壳聚糖絮凝法在澄清中药水提液中的应用

商常发 李庆林 何 领 (安徽科技学院．风阳233100) 壳聚糖是迄今为止唯一发现的阳离子碱性多糖。它广泛存在于 虾、蟹等甲壳类动物的外壳中，既可生物合成。又可生物降解，在人和 动物的组织器官及细胞中，具有良好的生物相溶性、安全性和多种生 物活性。被誉为人体必需的第六生命要素。壳聚糖从一被发现，就 受到国内外有关学者的广泛关注，成为世界性研究热点。在食品、化 工、环保、医药、生物工程和畜牧兽医等诸多领域的应用研究取得了 丰硕成果。尤其是壳聚糖所具有的抗菌消炎、增强免疫(3．4)，降低血脂、血压和抗凝血活性及其来源丰富、制备简单、无毒无害、价廉物美等特点，特别受到制药行业的青睐。目前，就国内外药学和制药工程领域来说，对壳聚糖应用于缓释、控释制剂、纳米微粒靶向 制剂的研究已取得重要进展。更值得一提的是，近年来人们将壳聚糖的絮凝特性应用于中药制剂的浸提研究与生产，不仅可简化工艺，提高产量．降低成本，增加效益；而且能提高产品的质量、品位和稳定性，使壳聚糖在该领域的应用研究逐步形成了新的热点。现予概述，为进一步开发利用壳聚糖资源，推广应用壳聚糖絮凝剂提供参考资料。 1 壳聚糖的絮凝机理 壳聚糖是纯天然的碱性多糖，其单体是氨基葡萄糖，呈弱碱性。许多无机酸、有机酸和酸性化合物。都能被壳聚糖吸附结合。壳聚糖分子中的羟基、氨基可与离子发生整合作用，故可有效捕集或吸附溶液中金属离子，也可以凝聚溶液中带电荷的浑浊物。壳聚糖分子链上具有大量游离的羟基和氨基，在一些稀酸溶液中氨基容易质子化，从而使壳聚糖分子链带上大量的正电荷，成为一种可溶性的聚电解质，具有阳离于型絮凝剂的作用。壳聚糖属于弱离子型，但实验结果表明，壳聚糖具有强阳离子高分子混凝剂的除浊效果，表现出投加量少，余浊浊度低，混凝沉降快速的特点。主要是由于阳离子型混凝剂可同时发挥电中和凝聚及粘结架桥絮凝的双重作用。就是说，壳聚糖一方面作为长链高分子化合物，分子中的活性基团——NH3+可吸附中药溶液中带负电荷的部分．如蛋白质、多糖、鞣质、树胶、淀粉和单宁等；另一方面，由于壳聚糖的线状结构，每个壳聚糖分子都含有NH3．，可以在同一分子上吸附多个杂质微粒，因而在杂质微粒之间起到架桥作用，将许多微粒连接在一起形成絮团，絮团不断增长变大，很快沉降而达到澄清作用。张文清通过实验指出，用壳聚糖絮凝鞣质受多种因素的影响，主要有：絮凝体系的温度、pH值、壳聚糖浓度、搅拌速度与时间、壳聚糖的分子量和脱乙酰度等。如壳聚糖加入不足，则静电架桥不充分，难以 将鞣质的胶体颗粒完全絮凝；如加入过量．会使胶体颗粒表面再吸附一层壳聚糖分子，从而发生再稳定现象。 2 壳聚糖絮凝法对单味中药水提液的澄清效果 实验研究表明．不论对单味中药水提液还是中成药口服液，壳聚糖均有较好的澄清作用。其优点表现在：(1)壳聚糖无毒无味，不会造成二次污染；(2)壳聚糖作为澄清剂，能去除药液中较大的悬浮杂质颗粒，使药液成为稳定的动力学体系，同时能较多地保留高分子类有效成份；(3)壳聚糖的用量极少，一般为万分之三。倪建、任天池用壳聚糖作絮凝剂澄清单味白芍提取液，取得了良好效果，壳聚糖能很好地保留其中的芍药苷。张彤等对80种不同药材作了澄清实验，并对絮凝液与水煎液、醇沉液进行了比较，结果表明壳聚糖絮凝剂对大部分单味中药浸提液均有一定的澄清作用，能保留其中的大部分有效成份，并能明显提高多糖和有机酸的转移率；但对水溶性较差的靛玉红有一定影响，提示药液中指标成份水溶性较低时，使用壳聚糖作为澄清剂应慎重。在用壳聚糖絮凝澄清单味中药时，用原子吸收分光光度计对壳聚糖澄清后的中药水提液中的锌、锰、钙、铅等元素进行含量测量，并与醇沉法相比较，结果表明，壳聚糖澄清工艺能明显提高锌、锰、钙等元素的转移率．同时对重金属铅离子有一定的去除作用。宋浩亮等分别采用壳聚糖絮凝法、高速离心法和醇沉法分离精制苦参水提液，通过双波长薄层扫描法对3种方法精制的制剂中苦参碱含量进行测定。结果：壳聚糖絮凝法优于后两种方法。陈章荣等用壳聚糖絮凝法澄清黄芩煎煮液的研究结果表明，O．