全 文 ：中国农学通报 2015,31(36):269-275
Chinese Agricultural Science Bulletin
大孔吸附树脂分离纯化多穗石柯根皮苷
秦 昱 1，丰金玉 1，段继春 2，龚志华 1,3，肖文军 1,3
（1湖南农业大学国家植物功能成分利用工程技术研究中心，长沙 410128；
2长沙德康生物科技有限公司，长沙 410100；
3湖南省植物功能成分利用协同创新中心，长沙 410128）
摘 要：为优化筛选最优树脂分离纯化根皮苷的工艺技术参数，以多穗石柯根皮苷提取液为原料，比较
研究D101、X-5、ADS-7、S-8、AB-8、NKA-9、HPD-100及HPD-400 8种大孔吸附树脂对多穗石柯根皮苷
的静态吸附与解吸效果。结果表明：S-8树脂对根皮苷有较好的吸附与解吸效果，静态吸附量与解吸量
分别达到 14.70 mg/g和 8.395 mg/g。当主要考虑根皮苷得率时，最优工艺条件为根皮苷上样浓度
0.9 mg/mL、上样流速3 BV/h、上样体积7 BV，洗脱剂乙醇体积分数60%、洗脱流速为4 BV/h、洗脱体积
为3 BV，其根皮苷得率为89.89%，纯度为10.50%，根皮苷分离富集倍数为2.76倍；当主要考虑根皮苷纯
度时，最优工艺参数为根皮苷上样浓度0.9 mg/mL、上样流速3 BV/h、上样体积7 BV，洗脱剂乙醇体积分
数70%、洗脱流速为3 BV/h、洗脱体积为3.5 BV，其根皮苷纯度为13.51%，得率为83.26%，根皮苷分离富
集倍数为3.56倍。
关键词：多穗石柯；根皮苷；大孔吸附树脂；分离纯化
中图分类号：TS201 文献标志码：A 论文编号：casb15080143
Separation and Purification of Phlorizin from Lithocarpus polystachyus Rehd. by Macroporous Resin
Qin Yu1, Feng Jinyu1, Duan Jichun2, Gong Zhihua1,3, Xiao Wenjun1,3
(1National Research Center of Engineering Technology for Utilization of Botanical Ingredients, Hunan Agricultural University,
Changsha 410128; 2Dekang Biotechnology Limited Company, Changsha 410100;
3Collaborative Innovation Center for Utilization of Botanical Functional Ingredients, Changsha 410128)
Abstract: To optimize the technical parameters for separating phlorizin from Lithocarpus polystachyus Rehd.,
phlorizin extracting solution of Lithocarpus polystachyus Rehd. was used as material, static adsorption and
desorption capacities of eight types of macroporous resin including D101, X-5, ADS-7, S-8, AB-8, NKA-9,
HPD-100 and HPD-400 to phlorizin were analyzed. The results showed that S-8 had greater adsorption and
desorption capacities to phlorizin, which was 14.70 mg/g and 8.395 mg/g, respectively. When considering the
maximum phlorizin yield, the optimal concentration, flow rate and volume of phlorizin solution was determined
to be 0.9 mg/mL, 3 BV/h and 7 BV, respectively; the optimal concentration, flow rate and volume of the eluent
was determined to be 60%, 4 BV/h and 3 BV, respectively, and the yield was 89.89%, which was 1.76 times
more than the original solution, while the purity rate was 10.50%. Whereas when considering the maximum
phlorizin purity, the optimal concentration, flow rate and volume of phlorizin solution was determined to be
0.9 mg/mL, 3 BV/h, 7 BV, respectively; the optimal concentration, flow rate, and volume of the eluent was
基金项目：长沙市科技重点项目“多穗石柯根皮苷高纯品生产技术研究与开发”(K1401050-21)；湖南省科技项目“多穗石柯植物中根皮苷高效提制技
术合作研究”(2013WK3002)。
第一作者简介：秦昱，女，1991年出生，湖南长沙人，硕士，研究方向为茶及植物功能成分化学。通信地址：410128湖南省长沙市湖南农业大学园艺园
林学院，Tel：0731-84673760，E-mail：qinyu199175@163.com。
通讯作者：肖文军，男，1969年出生，湖南城步人，教授，博士，研究方向为植物功能成分利用。通信地址：410128湖南省长沙市湖南农业大学园艺园
林学院，Tel：0731-84673760，E-mail：xiaowenjun88@sina.com。
收稿日期：2015-08-28，修回日期：2015-11-12。
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determined to be 70%, 3 BV/h and 3.5 BV, respectively, and the purity rate was 13.51%, which was 2.56 times
more than the original solution, while the yield was 83.26%.
