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张定堃/韩丽团队《ACS AMI》：泡沫分离技术应用高品质青黛生产​

来源： 发布时间：2023-10-07 21:13:05 浏览次数： 次 【字体：小 大】

     水飞精制是制备传统优质青黛的重要工艺。传统水飞是通过"频搅万余下""搅起浮沫"实现的，劳动强度大，且收率不足0.1%，无法满足现代工业生产的需要。当代部分生产企业，为追求青黛产量，省略水飞精制工艺，导致所生产的青黛中混有过量石灰，品质参差不齐。过量的石灰不仅会影响青黛的临床疗效，还会引起局部肿胀、皮肤瘙痒以及消化道刺激等不良反应，影响青黛的临床用药安全。因此，如何实现青黛传统水飞的工业化生产，提高青黛品质是亟待解决的技术难题。

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                                                                                                           青黛传统水飞

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      近期，威尼斯98488西南特色中药资源国家重点实验室张定堃副教授/韩丽教授与江西中医药大学杨明教授团队，联合雅安迅康药业有限公司将泡沫分离技术应用于青黛水飞工艺，开发了适用于青黛工业生产的泡沫分离装备，可将优质青黛收率从0.1%提升至3%，关键活性成分含量提升1倍以上，无机物含量从86%降至70%，pH值从12.2降至9.7，外用皮肤刺激性显著降低，生产效率提升近10倍，成功实现了青黛传统水飞的现代化工业生产。相关工作以“High-Quality Indigo Naturalis Obtained with Automatic Foam Separation”为题发表在ACS Applied Materials & Interfaces (IF 9.5)。

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                                                                                               【文章要点】
    泡沫分离技术早在1915年就开始应用于矿物浮选。近年来，它在制药和食品工业中主要被用于分离皂苷、富集蛋白质和其他有效成分。该技术依据表面吸附原理，使溶液中的表面活性物质聚集在气液界面 （气泡表面），这些表面活性物质随气泡到达溶液顶部，并形成泡沫层，将泡沫层和液相主体分开，即可达到浓缩表面活性物质（在泡沫层）和净化液相主体的目的。青黛传统水飞的炮制原理与泡沫分离技术原理相似，均是通过高频率搅拌，产生连续的气泡，吸附青黛颗粒并上升至液面形成泡沫，收集液面泡沫干燥即得精制青黛。受泡沫分离技术和青黛传统水飞工艺的启发，团队利用青黛中有效成分靛蓝、靛玉红等成分的疏水性质和蛋白质、多肽类成分良好的起泡性质，设计了具有自主知识产权的青黛水飞分离装备，并进行了生产验证。

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                                                                                                       泡沫分离装置设计与实物
     在这项研究中，研究人员主要对青黛泡沫分离的关键工艺参数进行考察，验证该装备工业生产的可行性。研究结果表明，液位差（泡沫收集器与粗靛浆液面的位置）和空气压强（空压）是影响青黛泡沫分离的关键。液位差过大，无法有效收集到表面泡沫；液位差太小，易造成泡沫外溢。空压决定了起泡速率与起泡直径。空压过大，起泡速度快，易带起底部杂质，无法实现优质青黛的有效分离；空压太小，起泡速度慢，优质青黛分离效率和收率均较低。研究结果表明，青黛泡沫分离最佳工艺为液面差30 cm，空气压强为40 MPa，可将有效成分靛蓝的含量提升1.6倍，靛玉红含量提升超过3倍，总灰分从86%降至70%，pH值从12.2降至9.7，醇浸出物与原样相比，提升2倍。

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泡沫分离前后青黛理化参数对比


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   泡沫分离前后青黛结构与组成对比

     此外，该研究还对比了泡沫分离前后青黛的皮肤刺激性和抗氧化应激作用。结果表明，经泡沫分离得到的青黛可有效降低皮肤刺激性，提升青黛外用的安全性。抗氧化应激能力也明显增强，可减轻脂多糖造成的斑马鱼炎症损伤。
【文章结论】
     综上所述，研究人员所研发的青黛水飞泡沫分离装备，可将青黛收率从传统工艺的不足0.1%提高至3%，解决了传统水飞工艺收率低、效率低、品质不稳定问题的难题，为工业化制备优质青黛提供了技术保障。


终审：西南特色中药资源国家重点实验室
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