大孔樹脂提純金銀花中綠原酸的研究_可行性報告

1、大孔樹脂提純金銀花中綠原酸的研究可行性報告一、選題的必要性1、項目所處技術領域產業(yè)政策本項目符合國家產業(yè)發(fā)展政策和我省的中藥現代及農業(yè)發(fā)展規(guī)劃，所支持產業(yè)符合江西省委、省政府在山上再創(chuàng)一個江西的發(fā)展思路。金銀花栽培可以充分利用我省丘陵地區(qū)荒坡發(fā)展特色經濟，提高農民收入。項目所處技術領域為天然產物提取與分離，天然產物提取與分離是國家重點支持和研究開發(fā)項目，也是農業(yè)調整產業(yè)結構，實現經濟作物（中藥材）高效益的技術支撐。對推進中藥材一體化進程，延長中藥產業(yè)鏈，改造傳統產業(yè)及生產工藝，發(fā)展農業(yè)優(yōu)勢，將發(fā)揮重要作用。同時，市場上應用的金銀花注射液也是療效確切應用廣泛的中草藥注射液，但是該產品一直存在著顏

2、色較深，注射時疼痛，有時還有溶血反應等問題。其原因是金銀花提取物中色素等雜質較多，綠原酸純度較低。再者，綠原酸應用到化妝品中，對純度要求更高。本項目研究就是要提純金銀花中的綠原酸，提高金銀花中綠原酸得率，實現更好經濟效益和社會效益。項目實施目的也是圍繞著高純度綠原酸提純工藝開展研究工作，高純綠原酸的開發(fā)大大提高綠原酸產品的用藥安全和拓展其應用領域.因此,本項目所處技術領域的產業(yè)屬于國家重點扶持產業(yè).2、項目所處技術領域技術發(fā)展現狀金銀花又稱雙花、銀花，它是忍冬科植物忍冬Lonicera japonica Thunb.紅腺忍冬Lonicera hypoglauca Miq.山銀花Lonicera

3、 confusea Dc.毛花柱忍冬Lonicarea dasystyla Rehd.的干燥花雷，是我省地道的中藥材品種之一。其主要有效成分為綠原酸、異綠原酸。它們是奎寧酸（Quinic acid）和咖啡酸（Coffeic aid）的酯，綠原酸分子量為354.3，溶點208C,易溶于水、醇、丙酮等溶劑。綠原酸藥用歷史悠久，具有抗菌、抗病毒、保肝利膽之功效。金銀花中提取綠原酸研究報道比較多，主要方法有水石灰乳法、石硫法、水提醇混法、乙酸乙酯提取法、稀酸提取、單相水提取法等。這些方法單一使用，綠原酸總收率僅此純度在以下，一般在之間。近幾年來，新技術應用了纖維素酶、果膠酶，提取率得到很大提高，特別在

4、預處理金銀花中采用超聲波技術，加上膜分離技術和超濾技術應用，使用綠原酸總收率穩(wěn)定左右，純度達到以上，綠原酸質量分數之間。但是，這些方法都沒有完全解決綠原酸產品的雜質問題，如色素、單寧、多糖等。為此，我們提出用大孔樹脂進行提純綠原酸，滿足國內外市場對高純度（）綠原酸需求。國內，眾多學者和單位均在開展金銀花中提取綠原酸新工藝的研究，例如，中國農業(yè)大學、中國藥科大學、中南大學、廣西大學等，研究重點是如何解決綠原酸純度與綠原酸質量分數的關系。通常情況，綠原酸純度提高，會降低綠原酸質量分數，而綠原酸的質量分數降低，可以相應提高綠原酸的純度。國外，日本對綠原酸研究報道比較多，綠原酸純度在以上，且在綠原酸應

5、用方面有很深的研究，例如綠原酸在促進體內脂肪分解的產品就在美國申請了專利。其它國家針對金銀花中提取綠原酸的研究報道比較少，但類似植物提取有機酸比較多。本研究是在總結前人的工作和本課題組小試研究的基礎上，采用正交設計進行優(yōu)化工藝參數，著力在雙酶水解、醇溶劑選擇上進行創(chuàng)新，提高金銀花中綠原酸的提取率，使綠原酸的總得率以上。再者，目前金銀花中提取的綠原酸純度在之間，而隨著用藥安全，以及綠原酸應用范圍的不斷擴大，如在化妝品中應用，市場對高純度的綠原酸需求量越來越大。因此，本研究在實現高提取率的同時，采用膜分離技術分離多糖類化合物，再用大孔樹脂（例如）在一定值條件下，對綠原酸不具有吸附能力，而對綠原酸粗

