超频震动膜过滤技术在黄芪多糖分离纯化工艺中的应用研究

摘要

黄芪为豆科植物，含有多糖、蛋白质、生物碱、氨基酸、黄酮类、甙类、微量元素等多种生物活性物质，其中黄芪多糖(Astragalus Polyasccharides，APS)是黄芪主要生物活性成分。黄芪多糖具有增强机体的免疫功能，强心降压、降血糖、抗应激、抗肿瘤、抗病毒、抗辐射、抗氧化等多种药理功效。因此有着良好的临床效果。黄芪多糖按分子量不同级分分离是黄芪功效综合利用的重要途径。 目前黄芪多糖的提取一般采取水提醇沉法，精制方法多以分级醇提，或多次反复水溶醇沉，操作繁琐，有机溶剂用量大。浪费能源和资源，周期长，有污染，经济效益也低。黄芪多糖的分子量多在10000 以上，而皂苷等其他成分的分子量多在1000以下，用膜分离技术将黄芪水提液进行分离，得到富集多糖的浓缩液，但一般静态膜超滤压力大，极易堵塞和污染。因此，目前黄芪多糖的分离纯化工艺并不成熟，效率较差，而且提取的成本较高。阻碍了黄芪多糖的研究与开发。本课题将“超频震动膜过滤技术”引进黄芪多糖的分离纯化浓缩过程，并以此为开端，研究开发应用该技术对大分子物质的分离纯化浓缩新工艺。 本课题在分子水平上，将超频震动膜过滤技术应用于中药黄芪多糖提取液的分离浓缩工艺，用以代替常规的醇沉、透析和加热浓缩技术，解决以往多糖提取液的醇沉中耗醇、污染、不安全、过滤（包括一般微滤和纳滤）中的膜堵塞、膜污染，加热浓缩中的有效成分破坏及大量耗能和透析中的耗时问题，在中药多糖生产工艺的关键环节上建立了无须醇沉透析和加热浓缩、并可在常温低压高流量连续过滤分离浓缩、具有普遍意义的新工艺，它将替代传统的多糖生产工艺，降低生产成本，提高产品质量。 本实验确定黄芪多糖的测定方法后，采用正交试验设计，以膜有效通量、截留率、多糖含量为考察指标，对不同截留孔径的膜、药液初始浓度、药液温度及振幅等主要影响因素进行试验优化，最终确定最优过滤条件。然后将超频震动膜过滤技术与水提醇沉、加热浓缩工艺进行比较。 超频震动膜过滤技术所用设备操作简单、耗能少、分离效率高、结果无污染、运行成本低，适用于多糖提取液及其他中药提取液（尤其是热敏性、挥发性成分）的分离浓缩，因此该技术能成为实现中药生产现代化的关键技术之一，其推广应用不仅对多糖等提取液有效成分的分离浓缩有重大意义，而且对中药生产现代化将产生不可估量的作用。