第8卷第3期2005年7月西安文理学院学报(自然科学版)Journal of Xi ’an University of Arts &Science (Nat Sci Ed )Vol.8　No.3J ul.2005文章编号:100825564(2005)0320011206收稿日期:2005-04-05基金项目:国家科技部“973”项目(G 1999403606)作者简介:李剑敏(1952—　),男,陕西西安人,长安大学环境科学与工程学院工程师.CuCl 2沉淀法去除草药提取液中鞣质的研究李剑敏1,陈志红1,李　浩2(长安大学环境科学与工程学院,陕西西安710064;2.西藏民族学院信息工程系,陕西咸阳712082)摘　要:提出了一种中药提取液去除鞣质的新方法———CuCl 2沉淀法.利用鞣质分子中多个酚羟基作为配位体与Cu 2+发生配合反应生成沉淀的特性,在保证药物有效成分不被破坏的同时,对茶果冬青、五味子、红景天、红景天复方、仙鹤草、山豆根、杜仲、枳实、防己、荷叶、紫苏等多种中药除鞣效率均可超过95%,药物的有效成分损失小,杂质离子的残留量低.试验考察了CuCl 2加入量,p H 值对鞣质去除率及药物有效成分损失率的影响.结果表明,随着CuCl 2用量的增加溶液中鞣质的残留量也将达到一极限值,适宜的p H 值为6.5～7.5.CuCl 2沉淀法是一种新型、理想、高效的除鞣方法,适用于工业化生产.关键词:鞣质;除鞣工艺;有效成分;除鞣效果中图分类号:O69 文献标识码:A鞣质及单宁(Tannin ),又称植物单宁(Vegetable Tannin )或植物多酚(Plant Polyphenol ),按Bate 2smithde 的定义指分子量为500～3000的可沉淀蛋白质、生物碱的水溶性多酚化合物[1].鞣质广泛存在于植物的叶、茎及果实中,它可以使蛋白质变形而沉淀,能使生物体内的原生质凝固.长期食用高鞣质的食品及药物会对人体健康产生不利的影响.例如,高鞣质在消化道中与膳食蛋白形成不易消化的复合物,从而降低蛋白质的营养价值[2].中药制剂中含有鞣质会影响药效及稳定性,有时还会产生副作用.另外,鞣质的存在给中草药中有效成分的提取、分离造成困难,通常会使制剂在贮藏和使用过程中产生不同程度的浑浊、沉淀现象,故在制药过程中须将它除去.目前,已报道的除鞣方法主要有醇沉法、胶醇法、聚酰胺法、胶醇树脂吸附法等[3].其原理是利用鞣质在不同溶剂中的不同溶解度,或是易被大孔树脂吸附的性质将其去除.但这些方法都不同程度存在着不足,如工艺流程复杂,成本及有效成分损失率高,沉淀颗粒细,分离、过滤困难等缺点.鞣质分子中含有多个酚羟基的结构,因而与M 2+离子应具有一定的发生配合反应生成沉淀的特性.基于上述原理,本文提出了一种去除鞣质的新方法———CuCl 2沉淀法.试验选择多种中药材为原料,考察除鞣效果以及工艺的主要影响因素.1　材料与方法1.1　材料和仪器主要原料和试剂包括茶果冬青(广西产)、红景天(西藏产)、五味子、丹参、仙鹤草、黄芪、枳实和荷叶等,均购于西安市药材市场.芦丁对照品(上海市试剂二厂)、氢溴酸大百部碱对照品(中国科学院南京药物研究所)、二乙胺基硫代甲酸钠、对二乙胺基苯胺、双硫腙、AlCl 3等,均为分析纯,西安化学试剂厂生产.主要仪器有:原子吸收分光光度计,WFX —120型,北京瑞利分析仪器厂;751分光光度计,上海第三分析仪器厂;旋转蒸发器,RE —52型,上海亚荣生化仪器厂;真空干燥箱,上海实验仪器总厂.1.2　测试方法鞣质含量的测定:KMnO 4滴定法[4];总黄酮含量的测定:AlCl 3分光光度法[5];总生成物碱含量的测定:分光光度法[6];Cu 2+含量的测定:二乙胺基硫代甲酸钠法,G B8538.17—87;砷含量的测定:原子吸收分光光度法,G B7485—87;Hg 2+含量的测定:双硫腙分光光度法,B7469—87;Pb 2+含量的测定:原子吸收分光光度法[7];S 2-含量的测定:对二乙胺基苯胺分光光度法,G B8538.41—87.1.3　CuCl 2沉淀法工艺流程及方法CuCl 2沉淀法工艺流程如图1所示.图1　工艺流程图试验方法为:原料主要选用单味药,同时对红景天、丹参、五味子按4∶3∶3的复方进行了考察.具体步骤是将原料药粉碎过40#筛,称取200g ,加水1200ml ,回流提取2.0h ,过滤,收集滤液,将残渣再加水1000ml ,继续回流2.0h ,过滤.弃去残渣,收集合并两次滤液定容至2000ml 容量瓶中.