超濾納濾聯(lián)用優(yōu)化八角茴香中莽草酸的富集工藝

李存玉,馬 赟,李紅陽(yáng),顧佳美,彭國(guó)平,*

(1.南京中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院,江蘇南京 210023;2.江蘇省中藥資源產(chǎn)業(yè)化過(guò)程協(xié)同創(chuàng)新中心,江蘇南京 210023)

李存玉1,2,馬 赟1,李紅陽(yáng)1,顧佳美1,彭國(guó)平1,2,*

(1.南京中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院,江蘇南京 210023;2.江蘇省中藥資源產(chǎn)業(yè)化過(guò)程協(xié)同創(chuàng)新中心,江蘇南京 210023)

研究超濾-納濾聯(lián)用技術(shù)富集八角茴香中的莽草酸,通過(guò)響應(yīng)面法優(yōu)化工藝條件。在通過(guò)超濾預(yù)處理及單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,采用響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)優(yōu)化莽草酸的納濾富集工藝,建立了該工藝的二次多項(xiàng)數(shù)學(xué)模型,考察截留分子量、濃度、pH三個(gè)因素及其交互作用對(duì)莽草酸截留率的影響。實(shí)驗(yàn)表明通過(guò)超濾預(yù)處理可去除96.88%八角茴香水提液中的總蛋白,曲面回歸方程擬合性良好,其中截留分子量與濃度的交互作用極顯著(p<0.000 1),在截留分子量100 Da,pH6.20,莽草酸濃度10.40 μg/mL的條件下,驗(yàn)證優(yōu)化工藝得到莽草酸截留率為96.08%±2.02%,與預(yù)測(cè)值95.00%相近。

八角茴香,莽草酸,響應(yīng)面法,納濾,超濾

八角茴香(IlliciumverumHook. f.)為木蘭科八角茴香的干燥成熟果實(shí),是我國(guó)南方藥食同源的經(jīng)濟(jì)樹(shù)種,具有治療寒疝腹痛、腎虛腰痛、胃寒嘔吐等功效[1]。莽草酸作為其中代表性成分[2],目前被國(guó)際衛(wèi)生組織推薦的惟一一個(gè)合成的抗H5N1亞型高致病性禽流感的特效藥物“達(dá)菲”的關(guān)鍵成分[3-5]。莽草酸又稱3,4,5-三羥基-1-環(huán)己烯-1-甲酸,因結(jié)構(gòu)中存在不飽和雙鍵及醇羥基而具有抗氧化作用[6-7],在提取精制過(guò)程中因加熱容易氧化分解,導(dǎo)致得率下降,在資源產(chǎn)生浪費(fèi)的同時(shí),也難于進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)。

在莽草酸的精制分離工藝中,采用離子交換樹(shù)脂、硅膠層析等分離技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)莽草酸的富集[8-9],提升提取物中莽草酸純度,但是也伴隨酸堿及有機(jī)溶劑污染、且生產(chǎn)成本較高。膜分離技術(shù)具有無(wú)熱效應(yīng)、無(wú)污染等技術(shù)優(yōu)勢(shì),在食品、制藥行業(yè)中應(yīng)用日趨廣泛,超濾可以去除大分子雜質(zhì)而對(duì)小分子目標(biāo)成分影響較小,納濾技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)無(wú)熱效應(yīng)高效富集濃縮[10-11]。由于八角茴香提取液為多成分復(fù)雜溶液體系,采用納濾處理易出現(xiàn)污染導(dǎo)致通量下降,基于此本文探索超濾-納濾聯(lián)用技術(shù)優(yōu)化八角茴香中莽草酸的富集參數(shù)。本文旨在單因素考察的基礎(chǔ)上,以莽草酸為指標(biāo),超濾去除水難溶性成分及大分子改善溶液的可濾性,進(jìn)而開(kāi)展八角茴香綜合莽草酸的富集工藝研究,為含有熱敏性成分的中藥濃縮提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

