一种姜黄素的提取纯化方法
阅读说明：本技术 一种姜黄素的提取纯化方法 (Curcumin extraction and purification method ) 是由 陈伟健 黄精华 曾龙彬 朱万成 杨振辉 刘磊 杨宇 陈锦榕 郭宇鹏 于 2020-08-26 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种姜黄素的提取纯化方法,包括：取姜黄干粉,加入体积分数≥74％的乙醇水溶液进行三提三滤,套用提取；将一提滤液稀释至乙醇含量不超过50％后经过聚酰胺树脂层析柱进行上样吸附；用3倍柱体积的纯化水洗柱,去除水溶性杂质；用1倍柱体积的体积分数为50％～70％的乙醇水溶液洗柱,去除醇溶性杂质；用5倍柱体积的体积分数为60％～75％的乙醇水溶液洗柱,洗脱柱上的姜黄素,收集洗脱液；将收集的洗脱液浓缩至干,加入乙醇水溶液溶解得饱和溶液,0℃～常温下结晶析出,取晶体洗涤,干燥,制得姜黄素。本发明的提取纯化工艺简单,提取和纯化过程容易控制,易于工业化应用,可制得总姜黄素≥95％的姜黄提取物,经济效益佳。(The invention discloses a curcumin extraction and purification method, which comprises the following steps: taking dry turmeric powder, adding ethanol water with volume fraction of more than or equal to 74 percent for three-extraction and three-filtration, and mechanically extracting; diluting the first extract until the ethanol content is not more than 50%, and loading the first extract to a polyamide resin chromatographic column for adsorption; washing the column with 3 times of purified water to remove water-soluble impurities; washing the column with 1 time of ethanol aqueous solution with the volume fraction of 50-70% of the column volume to remove alcohol-soluble impurities; washing the column with 5 times of ethanol water solution with volume fraction of 60-75%, eluting curcumin on the column, and collecting the eluent; concentrating the collected eluent to dryness, adding ethanol water solution to dissolve the eluent to obtain saturated solution, crystallizing and separating out the saturated solution at 0-normal temperature, taking crystals to wash and drying the crystals to obtain the curcumin. The extraction and purification process is simple, the extraction and purification process is easy to control, the industrial application is easy, the turmeric extract with the total curcumin content of more than or equal to 95 percent can be prepared, and the economic benefit is good.)
