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1、1水提醇沉和絮凝技术水提醇沉和絮凝技术早期中药的生产大部分为水煮、水煎汤药，摆脱不了家庭作坊式的生产模式。解放后中药制剂逐步形成规模化生产，形成中药生产工艺与工程的问题。五十年代后期，中药的提取工艺就有水提醇沉法的记载。当时曾有不少中医药学者认为这种规模化的水提醇沉工艺必然影响中药药效，但当时的科学水平很难提出严格的科学依据。时至今日，已有相当比例的中药制剂之制备采用了水提醇沉工艺，有的单位甚至把水提醇沉视为中药提取工艺的“既定通则” 。几十年来，对中药精制制剂以及保健营养品如口服液、冲剂、片剂等的制备，基本上采用经典的水提醇沉法。中国药典现行版所载玉屏口服液、抗感颗粒等都用本法进行精制。但随
2、着应用范围的逐步扩大，也发现了此工艺存在许多缺点，为此新工艺不断开发并应用，其中絮凝精制技术是应用面较广的一项技术。1 中药的化学成分中药的化学成分复杂，通常有糖类、氨基酸、蛋白质、酶、有机酸、油脂、蜡、树脂、色素、生物碱、苷类、挥发油、鞣质、无机盐等。这些成分中能够产生特定药理作用的为有效成分。糖类主要包括单糖、低聚糖、多糖。单糖是多羟基醛或多羟基酮化合物。易溶于水，可溶于含水乙醇，难溶于无水乙醇，不溶于乙醚、苯、氯仿等亲脂性有机溶剂。低聚糖是由 29 个单糖基通过糖苷键聚合而成的直糖链或支糖链的聚糖。易溶于水，难溶于乙醇，不溶于其他有机溶剂。多糖通常是由 10 个以上乃至几千个单糖缩合而成
3、的高聚物。中药中的多糖主要有淀粉、菊糖、果胶、树胶、粘液质及纤维素等。多可溶于热水，不溶于乙醇及其他有机溶剂。氨基酸是指分子中同时含有氨基和羧基的物质。可溶于水和稀醇，难溶于有机溶剂。蛋白质是由 -氨基酸通过肽键结合而成的高分子化合物。蛋白质大多能溶于水而成胶体溶液，少数溶于稀醇，不溶于浓醇和其他有机溶剂。有机酸是植物体内的一类含有羧基的化合物。小分子有机酸易溶于水、乙醇，难溶于亲脂性有机溶剂；大分子有机酸则易溶于有机溶剂而难溶于水。生物碱是中药中的一类含氮原子的有机化合物，是一类含氮原子的有机化合物，是一类重要的有效成分。多数游离生物碱溶于氯仿、乙醇、乙醚、笨等有机溶剂，不溶或难溶于水。多数
4、生物碱盐易溶于水和乙醇，不溶或难溶于氯仿、乙醇、乙醚、苯等有机溶剂。苷是糖或糖的衍生物和另一非糖物质通过糖的端基碳原子连接而成的化合物。在中药中是一类重要的有效成分，包括黄酮苷、蒽醌苷、皂苷、强心苷等。大多数苷类可溶于水、甲醇、乙醇，难溶于乙醚、氯仿、苯等亲脂性有机溶剂。挥发油是一类可随水蒸气蒸馏的与水不相混溶的油状物的总称。多为有效成分，易溶于乙醚、苯、石油醚等有机溶剂及高浓度的乙醇中，难溶于水。鞣质是一类分子量较大的复杂的多元酚衍生物。能溶于水、乙醇、丙酮、乙酸乙酯等溶剂，不溶于乙醚、氯仿、苯、石油醚等极性小的溶剂。无机盐是中药中的钾、钠、钙、镁等无机成分与有机酸结合而成的盐类。多为无效成
5、分，易溶于水，难溶于有机溶剂。树脂是一类复杂的混合物，是植物组织分泌的渗出物。通常为无效成分。不溶于水，溶于乙醇、乙醚等有2机溶剂。色素广泛存在于中药中，可分为脂溶性色素和水溶性色素两类。脂溶性色素包括叶绿素、胡萝卜素等。水溶性色素包括花色素等。油脂为高级脂肪酸的甘油酯。不溶于水和冷乙醇，可溶于热乙醇，易溶于乙醚、氯仿、苯、石油醚等亲脂性有机溶剂。蜡为饱和及不饱和的高级脂肪酸和高级一元醇结合而成的酯。通常为无效成分。不溶于水和冷乙醇，可溶于热乙醇，易溶于乙醚、氯仿、苯、石油醚等亲脂性有机溶剂。2 水提醇沉技术21 水提醇沉法的原理该方法的基本步骤是在待制中药的水提液或浓缩液中，加入 1-4 倍
