多糖廣泛存在于動(dòng)物細(xì)胞膜、植物和微生物細(xì)胞壁中，是一類天然高分子化合物,它是由醛糖或酮糖通過(guò)苷鍵連接在一起的多聚物,是構(gòu)成生命的四大基本物質(zhì)之一。近二十年來(lái)多糖研究發(fā)展迅速,形成了*的趨勢(shì),可廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、及功能食品,作為綠色生物醫(yī)藥產(chǎn)品具有廣闊的市場(chǎng)前景。目前多糖產(chǎn)品開(kāi)發(fā)相當(dāng)熱門(mén),也卓有成效。多糖的功能與其純度和化學(xué)結(jié)構(gòu)有著重要的關(guān)系，多糖的提取純化是其研究的基礎(chǔ)。因此科學(xué)高效地從動(dòng)植物及微生物中提取、純化其中的多糖成分是目前的核心問(wèn)題。

從中藥中提取多糖的傳統(tǒng)方法主要是水提醇沉法，盡管該法具有澄清藥液,減少服用量等優(yōu)點(diǎn),但也存在許多不足之處,如選擇性差,致使中藥總固形物及有效成分損失嚴(yán)重,醇可以沉淀酸性多糖,而很多酸性多糖恰恰是重要的有效成分,因此,醇沉法使一些對(duì)免疫功能有重要調(diào)節(jié)作用的多糖類成分損失殆盡，影響了臨床療效;同時(shí)，該工藝十分繁雜，所需時(shí)間長(zhǎng),提取過(guò)程中需要消耗大量的有機(jī)溶劑，能耗高,產(chǎn)品在漫長(zhǎng)的提取過(guò)程中易變性失活，產(chǎn)品回收率低,廢水污染嚴(yán)重且處理難度大,得到的溶液中產(chǎn)品濃度往往很低。

膜分離作為一種新型的分離技術(shù)，用于多糖、酶等活性物質(zhì)的分離與純化，收率高且極少破壞，目前已廣泛用于制藥工業(yè),因其高效、節(jié)能的優(yōu)勢(shì)也逐漸代替中藥生產(chǎn)中傳統(tǒng)的醇沉工藝,是當(dāng)前天然多糖分離研究中十分活躍的領(lǐng)域以壓力差為推動(dòng)力的膜分離過(guò)程包括微濾、超濾、納濾、反滲透，根據(jù)篩分原理使某些組分選擇性透過(guò),實(shí)現(xiàn)提純、分離和濃縮。目前應(yīng)用較多的是超濾和微濾技術(shù)。

1、微濾技術(shù)用于多糖澄清的研究

微濾膜通常截留粒徑大于Q. 05μm的微粒,多采用對(duì)稱微孔膜,膜的孔徑范圍為0.1~5μm,操作壓差范圍為0.05~0.2Mpa。微濾能有效去除比膜孔大的微粒和微生物，具有能耗低、無(wú)二次污染、分離效率高等特點(diǎn),在多糖提取中可用于多糖液體的澄清和多糖精制。

研究一：采用截留分子量為30萬(wàn)的膜微濾茶多糖，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,微濾后,茶多糖的純度從28.7%提高到45.3%,基本達(dá)到了純化的目的,但多糖的損失率達(dá)到了37.65%,引起多糖損失的可能原因是多方面的:膜分離過(guò)程的原理是利用膜的選擇性透過(guò)不同的物質(zhì)得到分離,本實(shí)驗(yàn)使用截留分子量為30萬(wàn)的濾膜,分子量大于30萬(wàn)的多糖分子理所當(dāng)然就被除去了。糖類為粘性物質(zhì)，很容易吸附到膜表面造成膜孔堵塞,同時(shí)黏附在膜表面的多糖也就損失掉了。