八角茴香 安徽亳州,經(jīng)南京中醫(yī)藥大學(xué)陳建偉教授鑒定為木蘭科八角茴香的干燥成熟果實(shí);莽草酸對(duì)照品(批號(hào)201505,質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥98%) 南京澤朗醫(yī)藥科技有限公司;聚酰胺復(fù)合納濾膜(截留相對(duì)分子質(zhì)量100、450、800 Da) 南京拓鉒醫(yī)藥科技有限公司;聚醚砜超濾膜(截留相對(duì)分子質(zhì)量100、50 KDa) 南京拓鉒醫(yī)藥科技有限公司;乙腈為色譜純,水為純化水,其他試劑均為分析純。

TNZ-1納濾分離設(shè)備 南京拓鉒醫(yī)藥科技有限公司;Agilent 1100高效液相色譜儀、VWD檢測(cè)器 美國(guó)安捷倫公司;FL-3203型蠕動(dòng)泵 四川新達(dá)集團(tuán)有限公司;AL204萬(wàn)分之一電子天平 梅特勒-托利多(上海)儀器有限公司;KH-250B型超聲波清洗器 昆山禾創(chuàng)超聲儀器有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 供試品制備 八角茴香水提液:稱取八角茴香適量,根據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道[12],采用常規(guī)水浸提,溫度80 ℃,固液比1∶15 g/mL,提取時(shí)間100 min,浸提液冷卻后減壓過(guò)濾,記錄過(guò)濾后的浸提液體積,并采用高效液相色譜法檢測(cè)濾液中莽草酸的含量。

莽草酸對(duì)照品溶液:精密稱取莽草酸對(duì)照品0.02804 g,置于10 mL容量瓶中,加甲醇稀釋至刻度,搖勻,即得莽草酸對(duì)照品溶液(2.804 mg/mL)。

1.2.2 八角茴香中莽草酸的測(cè)定 色譜條件[14-15]:色譜柱為Hedera ODS-2色譜柱(4.6 mm×250 mm,5 μm),流動(dòng)相為體積分?jǐn)?shù)甲醇-1%磷酸水溶液(10∶90),檢測(cè)波長(zhǎng)214 nm,流速0.8 mL/min,柱溫30 ℃,進(jìn)樣量20 μL。

標(biāo)準(zhǔn)曲線:精密吸取莽草酸對(duì)照品溶液 0.05、0.10、0.20、0.50、1.00、2.00 mL 分別置于20 mL的量瓶中,甲醇定容至刻度,Agilent 1100高效液相色譜儀檢測(cè),以峰面積為縱坐標(biāo)(Y),對(duì)照品溶液濃度為橫坐標(biāo)(X),得線性回歸方程:Y=16.51X-72.50,R2=0.998 7。莽草酸在7.01～280.4 μg/mL范圍內(nèi),線性關(guān)系良好。

1.2.3 八角茴香水提液的超濾預(yù)處理 為提高納濾分離效率、減輕膜組件污染,采用超濾去除八角茴香水提液中的蛋白等大分子物質(zhì)。取八角茴香水提液,分別采用截留分子量100、50 kDa超濾膜過(guò)濾,以莽草酸和總蛋白含量的動(dòng)態(tài)變化為指標(biāo),篩選超濾參數(shù)。

1.2.4 單因素實(shí)驗(yàn)

1.2.4.1 納濾循環(huán)體積與膜吸附的相關(guān)性考察 在納濾濃縮過(guò)程中,溶液中的溶質(zhì)與納濾膜之間存在吸附行為,影響溶質(zhì)的分離行為,因此需要考察循環(huán)體積對(duì)膜吸附的影響。取莽草酸提取液,采用純化水稀釋至莽草酸濃度為0.2 mg/mL,置于納濾系統(tǒng)中進(jìn)行循環(huán)平衡,溶液溫度20 ℃,操作壓力1.0 MPa,納濾膜截留分子量450 Da,以溶液中莽草酸峰面積的變化,分析藥液平衡體積(1、2、4、6、8、16、32 L)與膜吸附的相關(guān)性。

