中药复方提取物精制项目的工艺改进

郭东宇 2026-05-15

为解决传统中药复方提取物精制工艺中有效成分流失率高、杂质剔除不彻底、生产周期漫长等问题，本研究以某中药复方提取物（主要含黄酮、皂苷类活性成分）为研究对象，运用单因素试验结合正交试验对大孔树脂吸附 - 膜分离联用精制工艺进行优化，探究大孔树脂型号、上样质量浓度、膜孔径、操作压强对提取物中总黄酮、总皂苷含量以及蛋白质、鞣质去除率产生的影响。实验结果表明，最适宜的工艺条件为选用D101 型大孔树脂，上样质量浓度 1 .2 g/mL，滤膜孔径 0 .22 μm，工作压强0.3 MPa，在该条件下总黄酮、总皂苷的留存率分别达到 92 .1%、89 .5%，蛋白质、鞣质的去除率分别为 84 .9%、82 .2%，与传统醇沉工艺相比，有效成分保留率提高 20% 以上，生产周期缩短了 30.0%。该联用工艺能大幅提高中药复方提取物的精制效能与质量可靠性，具备极佳的工业化应用前景。

中药复方提取物的精炼是中药现代化生产的必要环节。其主要任务是富集有效成分、清除无效杂质，从而提升提取物的药效与安全性 ^[1] 。传统精制工艺主要采用醇沉法、水提醇沉法，存在有效成分损耗较大、有机溶剂残留潜在风险高、能耗较高、生产周期较长等不足，难以契合现代中药制剂的产业化需求 ^[2] 。大孔树脂吸附技术具有选择性强、吸附量大、可重复使用等优势，膜分离技术则具备高效、低能耗、无相态变化的特性，二者联合应用可实现优势互补 ^[3] 。本研究依托山西诺成制药有限公司的实验平台，开展大孔树脂 – 膜分离联合工艺的优化研究，旨在构建一套高效、稳定的中药复方提取物精制新方法，为中药复方的工业化生产提供技术支撑。

Part1 材料与方法

1.1

材料与试剂

中药复方药材由黄芪、金银花、山楂按质量比2∶1∶1 组成，购自山西振东中药材科技有限公司，符合《中华人民共和国药典》2020 版一部标准（批号：20240315）；总黄酮对照品（芦丁，纯度不低于 98%，批号：20240120）、总皂苷对照品（人参皂苷 Rg1，纯度不低于 98%，批号：20240205），均购自上海源叶生物科技有限公司；大孔树脂包括 D101 型（沧州宝恩吸附材料科技有限公司，粒径为 0 .3～1 .2 mm）、AB-8型（南开大学化工厂，粒径为 0 .4～1 .0 mm）、HPD-100型（河北凯瑞化工有限公司，粒径为 0 .4～1 .2 mm）。

试剂：无水乙醇、香草醛（分析纯），国药集团化学试剂有限公司；甲醇（色谱纯），德国默克公司；亚硝酸钠（分析纯），天津科密欧化学试剂有限公司；硝酸铝（分析纯），上海麦克林生化科技有限公司；冰醋酸（分析纯），天津光复科技发展有限公司；考马斯亮蓝 G-250（分析纯），美国 Sigma 公司；鞣质对照品（没食子酸，纯度不低于 98%），上海源叶生物科技有限公司；实验用水为超纯水，由 Millipore Milli-Q 超纯水机制备，电阻率不低于 18 .2 MΩ ·cm。

1.2

仪器与设备

UV-2600 紫外可见分光光度计，日本岛津公司；HL-2 恒流输送泵，上海沪西分析仪器厂；陶瓷膜组件（0 .10 μm、0 .22 μm、0 .45 μm），天津膜天膜科技股份有限公司；SHB- Ⅲ循环水式多用途真空泵，郑州长城科工贸有限公司；BS224S 电子分析天平（精度0.1 mg），赛多利斯科学仪器有限公司；RE-52AA 旋转蒸发仪，上海亚荣生化仪器厂；DZF-6050 真空干燥箱，上海精宏实验设备有限公司；大孔树脂吸附柱（Φ 50 mm×500 mm），上海安谱实验科技股份有限公司；HF-M10 错流膜分离设备，杭州沃腾膜工程有限公司。