6、品中的色素，單寧等有很強吸附功能特性，創(chuàng)新性應用大孔樹脂提純綠原酸，使綠原酸純度達到以上。主要技術原理：根據金銀花的水、醇提取物的特性，提取物中含有大量的果膠、蛋白質等大分子物質。采用酶解原理降低果膠含量，同時配合加熱工序使蛋白質等變性，再進行粗濾。根據綠原酸的化學特性，擬采用水醇混合提取法。膜分離技術分離多糖類化合物，再根據大孔樹脂吸附原理，調節(jié)母液值，以及吸附過程中的動態(tài)因子（吸附及解吸速度）和靜態(tài)因子（溫度、母液及溶濟濃度），優(yōu)化工藝參數。各階段實驗均根據正交設計原理進行，優(yōu)化出最佳工藝參數。綜上所述，本研究充分吸收現有科研成果基礎上，采用超波對粉碎的金銀花干花蕾進行預處理，加入適量的纖

7、維素酶、果膠酶進行水提，粗濾后再加溶劑（醇、乙酸乙酯類）進行復提，回收溶劑后調整值，即為金銀花提取母液。采用膜分離和超濾技術相結合，除去多糖、變性蛋白、果膠等雜質，再使大孔樹脂吸附色素等非極性或弱極性雜質，達到純化綠原酸的目的。本項目組經過近一年的研究，小試成果中綠原酸純度，達到了國內領先水平。、項目技術先進性，對相關領域技術進步的推動作用項目預期達到的技術先進性目標為國內領先水平。提供小試基礎上的擴大試驗化的工藝參數，可指導中試生產性試驗，為高純度（）綠原酸產業(yè)提供技術支撐。本項目實施對推進中藥材一體化進程，延長中藥產業(yè)鏈，改造傳統產業(yè)及生產工藝，發(fā)展農業(yè)優(yōu)勢，將發(fā)揮重要作用。同時，項目實施

8、目的是圍繞著高純度綠原酸提純工藝開展研究工作，高純綠原酸的開發(fā)大大提高綠原酸產品的用藥安全和拓展其應用領域。再者，本項目的實施為以花果莖葉為原料提取分離有機酸（例如林次果中提取分離果酸）提供非常有參考價值技術路線和工藝參數。、項目目前進展情況到目前為止，項目組已經進行了大量前期研究工作，就綠原酸純度化也進了小試研究，小試產品綠原酸純度達到以上。初步篩選了各工序中的技術參數，確定了工藝路線（見后述內容）。二、技術方案論述、項目技術關鍵點或創(chuàng)新點論述，項目完成時達到的技術水平主要技術關鍵：、金銀花提取工藝中提取方法的選擇及組。、酶解工藝中酶促反應條件的選擇。、膜材料選擇及截留分子量的定性、定量。、

9、大孔樹脂選擇及靜態(tài)因子和動態(tài)因子優(yōu)化。、不同工序階段正交設計因素選擇及技術組合。主要創(chuàng)新點：、不同工序階段采用正交設計原理進行優(yōu)化工藝參數。、采用雙酶組合水解工藝，保證了金銀花提取物中綠原酸的總得率大于，提取率不低于。、選擇超濾膜分離技術，根據分子量的差異能有效除去多糖類化合物和鞣質類物質，為生產高純度（）綠原酸提供了保證。、采用大孔樹脂吸附原理，有效分離非極性（弱極性）色素類化合物，確保實現高純度綠原酸的目的。項目完成時達到的技術水平：、項目完成時達到的技術水平為國內領先水平。提供小試基礎上的擴大試驗優(yōu)化的工藝參數，可指導中試生產性試驗，為高純度（）綠原酸產業(yè)提供技術支撐。、金銀花中綠原酸總