1.2.4.2 溶液溫度對(duì)莽草酸截留率的影響 研究溶液溫度變量對(duì)莽草酸截留率的影響,莽草酸濃度為0.2 mg/mL、壓力1.0 MPa、納濾膜截留分子量450 Da、藥液平衡體積32 L的條件下考察溫度對(duì)莽草酸截留率影響規(guī)律。由于納濾膜操作溫度需低于50 ℃,考察溶液溫度分別為5、10、20、30、40、50 ℃。

1.2.4.3 操作壓力對(duì)莽草酸截留率的影響 研究操作壓力變量對(duì)莽草酸截留率的影響,莽草酸濃度為0.2 mg/mL、溶液溫度20 ℃、納濾膜截留分子量450 Da、藥液平衡體積32 L的條件下,根據(jù)納濾操作的可行性,考察操作壓力0.2、0.5、1.0、1.5、2.0 MPa對(duì)莽草酸截留率的影響規(guī)律。

1.2.4.4 濃度對(duì)莽草酸截留率的影響 八角茴香水提液中莽草酸的質(zhì)量濃度為2.01 mg/mL,根據(jù)納濾分離過(guò)程中的溶解-擴(kuò)散原理中溶質(zhì)濃度與納濾分離的相關(guān)性[16-17],采用純化水稀釋至502.50、201.00、100.50、50.25、10.05、2.01 μg/mL,在溶液溫度20 ℃、納濾膜截留分子量450 Da、藥液平衡體積32 L的條件下,考察莽草酸濃度變化對(duì)其截留率的影響。

1.2.4.5 pH對(duì)莽草酸穩(wěn)定性的影響 結(jié)合納濾膜材質(zhì)的酸堿適用范圍(pH3～10),取八角茴香水提液調(diào)節(jié)pH至3.0、4.0、5.0、6.0、7.0、8.0、9.0和10.0,檢測(cè)莽草酸峰面積變化,考察pH對(duì)莽草酸穩(wěn)定性的影響。

1.2.5 總蛋白檢測(cè) 按BCA蛋白質(zhì)濃度測(cè)定試劑盒測(cè)定待測(cè)樣品中蛋白質(zhì)量濃度[18]。

1.2.6 透過(guò)率和截留率計(jì)算 分別精密吸取納濾(或超濾)分離過(guò)程中產(chǎn)生的平衡液、納濾(或超濾)液,按上述相關(guān)項(xiàng)下的檢測(cè)條件,計(jì)算待測(cè)組分的質(zhì)量濃度,按式(1)計(jì)算透過(guò)率,按式(2)計(jì)算截留率。

式(1)

式(2)

式(1)，式(2)中,T為透過(guò)率；R為截留率;C1為納濾(超濾)液中待測(cè)組分質(zhì)量濃度;C2為平衡液中待測(cè)組分質(zhì)量濃度。

1.2.7 Box-Behnken實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 在明確溶液循環(huán)體積、溶液溫度、操作壓力、莽草酸濃度、pH等因素影響的基礎(chǔ)上,利用Design-Expert 8.05軟件,選擇納濾膜截留分子量、溶液pH、莽草酸濃度作為變量,以-1、0、1代表變量水平,進(jìn)行Box-Behnken設(shè)計(jì)三因素三水平實(shí)驗(yàn)方案,見(jiàn)表1。

