水蒸气蒸馏法与超临界CO2萃取法提取荜茇挥发油的比较及膜法精制提油水液的研究

论文摘要

中药现代化进程,使传统的分离方法面临着挑战和机遇。以中药药效物质精制为目标的分离体系,原料液浓度低,组分复杂,回收率要求较高。但现有的传统分离技术如蒸馏、萃取、结晶、吸附和离子交换等,是以浓度差为传质推动力实现待分离组分由高浓度向低浓度扩散的,往往难以满足上述分离体系的要求。从现代分离技术的研究发展趋势来看,针对上述问题,可以从两个方面去解决:一是研究新的适用于中药药效物质分离的新技术;二是利用已有的和新开发的分离技术进行有效的组合,或者把两种或两种以上的分离技术联合成为一种更有效的分离技术,以达到提高产品选择性和收率,实现过程优化的目的。本课题运用近些年来较受关注的超临界CO2萃取技术、膜分离技术以及气相色谱-质谱联用技术等,系统地对荜茇主要药效成分之一挥发油的不同提取方法的提取工艺进行筛选和优化,分析荜茇挥发油的化学成分等。旨在探讨不同技术及其联合应用对中草药药效成分进行提取和分离的有效性与相关性。本论文的主要研究工作:1.采用HPLC法对荜茇单味药材进行质量控制研究,分别采集不同产地不同批号的药材进行基源及含量测定的研究,确保合格可控的原药材用于本论文研究;并对荜茇提取液（水提液、醇提液）中胡椒碱稳定性的影响因素（光照、受热温度及时间、PH等）进行相关研究。2.采用正交设计法L9（34）,对水蒸气蒸馏法（SD）与超临界CO2萃取法（SFE-CO2）提取荜茇挥发油的两种工艺的正交试验结果进行了比较研究。SD法以挥发油萃取率为指标,最优工艺为荜茇药材浸泡1小时,加6倍量水,提取时间为7个小时;SFE-CO2法以挥发油萃取率与胡椒碱转移率的综合评分为指标,最优工艺为萃取压力为20MPa,萃取温度为45℃,萃取时间为20min。3.采用气相色谱-质谱联用（GC-MS）技术,对SD法与SFE-CO2法所提取的荜茇挥发油的化学成分与相对含量等方面进行了比较研究。结果2种方法所提取的挥发油在外观、得率、化学成分及其相对含量均存在一定差异。SD法提取的荜茇挥发油呈墨绿色的清凉透明油状液体,萃取率为0.6%,而SFE-CO2法提取的荜茇挥发油呈桔黄色粘稠半固体油状物,萃取率为4.36%。采用TLC与HPLC法对2种方法提取荜茇挥发油后药渣中胡椒碱进行分析及含测研究,SFE-CO2萃取荜茇的剩余药渣中富集胡椒碱,胡椒碱平均含量为10.37mg/g,远高于SD法提取后药渣中胡椒碱的平均含量。4.针对SD法提取荜茇挥发油后的水提药液体系,运用无机陶瓷膜微滤技术,以膜通量、药效成分转移率等为指标,综合考察膜结构参数（膜材质、膜孔径）对该体系的适用性以及工艺参数（操作压差、料液流速、操作温度）对膜过程的影响。根据研究获得的适用于该体系的优化参数为:采用0.2μm孔径的ZrO2陶瓷微滤膜,操作压差为0.15MPa,料液流速为3m/s,操作温度为50℃,对SD法提取荜茇挥发油后的水提药液进行微滤精制,适时加水至原体积。并分析了该水提药液体系膜分离前后物质基础（共性高分子）与物化参数（PH值、电导率、粘度等）的变化趋势,进一步验证该技术对此体系精制的相关性与有效性。本论文研究意义在于:（1）运用现代提取分离检测技术,较为系统地对荜茇药效物质进行提取、分离与分析。（2）将两种或两种以上提取分离技术联合应用于中草药有效成分的研究中,为探讨面向中药复杂体系精制过程的新型技术运用可行性提供了依据。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 前言
• 第一章 综述
• 第一节 荜茇的研究进展
• 1.荜茇的化学成分研究
• 2.荜茇的药理活性研究
• 3.荜茇的临床应用
• 4.结论与展望
• 2萃取技术概述'>第二节 超临界CO₂萃取技术概述