1.3

实验方法

1.3.1

中药复方提取物的制备

选取中药复方药材，粉碎至 20 目，精确称取1 kg，按料液比 1∶15（g∶mL）加入超纯水，浸泡 1 h后，于 90 ℃条件下进行加热回流提取 2 次，每次 2 h，合并两次提取液，经 300 目滤布过滤后，采用旋转蒸发仪在 60 ℃、-0.08 MPa 条件下减压浓缩至相对密度为 1 .05～1 .10（60 ℃热测），备用。

1.3.2

传统醇沉工艺（对照组）

取上述浓缩液 100 mL，置于 500 mL 烧杯中，在搅拌条件下匀速加入95% 乙醇，使体系中乙醇体积分数达到 70%，继续搅拌 30 min 后，于 4 ℃条件下静置24 h，取上清液，采用旋转蒸发仪在 55 ℃、-0.09 MPa条件下减压回收乙醇，浓缩至稠膏状，真空干燥后得到醇沉精制提取物，并测定有效成分及杂质含量。

1.3.3

大孔树脂- 膜分离联用工艺（实验组）

大孔树脂预处理：分别取D101、AB-8、HPD-100型大孔树脂各50 g，置于500 mL 95% 乙醇中，在25 ℃室温条件下浸泡 24 h，其间搅拌 3 次，每次 30 min，随后依次用 95% 乙醇和超纯水冲洗，直至流出液经重铬酸钾 - 硫酸溶液检测无醇味，备用。

大孔树脂吸附：将初提液配制成不同质量浓度，操作温度 25 ℃，操作压强 0 .1 MPa，以 2 BV/h（床体积 / 小时）的流速通过大孔树脂吸附柱，吸附完成后（紫外检测洗脱液中无目标成分），在 25 ℃、0 .1 MPa条件下以 3 BV 超纯水按 3 BV/h 流速冲洗以除去水溶性杂质，继而以 70% 乙醇按 3 BV/h 流速洗脱，收集洗脱液，在55 ℃、-0.09 MPa 条件下减压浓缩至无醇味，制得树脂精制液。

膜分离精制：所用陶瓷膜组件材质为 α-Al2O3（α- 氧化铝），将树脂精制液经 0 .45 μm 滤膜预处理以去除悬浮颗粒后，控制操作温度 25～30 ℃，输送至不同孔径的陶瓷膜组件中，在设定操作压强（0.1～0.5 MPa）下进行错流过滤（跨膜流速 2 m/s），收集透过液，获得联用工艺精制提取物，真空干燥后备用。

1.3.4

单因素试验设计

在开展正交试验前，分别对 4 个考察因素进行单因素试验，每个因素设置 5 个水平，以总黄酮保留率、总皂苷保留率、蛋白质去除率、鞣质去除率及综合评分（综合评分= 总黄酮保留率 ×0.3+ 总皂苷保留率 ×0.3+ 蛋白质去除率 ×0.2+ 鞣质去除率 ×0.2）为评价指标，确定各因素的适宜水平范围，为正交试验水平设计提供依据。其中，保留率 =（处理后含量 / 处理前含量）×100%；去除率 =（处理前含量 - 处理后含量）/ 处理前含量 ×100%。大孔树脂型号选取 D101、 AB-8、HPD-100、HPD-600、X-5 共 5 种常用型号，固定上样质量浓度 1 .0 g/mL、膜孔径 0 .22 μm、操作压强 0 .3 MPa，考察不同树脂对精制效果的影响；上样质量浓度设置0 .4、0 .8、1 .2、1 .6、2 .0 g/mL 共 5 个水平，固定 D101 型大孔树脂、膜孔径 0 .22 μm、操作压强0.3 MPa，考察上样质量浓度对精制效果的影响；膜孔径设置 0 .05、0 .10、0 .22、0 .45、0 .80 μm 共 5 个水平，固定 D101 型大孔树脂、上样质量浓度 1.2 g/mL、操作压强 0 .3 MPa，考察膜孔径对精制效果的影响；操作压强设置 0 .1、0 .2、0 .3、0 .4、0 .5 MPa 共 5 个水平，固定 D101 型大孔树脂、上样质量浓度 1.2 g/mL、膜孔径0.22 μm，考察操作压强对精制效果的影响。