Key words: Lithocarpus polystachyus Rehd.; phlorizin; macroporous resin; separation and purification
0 引言
根皮苷(Phlorizin)是根皮素(Phloretin)的2-β-D-葡
萄糖苷，属黄酮类中二氢查尔酮苷[1]。根皮苷可调节
血糖、血压，保护心脏 [2-3]，具有抗过敏 [4]、抗炎 [5]、抗氧
化[6]、抗肿瘤[7]等生物活性，多应用于医学、美容、食品、
保健品等领域 [8]。壳斗科植物多穗石柯（Lithocarpus
polystachyus Rehd.，又名甜茶）是一种富含根皮苷的植
物资源，黄酮类化合物含量高达22.2%，其中根皮苷含
量占黄酮总量的12.6%，数倍于苹果皮中含量[9-10]，而中
国长江以南各省区有丰富的多穗石柯资源[11]，因此开
发利用多穗石柯根皮苷具有重要的理论和实践意义。
目前分离纯化根皮苷的方法主要有溶剂萃取法[12]、大
孔吸附树脂分离[13]、离子交换树脂分离[14]、聚酰胺层析
柱分离 [15]、高速逆流色谱法及离心分配色谱法等 [16]。
萃取法所用有机溶剂欠安全，离子交换色谱和聚酰胺
色谱分离回收率不高、工艺技术难以放大，高速逆流色
谱法及离心分配色谱法存在仪器设备昂贵、单次样品
制备量少等问题 [17]。从产品的生产效率和安全性考
虑，大孔吸附树脂分离纯化技术仍然是工业化生产的
主要发展方向。本研究选择了8种不同类型的大孔吸
附树脂，旨在通过分析树脂的静态吸附与解吸性能，筛
选分离多穗石柯根皮苷的最优树脂，并结合单因素试
验、正交试验和验证性试验对其工艺参数进行优化，以
期为多穗石柯根皮苷的工业化生产提供指导。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
多穗石柯原料由长沙德康生物科技有限公司提
供；大孔吸附树脂D101、X-5、ADS-7、S-8、AB-8、NKA-
9、HPD-100及HPD-400均购买于陕西蓝深特种树脂
有限公司；根皮苷标准品（纯度≥98%，批号：MUST-
13032102，成都曼斯特生物科技有限公司）；盐酸、氢氧
化钠、无水乙醇均为国产分析纯。
1.2 主要仪器与设备
LC-10AT VP高效液相色谱仪，日本岛津公司；
AUW220D精密电子天平，日本岛津公司；HH数显恒
温水浴锅，江苏省金坛市金城国胜实验仪器厂；循环水
多用真空泵，郑州长城科工贸有限公司；SK3300LH超
声波清洗器，上海科导超声仪器有限公司；pHS22C型
pH计，上海雷磁仪器厂；DH2-DA全温大容量震荡摇
床，太仓市华美生化仪器厂；玻璃层析柱 (12 mm×
300 mm)，北京兴运玻璃仪器制造厂。
1.3 试验方法
1.3.1 根皮苷提取液制备 称取一定量多穗石柯原料
粉，采用80%乙醇以1:30料液比超声辅助浸提35 min，
将抽滤后的提取液减压浓缩至基本无醇味，加蒸馏水
稀释，备用。
1.3.2 根皮苷检测分析 色谱条件 [18]：色谱柱为
WelchromTM C18柱(5 μm, 4.6 mm×250 mm)；流动相为
乙腈:水:磷酸=22:88:0.1；流速为1.0 mL/min；检测波长
为285 nm；检测温度为30℃，进样量为10 μL。
标准曲线绘制：配置一定浓度的根皮苷标准品溶液作
为母液，将上述母液稀释成浓度梯度为 0.05、0.10、
0.15、0.20、0.25、0.30 mg/mL，按上述色谱检测条件每