研究二：建立了吸附澄清-高速離心-微濾法,采用0.15μm內(nèi)壓式中空纖維微濾器,實(shí)現(xiàn)了中藥口服液的無(wú)醇化生產(chǎn)。采用該法處理菖蒲益智口服液(由人參、菖蒲、遠(yuǎn)志、茯苓等8味中藥配伍而成) ,并與醇沉法和只采用吸附澄清法的工藝進(jìn)行比較,探討了工藝的可行性。結(jié)果表明,吸附澄清-高速離心-微濾法后,菖蒲益智口服液中的總多糖含量比醇沉工藝高出4倍多,該工藝省略了醇沉、回收乙醇、冷藏靜置、高溫滅菌等步驟,生產(chǎn)周期比醇沉工藝和吸附澄清工藝大大縮短,可以連續(xù)化生產(chǎn)，避免了反復(fù)加熱、冷卻藥液對(duì)有效成分和制劑穩(wěn)定性的破壞。

微濾膜主要應(yīng)用于截留顆粒物,液體的澄清以及大部分細(xì)菌的去除,并作為超濾、納濾、反滲透過(guò)程的前處理。微濾與其他工藝相結(jié)合精制多糖，具有收率高,工藝簡(jiǎn)單,可連續(xù)化生產(chǎn)的特點(diǎn)。同時(shí)，在微濾多糖的過(guò)程中采用無(wú)機(jī)陶瓷膜具有易清洗，通量恢復(fù)率高的特點(diǎn)。微濾在多糖藥液澄清中具有廣闊的發(fā)展前景。

2、超濾技術(shù)用于多糖分離、濃縮的研究

超濾膜是20世紀(jì)60、 70年代發(fā)展起來(lái)的一種膜分離技術(shù)。超濾膜能截留分子量在上千至數(shù)十萬(wàn)的大分子,除能完成微濾的除顆粒、除菌和澄清作用外,還能除去微濾膜不能出去的病菌、熱源、膠體和蛋白質(zhì)等大分子化合物,廣泛應(yīng)用于各類多糖的分離、濃縮、純化等研究中,包括中藥藥源多糖如靈芝多糖、大黃多糖六味地黃湯多糖、*、紫芝多糖、人參多糖,海洋活性多糖如鯊魚(yú)軟骨粘多糖、褶紋冠蚌多糖、紫菜多糖、褐藻糖膠.卡拉膠,酵多糖如蜜環(huán)菌菌索多糖、PS- 9415 發(fā)酵液多糖、冬蟲(chóng)夏草多糖,食用植物多糖如茶多糖、*、金針菇多糖、蘆薈多糖、枸杞多糖等。采用超濾膜技術(shù)處理多糖具有收率高不易破壞多糖的生物活性、能耗低等特點(diǎn)，適于工業(yè)化生產(chǎn)。

超濾法用于多糖分離的研究

以香菇為原料,利用超濾膜裝置對(duì)浸提的*進(jìn)行分離。同時(shí)對(duì)超濾過(guò)程的阻力及傳質(zhì)特性進(jìn)行分析,并建立超濾過(guò)程的修正凝膠極化模型。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)獲得*提取率5.7 %,多糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)89.2%,說(shuō)明利用超濾方法分離濃縮*是有效的工藝手段。

采用截留分子量為6000的中空纖維超濾膜分離黃芪水提液中的多糖,結(jié)果表明,超濾法較水提醇沉法得到的多糖粗提物收率低但多糖含量高,多糖含量較醇沉法提高了20%，可降低口服給藥劑量。

采用不同孔徑的超濾膜對(duì)山麥冬多糖提取液進(jìn)行超濾分離,結(jié)果表明不同相對(duì)分子量范圍的多糖在山麥冬總糖中的含量分別為:相對(duì)分子量在30000以上的含量為50.3%, 30 000 ~

10 000之間的含量為19.6%, 10 000~1 000之間的含量為13.8 %，分子量小于1 000的低聚糖和單糖含量為16.3%;各級(jí)多糖干物質(zhì)純度均大于90%;同時(shí)通過(guò)截留分子量為30 000的聚砜膜可以截留約80%的蛋白,截留分子量為3 000的聚砜膜幾乎可以除去蛋白,截留率達(dá)97 %。說(shuō)明超濾分離純化山麥冬多糖的同時(shí)可去除大部分蛋白。超濾是一種很好的分離純化山麥冬多糖的方法。

采用截留分子量為10萬(wàn)的管式膜對(duì)六味地黃湯多糖進(jìn)行精制,優(yōu)選工藝條件,與傳統(tǒng)方法在多糖收率及含量方面進(jìn)行了對(duì)比。結(jié)果表明:采用傳統(tǒng)方法制六味地黃,其提取物收率一般為