1.3.5

正交试验设计

将大孔树脂型号（A）、上样质量浓度（B）、滤膜孔径（C）、操作压强（D）作为考察因素，每个因子根据单因素试验结果设置 3 个水平（表 1），以综合评分为评价指标，运用 L9(34) 正交表开展正交试验，每个试验组平行操作 3 次，取平均值。

表1 L₉(3⁴)正交试验因素水平表

1.3.6

指标测定方法

（1）总黄酮含量测定（亚硝酸钠-硝酸铝显色法）。精确称取芦丁对照品 10 mg，用甲醇溶解并定容至100 mL，配制成0 .1 mg/mL 对照品溶液。分别吸取0、0 .2、0.4、0 .6、0 .8、1 .0 mL 对照品溶液置于 10 mL 比色管中，加甲醇补至 1 .0 mL，加入 5% 亚硝酸钠溶液 0 .3 mL，摇匀静置 5 min；加入 10% 硝酸铝溶液 0 .3 mL，摇匀静置 5 min；加入 4% 氢氧化钠溶液 4 .0 mL，加甲醇定容至刻度，摇匀静置 15 min，在 510 nm 波长处测定吸光度，绘制标准曲线（R2=0 .999 6） ^[4] 。精确称取精制提取物 10 mg，用甲醇溶解并定容至 100 mL，按上述方法操作，测定吸光度并计算总黄酮含量。

（2）总皂苷含量测定（香草醛 - 冰醋酸显色法）。精确称取人参皂苷 Rg1 对照品 10 mg，用甲醇溶解并定容至 100 mL，配制成 0 .1 mg/mL 对照品溶液。分别吸取 0、0 .2、0 .4、0 .6、0 .8、1 .0 mL 对照品溶液置于10 mL 比色管中，水浴蒸干，加入香草醛 - 冰醋酸溶液（1 g 香草醛溶于 100 mL 冰醋酸）0 .5 mL，于 60 ℃水浴加热 10 min，冷却后加入高氯酸 2 .0 mL，继续于60 ℃水浴加热 15 min，冷却至室温，在 544 nm 波长处测定吸光度，绘制标准曲线（R2=0 .999 3）。精确称取精制提取物 10 mg，用甲醇溶解并定容至 100 mL，按上述方法操作，测定吸光度并计算总皂苷含量。

（3）蛋白质含量测定（考马斯亮蓝 G-250 法）。精确称取牛血清白蛋白对照品 10 mg，用超纯水溶解并定容至 100 mL，配制成 0 .1 mg/mL 对照品溶液。分别吸取 0、0 .2、0 .4、0 .6、0 .8、1 .0 mL 对照品溶液置于 10 mL 比色管中，加超纯水补至 1 .0 mL，加入5 .0 mL考马斯亮蓝 G-250 显色液，摇匀静置5 min，在595 nm波长处测定吸光度，绘制标准曲线（R2=0 .999 1）。精确称取精制提取物 50 mg，用超纯水溶解并定容至50 mL，离心（8 000 r/min，10 min）取上清液，按上述方法操作，测定吸光度并计算蛋白质含量。

（4）鞣质含量测定（络合滴定法）。精确称取没食子酸对照品 10 mg，用超纯水溶解并定容至100 mL，配制成 0 .1 mg/mL 对照品溶液。吸取对照品溶液 2 .0 mL 置于 25 mL 锥形瓶中，加入 10 mL 超纯水和 1 mL 0.1 mol/L 醋酸钠缓冲液（pH 值为 5 .0），摇匀后加入 0 .5 mL 0.1 mol/L 铁铵矾溶液，用乙二胺四乙酸（EthyleneDiamineTetraacetic Acid，EDTA）标准溶液（0 .01 mol/L）滴定至溶液由紫红色变为淡黄色，记录消耗体积，绘制标准曲线（R2=0 .998 9）。精确称取精制提取物 50 mg，用超纯水溶解并定容至 50 mL，离心（8 000 r/min，10 min）取上清液 2 .0 mL，按上述方法操作，计算鞣质含量^[5]。