个进样10 μL，以根皮苷质量浓度为横坐标，以峰面积
为纵坐标，绘制标准曲线，得到标准曲线方程为 Y=
16467872X+13571.7333(R2=0.9997)。
1.3.3 分离纯化多穗石柯根皮苷最优树脂筛选及静态
吸附与解吸工艺研究
（1）树脂预处理。参照文献 [19]对 D101、X- 5、
ADS-7、S-8、AB-8、NKA-9、HPD-100及HPD-400 8种
大孔吸附树脂进行预处理。
（2）不同树脂对多穗石柯根皮苷静态吸附与解吸
效果比较。称取经预处理的D101、X-5、ADS-7、S-8、
AB-8、NKA-9、HPD-100及HPD-400树脂各1.0 g，每种
树脂称 3份，将各树脂分别置于 100 mL锥形瓶中，取
50 mL 根皮苷提取液至各锥形瓶中，具塞置于
110 r/min、25℃恒温摇床下振荡吸附 24 h，取出后抽
滤，液相色谱测定滤液中剩余根皮苷含量。将抽滤过
的树脂用蒸馏水冲洗、滤干后，置于新的锥形瓶中，每
种树脂分别加入梯度为 40%、80%、95%乙醇，具塞置
于110 r/min、25℃恒温摇床中振荡解吸24 h，过滤后测
定滤液中根皮苷含量，计算其吸附量和解吸量，筛选综
合效果最优的树脂，计算公式(1)~(4)。
M1 =
C0V0 - C1V1
m
× 100% ……………………… (1)
M2 =
C2V2
m
× 100% …………………………… (2)
R1 =
M1
C0V0
……………………………………… (3)
R2 =
M2
M1
……………………………………… (4)
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秦 昱等：大孔吸附树脂分离纯化多穗石柯根皮苷
式中：M1、M2、R1、R2分别为吸附量、解吸量、吸附率和
解吸率；C0、C1、C2分别为上样液中根皮苷浓度、流出液中
根皮苷浓度、洗脱液中根皮苷浓度；V0、V1、V2分别为上样
液体积、流出液体积、洗脱液体积；m为树脂质量。
（3）pH对最优树脂吸附多穗石柯根皮苷的影响。
调节上样液至 pH 3、5、7、9、11共 5个梯度，按 1.3.3中
方法（2）进行树脂静态吸附，液相检测吸附后剩余液中
根皮苷含量，计算其吸附率，筛选最优pH。
1.3.4 最优树脂分离纯化多穗石柯根皮苷的技术参数
优化
（1）最优树脂分离纯化多穗石柯根皮苷的单因素
试验。分别对根皮苷上样质量浓度、上样流速、上样体
积、洗脱剂乙醇体积分数、洗脱流速以及洗脱体积等进
行单因素试验[20]，分析各因素对最优树脂分离纯化多
穗石柯根皮苷的影响，确定因素最佳水平，水平设计如
表1所示。
（2）最优树脂分离纯化多穗石柯根皮苷的正交试
验。通过对单因素试验结果进行分析，以多穗石柯根皮
苷得率和纯度为考察指标，设计正交试验，筛选最优工
艺组合，试验数据采用正交设计助手Ⅱ进行处理分析。
（3）最优工艺技术组合分离纯化多穗石柯根皮苷
的验证试验。将正交试验中最优组合进行3次平行试
验，验证得率与纯度的准确性与稳定性。
2 结果与分析
2.1 分离纯化多穗石柯根皮苷最优树脂筛选
2.1.1 不同树脂对多穗石柯根皮苷静态吸附与解吸效
果比较 由表 2可知，ADS-7树脂的吸附量最大，其次
是S-8树脂；不同乙醇浓度下解吸量不同，即随着乙醇
浓度增加，根皮苷解吸量上升，但80%乙醇和95%乙醇
对根皮苷解吸量变化不明显。从表中可以看出，用
95%乙醇解吸S-8树脂中根皮苷效果最佳，解析量达到