技术领域
本发明属于植物活性成分的提取分离技术领域，具体涉及一种姜黄素的提取纯化方法。
背景技术
姜科姜黄属植物姜黄(拉丁学名：Curcum a longa L.)是一种常用的中药，姜黄素(Curcumin)是从姜黄中提取的有效成分，具有抗肿瘤、抗氧化、抗炎、降血脂等广泛的药理作用，而且毒性很低，小鼠的LD50＞2g/kg。
姜黄素的现有提取方法有碱水提取法和酶提取法等。然而，酶提取法对于提取温度及pH值的要求较高，不易控制，且工艺复杂。同时，碱水提取法的碱性调节下对姜黄素的破损较大。另外，姜黄素的现有分离纯化方法中，大多需使用甲醇、正己烷、石油醚或乙酸乙酯等毒副作用较高的有机溶剂，导致分离产物中的有机溶剂残留量高，影响姜黄素在食品和药品等领域中的应用。
发明内容
为解决上述现有技术中存在的不足之处，本发明的目的在于提供一种姜黄素的提取纯化方法。本发明的提取纯化过程只用到了乙醇这一种有机溶剂，且产物中的乙醇残留量低，无需使用毒副作用较高的有机溶剂，大大提高了姜黄素的使用安全性。
为达到其目的，本发明所采用的技术方案为：
一种姜黄素的提取纯化方法，其包括如下步骤：
(1)一提：取姜黄干粉，加入体积分数≥74％的乙醇水溶液进行提取，固液分离，得到一提滤液和一提滤渣；
(2)二提：取一提滤渣，加入体积分数≥74％的乙醇水溶液进行提取，固液分离，得到二提滤液和二提滤渣；
(3)三提：取二提滤渣，加入体积分数≥74％的乙醇水溶液进行提取，固液分离，得到三提滤液和三提滤渣；
(4)稀释：将一提滤液稀释至乙醇含量不超过50％；
(5)上样：将稀释后的一提滤液经过聚酰胺树脂层析柱进行吸附，负载量为不超过17.5mg/mL，上样流速为1～4倍柱体积/h；
(6)水洗除杂：用3倍柱体积的纯化水洗柱，去除水溶性杂质；
(7)醇洗除杂：用1倍柱体积的体积分数为50％～70％的乙醇水溶液洗柱，去除醇溶性杂质；
(8)解吸：用5倍柱体积的体积分数为60％～75％的乙醇水溶液洗柱，洗脱柱上的姜黄素，收集洗脱液；
(9)浓缩结晶：将收集的洗脱液浓缩至干，加入乙醇水溶液，水浴加热溶解制得饱和溶液，0℃～常温下结晶析出，取晶体，洗涤，干燥，制得姜黄素。
步骤(4)中，控制一提滤液的乙醇含量不超过50％，由此在上样时，可使滤液中的姜黄素较好地吸附在聚酰胺树脂层析柱上。当滤液中的乙醇含量超过50％时，会有大量的姜黄素随乙醇从聚酰胺树脂层析柱上流出，影响产物收率。
本发明经试验研究发现，步骤(6)～(8)中，用3倍柱体积的纯化水洗柱可较彻底地洗脱柱中吸附的水溶性杂质，用1倍柱体积的体积分数为50％～70％的乙醇水溶液洗柱可较彻底地洗脱柱中吸附的醇溶性杂质，而用5倍柱体积的体积分数为60％～75％的乙醇水溶液洗柱可较彻底地将吸附的姜黄素洗脱下来。由此，可获得纯度较高的姜黄素。
本发明的提取采用套用提取方式，即将所述步骤(2)的二提滤液作为下一批一提的提取溶剂，将所述步骤(3)的三提滤液作为下一批二提的提取溶剂。由此，在连续生产中可减少溶剂的使用量，降低姜黄素提取纯化的成本。
优选地，所述一提、二提和三提所用的乙醇水溶液的体积分数为74％～84％。该浓度下提取，姜黄素的提取率较高。
优选地，所述一提、二提和三提的提取温度为56～80℃，更优选为62～72℃；提取时间依次为1～3h、1～2h和1h，最优选为分别提取1h。采用上述工艺条件进行提取，姜黄素的提取率较高。
优选地，所述一提、二提和三提的料液比为1:4～1:12，最优选为1:6。该料液比下提取，姜黄素的提取率较高。
