麦蓝菜多糖中试提取研究(附件)
本论文旨在以麦蓝菜小试提取研究基础上，进行中试放大研究，以考察中试工艺的可行性与稳定性。采用10 kg级投料量，设备包括带搅拌常规提取设备、双效浓缩结合球形减压浓缩设备、常规醇沉设备和恒温减压干燥设备，以多糖浸膏得率作为考察指标。研究表明，中试生产在提取液的过滤与浓缩环节存在生产滤网堵塞和极易起泡的问题。通过上部抽滤和消泡等工艺手段，较好地解决了中试生产工艺中的各项技术问题，为进一步生产放大提供了重要的技术依据。关键词 麦蓝菜多糖，中试，浸膏得率，过滤
目 录
1 引言 1
1.1 中试研究的主要内容 1
1.2 多糖及其提取方法 4
1.3 麦蓝菜多糖概述 4
1.4 本论文研究目的 5
2 实验部分 5
2.1 药品材料和试剂 5
2.2 实验设备 6
2.3 小试提取 6
2.4 10 kg中试提取实验 6
2.4.1 工艺流程 6
2.4.2 提取浓缩流程图 6
2.5 40 kg中试提取实验 7
2.6 研究结果与讨论 7
2.6.1 小试提取结果 7
2.6.2 10 kg中试提取研究数据与结果 9
2.6.3 40 kg中试提取研究数据与结果 9
结 论 10
致 谢 11
参考文献 12
1 引言
中试提取是指在实验室完成其小试工艺研究后，采用与工厂化生产基本相似的条件进行工艺放大研究的过程。归根结底，中试提取是小型化工厂生产实验，是实验室向工厂生产过渡的“必经之路”。中试研究能够保证小试的工艺达到大生产的稳定性、可操作性、安全性；并且可以根据中试研究的数据与结果制定或者修改多糖中间体和多糖产品的质量标准，为工厂化生产设备的选择提供理论依据，还可以根据原材料消耗、能量消耗和时间等进行初步的技术经济指标核算等。最后，中试研究还关系到产品的质量、安全和有效性，可以提前发现工厂化生产中的问题，规避不必要的风险，实现大生产，还可以进一步发现工艺的可行性、稳定性、环境保护等方面的问题，降低药品生产的风险。
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
1.1 中试研究的主要内容
为了验证小试实验的可行性和稳定性，在中试过程中需要在以下几个方面进行研究：
原材料要符合要求: 药材有无法定标准；依法检验、自建检测方法；检测结果是否符合要求。
关键工艺参数考核：以小试结果为基础，结合设备，进行工艺优化，不同工艺，质控点不同。修订、完善工艺参数。例如：提取工艺中的得率；有效成分的含量。醇沉工艺中的醇沉浓度、药液的相对密度、温度、搅拌速度、静置时间等。浓缩、干燥工艺中的方法、温度、时间。
规模：制备量为制剂处方量的10倍以上。
批次：中试研究一般需要经过多批次的试验，以达到工艺稳定的目的。将3批次的中试生产数据（包括投料量、半成品量、辅助量、成品量、成品率等）与实验室研究数据相比较。
质量控制：半成品的质量控制要求考察各关键工艺的工艺参数及相关的检测数据，注意建立中间体的内控质量标准。成品质量检查需要提供所用药材及中试样品有效成分的含量数据，并计算转移率。
1.2 多糖及其提取方法
多糖又称多聚糖,分为均多糖和杂多糖，是由单糖聚合而成的天然高分子化合物,广泛存在于动植物的支持组织和营养成分中。最初人们认为多糖只是一种能量物质和支持成分，但随着科技的发展和研究的深入，多糖的功效越来越多的被揭秘。
现代研究表明，多糖具有抗病毒、抗癌、免疫调节、延缓衰老、抗辐射、降血糖、降血脂、美容等活性[12]。此外，多糖还可以改变食品的食用性质和外观，也可用于抑制脂质氧化[3]、稳定酸性饮料[4]，甚至可以作为乳化剂[5]使用等。针对不同的药材要选择不同的提取方法，以下是各提取方法的原理及其优缺点。
