一種提取柴胡揮發(fā)油的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于中藥制藥工程技術(shù)領(lǐng)域，具體來(lái)說(shuō)是一種提取柴胡揮發(fā)油的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]水蒸汽蒸餾法所得餾出物中揮發(fā)油的工業(yè)化高效分離是中藥制藥領(lǐng)域所面臨的瓶頸問(wèn)題。中藥揮發(fā)油多為小分子化合物，可隨水蒸汽蒸餾自原藥材中分離得到。該類(lèi)成分能被機(jī)體快速吸收，作用廣泛，多具芳香開(kāi)竅、引藥上行的功用，在心腦血管系統(tǒng)、中樞神經(jīng)系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)、胃腸道系統(tǒng)、促進(jìn)藥物吸收等方面都具有顯著藥效。采用水蒸汽蒸餾法(steam distillat1n, SD)提取揮發(fā)油，傳承了以煎服為主的中藥傳統(tǒng)用藥方式，充分體現(xiàn)了中醫(yī)用藥的整體性、安全性和有效性。但由于揮發(fā)油易揮發(fā)散失、氧化變質(zhì)，采用析晶、真空分餾、層析分離等常規(guī)方法純化揮發(fā)油，往往不宜在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用。
[0003]目前中藥制藥企業(yè)普遍采用SD法獲取中藥揮發(fā)油，蒸餾后所得含揮發(fā)油的餾出物多以油水混合物形式(俗稱(chēng)“芳香水液”)存在，需要經(jīng)過(guò)有機(jī)溶劑萃取、加鹽冷藏、重蒸餾等技術(shù)實(shí)施油水分離，而再處理后揮發(fā)油的收率普遍偏低、所得油中藥效成分含量不穩(wěn)定，因此，其提取工藝一直是限制含揮發(fā)油制劑質(zhì)量的瓶頸問(wèn)題。因此，建立工業(yè)化高效分離揮發(fā)油的新方法和新技術(shù)是中藥制藥領(lǐng)域所面臨的共性關(guān)鍵問(wèn)題。水蒸汽蒸溜法是提取揮發(fā)油的常用方法之一。然而，因柴胡揮發(fā)油的比重與水接近，溜出液呈混懸狀，不易分層，故無(wú)法通過(guò)鹽析等方法促進(jìn)揮發(fā)油自水中析出。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種提取柴胡揮發(fā)油的方法，工藝簡(jiǎn)單，成本低，獲得的揮發(fā)油含水率低，不需要進(jìn)行后續(xù)的油水分離。
[0005]本發(fā)明的目的采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
一種提取柴胡揮發(fā)油的方法，將水蒸汽蒸餾法所得柴胡揮發(fā)油和水的混合蒸氣，采用兩側(cè)存在氣壓差的有機(jī)復(fù)合膜進(jìn)行分離，收集柴胡揮發(fā)油。
[0006]在本發(fā)明中，所述有機(jī)復(fù)合膜是由起機(jī)械支撐作用的基膜和覆蓋所述基膜表面的分離層組成；所述分離層是致密膜，材料為有機(jī)硅聚合物，厚度為0.1-0.5 μπι。
[0007]優(yōu)選的技術(shù)方案中，所述基膜的材料為聚偏氟乙烯，厚度為30~300 μπι。
[0008]更優(yōu)選的技術(shù)方案中，所述基膜的厚度為150-200 μπι ;所述分離層的厚度為
0.1-0.3 μ mD
[0009]在本發(fā)明中，所述水蒸汽蒸餾法的具體方法如下:將柴胡放入多功能提取罐中，加柴胡重量15-25倍的水，在95-105°C提取2_5小時(shí)。
[0010]在本發(fā)明中，在所述有機(jī)復(fù)合膜的下游采用真空栗使有機(jī)復(fù)合膜兩側(cè)形成氣壓差。有機(jī)復(fù)合膜的下游是指有機(jī)復(fù)合膜在氣體流動(dòng)方向上的后面。