取1000ml 加入适量0.1mol/L CuCl 2溶液至沉淀完全,静置30min 过滤,向滤液中通入适量H 2S 气体除去过量的Cu 2+,再加入适量的铁粉除去S 2-,过滤后将滤液浓缩,真空干燥.1.4　鞣质去除效率以及有效成分损失率测定方法鞣质去除效果的评价是通过测定鞣质的去除率η.具体的计算公式为η=C 0-C 1C 0×100%(1-1)C 0为原料液去除前鞣质的含量,C 1为原料液去处后鞣质的含量.有效成分的测定损失率的评价通过测定总黄酮含量以及总生成物碱含量.具体的计算公式为E =M 0-M 1M 0×100%(1-2)M 0为原料液去除前鞣质的含量,M 1为原料液去处后鞣质的含量.2　结果与讨论2.1　CuCl 2沉淀法与其他除鞣质方法的比较用现行的五种除鞣方法对茶果冬青、红景天、仙鹤草、荷叶的提取液进行除鞣,并与CuCl 2除鞣法进行比较,结果见表1.21西安文理学院学报(自然科学版)第8卷表1　各种除鞣方法中的除鞣效果比较药物名称除鞣效果部颁标准水醇法胶醇法聚酰胺法胶醇树脂法CuCl 2法茶果冬青333333333——3333红景天333333333——3333仙鹤草333333333——3333荷叶333333333——3333 注:—澄清 3微微浑浊 33浑浊 333明显浑浊 3333大块沉淀由表1的对比可见,CuCl 2法的除鞣效果完全可以达到部颁标准,除鞣试验中可明显观察到大块沉淀物形成.沉淀的块越大越易过滤除去.鞣质属于典型的葡萄糖酰基化合物,其具有多个酚羟基结构[8].从鞣质分子的结构和性质可以看出,其多个酚羟基结构可作为配位体与M 2+发生络合反应生成沉淀,从而将鞣质除去.反应式可表示为 其中,M 2+可为Cu 2+、Pb 2+或Ca 2+.实验考察Pb 2+和Ca 2+的结果证实,Pb 2+沉淀的选择性差,药液中的有效成分损失大,且形成的颗粒细小,难以过滤.Ca 2+形成的沉淀受酸碱度的制约,在调节酸度的同时,药液有效成分也会被破坏.而Cu 2+在p H 值为6～8时均能与鞣质形成稳定的络合物而聚沉,且选择性高.2.2　CuCl 2沉淀法对鞣质的去除率对提取液去除鞣质前后分别进行鞣质含量的测定,结果见表2.表2　CuCl 2沉淀法对鞣质的去除率药物名称药液中鞣质含量/(mg/100g )除鞣前除鞣后去除率/(%)茶果冬青　476 6.398.6五味子　1296.295.1红景天11036.599.3红景天复方　627 6.798.7仙鹤草　5607.198.4山豆根　162 6.396.1枳实　172 6.796.6防己　152 6.795.5荷叶　134 6.395.2紫苏　3126.897.4由表2可以看出,CuCl 2沉淀法对多种药材中的鞣质去除率均达到了95%以上,最高可达99.3%.且药材中的鞣质的含量越多,去除率越高.2.3　药液中有效成分的损失率试验选用的中草药药物的主要有效成分为黄酮类化合物或生物碱,它们的含量直接影响药物效果.研究选择黄酮类化合物和生物碱作为考察指标,对各提取液除鞣质前、后总黄酮和总生物碱的含量进行31　第3期李剑敏,等:CuCl 2沉淀法去除草药提取液中鞣质的研究了测定,结果见表3.表3　药液中有效成分的含量药物名称总黄酮含量/(mg/100g)前后损失率/(%)总生物碱含量/(mg/100g)前后损失率/(%)茶果冬青103.2102.40.8760.059.60.70五味子92.091.20.86红景天123.1122.20.81红景天复方148.6147.20.9458.357.80.86仙鹤草112.3111.30.87山豆根72.171.50.8393.492.60.85杜仲156.0155.20.574.273.60.8枳实83.282.40.9689.288.50.78防己65.865.20.92230.4229.00.6荷叶162.0160.80.74112.2112.10.9紫苏85.084.40.71从表3可以看出,用CuCl2沉淀法除鞣质后,对药物中的有效成分影响很小.实验所用各种药材中的总黄酮或总生物碱的损失率均小于0.97%.2.4　药物中杂质离子的残留量提取液经除鞣后浓缩,真空干燥,对所得的浸膏粉测定其中杂质离子的残留量,结果见表4.