6、的酒精后静置沉降以除去溶液中的醇不溶物，再回收酒精并加水稀释至规定浓度，过滤后罐封灭菌。该方法的基本原理是利用中药的部分有效成分既溶于醇又溶于水的性质，采用醇水液沉淀部分不溶于乙醇的所谓无效组分如多糖、蛋白等，达到精制成品，提高制剂成品质量的目的。水提醇沉法操作简单，而且通过向水提浓缩液中加入乙醇能使多糖等呈絮状沉淀析出。在二十世纪七八十年代此法十分流行，水提醇沉法是提取中药材的常规方法，然而在长期的应用中，也发现存在不少问题：第一，水提醇沉是从原料中提取有效成分。首先要将有效成分从原料中提取出来，然后再将提取时带入的杂质分离出去，否则最后所得的提取物所含的有效成分、无效成分皆少，药用价值不高
7、。然而，水提时不可能将全方中的各药的有效成分完全提取出来。第二，用醇沉除杂，常常影响药效。究其原因主要有二：一方面是一些有效成分如多糖、氨基酸等不溶于醇而被除去；另一方面，生物碱、苷、黄酮之类醇溶性成分，本来提取不完全，除杂时又受加醇操作的影响而不同程度的被裹附，致使含量明显降低。另外口服固体制剂也不用水提醇沉法。因为醇沉时将多糖等除去，醇液回收乙醇浓缩后又加数倍量的淀粉、糊精等辅料方能成型。这样既浪费了资源，又大大提高了成本。第三，生产成本高。由于在醇沉中大量使用酒精，其回收损失至少在 30%以上，且耗能耗物，必须购置专门设备，也大大增加了生产成本。第四，成品稳定差。由于醇沉工艺会除去药液中
8、的亲水胶体如多糖等，因此，口服液等成品中的疏水胶体缺乏亲水胶体的“保护” ，成品在贮存过程中极易产生沉淀。第五，生产周期长。一般生产周期都在 4-5 天以上。水提醇沉法是一种经典常用的精制方法，大量的研究和实践证明醇沉造成了有效成分的损失，存在较多问题。有的厂家甚至把水提醇沉视为中药制剂的提取通则，盲目机械套用，造成巨大浪费，应亟待解决。因此很多研究人员对醇沉工艺进行了很多优化。王桂兰等采用缓慢加醇法工艺对中药制备注射剂进行了研究，只需一次回收乙醇,即可达到目的。在每次加乙醇放置后过滤,不回收乙醇,增高乙醇含量达 75%、95%,仅末次沉淀后过滤回收乙醇,除尽乙醇,加注射用水至足量备用。用本法
9、制备了复方茵陈注射液和当归注射液,采用本工艺做成各种注射剂作纸层、薄层（图 1）、紫外及化学方法比较,发现此工艺所做成的注射剂其有效成份的含量并不比传统的三次醇沉工艺少,而杂质含量也并不比传统工艺多。3复方茵陈注射液 当归注射液图 1 传统醇沉和新法醇沉层析图A.传统方法注射液 B.新法注射液在许多中成药生产中，煎者后的煎煮膏必须经过醇沉以除去其中的淀粉、蛋白质以及其它不溶于乙醇的物质，但加醇量的多少大大地影响着产品的质量。也有从数学推量的角度，对中成药生产中常用的水提醇沉法的含醇量进行探讨。设药膏的重量为 W，比重为 D，纯净乙醇的浓度为 C1，经醇洗后要达到乙醇浓度为 C2，加入的乙醇量为
10、L1。根据质量守恒定律，在不考虑杂质影响时，等量关系式应为：L1C1=（L1+W/D）C2 即 L1=W/DC2(C1C2)在杂质含量很多， 能忽略杂质影响时，设加醇量为 L2，杂质量为 L3，则拟乘以一系数 n，即L2=W/DC2（C1C2）L3=W/Dm%设将杂质看成药液后近似总量为 LL=W/D+W/DC2（C1C2）W/Dm%又因 L=W/K+L2即 W/D+W/DC2n（C1C2）=W/D+W/DC2n（C1C2）W/Dm%整理后得 n=1（C1C2）/C2m%在生产中，C1为所使用的纯净乙醇的浓度，一般的酒精厂生产的为 95%左右。因而通过对 C2的赋值，即得出 n 与 m%之间的
11、曲线关系。杂质的含量 m%可以通过统计学数据得出。以丹参一次醇洗为例，设 C1=95%，C2=75%，乙知 m%=64.93%，代入上述的公式中，n=0.8735%。将生产中的 5 批丹参水提膏分别取样适量，然后等分做对照实验，按上述公式L1=W/dC2(C1C2)及 L2=W/DC2n（C1C2）计算加入乙醇，用气相色谱仪测定乙醇含量。实验表明，乘以一系数 n 后，不但节约了乙醇的用量，而且准确地达到了规定的含醇量。见表 1。表 1 醇沉工艺用醇量丹参批号水提膏（kg）比重 D乘以系数 n 的加醇量L2及含醇量（%）不乘以系数 n 加醇量 L1及含醇量（%）9710019710025.45.