[0011]優(yōu)選的技術(shù)方案中，提取過(guò)程中，所述有機(jī)復(fù)合膜下游的真空度為0.05-0.2Mpa。
[0012]柴胡所含揮發(fā)油密度與水比較接近，因此難以通過(guò)現(xiàn)有水蒸汽蒸餾裝置進(jìn)行純化分離。本發(fā)明創(chuàng)造性的將水蒸汽蒸餾法耦合蒸汽滲透技術(shù)提取柴胡揮發(fā)油，在蒸汽壓差的推動(dòng)下，柴胡揮發(fā)油和水的混合蒸汽在有機(jī)復(fù)合膜上游側(cè)表面(朝向氣體進(jìn)口方向的側(cè)面)溶解，然后擴(kuò)散通過(guò)膜。因有機(jī)復(fù)合膜對(duì)柴胡揮發(fā)油蒸汽具有良好的吸附選擇性，柴胡揮發(fā)油大部分透過(guò)有機(jī)膜被冷凝收集，水蒸汽大部分被截留，因此實(shí)現(xiàn)水蒸汽與柴胡揮發(fā)油蒸汽的分1?。
[0013]采用本發(fā)明方法的優(yōu)勢(shì)在于:(I)提取時(shí)間較短，顯著提高生產(chǎn)效率；(2)工藝簡(jiǎn)單，能耗低；(3)該方法所得柴胡揮發(fā)油收率高、含水率低；所得產(chǎn)品含水量符合后續(xù)揮發(fā)油包合等工藝的要求，可直接進(jìn)入環(huán)糊精包合等后續(xù)工藝；(4)揮發(fā)油分離過(guò)程中不使用有機(jī)溶劑，環(huán)保、節(jié)能。該分離技術(shù)成本與能耗較低，高效、環(huán)保，符合清潔生產(chǎn)工藝的發(fā)展趨勢(shì)。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1是本發(fā)明提取柴胡揮發(fā)油裝置，其中1-多功能提取罐，11-藥材框，12-保溫層，13-加熱棒，2-膜組件，3-冷凝回收裝置。
[0015]圖2是膜組件的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，其中21-下膜組件，22-上膜組件，23-布孔支撐板，24-有機(jī)復(fù)合膜，25-布孔上壓板，26-墊片。
[0016]圖3柴胡揮發(fā)油的GC-MS總離子流色譜圖，其中橫坐標(biāo)為時(shí)間(min)，縱坐標(biāo)為離子流強(qiáng)度。
【具體實(shí)施方式】
[0017]實(shí)施例1
I實(shí)驗(yàn)材料
實(shí)驗(yàn)藥材:柴胡購(gòu)自南京市藥材公司，由南京師范大學(xué)棄祝南教授鑒定。
[0018]實(shí)驗(yàn)試劑:乙酸乙酯(分析純，南京化學(xué)試劑有限公司)，無(wú)水硫酸鈉(分析純，南京化學(xué)試劑有限公司)。
[0019]實(shí)驗(yàn)裝置:(I)膜組件:如圖2所示，膜組件包括兩端的上、下膜組件22、21及夾于上、下膜組件之間的膜芯，通過(guò)螺栓將上、下膜組件及膜芯壓緊。上、下膜組件22、21均為管狀。氣體從下膜組件進(jìn)入，從上膜組件穿出。膜芯與上、下膜組件之間設(shè)有墊片26，使三者連接處密封。膜芯與上下膜組件相配合。自氣體入口至出口方向，膜芯依次設(shè)有布孔支撐板23、有機(jī)復(fù)合膜24和布孔上壓板25。布孔支撐板和布孔上壓板均設(shè)有多個(gè)氣孔。有機(jī)復(fù)合膜由起機(jī)械支撐作用的基膜和覆蓋基膜一側(cè)表面的分離層組成；基膜的材料優(yōu)選為聚偏氟乙烯(PVDF)，厚度優(yōu)選為170 μπι;分離層是有機(jī)硅聚合物的致密膜，優(yōu)選為聚二甲基硅氧烷(PDMS)的致密膜，厚度為0.2 μπι。有機(jī)復(fù)合膜的分離層朝向膜組件氣體進(jìn)口方向，基膜朝向出口方向。(2)水蒸汽蒸餾法耦合蒸汽滲透技術(shù)的具體裝置:如圖1所示，將多功能提取罐I的氣體出口通過(guò)管路與膜組件2的進(jìn)口相連，將膜組件2的出口與冷凝回收裝置3相連，冷凝回收裝置3后接真空栗。冷凝回收裝置為冷阱。
[0020]實(shí)驗(yàn)儀器:Agilent 7890A-5975C氣相色譜儀；TG16_WS離心機(jī)(長(zhǎng)沙湘智離心機(jī)儀器有限公司)。