20%左右,總多糖含量為40%左右,雜質(zhì)較多,制成劑型后服用量大。采用膜技術(shù)進(jìn)行精制后,提取物收率降低至16%左右,總多糖含量可提高到60%以上。對(duì)于提高六味地黃的質(zhì)量,減少服用量，具有重要意義。

超濾法用于多糖濃縮的研究

研究了薏苡仁多糖的超濾膜法提取液濃縮和除小分子雜質(zhì)過(guò)程,對(duì)比了四種不同截留分子量陶瓷超濾膜的濃縮效果,結(jié)果表明:截留分子量為150kDa的超濾膜對(duì)薏故仁多糖的截留率達(dá)到98%以上,于薏苡仁多糖提取液濃縮;同時(shí)研究了濃縮倍數(shù)對(duì)膜污染的影響,選擇適當(dāng)?shù)臐饪s倍數(shù)對(duì)于膜法濃縮過(guò)程的經(jīng)濟(jì)性非常重要;采用熱水,堿洗和次氯酸鈉清洗后,膜通量能夠恢復(fù)到實(shí)驗(yàn)前的水平。

采用超濾濃縮銀耳多糖,研究了超濾膜的選擇預(yù)處理方法、料液的溫度、壓力和pH對(duì)超濾的影響。結(jié)果表明:采用70kD內(nèi)壓式中空醋酸纖維素超濾膜,在溫度25C,壓力0.12 ~0.15MPa的中性水溶液環(huán)境下,較通常的濃縮方法產(chǎn)率提高22 4%。

采用超濾技術(shù)分離多糖需要對(duì)膜進(jìn)行篩選,包括膜的截留分子量、膜材料等,不同的超濾膜不僅影響超濾的處理效果通量和截留率，還可能影響膜污染,因此合適截留分子量及適宜材料超濾膜的選擇對(duì)于超濾工藝來(lái)說(shuō)是非常重要的

3、納濾技術(shù)用于多糖濃縮的研究

納濾是近年發(fā)展起來(lái)的一種介于超濾與反滲透之間的一種新型的分子級(jí)分離技術(shù),可用來(lái)分離無(wú)機(jī)鹽和分子量介于200-2000Da的低分子量有機(jī)物。納濾膜集濃縮與透析為一體,可使溶質(zhì)的損失達(dá)到小。采用傳統(tǒng)方法如離子交換脫鹽和真空濃縮等處理多糖稀溶液,需耗費(fèi)大量的酸堿再生樹(shù)脂，造成二次污染,而在產(chǎn)品濃縮過(guò)程中，能耗較大,生產(chǎn)成本較高。采用納濾膜技術(shù),可克服傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝的缺點(diǎn),該技術(shù)可同時(shí)實(shí)現(xiàn)濃縮和除鹽,使整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程在低污染、低能耗、高效率下運(yùn)行,顯著提高生產(chǎn)效益,具有很大的工業(yè)應(yīng)用價(jià)值。

采用截留分子量為200的納濾膜對(duì)黃芪提取液進(jìn)行了濃縮,測(cè)定了膜對(duì)提取液中總糖的截留率、透過(guò)通量、水脫除率與操作壓力的關(guān)系,濃縮液進(jìn)行了二次醇沉，分別測(cè)定了沉淀物中多糖和上清液中總糖含量,并與蒸發(fā)濃縮提取液二次醇沉進(jìn)行了比較。結(jié)果表明,膜對(duì)提取液中總糖的平均截留率達(dá)0.996,蒸發(fā)濃縮醇沉物中雜質(zhì)多于納濾濃縮，上清液中總糖少于納濾濃縮。

納濾分離技術(shù)在醫(yī)藥行業(yè)中的應(yīng)用研究十分活躍。納濾技術(shù)與蒸發(fā)濃縮相比較具有運(yùn)行溫度低，不破壞有效成分活性,能耗低的特點(diǎn),有研究表明，納濾濃縮的費(fèi)用僅為蒸發(fā)濃縮的1 /4-1/8。因此,納濾技術(shù)有望在醫(yī)藥領(lǐng)域替代傳統(tǒng)的蒸發(fā)濃縮。