1％的壳聚糖在pH为8、温度35-40℃时对黄芩煎煮液有效好的絮凝作用．且收率较高。 3 壳聚糖絮凝法对复方中药水提液的澄清效果 众所周知，复方中药水提液要比单味中药复杂得多，但用壳聚糖作为絮凝剂．澄清效果确实，制剂稳定性好。林军将壳聚糖用于镇咳灵口服液的澄清．并与部颁标准的制备方法比较，对甘草和桔梗进行定性检测，对盐酸麻黄碱进行定量测定，并作了稳定性比较实验。结果两者的含量基本一致，但用壳聚糖制剂的药液澄清度和稳定性优于原工艺。官东秀等为优选贞芪扶正口服液的制备工艺，采用正交设计法考察提取时间、次数、加水量及壳聚糖在药液中的浓度(以黄芪甲苷含量为指标成份)4个因素。结果显示，壳聚糖絮凝法制剂稳定，测定方法重复性好，能代替醇沉法用于贞芪扶正口服液的澄清工艺．其最佳工艺是选用壳聚糖在药液中的浓度为0.07％澄清，加药材8倍量的水提取3次，每次2小时。张栓等采用高分子絮凝剂壳聚糖对八正合剂进行了澄清实验研究，通过对其外观质量和主要成份的薄层检测，说明该处理方法可保留药液中的主要有效成份，混悬杂质可基本沉淀而除去，提高了产品的澄明度。刘志红等[叫用壳聚糖絮凝法处理明黄膏提取液，欧宁等用壳聚糖作澄清剂处理眠而康口服液的水提液；还有用壳聚糖絮凝法研制平疣口服液、黄芪口服液、康脑舒口服液和抗感颗粒剂等均取得了令人满意的效果。 4 壳聚糖絮凝法与传统澄清工艺的比较研究 水提醇沉法是中药制药的传统工艺，目前依然在一些中药企业使用。多年来，人们发现醇沉工艺的一些不足：如有效成份损失严重、成本高、成品稳定性差、生产周期长、劳动强度高等。而壳聚糖絮凝法基本可以弥补其不足。罗兴洪等用壳聚糖吸附澄清法代替乙醇沉淀法澄清咳喘宁口服液的研究表明．壳聚糖吸附澄清法与乙醇沉淀法，均能使药液澄清，前者更能保留药液中的有效成份，又能保证制剂的稳定性．许爱霞等通过对总固型物、正丁醇浸出物和芍药苷含量的测定等方法，在比较了壳聚糖与乙醇用于舒乳消痛口服液的澄清工艺后指出，壳聚糖絮凝法能代替醇沉法用于舒乳消痛口服液的澄清工艺，具有缩短生产周期，降低成本，安全性高的特点。将壳聚糖絮凝法应用于澄清脑清口服液、补肾活血煎、虫萆菌丝体口服液和清热解毒口服液等工艺的研究得出与上述同样的结果。殷放宙等用高效液相色谱法对壳聚糖澄清法和乙醇醇沉法精制的降糖通脉口服液中的梓醇含量进行测定，结果显示，壳聚糖澄清工艺所得样品中梓醇含量较醇沉法高，表明壳聚糖不仅可替代醇沉法去除杂质，在保留有效成份上更显示了较大的优越性。李汉保等在研究气血双补口服液澄清工艺时，比较了壳聚糖澄清剂、101果汁澄清剂、ZTCⅢ型澄清剂与乙醇澄清剂的效果，并用HPLC法测定比较无明显差异，澄清效果均较理想，特别是单用壳聚糖作澄清剂制备中药口服液，既经济又方便。大量的研究结果表明，壳聚糖絮凝法比传统的醇沉工艺有明显的优点，是现代中药制剂改革的一个方向。 5 展望 壳聚糖是一种天然的具有独特生物活性的高分子物质，是近年来国内外十分重视的、来源广泛的新材料。壳聚糖从某种意义上说也是一味中药。由于人类对回归自然、绿色食品和药品的企盼，使中药日益受到国内外的重视。中药科学方面的前沿领域之一，是有关天然生物活性的研究。除单个生物活性成份的分析、提取与人工合成之外，已注意到一种天然药物中所含多种生物活性成份相关的研究，即成份谱的研究。而中药成份谱往往具有搭配的天然合理性，应用时各成份之间会出现协同、拮抗、多相互补、相反相成等作用。经过几十年，尤其是近10多年的研究，人们对壳聚糖的生物活性和对中药水提液的絮凝澄清机现及其澄清工艺有了较为深人的了解。但在医药方面的应用及其新产品的开发上仍处于初始阶段。建议有关部门加大资助力度。组织人员从糖化学的角度，就壳聚糖的絮凝澄清机理及其在絮凝澄清时所用的壳聚糖的最佳分子量、脱乙酰度、搅拌速度、pH和用量等进行攻关。并尽快形成行业或部颁标准。相信在不久的将来，壳聚糖絮凝法一定会在中药水提液的生产中得到更广泛的府用。

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