[0021]2實(shí)驗(yàn)方法 2.1本發(fā)明方法提取柴胡揮發(fā)油
采用圖1中裝置提取柴胡揮發(fā)油。多功能提取罐的體積為70L，半徑為50-55cm。膜組件中有機(jī)復(fù)合膜為圓形，半徑為12.5cm，面積為0.05m2。稱(chēng)取1Kg柴胡放入多功能提取罐中，加入柴胡重量20倍的水，打開(kāi)多功能提取罐的加熱開(kāi)關(guān)，使多功能提取罐、膜組件、冷凝回收裝置和真空栗之間的管路暢通?？刂普婵绽醯恼婵斩葹?.1Mpa0多功能提取罐加熱至藥液沸騰后，控制藥液溫度為95-100°C使藥液保持微沸狀態(tài)，保溫提取3小時(shí)。提取結(jié)束后，收集到140mL油水混合物，其中揮發(fā)油為lOOmL，即揮發(fā)油自藥材中的收率為70%。該油水混合物的含水量符合后續(xù)揮發(fā)油包合等工藝的要求，可直接進(jìn)入環(huán)糊精包合等后續(xù)工
-H-
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[0022]在提取過(guò)程中，上行的柴胡揮發(fā)油和水的混合蒸氣在有機(jī)復(fù)合膜兩側(cè)氣壓差的推動(dòng)下，柴胡揮發(fā)油蒸氣在有機(jī)復(fù)合膜上游側(cè)表面(氣體進(jìn)入有機(jī)復(fù)合膜的那個(gè)側(cè)面)溶解；然后擴(kuò)散通過(guò)有機(jī)復(fù)合膜，在冷凝回收裝置內(nèi)冷凝并回收。其他不能通過(guò)有機(jī)復(fù)合膜的物質(zhì)回流至多功能提取罐。
[0023]2.2對(duì)照方法提取柴胡揮發(fā)油
將圖1中多功能提取罐氣體出口接冷凝回流裝置。采用該裝置提取柴胡揮發(fā)油。稱(chēng)取藥材1Kg柴胡放入多功能提取罐中，加入柴胡重量20倍的水，打開(kāi)多功能提取罐的加熱開(kāi)關(guān)，使多功能提取罐、冷凝回收裝置之間的管路暢通。多功能提取罐加熱至藥液沸騰后，控制藥液溫度為95-100°C使藥液保持微沸狀態(tài)，保溫提取8小時(shí)。收集到5000mL的油水混合物，油以細(xì)小顆?；鞈抑兴?，經(jīng)乙酸乙酯萃取、回收乙酸乙酯后，得到揮發(fā)油80mL，即揮發(fā)油自藥材中的收率為56%。經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在其他條件不變的前提下，提取時(shí)間越短，收集到的揮發(fā)油越少。
[0024]2.3柴胡揮發(fā)油成分分析
對(duì)照品溶液制備:精密量本實(shí)施例標(biāo)題2.2中柴胡揮發(fā)油200 μ 1，置5ml棕色量瓶中，用乙酸乙酯溶解并定容至5ml，搖勻，得對(duì)照品ch-y。
[0025]供試品溶液制備:用2ml乙酸乙酯溶解本實(shí)施例標(biāo)題2.1中柴胡揮發(fā)油，得樣品ch-a ;所得的對(duì)照品和樣品均用一定量無(wú)水硫酸鈉脫水，離心(10000r/min，5min)，檢測(cè)。
[0026]2.4實(shí)驗(yàn)條件柴胡揮發(fā)油GC-MS條件
2.4.1色譜柱條件 HP-5MS毛細(xì)管色譜柱(30mX250 ymX0.25μπι);載氣為氦氣；進(jìn)樣口溫度250°C，升溫程序:初始溫度30°C，保持2min，以3°C /min升溫至200°C并保持2min ;總分析時(shí)間為60.6min ;恒流模式:流速lml/min，分流比50:1 ;進(jìn)樣量I μ I。
[0027]2.4.2質(zhì)譜條件電子(EI)離子源；電子能量70eV;離子阱溫度150°C;質(zhì)量掃描范圍:m/z 30-500ο質(zhì)譜數(shù)據(jù)運(yùn)用NISTll標(biāo)準(zhǔn)譜庫(kù)進(jìn)行檢索。