Part2 结果与分析

2.1

单因素试验结果分析

单因素试验结果表明（表 2），D101 型大孔树脂对总黄酮和总皂苷的吸附及洗脱效果最佳，总黄酮保留率为 88.5%、总皂苷保留率为 84.2%，均显著高于其他型号树脂；上样质量浓度为 0.8～1.6 g/mL 时，有效成分保留率与杂质去除率的综合效果较优，其中1.2 g/mL 时综合评分最高（83.9 分）（综合评分 =（总黄酮保留率 ×0 .3 + 总皂苷保留率 ×0 .3 + 蛋白质去除率 ×0 .2 + 鞣质去除率 ×0 .2），质量浓度过低会降低生产效率，过高则易引起树脂堵塞和膜污染；膜孔径为 0 .2μm 时，可实现有效成分与大分子杂质的有效分离，总黄酮、总皂苷保留率分别为 89.1%、85.3%，蛋白质、鞣质去除率分别为 81.5%、79.2%，孔径过小会导致膜通量明显下降，过大则杂质去除不充分；操作压强为 0 .2～0 .4 MPa 时，膜通量稳定且分离效果较好，各评价指标表现最佳，压强过低分离效率不足，过高则易损伤膜组件。

表2 单因素试验结果表（n=3）

2.2

正交试验结果分析

由表 3 正交试验结果可知，各因素对不同评价指标的影响程度存在差异，其中大孔树脂型号（A）对各指标的影响最为显著（R 值最大），为影响精制效果的关键因素；其次为上样质量浓度（B），对有效成分保留率及杂质去除率均具有重要作用；膜孔径（C）和操作压强（D）的影响相对较小 ^[6] 。根据 k 值分析，确定最优工艺条件为A1B2C2D2，即选用 D101 型大孔树脂、上样质量浓度 1.2 g/mL、膜孔径 0.22 μm、操作压强 0.3 MPa；在该条件下，总黄酮保留率为92.3%、总皂苷保留率为89.7%、蛋白质去除率为85.1%、鞣质去除率为82.4%，综合评分为87.4 分。该工艺既保证了黄酮、皂苷类有效成分的高保留率，又实现了蛋白质、鞣质等杂质的高效去除。

表3 L₉(3⁴)正交试验结果表（n=3）

2.3

最优工艺验证

依据正交试验确定的最优工艺条件，开展 3 次平行验证试验，结果见表 4。从表 4 能够看出，验证试验的各项指标与正交试验最优组的结果无明显差异，说明该工艺条件稳定可靠，重复性良好。对最优联用工艺与传统醇沉工艺的精制效果进行比较，结果显示，联用工艺的总黄酮和总皂苷保留率较传统工艺分别提高了 30.4%、28.4%，蛋白质、鞣质去除率分别提高了 27 .5% 和 25 .1%；生产周期由传统工艺的 48 .0 h缩短至 33 .6 h，缩短 30 .0%。此外，联用工艺无须大量使用有机溶剂，降低了溶剂残留风险和环保负担。

表4 大孔树脂- 膜分离联用工艺与传统醇沉工艺精制效果对比表

Part3 结论

本研究通过单因素试验与正交试验优化，建立了大孔树脂吸附 - 膜分离联用精制工艺，确定最优工艺条件为 D101 型大孔树脂、上样质量浓度 1.2 g/mL、膜孔径 0 .22 μm、操作压强 0 .3 MPa。该工艺可大幅提高中药复方提取物中有效成分的保留率与杂质去除率，工艺平稳可靠、高效节源，与传统醇沉工艺相比具有明显优势。该工艺为中药复方提取物的工业化精制提供了新颖的技术方法，对促进中药现代化发展进程具有重要意义。

参考文献

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[2] 殷倩倩 , 邓秀平 , 钟雨虹 , 等 . 基于 Box-Behnken 响应面设计优选中药复方便乃通的提取工艺 [J]. 天津中医药 ,2024,41(6):789-794 .

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责任编辑：邵丽竹

审　　核：何发