8.395 mg/g。S-8为中极性树脂，适合分离黄酮类、糖
苷类等物质。根皮苷苷元部分含有多个酚羟基，其
C6-O-糖基与邻位羰基的立体障碍使分子平面性较
差[21]，分子间排列松散，有利于水分子进入，而经过羟
基糖苷化后，其水溶性进一步增大，易溶于水、甲醇、乙
醇等极性溶剂，难溶于非极性溶剂[22]，说明S-8树脂适
用于根皮苷的分离纯化，综合静态吸附量与解析量的
比较，选择S-8树脂为最优树脂。
2.1.2 pH对S-8大孔树脂吸附多穗石柯根皮苷的影响
如图1所示，根皮苷提取液pH 3~7时，S-8树脂对根皮
苷的吸附量差别不大，当pH 7~11时，树脂对根皮苷吸
附量才逐渐减小。考虑到未调节 pH之前根皮苷提取
液为pH 3.30~3.60，为减少因pH调节引起提取液中根
皮苷含量及其他物质的变化，综合上述因素，本试验中
不调节根皮苷提取液pH。
2.2 S-8大孔吸附树脂动态分离纯化多穗石柯根皮苷
的工艺技术优化
2.2.1 S-8大孔吸附树脂动态分离纯化多穗石柯根皮
苷的单因素试验 由图 2可知，根皮苷上样浓度在
0.45~1.35 mg/mL范围内时，S-8树脂对根皮苷吸附率
差异不显著，当上样浓度大于 1.35 mg/mL时，吸附率
因素
上样质量浓度/(mg/mL)
上样流速/(BV/h)
上样体积/BV
乙醇体积分数/%
洗脱流速/(BV/h)
洗脱体积/BV
水平
1
0.45
2.0
5.0
30
2.0
2.0
2
0.90
3.0
6.0
50
3.0
3.0
3
1.35
4.0
7.0
70
4.0
4.0
4
1.80
5.0
8.0
90
5.0
5.0
树脂
D101
X-5
ADS-7
S-8
AB-8
NKA-9
HPD-100
HPD-400
吸附量
7.272
10.632
14.712
14.700
10.332
3.852
8.328
12.432
不同乙醇浓度下的解吸量
40%乙醇
3.222
5.184
5.085
5.247
2.844
2.538
3.285
4.536
80%乙醇
5.652
7.608
7.596
7.836
6.360
3.612
5.136
7.032
95%乙醇
5.702
7.986
7.748
8.395
7.299
2.759
5.174
7.579
表1 分离纯化多穗石柯根皮苷单因素试验的因素水平表
表2 8种大孔吸附树脂静态吸附量与解吸量比较 mg/g
·· 271
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显著降低，所以选择1.35 mg/mL作为根皮苷最佳上样
浓度。图3显示，上样流速与吸附率成反比，上样流速
越大，吸附率越低；流速过快使料液中目标物质吸附不
充分，直接流出层析柱，流速过低时工作效率降低，因
此选 4 BV/h上样流速为最佳条件。由图 4可以看出，
上样体积越大，吸附率越低；当上样体积达到 7 BV以
上时，树脂中根皮苷泄露加快，故选择 7 BV为最佳上
样体积。图5表明，乙醇洗脱体积分数在30%~70%范
围内，S-8树脂对根皮苷的解吸效果呈显著上升趋势，
当乙醇体积分数达到70%后，解吸率变化不大，因此选
择 70%乙醇洗脱为宜。图 6表明，洗脱剂流速在 2~
图1 不同pH对S-8大孔吸附树脂吸附多穗石柯根皮苷的影响
图2 上样浓质量度对S-8树脂吸附多穗石柯根皮苷的影响
图3 上样流速对S-8树脂吸附多穗石柯根皮苷的影响
图4 上样体积对S-8树脂吸附多穗石柯根皮苷的影响