[0028]3實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
從圖3可知，本發(fā)明方法與對(duì)照方法得到揮發(fā)油成分一致。因此，采用本發(fā)明方法提取柴胡揮發(fā)油，工藝簡(jiǎn)單，時(shí)間短，能耗低，成本低，揮發(fā)油的收率較高，且成分與常規(guī)方法一致。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種提取柴胡揮發(fā)油的方法，其特征在于:將水蒸汽蒸餾法所得柴胡揮發(fā)油和水的混合蒸汽，采用兩側(cè)存在氣壓差的有機(jī)復(fù)合膜進(jìn)行分離，收集柴胡揮發(fā)油。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述提取柴胡揮發(fā)油的方法，其特征在于:所述有機(jī)復(fù)合膜是由起機(jī)械支撐作用的基膜和覆蓋所述基膜表面的分離層組成；所述分離層是致密膜，材料為有機(jī)娃聚合物，厚度為0.1-0.5 μ mo3.根據(jù)權(quán)利要求2所述提取柴胡揮發(fā)油的方法，其特征在于:所述基膜的材料為聚偏氟乙烯，厚度為30~300 μ m。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述提取柴胡揮發(fā)油的方法，其特征在于:所述基膜的厚度為150-200 μ m ;所述分離層的厚度為0.1-0.3 μ m。5.根據(jù)權(quán)利要求1-4之一所述提取柴胡揮發(fā)油的方法，其特征在于:所述水蒸汽蒸餾法的具體方法如下:將柴胡放入多功能提取罐中，加柴胡重量15-25倍的水，在95-105°C提取2-5小時(shí)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述提取柴胡揮發(fā)油的方法，其特征在于:在所述有機(jī)復(fù)合膜的下游采用真空栗使有機(jī)復(fù)合膜兩側(cè)形成氣壓差。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述提取柴胡揮發(fā)油的方法，其特征在于:提取過(guò)程中，所述有機(jī)復(fù)合膜下游的真空度為0.05-0.2Mpa。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種提取柴胡揮發(fā)油的方法，屬于中藥制藥工程技術(shù)領(lǐng)域。所述提取柴胡揮發(fā)油的方法，是將水蒸汽蒸餾法所得柴胡揮發(fā)油和水的混合蒸汽，采用兩側(cè)存在氣壓差的有機(jī)復(fù)合膜進(jìn)行分離，收集柴胡揮發(fā)油。本發(fā)明為一種提取柴胡揮發(fā)油的方法，柴胡所含揮發(fā)油密度與水比較接近，難以通過(guò)現(xiàn)有水蒸汽蒸餾裝置進(jìn)行純化分離。本方法可有效分離柴胡揮發(fā)油，且提取時(shí)間較短；工藝簡(jiǎn)單，成本低。本方法所得柴胡揮發(fā)油收率高、含水率低；所得產(chǎn)品含水量符合后續(xù)揮發(fā)油包合等工藝的要求，可直接進(jìn)入環(huán)糊精包合等后續(xù)工藝。本方法在揮發(fā)油分離過(guò)程中不使用有機(jī)溶劑，環(huán)保、節(jié)能。該分離技術(shù)成本與能耗較低，高效、環(huán)保，符合清潔生產(chǎn)工藝的發(fā)展趨勢(shì)。
【IPC分類(lèi)】A61K36/233
【公開(kāi)號(hào)】CN105106257
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510495265
【發(fā)明人】朱華旭, 郭立瑋, 潘永蘭, 李博, 龍觀洪
【申請(qǐng)人】南京中醫(yī)藥大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年12月2日
【申請(qǐng)日】2015年8月13日