优选地，所述步骤(8)中，用5倍柱体积的体积分数为70±5％的乙醇水溶液洗柱。以该浓度的乙醇解吸时，姜黄素的纯度最高。
优选地，所述步骤(9)中，用体积分数为50％的乙醇水溶液溶解浓缩物，结晶温度为20℃，用体积分数为80％的乙醇水溶液洗涤晶体。该工艺条件下浓缩结晶，姜黄素的收率最高。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明对提取条件和纯化条件进行了优化，在各步操作条件的结合下，本发明实现了姜黄素的整个提取纯化过程只需使用乙醇一种有机溶剂，而无需使用甲醇、正己烷、石油醚或乙酸乙酯等毒副作用较高的有机溶剂，且制得的姜黄素中乙醇的残留量低，大大提高了姜黄素的使用安全性。本发明的提取纯化工艺简单，提取和纯化过程容易控制，易于工业化应用，可制得总姜黄素≥95％的姜黄提取物，经济效益可观。
附图说明
图1为提取溶剂乙醇浓度与姜黄素提取率的关系图；
图2为提取温度与姜黄素提取率的关系图；
图3为不同酸含量的水溶液与水洗固形物收率的关系图；
图4为解吸乙醇浓度与洗脱液中姜黄素纯度的关系图；
图5为结晶乙醇浓度与姜黄素结晶含量及收率的关系图；
图6为洗涤乙醇浓度与产物的姜黄素含量的关系图；
图7为传递率与负载量的关系图。
具体实施方式
下面将结合实施例和附图对本发明的技术方案作进一步描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例中使用的原料均可通过商业途径获得，所使用的方法如无特别指明，均为本领域的常规方法。
实施例1
一种姜黄素的提取纯化方法，其包括如下步骤：
(1)原料处理：取干姜黄，粉碎过40目筛，得到姜黄干粉；
(2)一提：取姜黄干粉，按1:6(g/mL)的料液比加入体积分数为78％的乙醇水溶液，70℃下搅拌(转速300r/min)提取1h，用400目滤布抽滤，得到一提滤液和一提滤渣；
(3)二提：取一提滤渣，按1:6(g/mL)的料液比加入体积分数为78％的乙醇水溶液，70℃下搅拌(转速300r/min)提取1h，用400目滤布抽滤，得到二提滤液和二提滤渣，二提滤液用作下一批一提的提取溶剂；
(4)三提：取二提滤渣，按1:6(g/mL)的料液比加入体积分数为78％的乙醇水溶液，70℃下搅拌(转速300r/min)提取1h，用400目滤布抽滤，得到三提滤液和三提滤渣，三提滤液用作下一批二提的提取溶剂，三提滤渣弃掉；
(5)稀释：将一提滤液稀释至乙醇含量为50％；
(6)上样：将稀释后的一提滤液经过柱体积为200mL/根的聚酰胺树脂层析柱，负载量16mg/mL，使姜黄素吸附于聚酰胺树脂上，上样流速为500mL/h；
(7)水洗除杂：用3倍柱体积(即600mL)的纯化水洗柱，去除水溶性杂质，流速为10mL/min；
(8)醇洗除杂：用1倍柱体积(即200mL)的体积分数为70％的乙醇水溶液洗柱，流速为10mL/min，去除醇溶性杂质；
(9)解吸：用5倍柱体积(即1000mL)的体积分数为70％的乙醇水溶液洗柱，流速为10mL/min，洗脱柱上的姜黄素，收集洗脱液；
(10)浓缩结晶：将收集的洗脱液真空减压浓缩至干，加入体积分数为50％的乙醇水溶液，80℃水浴加热溶解制得饱和溶液，取出，降温至20℃放置48h，使姜黄素过饱和而逐渐析出，结晶完成后，用中速滤纸抽滤(滤纸称重)，得到晶体，用体积分数为80％的乙醇水溶液超声洗涤30min，以溶解晶体中的其余杂质，用中速滤纸抽滤(滤纸称重)，取滤渣，60℃真空干燥1h，取出称重。称样检测姜黄素含量，实验数据及分析结果如下表1～3：
表1柱分离数据表
表2结晶数据表
表3醇洗数据表
从上述检测数据可看出，本发明实施例1的提取纯化方法制得的姜黄素粉末含量为93.21％，校准后含量可达到96.56％，达到95％以上。
本发明人进行了连续小试3批验证，证实了以本发明提供的方法可生产出总姜黄素≥95％的姜黄提取物。
工艺研究：
一、乙醇浓度对提取效果的影响
(1)实验目的：使用不同浓度的乙醇提取姜黄素。
(2)实验方案