表1 納濾濃縮因素與水平Table 1 Factors and levels used in Box-Behnken experimental design

2 結(jié)果與分析

2.1 八角茴香水提液超濾預(yù)處理

分析表2數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn),莽草酸分子量為171.15 Da,在100、50 KDa的超濾膜中的透過(guò)率均高于99%,幾乎無(wú)損失,同時(shí)50 kDa的超濾膜的蛋白的去除率高達(dá)96%以上,但隨著超濾膜截留分子量的增大,其透過(guò)率逐步升高,去除效果下降。為保障后續(xù)納濾分離效率,在去除水提液中大分子物質(zhì)的保證莽草酸有效保留,選擇截留分子量為50 kDa的超濾膜進(jìn)行預(yù)處理。

會(huì)議認(rèn)為，《條例》以習(xí)近平新時(shí)代中國(guó)特色社會(huì)主義思想為指導(dǎo)，既發(fā)揚(yáng)我們黨長(zhǎng)期積累的黨支部建設(shè)寶貴傳統(tǒng)，又體現(xiàn)黨的十八大以來(lái)基層創(chuàng)造的好做法好經(jīng)驗(yàn)，規(guī)定明確、符合實(shí)際。制定和實(shí)施《條例》，是推動(dòng)全面從嚴(yán)治黨向基層延伸的重要舉措，為新時(shí)代黨支部建設(shè)提供了基本遵循，對(duì)加強(qiáng)黨的組織體系建設(shè)，全面提升黨支部組織力、強(qiáng)化黨支部政治功能，鞏固黨長(zhǎng)期執(zhí)政的組織基礎(chǔ)，意義十分重要。

表2 不同截留分子量超濾膜對(duì)莽草酸和蛋白的分離效果Table 2 Difference membrane MWCOs on transmission of shikimic acid and protein

2.2 單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.2.1 溶液循環(huán)體積對(duì)膜吸附的影響 從圖1可以看出,在莽草酸溶液納濾循環(huán)過(guò)程中,溶液中莽草酸的峰面積出現(xiàn)下降后有逐步升高的現(xiàn)象,根據(jù)Langmuir吸附定律[19],是由于在納濾循環(huán)的初始階段,莽草酸與納濾膜組件接觸并逐步的吸附于納濾膜上,隨著循環(huán)體積的增加,溶液中莽草酸峰面積呈現(xiàn)上升趨勢(shì),這主要是因?yàn)榧{濾膜對(duì)莽草酸吸附逐步趨于飽和,且一部分莽草酸重新溶解于溶液中。當(dāng)平衡體積達(dá)到并高于16 L時(shí),溶液中莽草酸的峰面積呈現(xiàn)出平穩(wěn)狀態(tài),提示此時(shí)“吸附-解吸附”達(dá)到平衡狀態(tài),在循環(huán)體積達(dá)到16 L之上時(shí),此時(shí)莽草酸的納濾分離行為趨于穩(wěn)定。

圖1 循環(huán)體積對(duì)藥液中莽草酸的影響Fig.1 Effect of circulating volume on the concentration of shikimic acid

2.2.2 溶液溫度對(duì)莽草酸截留率的影響 從圖2可以看出,在固定截留分子量納濾膜條件下,隨著操作溫度的升高,莽草酸截留率均呈下降趨勢(shì)。主要是隨著溫度升高莽草酸在納濾膜表面的擴(kuò)散系數(shù)增加,促進(jìn)莽草酸透過(guò)納濾膜,從而使得截留率下降。同時(shí),在實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中,提高操作溫度可以提升膜通量從而提高分離效率,但是結(jié)合常溫操作易實(shí)現(xiàn),且溫度對(duì)截留率影響并不明顯,故選擇常溫20～30 ℃范圍內(nèi)為納濾操作溫度。

圖2 溫度對(duì)莽草酸截留率的影響Fig.2 Effect of temperature on the retention rate of shikimic acid