图5 乙醇洗脱体积分数对S-8树脂解吸多穗石柯根皮苷的影响
图6 洗脱流速对S-8树脂解吸多穗石柯根皮苷的影响
·· 272
秦 昱等：大孔吸附树脂分离纯化多穗石柯根皮苷
4 BV/h之间时，解吸率变化不大，当洗脱流速超过
4 BV/h后，解吸率明显降低，为提高树脂洗脱效率，选
择4 BV/h为最佳洗脱流速。图7表明，洗脱剂乙醇用量
越多，解吸率越高，但当洗脱体积达到3 BV后，解吸率增
长缓慢，为节约成本，乙醇洗脱体积选3 BV较为适合。
2.2.2 S-8大孔吸附树脂动态分离纯化多穗石柯根皮
苷的正交试验 根据单因素试验结果，优选了上样质量
浓度、上样流速、洗脱剂乙醇体积分数、洗脱流速、洗脱
体积5个单因素设计L18(35)正交试验，筛选最优工艺技
术组合。因素水平设计见表 3，正交试验设计及结果
见表 4，根皮苷正交试验得率与纯度方差分析结果见
表5。
由表4和表5结果可知，以得率为考察指标时，影
响根皮苷分离纯化的各因素顺序大小为：B>C>A>D>
E，最佳分离纯化工艺组合为：A1B1C1D2E2，即上样质量
浓度 0.90 mg/mL、上样流速 3 BV/h、乙醇体积分数
60%、洗脱流速4 BV/h、洗脱体积3 BV；以纯度为考察
指标时，影响根皮苷分离纯化的各因素顺序大小为：
D>E>C>A>B，最佳分离纯化工艺组合为：A1B1C2D1E3，
即上样质量浓度 0.90 mg/mL、上样流速 3 BV/h、乙醇
体积分数 70%、洗脱流速 3 BV/h、洗脱体积 3.5 BV。
同时，各因素对S-8树脂动态分离纯化根皮苷的得率
与纯度影响均不显著。
2.2.3 S-8大孔吸附树脂动态分离纯化多穗石柯根皮
苷最优组合的验证性试验 分别对正交试验中最佳工
艺技术组合进行3次验证性试验，结果如表6所示。最
佳得率工艺组合下相对标准偏差(RSD)分别为1.86%、
2.33%，根皮苷分离富集倍数为2.76倍；最佳纯度工艺
组合下RSD分别为 2.19%、0.93%，根皮苷分离富集倍
数达到3.56倍，说明分离纯化多穗石柯根皮苷最佳工
艺技术组合下的得率和纯度具有较好的准确性和重
现性。
3 结论与讨论
大孔树脂是近年被广泛用于天然产物分离纯化的
一类有机高分子聚合物吸附剂，其吸附原理与表面吸
附、表面电性或形成氢键等有关[23]。大孔吸附树脂化
学性质稳定，具有工艺绿色环保、步骤省时简单、树脂
易于再生、可反复使用等优点。本研究对 8种大孔吸
附树脂进行试验，筛选得出S-8树脂为分离纯化根皮
苷的最优树脂，并通过对S-8大孔树脂动态分离纯化
各项因素进行研究，结果表明其对多穗石柯根皮苷具
有良好的吸附与解吸性能；以根皮苷得率为考察指标
时，最大得率可达到89.89%，高于Sun等[24]采用X-5联
用聚酰胺树脂分离苹果幼果中根皮苷（根皮苷得率为
0.104%，回收率为64.95%）的结果；以纯度为考察指标
时，根皮苷纯度由粗提液中3.80%提高到13.51%，根皮
苷富集倍数达到3.56倍，优于Dong等[22]利用ADS-7树
脂分离纯化根皮苷的富集倍数（纯化后根皮苷含量提
高到原来的2.71倍）。
值得注意的是，研究结果中存在根皮苷纯度不高
的问题，分析可能是由于多穗石柯中黄酮和类黄酮类
化合物结构复杂、衍生物较多。杨大坚等[25]鉴定出多
穗石柯中3种二氢查尔酮葡萄糖苷，分别为根皮苷、三
叶苷和 3-羟基根皮苷，其中三叶甙含量占 95%。因此
可考虑在利用树脂分离纯化前选取合适的溶剂进行萃
取或沉淀、结晶的方式以除去一部分杂质，提高多穗石