粉碎筛分：取干姜黄，粉碎过40目筛，得到姜黄干粉。
一提：分别称取三份姜黄干粉400g，分别加入体积分数为50％、60％、70％、80％的乙醇水溶液3.2L，70℃水浴加热搅拌(转速300r/min)冷凝回流提取3h，然后用400目滤布抽滤，称量滤液的体积和重量，称滤渣的重量，测滤液的姜黄素含量。
二提：取一提滤渣，分别加入体积分数为50％、60％、70％、80％的乙醇水溶液3.2L，70℃水浴加热搅拌(转速300r/min)冷凝回流提取2h，然后用400目滤布抽滤，称量滤液的体积和重量，称滤渣的重量，测滤液的姜黄素含量。
三提：取二提滤渣，分别加入体积分数为50％、60％、70％、80％的乙醇水溶液3.2L，70℃水浴加热搅拌(转速300r/min)冷凝回流提取1h，然后用400目滤布抽滤，称量滤液的体积和重量，称滤渣的重量，测滤液的姜黄素含量。
计算并汇总三次提取的姜黄素提取率，得到姜黄素总提取率。
(3)实验数据及分析：结果见表4和图1。
表4
乙醇浓度，％(体积分数)
姜黄素总提取率，％
50
86.08
60
91.36
70
96.83
80
107.26
根据图1，当姜黄素总提取率y＝97％时，乙醇浓度x＝74％，因此，要提取率达到97％以上，提取溶剂乙醇的浓度要≥74％，控制偏差为±5％，则提取溶剂乙醇的浓度为74％～84％。
二、温度对提取效果的影响
(1)实验目的：用不同温度提取姜黄素，姜黄素提取率达到97％为合格标准，提取率大于97％则提取率越高越好；温度越低能耗越低，温度越低越好；选出最佳提取温度。
(2)实验方案
粉碎筛分：取干姜黄，粉碎过40目筛，得到姜黄干粉。
一提：分别称取三份姜黄干粉400g，置于5L圆底玻璃反应釜中，按料液比1:8(g/mL)加入体积分数为80％的乙醇水溶液，分别于常温、水浴40℃、水浴60℃、水浴80℃下搅拌(转速300r/min)冷凝回流提取3h，然后用400目滤布抽滤，称量滤液的体积和重量，称滤渣的重量，测滤液的姜黄素含量。
二提：取一提滤渣，置于5L圆底玻璃反应釜中，按料液比1:8(g/mL)加入体积分数为80％的乙醇水溶液，分别于常温、水浴40℃、水浴60℃、水浴80℃下搅拌(转速300r/min)冷凝回流提取3h，然后用400目滤布抽滤，称量滤液的体积和重量，称滤渣的重量，测滤液的姜黄素含量。
三提：取二提滤渣，置于5L圆底玻璃反应釜中，按料液比1:8(g/mL)加入体积分数为80％的乙醇水溶液，分别于常温、水浴40℃、水浴60℃、水浴80℃下搅拌(转速300r/min)冷凝回流提取3h，然后用400目滤布抽滤，称量滤液的体积和重量，称滤渣的重量，测滤液的姜黄素含量。
计算并汇总三次提取的姜黄素提取率，得到姜黄素总提取率。
(3)实验数据及分析：结果见表5和图2。
表5
根据图2，当温度x＝78℃时，姜黄素总提取率y值最大。姜黄素总提取率y≥97％，温度x值≥56℃。温度越高，能耗越大，y取最大值时，x值为78。
x＝(56+78)/2＝67，因此，提取温度优选62～72℃。
三、料液比对提取效果的影响
(1)实验目的：用不同料液比提取姜黄素，姜黄素提取率达到97％为合格标准，提取率大于97％则提取率越高越好，一提提取率越高越好；料液比越小成本则越低；选出最佳提取料液比。
(2)实验方案
粉碎筛分：取干姜黄，粉碎过40目筛，得到姜黄干粉。
一提：分别称取五份姜黄干粉100g，分别按料液比(g/mL)为1:4；1:6；1:8；1:10；1:12加入体积分数为80％的乙醇水溶液，70℃水浴加热搅拌(转速300r/min)冷凝回流提取3h，然后用400目滤布抽滤，称量滤液的体积和重量，称滤渣的重量，测滤液的姜黄素含量。
二提：取一提滤渣，分别按料液比(g/mL)为1:4；1:6；1:8；1:10；1:12加入体积分数为80％的乙醇水溶液，70℃水浴加热搅拌(转速300r/min)冷凝回流提取2h，然后用400目滤布抽滤，称量滤液的体积和重量，称滤渣的重量，测滤液的姜黄素含量。