表4　杂质离子的残留量/(μg/g)药物名称Cu2+S2-As Hg2+Pb2+茶果冬青38未检出未检出4五味子57未检出未检出3红景天28未检出未检出2红景天复方86未检出未检出3仙鹤草39未检出未检出5山豆根48未检出未检出4杜仲28未检出未检出3枳实27未检出未检出2防己26未检出未检出2荷叶37未检出未检出3紫苏27未检出未检出4出口标准/百万分比15050.520表4结果显示,用CuCl2沉淀法除鞣质后,药物中杂质离子的残留量均远远低于相应的出口标准,完全可满足生产的要求.CuCl2沉淀法省去了其他工艺中必须包含的除重金属离子工序.2.5　CuCl2加入量与鞣质去除效果的关系实验选择黄芪、木瓜、冬青、红景天复方提取液,分别加入不同剂量0.1mol/L CuCl2溶液,搅拌均41西安文理学院学报(自然科学版)第8卷匀,静置30min ,吸取上层清液测定鞣质的含量,结果见图2.图2　CuCl 2加入量与鞣质去除效果的关系由图2可见,溶液中鞣质的残留量开始随CuCl 2的增加而减少,当CuCl 2达到一定量时,药液中鞣质的残留量不再随CuCl 2的增加而减少,此时鞣质的残留量大约为6.8mg/100ml.2.6　p H 值对鞣质去除效果的影响在不同的p H 值下对CuCl 2沉淀去除鞣质的效果进行试验,结果见图3.图3　p H 值对鞣质去除效果的影响由图3可知,CuCl 2沉淀法适宜的p H 值为6.5～7.5.p H 值低时会使鞣质的极性降低,影响除鞣效果,对于有效成分为黄酮类的药物不宜采用;p H 值大于8时,对含有羧基的药物易于形成钠盐而被除去,同时Cu 2+在碱性条件下生成沉淀,影响除鞣效果.3　结论(1)利用鞣质分子中多个酚羟基作为配位体与Cu 2+发生配合反应生成沉淀的特性,可以除去中草药液中的鞣质.该方法生成的沉淀颗粒大,易于过滤,可达到部颁标准.对多种中药除鞣效率均可超过95%,药物的有效成分损失小于0.92%,Cu 2+、S 2-、As 、Hg 2+、Pb 2+杂质离子的残留量低.(2)CuCl 2法的鞣质去除率及药物有效成分损失率受CuCl 2加入量及p H 值的影响.随着CuCl 2用量的增加溶液中鞣质的残留量也将达到某一极限值,适宜的p H 值为6.5～7.5.(3)CuCl 2沉淀法除鞣是中药生产除鞣的新方法.该方法除鞣可靠、彻底,成本低,工艺简单,适用于工业化生产.51　第3期李剑敏,等:CuCl 2沉淀法去除草药提取液中鞣质的研究[参　考　文　献][1]　孙达旺.植物单宁化学[M].北京.中国林业出版社,1992:212～234.[2]　S outh P.Application of tannin in chemical and bibliopegy induxstry.Food Chem[M].New Y ork:Sci.&TechnologyPublish1998.63:167～172.[3]　王凌,贺英菊,罗巍伟.丹参注射液除鞣质工艺探讨[J].华西医药学,2003.18(4):275～276.[4]　沙世炎.中草药有效成分分析法(上)[M].北京:人民卫生出版社,1992:1～89.[5]　柯照范,张新利.保健食品化学及其检测技术[M].北京:中国轻工业出版社,1999.[6]　苗明三,李振国.中药质量控制技术[M].北京:人民卫生出版社,2000(1):397～399.[7]　柯照范,张新利.保健食品化学及其检测技术[M].北京:中国轻工业出版社,1999(3):243～244.[8]　Haslan E Tannins.Polyphenols 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Hongjingtian,Xianhe herbs,Shandougen,Duzhong, Zhishi,Fangji,Heye,Zisu etc..Moreover,the effect of adding CuCl2and p H on removal efficiency of tan2 nide and the losing efficiency of virtual components were investigated,the results showed that adding more CuCl2,the residuals of tannide would reach a limited value,and the proper p H was6.5～7.5.This new method is ideal and efficient for tannide removal and is suitable for commericialized production.K ey w ords:tannide;craft of tannin2removing;available element;efficiency of tannin2removing 61西安文理学院学报(自然科学版)第8卷。