• 1 超临界CO2萃取技术的特性及分离萃取原理
• 2萃取技术分离精制中药的应用研究'>2.超临界CO₂萃取技术分离精制中药的应用研究
• 3 结论与展望
• 第三节 膜分离技术概述
• 1.膜分离技术的特性及分离原理
• 2 膜分离技术分离精制中药的应用研究
• 3 结论与展望
• 第四节 联用技术在中药研究中的应用进展
• 1.有效成分提取分离的研究
• 2.中药成分分析的研究
• 3.中药材鉴定学方面的研究
• 4.结论与展望
• 第五节 立题依据
• 1.论文设计依据
• 2.论文研究内容
• 3.技术路线
• 参考文献
• 第二章 提取工艺条件对荜茇药材指标性成分胡椒碱的影响
• 第一节 药材指标性成分胡椒碱含量测定研究
• 1.仪器、材料与试剂
• 1.1 仪器
• 1.2 材料与试剂
• 2.实验方法与结果
• 3.小结与讨论
• 第二节 荜茇药材提取液中明椒碱稳定性的影响因素研究
• 1.仪器、材料与试剂
• 1.1 仪器
• 1.2 材料与试剂
• 2.实验方法与结果
• 2.1 水体系下光照和受热温度及时间的影响
• 2.2 乙醇体系下光照时间对荜茇药液中胡椒碱含量的影响
• 2.3 不同PH水相中受热对胡椒碱对照品稳定性的影响
• 3.小结与讨论
• 参考文献
• 2法提取荜茇挥发油的工艺比较研究'>第三章 SD法与SFE-CO₂法提取荜茇挥发油的工艺比较研究
• 第一节 水蒸气蒸馏法提取荜茇挥发油的工艺研究
• 1.仪器、材料与试剂
• 1.1 仪器
• 1.2 材料与试剂
• 2.实验方法与结果
• 2.1 水蒸气蒸馏法（SD）正交试验
• 2.2 最优工艺验证实验
• 3.小结与讨论
• 2萃取法提取荜茇挥发油的工艺研究'>第二节 超临界CO₂萃取法提取荜茇挥发油的工艺研究
• 1.仪器、材料与试剂
• 1.1 仪器
• 1.2 材料与试剂
• 2.实验方法与结果
• 2.1 超临界CO2萃取法（SFE-CO2）正交试验
• 2.2 最优工艺验证实验
• 3.小结与讨论
• 参考文献
• 第四章 两种方法提取的荜茇挥发油及其药渣的比较研究
• 第一节 两种方法提取荜茇挥发油的气质联用成分分析
• 1.仪器、材料与试剂
• 1.1 仪器
• 1.2 材料与试剂
• 2.实验方法与结果
• 2.1 荜茇挥发油得率与理化指标比较
• 2.2 荜茇挥发油化学成分分析及其比较
• 3.小结与讨论
• 第二节 两种方法提取后荜茇药渣中的胡椒碱的分析及含测研究
• 1.仪器、材料与试剂
• 1.1 仪器
• 1.2 材料与试剂
• 2.实验方法与结果
• 2.1 薄层色谱法对荜茇药渣中胡椒碱定性研究
• 2.2 高效液相色谱法对荜茇药渣中胡椒碱定量研究
• 2.3 正交试验残留荜茇药渣中胡椒碱含量测定
• 3.小结与讨论
• 参考文献
• 第五章 无机陶瓷微滤膜精制荜茇提油水液的过程研究
• 第一节 膜结构与膜工艺参数对荜茇提油水液的影响
• 1.仪器、材料与试剂
• 1.1 仪器
• 1.2 材料与试剂
• 2.实验方法与结果
• 2.1 膜结构参数对膜渗透性能的影响
• 2.2 膜工艺参数对膜分离过程的影响
• 3.小结与讨论
• 第二节 优化条件下0.2μm孔径ZrO2膜精制荜茇水提药液的有效性
• 1.仪器、材料与试剂
• 1.1 仪器
• 1.2 材料与试剂
• 2.实验方法与结果
• 3.小结与讨论
• 第三节 荜茇水提药液膜分离前后物质基础与物化参数的研究
• 1.仪器、材料与试剂
• 1.1 仪器
• 1.2 材料与试剂
• 2.实验方法与结果
• 2.1 膜前后物质基础的研究
• 2.2 膜前后物化参数的研究
• 3.小结与讨论
• 参考文献
• 第六章 结论与展望
• 作者简介
• 发表论文情况
• 致谢
• 附图