三提：取二提滤渣，分别按料液比(g/mL)为1:4；1:6；1:8；1:10；1:12加入体积分数为80％的乙醇水溶液，70℃水浴加热搅拌(转速300r/min)冷凝回流提取1h，然后用400目滤布抽滤，称量滤液的体积和重量，称滤渣的重量，测滤液的姜黄素含量。
计算并汇总三次提取的姜黄素提取率，得到姜黄素总提取率。
(3)实验数据及分析：结果见表6和表7。
表6
料液比，g/mL
姜黄素总提取率，％
1：4
96.01
1：6
100.06
1：8
102.69
1：10
98.83
1：12
103.97
表7
最小料液比1：4为1，则体积得分为
提取率97％为合格线，提取率小于97％，则为0；大于97％，则提取率得分为：
总分＝体积得分+提取率得分
根据上表，料液比为1:6的实验组的最终得分总分最高，因此，最佳料液比是1:6。
四、提取时间对提取效果的影响
(1)试验目的：用不同时间提取姜黄素，姜黄素提取率达到97％为合格标准，提取率大于97％则提取率越高越好，提取时间越短越好；选出最佳提取时间。
(2)实验方案
粉碎筛分：取干姜黄，粉碎过40目筛，得到姜黄干粉。
一提：分别称取四份姜黄干粉100g，分别加入体积分数为80％的乙醇水溶液600mL；70℃水浴加热搅拌(转速300r/min)提取，然后用400目滤布抽滤，称量滤液的体积和重量，称滤渣的重量，测滤液的姜黄素含量。
二提：取一提滤渣，分别加入体积分数为80％的乙醇水溶液600mL；70℃水浴加热搅拌(转速300r/min)提取，然后用400目滤布抽滤，称量滤液的体积和重量，称滤渣的重量，测滤液的姜黄素含量。
三提：取二提滤渣，分别加入体积分数为80％的乙醇水溶液600mL；70℃水浴加热搅拌(转速300r/min)提取，然后用400目滤布抽滤，称量滤液的体积和重量，称滤渣的重量，测滤液的姜黄素含量。
各实验组的提取时间如下表：
计算并汇总各实验组三次提取的姜黄素提取率，得到姜黄素总提取率。
(3)实验数据及分析：结果见表8。
表8
提取时间，h
姜黄素总提取率，％
3/2/1
100.06
2/2/1
99.32
2/1/1
98.01
1/1/1
100.63
3/1/1
94.38
结果分析：理论上提取时间越长，提取率越高，但实验方案④提取时间为1/1/1的姜黄素提取率最高，原因不明。因此，本发明方法中，一提、二提和三提的最佳提取时间分别为1h。
五、水溶液的酸度对水洗除杂效果的影响
(1)实验目的：测试水溶液的酸含量对杂质洗脱效果的影响，洗脱杂质越多越好。
(2)实验方案
备料：以实施例1的条件进行姜黄素提取，得到一提滤液，将200g聚酰胺固定相和2400mL一提滤液混合吸附后形成浓缩粉，刮取粉末。
上样：装四根柱，柱体积＝150mL，正常装柱洗柱，水洗合格。称取50g上述制得的浓缩粉末，加入柱头，填充。
洗脱1：用6倍柱体积(即1200mL)的水溶液洗柱，各实验组所用的水溶液中的醋酸含量(体积分数)分别为0(即纯化水)，1.5％，3.0％，4.5％。分倍收集洗脱液，量取体积，取样测姜黄素及固形物含量；流速为600mL/h(10mL/min)。
洗脱2：用6倍柱体积(即1200mL)的体积分数为70％乙醇水溶液洗柱，分0.5倍收集洗脱液，量取体积、称重。取样测定姜黄素及固形物含量。
(3)实验数据及分析：结果见表9和图3。
表9
醋酸含量，％
水洗固形物收率，％
0
42.45
1.5
39.26
3.0
35.38
4.5
39.62
由图表可知，随着醋酸浓度的升高，固形物的收率先降低再升高，而且醋酸会有残留。不加酸的情况下(即使用纯化水)，水洗固形物收率最高。因此，本发明方法中，水洗除杂不加酸的效果最优。
六、解吸的乙醇浓度对洗脱效果的影响
(1)实验目的：测试解吸的醇洗浓度对姜黄素洗脱效果的影响，洗脱分离度越高越好。
(2)实验方案
备料：以实施例1的条件进行姜黄素提取，得到一提滤液，将200g聚酰胺固定相和3000mL一提滤液混合吸附后形成浓缩粉，刮取粉末。
