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中药提取液浓缩新工艺和新技术进展

中药提取液的浓缩是中药制药的重要工序之一。目前存在着浓缩温度高,浓缩时间长,有效

成分及挥发性成分有损失,一步浓缩难以实现高相对密度的质量要求,设备易结垢,废液排放

等问题。为了解决这些问题,开发了一系列先进的中药提取液浓缩新工艺和新技术,主要包括:

悬浮冷冻浓缩、渐进冷冻浓缩、自然外循环两相流浓缩、在线防挂壁三相流浓缩、反渗透、

膜蒸馏、渗透蒸馏、大孔吸附树脂分离浓缩等。因为中药提取液体系非常复杂,有水提取液

和醇提取液等;提取液除含有效成分外,还含有一定量的鞣质、蛋白、胶类、糖类和树脂等杂

质,所以需要对这些浓缩新工艺和新技术各自的特点、适应性、工艺和技术成熟度等加以了

解,从而选择保持中医药特色,具有很强的适应性,不存在各种浓缩问题,技术成熟度高的浓缩

新工艺和新技术。分析了近年来出现的中药提取液浓缩新工艺和新技术的特点及应用价值,

并提出了进一步努力的方向,以期为中药制药企业等选择合适的浓缩新工艺和新技术提供参

考和借鉴。

中药制药一般包括提取、浓缩、纯化、干燥和制剂等。其中,提取液的浓缩是现代中药制

药的关键单元操作之一。

为了提高浓缩效果和药品质量,近年来开发了许多有价值的中药浓缩新工艺和新技术。合

理引进这些先进实用的共性技术和装置,可以提升中药制药业的科技含量和整体制造水平。

对主要的浓缩新工艺和新技术进行分析和述评,以供选择参考。涉及的浓缩新方法有蒸发浓

缩、冷冻浓缩、膜浓缩和吸附树脂分离浓缩等。

1冷冻浓缩

冷冻浓缩根据结晶方式的不同,分为悬浮结晶冷冻浓缩和渐进冷冻浓缩。

1.1悬浮结晶冷冻浓缩

悬浮结晶冷冻浓缩时,冰晶自由悬浮于母液中。悬浮结晶冷冻浓缩在速溶咖啡、速溶茶、

橙汁、甘蔗汁、葡萄酒、乳制品等的浓缩上有一定的研究,20世纪70年代开始应用于工业

生产。近年来,悬浮结晶冷冻浓缩在中药水提取液的浓缩以制备抗病毒口服液方面进行了中

试研究。结果表明:该冷冻浓缩制得的冰晶粒径小于1mm;分离后得到的冰晶色泽与冰块无

异;与三效真空蒸发浓缩相比,可改善口服液的口感。但是,冷冻浓缩产品的指标成分含量比三

效真空蒸发浓缩产品的稍低,这是由于母液夹带所致。

悬浮结晶冷冻浓缩将晶核生成、晶体成长、固液分离3个主要过程分别在不同的装置中

完成。由于母液中产生了大量毫米级的冰晶,单位体积冰晶的表面积很大,造成冰晶与母液的

分离和有效回收微小悬浮结晶表面附着的浓缩液比较困难。另外,由于低温条件下,浓缩液黏

度较大,也增加了固液分离的难度。因此,悬浮结晶冷冻浓缩对重结晶器的过冷度的控制要求

比较严格,以避免2次晶核的生成,使冰晶缓慢成长,制得粒度较大的冰晶,利于固液分离。这

些使装置系统比较复杂,投资大、操作成本高,限制了此法的实际应用。

1.2渐进冷冻浓缩

针对悬浮结晶冷冻浓缩存在的问题,提出了渐进冷冻浓缩工艺和技术。渐进冷冻浓缩时,

冰晶沿结晶器冷却面生成并成长为整体冰块。在固液相界面,溶质从固相侧被排除到液相侧。

渐进冷冻浓缩目前在葡萄糖液、咖啡液、番茄汁液、柠檬汁液等的浓缩方面取得了较好的效

果。番茄汁液和咖啡液等的小试和中试浓缩实验研究表明,该方法可以将一定浓度的稀溶液

浓缩到原体积的1/4～1/5。进料浓度低时,冰晶融解液中的溶质浓度较低,分离较为彻底。也

可实现高浓度液体的浓缩。进料浓度高时,冰晶融解液中的溶质浓度较高,分离不很彻底。如

果进行2次处理或与膜过滤组合使用,溶质也容易回收。渐进冷冻浓缩需要进一步解决的难

题主要是:如何消除结晶初期的过冷却,以避免形成树枝状冰晶;如何提高冰晶纯度,以减少溶

质损失;如何增大溶液与传热面的接触面积,以提高传热效率;如何促进固液界面的物质传递,

以提高浓缩效果。渐进冷冻浓缩最大的特点是形成一个整体的冰晶,固液相界面积小,母液与

冰晶的分离容易。同时,由于冰晶的生成、成长、与母液的分离及脱冰操作均在一个装置内

完成,无论是设备数量还是动力消耗都少于悬浮结晶冷冻浓缩,装置简单且容易控制,设备投

资与生产成本降低。

冷冻浓缩具有可在低温下操作,微生物繁殖、溶质的变性及挥发性成分的损失可控制在极

低的水平等优点,应用于中药提取液的浓缩有利于保证浓缩产品的质量。但是,目前的冷冻浓

缩研究大多针对水提取液,醇提取液的冷冻浓缩尚未见报道;冷冻浓缩对于浓度和黏度较大的

提取液的适应性也需研究;冷冻浓缩的浓缩比率一般在1～1/10,尚难以使比率小于1/10;从

系统论角度考虑,冷冻浓缩与低温提取、冷冻粉碎、冷冻干燥等操作组合使用,