10、得率，提取率達到以上。、提供g純度為的綠原酸產品。、各種技術資料齊全，并制定金銀花中提取綠原酸生產標準，以及提取過程中跟蹤檢測綠原酸的分析方法。、項目技術方案論述生產技術研究：、金銀花預處理：粉碎金銀花干品，采用超聲波技術進行預處理。、金銀花中綠原酸酶法提取新工藝的研究：將經超聲波技術處理的金銀花，在溶劑（乙醇、乙酸乙酯等）回流前，用纖維素酶（上海麗珠東風生物有限公司生產）和果膠酶（德國.Merck公司生產）進行分別或聯合處理，探索酶用量、處理時間、處理溫度及酶的聯合后對金銀花提取綠原酸得率的影響。、超濾膜截留多糖類化合物純化綠原酸的研究：擬采用膜和平共膜分離金銀花提取物中的多糖類化合物和鞣質

11、類。、大孔樹脂提純綠原酸的研究：對含綠原酸純度較高的金銀花母液，采用大孔樹脂再提線，目的除去色素類水溶性雜質。目前選定的大孔樹脂為型（天津農藥總廠生產）。研究過程中將采用正交設計原理，對大孔樹脂吸附過程中的靜態(tài)因子（值、溫度、母液濃度）和動態(tài)因子（吸附速度）等因影因素進行研究，優(yōu)化工藝參數。、金銀花提取綠原酸過程中綠原酸跟蹤檢驗方法研究。工藝流程：金銀花干蕾粉碎超聲波預處理水提 溶劑回流溶劑萃取粗濾雙酶水解 殘渣超濾2000070000膜分離大孔樹脂吸附除雜 多糖化合物 色類化合物成品冷凍干燥（或噴霧干燥）真空濃縮 主要技術參數:A、超聲波預處理：采用KQ-600B型超聲波清洗處理30min。

12、B、水提：金銀花干蕾預處理品與水的比例為16，采用邊疆式動態(tài)提取方法，提取次數3-4次，提取周期耗時4-5小時。C、雙酶水解：本項目實施前期工作證明，雙酶聯合水解不影響綠原酸的得率。因此，酶解工藝中不需要分開進行單酸水解，即節(jié)約時間，又節(jié)能了能源。雙酶水解溫度40-50，PH值6.5-7.0，酶解時間、酶制劑組合比例及用量，以及母液濃度等工藝參數需采用正交設計方法進一步優(yōu)化。D、溶劑萃?。撼醪綌M用70%乙醇溶液和30-40%乙酸乙酯溶液進行萃取，經粗濾除去沉淀物（蛋白質類化合物）。溶劑萃取充分利用溶劑回流工藝。萃取溫度和時間需進一步研究。E、膜分離技術：采用20000膜和70000膜進分離處理

13、，目的去除多糖類化合物。前期工作說明，20000膜除多糖效果好，70000膜除鞣質效果好。F、大孔樹脂吸附處理：通過前序工藝，綠原酸純度可達到80-85%，要達到高純度（95）綠原酸產品，大孔樹脂吸附除雜（色素類化合物）處理十分必要。我們在前期實驗工作中采用D101大孔樹脂，對色素類化合物有很強吸附能力。實驗證明，大孔樹脂可以提純綠原酸，綠原酸純度達到95%以上。但是，影響大孔樹脂吸附除雜效果的因素很多，也是本項目擬解決的重點內容。因此，本項目組將采用正交設計原理，對影響大孔樹脂提純綠原酸的靜態(tài)因子（溫度、PH值、母液濃度、吸附柱直徑與柱高等）和動態(tài)因子（吸附速度等）技術參數進行實驗研究。3、

14、項目技術質量指標A、綠原酸含量95B、金銀花中提綠原酸總得率3C、提取率達到95%以上D、質量指標項目國際標準本項目標準含量20-90%95干燥失重5%3.5%輔料無無鉛5.0mg/kg5.0mg/kg砷2.0mg/kg2.0mg/kg重金屬總量20mg/kg20mg/kg細菌總數1000個/g300個/kg酵母菌和霉菌100個/kg30個/g大腸桿菌陰性陰性沙門氏菌陰性陰性六六六0.1mg/kg0.1mg/kgDDT0.1mg/kg0.1mg/kg4、分階段描述項目執(zhí)行過程中各階段目標時間安排主要內容、目標2006年7月-2006年9月資料查閱，前期實驗、項目申報2006年10月-2006年