水提醇沉法是提取植物多糖最常用和最传统的方法，其原理是利用中药材中的较多数成分（如生物碱盐、甙类、有机酸类、氨基酸、多糖等）易溶于水和乙醇的特点，以纯水为溶剂，加热提取麦蓝菜种子，再将提取液浓缩，在浓缩液中加入适当比例的乙醇进行多次沉降，除去难溶的杂质，最后获得澄清的液体。梁英[6]等在对黄芩多糖提取工艺优化的多次实验中，以纯水为提取剂，运用二次回归正交旋转组合设计对黄芩多糖的回流提取进行系统性的研究。通过比较在不同条件下得到的黄芩多糖的得率，得出黄芩多糖最优的提取工艺：水提温度为85℃，加热时间为100 min，液固比为30∶1。在此最优的提取工艺条件下，黄芩多糖的提取率达到4.92%。但还要考虑到水提醇沉法的优缺点。首先，水提醇沉法的优点是费用较低，提取多糖不需要增添新的仪器设备；缺点是在提取多糖的过程中，同时也会将药材中的其他水溶性成分溶解出来；如果多糖存放的地点环境不佳，多糖常常会发生变质。此外，该提取方法花费的时间较多，且提取率不高。
内部沸腾法。该方法的原理是先用少许的乙醇来完全润湿药材，之后快速倒进一定温度的多糖提取液，促使进入到药材内部的乙醇快速汽化，并促使药材内部沸腾，以达到提高多糖提取率的目的。该方法与传统方法相比较，不仅多糖的提取率会大大提升，而且多糖的提取时间会大大缩短。
碱提取法的原理是利用碱溶液破坏药材细胞壁，使酸性多糖溶出，达到多糖提取的目的。李红民[7]等在研究提高黄芪多糖提取率的工艺条件时，采用CaO 的水溶液提取方式和Na2CO3的水溶液提取方式来获得黄芪多糖的粗提取物。经过分析各个条件下植物多糖的提取率，采用CaO 的水溶液提取方式所获得的多糖提取率最高，为11.7%，上述的提取率是水提醇沉法所得收率（3.6%）的3.25倍，是Na2CO3水溶液提取法所得多糖收率（5.7%）的2.05 倍。
酸提取法的原理是使用适当比例的乙酸或盐酸将含有葡萄糖醛酸等相似酸性基团的多糖提取出来。该方法一定要注意控制酸作用的时间，时间过长多糖会发生酸水解。此外，多糖经酸提取后需立即用碱性溶液中和并进行透析，不然会大大降低多糖的提取率。如: 韩贺东［8］等运用响应面法进一步优化酸提取糯米多糖的工艺条件。通过比较在不同条件下的糯米多糖的提取率，得出了最优的酸提取糯米多糖的工艺条件：温度为88.8℃，酸浓度达到0.32 mol /L，液固比为22.1：1，糯米浸泡在酸性溶剂中的时间为30 min，酸提取的次数达到2 次，酸提取的时间为55.5 min,才能达到最高的糯米多糖提取率13.79%。
酶提取法在提取植物有效成分时经常被采用。利用酶具有专一性、高效性和易受条件影响的特点，提取植物的多种有效成分，因此，需要选用一定的酶，在适宜的环境下分解植物组织，加快植物多糖的提取速率。酶还会进一步分解提取液中的蛋白质、淀粉、果胶等其他非多糖产物，经多次分离纯化提取液后，得到较纯的多糖溶液，从而达到提高多糖提取率的目的。陈玉玲[9]等选择纤维素酶提取南瓜中的多糖，为了研究纤维素酶的pH值、浓度、温度等因素对南瓜多糖提取率的影响，采用纤维素酶提取法进行单因素实验，通过对单因素实验数据与结果的比较分析，结果表明，该种方法提取南瓜多糖的最优工艺条件是：纤维素酶的提取时间是120 min，纤维素酶的浓度是0.5%，温度保持在50℃，pH值为5.2。在最优工艺条件下提取的南瓜多糖，提取率高达4.9 %，且南瓜多糖的纯度达到了52%。该提取法常使用的酶有果胶酶、纤维素酶等。简而言之，酶提取法是指在适宜温度的水中加入一定量的酶，严格控制该溶液的pH 值，使酶与植物作用一定时间后，进行分离，获得澄清液体，再经过滤、浓缩后，醇沉析出多糖。