2.2.3 操作壓力對(duì)莽草酸截留率的影響 從圖3可以看出,隨著納濾操作壓力的升高,莽草酸截留率也隨之緩慢上升。操作壓力從0.2 MPa提高至2.0 MPa時(shí),莽草酸截留率從70.14%升高至76.05%。升高納濾操作壓力可以有效增加膜通量提升濃縮效率,同時(shí)也會(huì)造成溶液中大量莽草酸聚集在膜表面,由此產(chǎn)生的濃差極化加劇納濾膜組件污染的影響,結(jié)合莽草酸截留率、納濾分離效率及膜污染情況,選擇1.0 MPa為納濾操作壓力。

圖3 壓力對(duì)莽草酸截留率的影響Fig.3 Effect of pressure on the retention rate of shikimic acid

2.2.4 莽草酸濃度對(duì)莽草酸截留率的影響 從圖4可以看出,八角茴香水提液中莽草酸的濃度與其截留率呈現(xiàn)一定的負(fù)相關(guān),這與納濾分離理論中的溶解-擴(kuò)散原理相符合,其中在10.05～201.0 μg/mL濃度范圍內(nèi)截留率波動(dòng)明顯,隨著提取液濃度的升高,其相應(yīng)的納濾通量也逐步下降,考慮到納濾濃縮效率、實(shí)驗(yàn)操作的便捷性及其截留率與濃度的相關(guān)性,因此在下一步對(duì)10.0～200.0 μg/mL范圍內(nèi)進(jìn)行優(yōu)化考察。

圖4 濃度對(duì)莽草酸截留率的影響Fig.4 Effect of concentration on the retention rate of shikimic acid

2.2.5 pH對(duì)莽草酸穩(wěn)定性的影響 通過(guò)檢測(cè)pH至3.0、4.0、5.0、6.0、7.0、8.0、9.0和10.0的八角茴香水提液中莽草酸的峰面積發(fā)現(xiàn),pH為8時(shí)莽草酸峰面積有所下降,隨著pH上升到10,莽草酸峰面積降低約30%,因此在下一步對(duì)pH至3.0～8.0范圍內(nèi)進(jìn)行優(yōu)化考察。

2.3 響應(yīng)曲面法結(jié)果

表3 莽草酸納濾分離的響應(yīng)曲面設(shè)計(jì)與結(jié)果Table 3 Response surface design and results of shikimic acid by nanofiltration

2.3.2 模型的建立及其顯著性檢驗(yàn) 利用Design-Expert 8.05軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行回歸擬合,得到莽草酸截留率對(duì)以上3個(gè)因素的二次多項(xiàng)回歸模型:

莽草酸截留率(%)=73.84-11.02A+10.12B-3.21C+2.89AB-0.58AC-0.77BC+3.98A2+1.57B2+1.37C2。

對(duì)該模型進(jìn)行方差分析,結(jié)果見(jiàn)表4。回歸F值為39.95,多元相關(guān)系數(shù)R2=0.9809,預(yù)測(cè)R2=0.8677,調(diào)整R2=0.9563,說(shuō)明模型對(duì)實(shí)驗(yàn)實(shí)際情況擬合較好,實(shí)驗(yàn)誤差小。莽草酸納濾濃縮模型的p<0.0001,表明回歸模型極顯著,可用來(lái)進(jìn)行響應(yīng)值的預(yù)測(cè),實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案正確。

表4 回歸模型的方差分析結(jié)果Table 4 Analysis of variance to the response surface quadratic model

表5 莽草酸濃縮回歸模型系數(shù)的顯著性檢驗(yàn)結(jié)果Table 5 Results of significance test for regression coefficients in concentrate of shikimic acid

由表5回歸模型系數(shù)顯著性檢驗(yàn)結(jié)果可知,莽草酸濃縮模型的一次項(xiàng)(A、B)表現(xiàn)出極顯著(p<0.0001),濃縮模型的一次項(xiàng)(C)、二次項(xiàng)(A2)及交互項(xiàng)(AB)均表現(xiàn)出顯著性(p<0.01)或較顯著性(p<0.05)。表明各影響因素對(duì)于八角茴香中莽草酸截留率的影響并不是簡(jiǎn)單的線性關(guān)系。