15、12月進一步完善資料，優(yōu)選綠原酸分析法2007年1月-2007年7月對常用方法進行篩選、組合，創(chuàng)新新的提取方法2007年8月-2007年12月優(yōu)化雙酶水解工藝、膜分離技術、以及大孔樹脂吸附除雜實驗2008年1月-2008年4月按照技術路線要求，對接技術、組合工藝、達到科學合理、操作簡便。提純1000 g 95%純度綠原酸產品。2008年5月-2008年6月項目總結，提請鑒定或驗收，并制定中試（產業(yè)化）方案。5、項目經費預算情況 項目投資與資金籌措 單位：萬元序號項 目金 額1投資總30固定資產投資12流動資金182資金籌措30自籌資金6其中：已完成投資4新增投資2申請科技三項經費24借（貸）款

16、0項目擬購設備清單序號設備名稱規(guī)格型號單位數量單 價（萬元）金額（萬元）1班產50 g，95%綠原酸提純裝置套16.06.02設備安裝及部分設備自加工費2.02.0申請科技三項經費使用預算表序號名 稱單位數量金額（萬元）使用時間1開發(fā)費12.02007年全年項目開發(fā)人員費1.72007年全年原材料動力費62007年全年檢測費0.82007年全年調研費1.22008年7月查新費0.32007年3月技術咨詢費0.52007年4月轉讓、合作費1.52設備費8申請三項經費資助設備:班產50g95%綠原酸裝置套182007年10月開始使用3試制費3.5人員費0.52008年1月原材料動力費1.52008

17、年1月檢測費1.52008年3月4鑒定驗收費0.52007年8月三項目實施支撐條件、項目實驗、檢測條件項目申請單位南昌市科學器材公司，充分利用人才優(yōu)勢和技術儲備優(yōu)勢，依托江西省科學院專業(yè)研究人員負責項目的組織申報，技術研究開發(fā)，提供全部實驗、項目申請單位人才資源情況項目申請單位南昌市科學器材公司成立于1985，隸屬于南昌市科技局，主要從事合作投資開發(fā)高新技術產品，實行產學研一條龍?，F有技術員工人，其中高級開發(fā)人員人，中級開發(fā)人員人。項目組成員近年來主要從事農副產品資源深加工和食品化學、高分子材料、有機合成、稀土冶金與分離及應用等領域產品研究開發(fā)。項目負責人之一李雄輝同志主持完成近十項省級重點項

18、目，與本項目相關面果有：“高梔子黃色提取精制新工藝”，“大孔樹脂對天然色素吸附效應研究”、“大豆多肽提取工藝的研究”、“大豆皂甙提取工藝的研究”等，有完成本項目的技術能力和技術儲備。四、項目預期經濟效益、預期市場需求我國擁有世界最豐富的天然藥物資源，而金銀花為我國名貴中藥材，已有2000多年的入藥歷史，神農本草經將其列為上品，本草綱目中記裁：“金銀花對一切腫毒，能敗毒托里，散氣活血，其功能獨勝”。面金銀花適應性廣，生命力強，喜溫暖濕潤、陽光充足的氣候，耐干旱瘠薄，在微酸性土壤中能很好地生長，我省有種植金銀花的傳統習慣。綠原酸是金銀花中抗菌消炎的主要成分，廣泛應用到像銀黃口服液、雙黃蓮口服液、脈

19、洛寧注射液、清開靈注射液、雙黃蓮注射液、復方大青葉注射液中。國內金銀花提取物（含綠原酸20-40%，價格160600元kg）生產企業(yè)眾多，產品市場也很好。但由于價格偏低，生產企業(yè)效益不夠理想。因此，綠原酸提純技術研究開發(fā)已成為熱點和難點。綠原酸隨著純度提高，市場價格迅速上升。例如：90%綠原酸市場報價為每克勤克100元，95%綠原酸市場報價每克410元，而99%綠原酸市場報價每克861元。隨著用藥安全越來越重視和綠原酸在不同領域應用不斷擴大，高純度綠原酸無法滿足市場需求。由于市場需求和高純度綠原酸高附值（高價格）的驅動，各綠原酸生產企業(yè)迫切需要解決高純度綠原酸提取分離技術。因此，無論從高純度綠

20、原酸產品市場，還是高純度綠原酸提取分離的技術市場，其市場前景均非常良好。國外，日本高純度綠原酸需求量大，高純度綠原酸提取分離技術較成熟，高純度綠原酸應用研究工作開展比較多，且有日本公司在美國注冊高純度綠原酸在降脂方面專利。為此，更進一步說明了高純度綠原酸應用前景好。、預期盈利水平金銀花是國務院確立的38種名貴中藥材之一，金銀花需求量逐年上升。金銀花栽培已成為我省進賢、臨川、樟樹等地方特色產業(yè)的主要中藥材品種，栽培面積已超過萬畝，金銀花每公斤收購價格為30元，種植區(qū)農發(fā)從種植金銀花中年收入增加達8002000元。因此，發(fā)展金銀花產業(yè)，是一項利國、利民的好產業(yè)。再者，為加速金銀花產業(yè)的發(fā)展，提高金

