、中药制剂的生产中是完全可行的。
(四)具体实施方式：
1.药材前处理加工
将葛根中药材加工切片，要求饮片为1cm×1cm以下。(药材留样成分检测)
2.动态逆流提取
将加工好的葛根药材饮片加6倍量水三罐组罐提取合并三次的提取液。(提取液成分检测)
3.提取液固液分离
将提取液用碟式离心机分离后，再经过板框过滤机过滤，得滤液；
4.陶瓷膜机组微滤
用0.05um的陶瓷膜管组进行微滤，所述陶瓷膜管组采用四根管并联为一组，两组串在一起，每管装17根0.05um的膜芯，共计136根，过滤温度40-45℃，跨膜压力0.10Mpa，得透过液，并进行检测。
透过比：透过液里葛根素的总量与提取液里葛根素总量之比达到99.94％以上。
要求透过液澄清透明，经过冷热稳定性实验后无沉淀无浑浊，透过液浊度小于或等于3.30NTU。