2.3.3 響應(yīng)曲面分析 多元回歸方程式所做的響應(yīng)曲面圖,見(jiàn)圖5～圖7。由此可對(duì)任何兩因素交互影響莽草酸截留率進(jìn)行分析與評(píng)價(jià),以確定最佳因素水平范圍。

當(dāng)莽草酸溶液濃度為105 μg/mL時(shí),由圖5可知,莽草酸的截留率隨著納濾膜截留分子量減小,截留率呈升高趨勢(shì),符合膜分離的分子篩分理論。此外,隨著溶液pH的逐步增加,莽草酸截留率也逐步升高,是由于莽草酸從游離態(tài)逐步向離子態(tài)轉(zhuǎn)變,根據(jù)納濾膜分離的Donnan效應(yīng)[20-21],從而引起莽草酸截留率升高。等高線的形狀可以反映出交互效應(yīng)的強(qiáng)弱。從圖5下方等高線可以看出,截留分子量與pH對(duì)莽草酸截留率的影響作用相似。

圖5 截留分子量和pH對(duì)截留率交互影響的三維曲面圖Fig.5 Interactions between MWCO and pH on retention rate

圖6顯示在pH5.5條件下,截留分子量和濃度對(duì)莽草酸截留率的交互影響。在截留分子量不變的條件下,隨著濃度逐漸增加,截留率出現(xiàn)下降的趨勢(shì),根據(jù)納濾分離理論中的溶解-擴(kuò)散模型可知[22],溶質(zhì)濃度升高相應(yīng)的擴(kuò)散系數(shù)也隨之升高,有助于溶質(zhì)分子通過(guò)納濾膜,從而降低溶質(zhì)的截留率。

圖6 截留分子量和濃度對(duì)截留率交互影響的三維曲面圖Fig.6 Interactions between MWCO and concentration on retention rate

圖7顯示在截留分子量450 Da條件下,濃度和pH對(duì)莽草酸截留率的交互影響。濃度不變,隨著pH逐漸增加,截留率明顯上升的趨勢(shì),溶液中的莽草酸的存在狀態(tài)中，解離成莽草酸鹽的比例也隨之升高,根據(jù)納濾分離理論中的道南效應(yīng),莽草酸截留率升高。保持pH不變,隨著濃度增加,截留率下降趨勢(shì)不明顯。從圖7下方等高線可以看出,截留分子量與濃度無(wú)明顯交互作用。

圖7 濃度和pH對(duì)截留率交互影響的三維曲面圖Fig.7 Interactions between concentration and pH on retention rate

比較上面的3組圖可知,截留分子量和pH對(duì)莽草酸截留率的影響較為顯著,表現(xiàn)為曲線較陡,溶液濃度影響作用不明顯,表現(xiàn)為曲線相對(duì)較平緩,且隨其數(shù)值的增加或減少,響應(yīng)值的變化較小。在所考察的實(shí)驗(yàn)范圍內(nèi),3個(gè)因素對(duì)莽草酸截留率影響的排序?yàn)锳>B>C。

根據(jù)軟件Design-Expert對(duì)八角茴香中莽草酸濃縮模型的優(yōu)化計(jì)算,以提高截留率和分離效率為目的,得到莽草酸的最佳濃縮工藝為:截留分子量105.41 Da,pH6.23,莽草酸濃度10.42 μg/mL,在此條件下莽草酸的截留率預(yù)測(cè)值為95.00%。為檢驗(yàn)響應(yīng)面方法所得結(jié)果的可靠性,采用上述優(yōu)化濃縮條件,考慮到實(shí)際操作的便利,將濃縮工藝參數(shù)修正為:截留分子量100 Da,pH6.20,莽草酸濃度10.40 μg/mL,在此條件下平行操作3次,得莽草酸截留率分別為95.97%、98.15%和94.11%,平均值為96.08%,與預(yù)測(cè)值較接近,相對(duì)誤差為2.02%。因此,基于響應(yīng)面所得的優(yōu)化納濾濃縮工藝參數(shù)準(zhǔn)確可靠,具有實(shí)用價(jià)值。