上样：装四根柱，柱体积＝150mL，正常装柱洗柱，水洗合格。称取50g上述制得的浓缩粉末，加入柱头，填充。
洗脱1：用6倍柱体积(即1200mL)的纯化水洗柱，分倍收集洗脱液，量取体积，取样测姜黄素及固形物含量；流速为600mL/h(10mL/min)。
洗脱2：用9倍柱体积(即1350mL)的乙醇水溶液洗柱，各实验组所用的乙醇水溶液的体积分数分别为60％，70％，80％，95％，分单倍收集洗脱液，量取体积、称重。取样测姜黄素及固形物含量。
(3)实验数据及分析：结果见表10和图4。
表10
由图表可知，随着乙醇浓度的升高，姜黄素的纯度先升高后下降，在乙醇浓度为70±5％左右为最高点，因此，优选的乙醇浓度为70±5％。
七、乙醇浓度对结晶效果的影响
(1)实验目的：考察用不同乙醇浓度对浓缩后的洗脱液进行溶解及沉淀结晶时，对姜黄素结晶的纯度及收率的影响。姜黄素的纯度≥95％为最优，＜95％则收率越高越好。
(2)实验方案
浓缩结晶：按实施例1的方法提取纯化姜黄素，将收集的后五倍洗脱液进行取样检测姜黄素的浓度，取三个1L溶液于2L蒸馏瓶，水浴60℃，真空减压浓缩成浸膏，分别滴加体积分数为50％，70％，95％的乙醇水溶液各5mL，80℃水浴加热溶解制得饱和溶液，将饱和溶液转移至烧杯，室温放置48h，用中速滤纸(滤纸称重)抽滤至干。
干燥：将滤渣放入真空干燥箱中60℃干燥1h，取出称重。称样检测姜黄素的含量。
(3)实验数据及分析：结果见表11和图5。
表11
由图表可知，随着乙醇含量的升高，姜黄素的含量越来越高，但收率越来越低，而实际生产中要保持高收率，因此最优为50％乙醇结晶。
八、温度对结晶效果的影响
(1)实验目的：结晶温度的对产物中姜黄素含量的影响，姜黄素含量越高越好。
(2)实验方案
浓缩结晶：按实施例1的方法提取纯化姜黄素，将收集的后五倍洗脱液进行取样检测姜黄素的浓度，取三个1L溶液于2L蒸馏瓶，水浴60℃，真空减压浓缩至干，分别滴加80℃的体积分数为50％热乙醇水溶液5mL溶解，分别于-20，0，20℃放置48h，用中速滤纸(滤纸称重)抽滤至干。
干燥：将滤渣放入真空干燥箱中60℃干燥1h，取出称重。称样检测姜黄素含量。
(3)实验数据及分析：结果见表12。
表12
由表格数据可知，温度越高粉末姜黄素含量越高，最优温度为20℃。
九、洗涤的醇浓度对姜黄素含量的影响
(1)实验目的：洗涤的乙醇浓度对姜黄素含量的影响，姜黄素含量越高越好。
(2)实验方案
浓缩结晶：按实施例1的方法提取纯化姜黄素，分别称取结晶粉末各1.00g置于三个烧杯中，分别加入5mL体积分数为40％，60％，80％的乙醇水溶液，超声洗涤30min，然后用中速滤纸(滤纸称重)抽滤至干。
干燥：将滤渣放入真空干燥箱中60℃干燥1h，取出称重。称样检测姜黄素含量。
(3)实验数据及分析：见表13和图6。
表13
洗涤乙醇浓度，％
粉末的姜黄素含量，％
40
70.16
60
83.47
80
92.74
由图表可知，随着乙醇浓度的增加，姜黄素含量越来越高。因此，用80％乙醇洗涤的效果最优。
十、负载量对传递率的影响
(1)实验目的：通过控制不同的上样量，通过传递率，来确定最佳上样量，传递率低于0.5％。
(2)实验方案
备料：按实施例1的方法提取纯化姜黄素，得到一提滤液，加入纯化水稀释至乙醇浓度低于50％，得到上样备料液。
上样：上样柱200mL/根×4根，各柱上样体积分别为9mg/mL、15mg/mL、21mg/mL、27mg/mL，流速500mL/h(8.46cm/min)，上样流出液收集，量取体积，取样测姜黄素及固含量。
(3)实验数据及分析：结果见表14和图7。
表14
负载量mg/mL
传递率％
9.00
0.04
15.00
0.08
21.00
1.43
27.00
6.04
由图表可知，传递率要低于0.5％，则最大负载量约为17.5mg/mL。因此，本发明的最佳负载量为17.5mg/mL。
最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。