目 录
1 引言 1
1.1 中试研究的主要内容 1
1.2 多糖及其提取方法 4
1.3 麦蓝菜多糖概述 4
1.4 本论文研究目的 5
2 实验部分 5
2.1 药品材料和试剂 5
2.2 实验设备 6
2.3 小试提取 6
2.4 10 kg中试提取实验 6
2.4.1 工艺流程 6
2.4.2 提取浓缩流程图 6
2.5 40 kg中试提取实验 7
2.6 研究结果与讨论 7
2.6.1 小试提取结果 7
2.6.2 10 kg中试提取研究数据与结果 9
2.6.3 40 kg中试提取研究数据与结果 9
结 论 10
致 谢 11
参考文献 12
1 引言
中试提取是指在实验室完成其小试工艺研究后，采用与工厂化生产基本相似的条件进行工艺放大研究的过程。归根结底，中试提取是小型化工厂生产实验，是实验室向工厂生产过渡的“必经之路”。中试研究能够保证小试的工艺达到大生产的稳定性、可操作性、安全性；并且可以根据中试研究的数据与结果制定或者修改多糖中间体和多糖产品的质量标准，为工厂化生产设备的选择提供理论依据，还可以根据原材料消耗、能量消耗和时间等进行初步的技术经济指标核算等。最后，中试研究还关系到产品的质量、安全和有效性，可以提前发现工厂化生产中的问题，规避不必要的风险，实现大生产，还可以进一步发现工艺的可行性、稳定性、环境保护等方面的问题，降低药品生产的风险。
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
1.1 中试研究的主要内容
为了验证小试实验的可行性和稳定性，在中试过程中需要在以下几个方面进行研究：
原材料要符合要求: 药材有无法定标准；依法检验、自建检测方法；检测结果是否符合要求。
关键工艺参数考核：以小试结果为基础，结合设备，进行工艺优化，不同工艺，质控点不同。修订、完善工艺参数。例如：提取工艺中的得率；有效成分的含量。醇沉工艺中的醇沉浓度、药液的相对密度、温度、搅拌速度、静置时间等。浓缩、干燥工艺中的方法、温度、时间。
规模：制备量为制剂处方量的10倍以上。
批次：中试研究一般需要经过多批次的试验，以达到工艺稳定的目的。将3批次的中试生产数据（包括投料量、半成品量、辅助量、成品量、成品率等）与实验室研究数据相比较。
质量控制：半成品的质量控制要求考察各关键工艺的工艺参数及相关的检测数据，注意建立中间体的内控质量标准。成品质量检查需要提供所用药材及中试样品有效成分的含量数据，并计算转移率。
1.2 多糖及其提取方法
多糖又称多聚糖,分为均多糖和杂多糖，是由单糖聚合而成的天然高分子化合物,广泛存在于动植物的支持组织和营养成分中。最初人们认为多糖只是一种能量物质和支持成分，但随着科技的发展和研究的深入，多糖的功效越来越多的被揭秘。
现代研究表明，多糖具有抗病毒、抗癌、免疫调节、延缓衰老、抗辐射、降血糖、降血脂、美容等活性[12]。此外，多糖还可以改变食品的食用性质和外观，也可用于抑制脂质氧化[3]、稳定酸性饮料[4]，甚至可以作为乳化剂[5]使用等。针对不同的药材要选择不同的提取方法，以下是各提取方法的原理及其优缺点。