12、61.221.2214.515.075.375.716.617.280.380.94971003971004971005XRSD%5.86.06.21.221.221.2215.616.116.674.575.974.817.818.419.175.240.5981.581.082.081.140.643 絮凝技术31 絮凝技术简介人们早就发现，在溶胶或悬浮体内加入极少量的可溶性高分子化合物，可导致溶胶产生沉降，这种现象称为絮凝作用。利用高分子化合物使溶胶或悬浮液中固体颗粒得以沉降除去的技术称为絮凝技术。自五十年代初期美国道氏化学公司出售聚丙烯酰胺类合成高分子絮凝剂 Separan 后，高分子
13、絮凝剂的应用日益广泛。现在絮凝技术已广泛应用于给水处理、造纸、钢铁、冶金、化学等工业部门。国外将天然高分子絮凝剂主要应用于生物发酵液的纯化与精制及水处理中，应用于中药的制剂工艺的研究，国外尚未见报道。国内在二十世纪九十年代开始将天然高分子絮凝剂应用于中药的澄清精制工艺，陆续有所报道。32 水中物质的存在状态在絮凝技术中，常常需要除去水体中各种形态的悬浮物质，其中包括各种无机物、有机物及活的生物体等。根据溶质的质点大小可分为：真溶液、胶体溶液和悬浮液三种。从胶体化学的观点来看，分散在水中的各种杂质有：动力学不稳定体系。分散相颗粒直径大于0.1微米的悬浮液，该体系可借重力作用沉降除去。热力学稳定体
14、系。分散相颗粒直径小于1毫微米的真溶液，该体系是单相的，均衡的分散在水中。胶体分散体系。分散相颗粒直径介于1200毫微米范围内。该体系的分散颗粒由于布朗运动，加上颗粒间的静电斥力的影响，处于较稳定的状态，要把这些分散相的颗粒沉淀除去，就必须投加化学药剂使之脱稳，凝聚沉降下来。因此絮凝处理的对象主要是胶体以及接近胶体的细小悬浮物。33 胶体稳定理论胶体能够较长时间的处于稳定状态，可用双电层理论解释。它认为胶体微粒之所以能够在水中长期保持分散状态而不沉降，就在于胶体微粒在水中处于一种沉淀平衡状态。胶体微粒被水中一些离子置换，使胶体表面产生多余的负电荷，或吸附水中的离子和基团。胶体微粒所带的同号电荷
15、间的静电斥力阻碍了胶体间相互接近，致使聚集沉降不能发生。另外带电胶粒和异电荷离子都能和周围的水分子发生强烈的溶剂化作用，结果既阻碍了胶体微粒和更多的异电荷离子的结合而趋于电中性，又防碍了胶体微粒间相互碰状凝聚的机会。胶体微粒与异电荷离子作用形成一定的吸附层，水介质的溶剂化作用形成一个扩散层（图2），由于此双电层作用使胶粒稳定于水中。由此可见，胶体颗粒表面皆带电荷，带相同电荷时，相互排斥。排斥力和排斥能的大小与颗粒间的距离和所带电荷数量有关。排斥能愈大，则颗粒不能靠近，不利于絮凝，而保持胶体的稳定状态。5图2 胶体双电层示意图34 絮凝作用机理随着胶体化学的发展和高分子絮凝剂的广泛应用，絮凝作用
16、机理的研究也日益深入。絮凝机理可分为压缩双电层、吸附电中和、吸附架桥、沉淀物网捕几种。但一般认为的电中和和吸附架桥是絮凝的主要机理。电中和作用电中和作用 絮凝现象受双电层电位的分布、布朗运动或紊流扰动、范德华引力以及胶体微粒表面的溶剂化作用等因素所支配。在絮凝过程中，它是通过压缩扩散层、降低电位和排斥势能以达到胶体微粒间相互接近而聚沉。胶体颗粒表面的电荷被中和时，导致胶体颗粒与水之间界面的改变，从而使物理化学性质改变，胶体颗粒间的距离缩小，在范德华引力作用下，胶体颗粒间的相互作用形成稳定的絮凝体。图3表示的是电荷作用导致胶体颗粒脱稳而絮凝的机理。图3 电中和作用模型吸附架桥作用吸附架桥作用 高分子絮凝剂是一种高分子聚合物，它的分子量很大，通过长碳链上的一些活性官能团可以吸附在分散体系中的微粒上。由于该聚合物是较长的线状结构，每个高分子上吸附多个微粒，因而它在微粒之间起了联系的作用，这种作用称为架桥作用。由于高分子聚合物的架桥作用可以将许多微粒联结在一起形成一个絮团，这个絮团