3 結(jié)論

本研究在單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,通過(guò)響應(yīng)面法優(yōu)化了八角茴香中莽草酸的納濾濃縮富集工藝,建立了該工藝的二次多項(xiàng)式數(shù)學(xué)模型。該模型極顯著,擬合良好,得到各因素對(duì)莽草酸截留率的影響次序?yàn)槟そ亓舴肿恿?pH>濃度,其中膜截留分子量和pH對(duì)八角茴香中莽草酸截留率影響顯著。綜合回歸模型分析和驗(yàn)證實(shí)驗(yàn),最終確定了莽草酸納濾富集最優(yōu)參數(shù)為:截留分子量100 Da,pH6.20,莽草酸濃度10.40 μg/mL,在此條件下莽草酸的截留率為96.08%±2.02%,具有一定的實(shí)際意義。膜分離技術(shù)具有分離參數(shù)易控、分離行為重現(xiàn)性好、參數(shù)可線性放大等技術(shù)優(yōu)勢(shì),可以有效避免樹(shù)脂吸附等柱層析分離技術(shù)的化學(xué)污染問(wèn)題。本文選擇八角茴香中莽草酸的富集為切入點(diǎn),結(jié)合超濾、納濾的分離特點(diǎn),優(yōu)化了莽草酸富集工藝,為含有熱敏性成分的食品原料生產(chǎn)提供了新思路。

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Optimization concentrate process of shikimic acid fromIlliciumverumHook. F. by ultrafiltration-nanofiltration coupling technology

LI Cun-yu1,2,MA Yun1,LI Hong-yang1,GU Jia-mei1,PENG Guo-ping1,2,*

(1.College of Pharmacy,Nanjing University of Chinese Medicine,Nanjing 210023,China; 2.Jiangsu Collaborative Innovation Center of Chinese Medicinal Resources Industrialization,Nanjing 210023,China)

The concentrate process of shikimic acid fromIlliciumverumHook. f. were investigated by using ultrafiltration-nanofiltration coupling technology. Based on the single factor experimental analysis and pretreated with ultrafiltration,through the response surface methodology,concentrate condition was optimized by investigating the effect of molecular weight cut-off,concentration,pH and their interaction on the rejection of shikimic acid and the process of quadric polynomial mathematics model was established. The results showed that the rejection of the total protein was 96.88% with 50 kDa ulrafiltration membrane,the regression equation fit well with experimental data and the interaction effect of molecular weight cut-off and concentration was highly significant(p<0.000 1). The optimal concentrate conditions were as follows:molecular weight cut-off 100 Da,pH6.20,concentration 10.40 μg/mL. Under these conditions,the rejection of shikimic acid fromIlliciumverumHook. f. was(96.08±2.02)% closing to predicted rejection 95.00%.

IlliciumverumHook. f.;shikimic acid;response surface analysis;nanofiltration;ultrafiltration

2017-01-16

李存玉(1985-)，男，博士，講師，研究方向：膜分離技術(shù)的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用，E-mail：licunyuok@163.com。

*通訊作者:彭國(guó)平(1963-)，男，博士，教授，研究方向：中藥成分分離精制及制劑開(kāi)發(fā)，E-mail：guopingpeng@126.com。

國(guó)家自然科學(xué)基金(81373980，81503258)；江蘇省自然科學(xué)基金青年基金(BK20151005)；江蘇省中醫(yī)藥局科技項(xiàng)目(YB2015009)。

TS202.1

B

1002-0306(2017)15-0185-06

10.13386/j.issn1002-0306.2017.15.035