水提醇沉法是提取植物多糖最常用和最传统的方法，其原理是利用中药材中的较多数成分（如生物碱盐、甙类、有机酸类、氨基酸、多糖等）易溶于水和乙醇的特点，以纯水为溶剂，加热提取麦蓝菜种子，再将提取液浓缩，在浓缩液中加入适当比例的乙醇进行多次沉降，除去难溶的杂质，最后获得澄清的液体。梁英[6]等在对黄芩多糖提取工艺优化的多次实验中，以纯水为提取剂，运用二次回归正交旋转组合设计对黄芩多糖的回流提取进行系统性的研究。通过比较在不同条件下得到的黄芩多糖的得率，得出黄芩多糖最优的提取工艺：水提温度为85℃，加热时间为100 min，液固比为30∶1。在此最优的提取工艺条件下，黄芩多糖的提取率达到4.92%。但还要考虑到水提醇沉法的优缺点。首先，水提醇沉法的优点是费用较低，提取多糖不需要增添新的仪器设备；缺点是在提取多糖的过程中，同时也会将药材中的其他水溶性成分溶解出来；如果多糖存放的地点环境不佳，多糖常常会发生变质。此外，该提取方法花费的时间较多，且提取率不高。
内部沸腾法。该方法的原理是先用少许的乙醇来完全润湿药材，之后快速倒进一定温度的多糖提取液，促使进入到药材内部的乙醇快速汽化，并促使药材内部沸腾，以达到提高多糖提取率的目的。该方法与传统方法相比较，不仅多糖的提取率会大大提升，而且多糖的提取时间会大大缩短。
碱提取法的原理是利用碱溶液破坏药材细胞壁，使酸性多糖溶出，达到多糖提取的目的。李红民[7]等在研究提高黄芪多糖提取率的工艺条件时，采用CaO 的水溶液提取方式和Na2CO3的水溶液提取方式来获得黄芪多糖的粗提取物。经过分析各个条件下植物多糖的提取率，采用CaO 的水溶液提取方式所获得的多糖提取率最高，为11.7%，上述的提取率是水提醇沉法所得收率（3.6%）的3.25倍，是Na2CO3水溶液提取法所得多糖收率（5.7%）的2.05 倍。
酸提取法的原理是使用适当比例的乙酸或盐酸将含有葡萄糖醛酸等相似酸性基团的多糖提取出来。该方法一定要注意控制酸作用的时间，时间过长多糖会发生酸水解。此外，多糖经酸提取后需立即用碱性溶液中和并进行透析，不然会大大降低多糖的提取率。如: 韩贺东［8］等运用响应面法进一步优化酸提取糯米多糖的工艺条件。通过比较在不同条件下的糯米多糖的提取率，得出了最优的酸提取糯米多糖的工艺条件：温度为88.8℃，酸浓度达到0.32 mol /L，液固比为22.1：1，糯米浸泡在酸性溶剂中的时间为30 min，酸提取的次数达到2 次，酸提取的时间为55.5 min,才能达到最高的糯米多糖提取率13.79%。
酶提取法在提取植物有效成分时经常被采用。利用酶具有专一性、高效性和易受条件影响的特点，提取植物的多种有效成分，因此，需要选用一定的酶，在适宜的环境下分解植物组织，加快植物多糖的提取速率。酶还会进一步分解提取液中的蛋白质、淀粉、果胶等其他非多糖产物，经多次分离纯化提取液后，得到较纯的多糖溶液，从而达到提高多糖提取率的目的。陈玉玲[9]等选择纤维素酶提取南瓜中的多糖，为了研究纤维素酶的pH值、浓度、温度等因素对南瓜多糖提取率的影响，采用纤维素酶提取法进行单因素实验，通过对单因素实验数据与结果的比较分析，结果表明，该种方法提取南瓜多糖的最优工艺条件是：纤维素酶的提取时间是120 min，纤维素酶的浓度是0.5%，温度保持在50℃，pH值为5.2。在最优工艺条件下提取的南瓜多糖，提取率高达4.9 %，且南瓜多糖的纯度达到了52%。该提取法常使用的酶有果胶酶、纤维素酶等。简而言之，酶提取法是指在适宜温度的水中加入一定量的酶，严格控制该溶液的pH 值，使酶与植物作用一定时间后，进行分离，获得澄清液体，再经过滤、浓缩后，醇沉析出多糖。
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