21、銀花產業(yè)的市場競爭力，金銀花系列產品開發(fā)迫切需要，尤其高附加值的金銀花提取物（綠原酸）的開發(fā)。本項目旨在為金銀花產業(yè)發(fā)展提供動力和技術支撐，開發(fā)出具有國際水準的高純度綠原酸（含量95%）。而從綠原酸目前市場價格來分析，綠原酸的純度對綠原酸產品價格有著極大的影響。90%以上綠原酸產品，純度每提高一個百分點，價格要翻一翻。因此，本項目的實施有著非常好的經濟效益。從下表格中所列的銷售收入可以進一步了解高純度綠原酸所帶來經濟效益。（以加工噸金銀花干蕾為例，金銀花中綠原酸含量計）品名提取率（）產量（kg）價格銷售收入（萬元）金銀花提取產品（30%綠原酸） 90 90400元/kg 3.690%綠原酸產品

22、 85 283100元/kg 28.395%綠原酸產品 80 253460元/kg 96.499%綠原酸產品 75 237861元/kg 204.1 本項目實施過程中，生產試驗產品1000g，綠原酸含量為95，實現產值41萬元，預期盈利10萬元。 3、預期產業(yè)化前景 我省從事金銀花提取物生產企業(yè)有江西蒼源有限藥業(yè)有限公司、江西天順生物有限公司、南昌匯仁集團等企業(yè)。目前，金銀花提取產物中綠原酸含量在20-40%之間，企業(yè)非常需要解決高純度綠原酸的提取分離工藝，以便進一步提高經濟效益和企業(yè)生存與競爭能力，同時也需要提高金銀花提取分離綠原酸產品附加值。 再者，高純度綠原酸產品應用范圍比金銀花提取物（

23、綠原酸含量比低）更加廣泛，日本公司已經應用減肥產品中，化妝品產品中，并在美國申請了專利，這為加快我國高純度綠原酸產品研究開發(fā)工作注入動力。所以，本項目不管是在推廣應用前景，還是產業(yè)化需求，都有十分重要意義。 、項目實施風險分析 本項目以中國傳統中藥材金銀花為原料，金銀花非常適應我省土壤和氣候條件。近幾年來，我省進賢、臨川、樟樹等地區(qū)有規(guī)模栽培，人工栽培萬多畝，利用金銀花提取高純度綠原酸，資源優(yōu)明顯。項目承擔單位與本項目有關的技術儲備多，且多個項目進行了產業(yè)化，如梔子黃色素提取與分離。項目負責人之一從事二十多年的天然產品提取與分離工作，項目組人才結構合理，相關儀器設備條件具備，項目完成風險小，技

24、術優(yōu)勢突出。再者，本項目使用技術均有堅實理論基礎，且經過近一年前期研究工作，形成較系統小試成果。項目創(chuàng)新點突出，制定實施方案科學合理，關鍵技術解決辦法切實可行。因此，我們認為，本項目前期工作扎實，項目組科技力量雄厚，且思路正確，方法得力，幫項目技術風險小。高純度綠原酸市場需量大，市場應用領域廣泛，前景非常好。因此，無論從原料供應，還是市場前景和技術支撐，本項目實施風險很小。五、項目預計社會效益、環(huán)境效益、 對社會發(fā)展的作用近幾年來，我省在“山下建優(yōu)質良倉，山上建綠色銀行”發(fā)展思路引導下，南昌市進賢縣、撫州市臨川區(qū)進行大面積栽培金銀花，并組建江西天順生物科技有限公司（進賢）、江西蒼源藥業(yè)有限公司（撫州）等企業(yè)，實現金銀花栽培、加工一體化的現代企業(yè)。在金銀花加工過程，企業(yè)迫切要求解決生產中技術難題綠原酸的純度問題。開發(fā)高附加值的金銀花天然原料藥產品，有利促進金銀花產業(yè)化的發(fā)展，加快農業(yè)結構調整，提升農村經濟綜合實力，增加農民收入。實現金銀花種植的規(guī)?；?、標準化