柯提取液中根皮苷的纯度。
图7 洗脱体积对S-8树脂解吸多穗石柯根皮苷的影响
水平
1
2
3
因素
A上样浓度/(mg/mL)
0.90
1.35
1.80
B上样流速/(BV/h)
3
4
5
C乙醇体积分数/%
60
70
80
D洗脱流速/(BV/h)
3
4
5
E洗脱体积/BV
2.5
3.0
3.5
表3 S-8大孔吸附树脂动态分离纯化多穗石柯根皮苷正交试验因素与水平表L18(35)
·· 273
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实验号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
得率
纯度
k1
k2
k3
R
k1
k2
k3
R
因素
A
1
1
1
2
2
2
3
3
3
1
1
1
2
2
2
3
3
3
81.985
77.703
81.885
4.282
11.302
10.812
10.982
0.490
B
1
2
3
1
2
3
1
2
3
1
2
3
1
2
3
1
2
3
84.137
80.037
77.400
6.737
11.167
10.910
11.018
0.257
C
1
2
3
1
2
3
2
3
1
3
1
2
2
3
1
3
1
2
83.007
77.385
81.182
5.622
10.692
11.272
11.132
0.580
D
1
2
3
2
3
1
1
2
3
3
1
2
3
1
2
2
3
1
78.672
82.502
80.400
3.830
11.837
10.937
10.322
1.515
E
1
2
3
2
3
1
3
1
2
2
3
1
1
2
3
3
1
2
79.223
81.450
80.900
2.227
10.592
10.567
11.937
1.370
得率/%
85.04
81.64
79.37
82.87
71.01
69.03
78.64
84.56
78.29
89.82
83.24
72.80
80.92
76.78
85.61
87.53
82.99
79.30
纯度/%
10.15
9.64
11.84
11.07
10.58
10.81
13.17
9.99
8.98
10.31
13.49
12.38
10.21
11.75
10.45
12.09
10.01
11.65
方差来源
得率
纯度
A
B
C
D
E
误差
A
B
C
D
E
误差
偏差平方和
71.658
138.289
98.697
44.146
16.144
368.93
0.743
0.199
1.099
6.967
7.373
16.38
自由度
2
2
2
2
2
10
2
2
2
2
2
10
均方
35.829
69.145
49.349
22.073
8.072
0.372
0.100
0.550
3.484
3.687
F值
0.971
1.874
1.338
0.598
0.219
0.227
0.061
0.335
2.127
2.250
F临界值
4.100
4.100
4.100
4.100
4.100
4.100
4.100
4.100
4.100
4.100
显著性
不显著
不显著
不显著
不显著
不显著
不显著
不显著
不显著
不显著
不显著
表4 S-8树脂动态分离纯化多穗石柯根皮苷的正交试验设计及结果
表5 多穗石柯根皮苷正交试验得率与纯度方差分析表
·· 274
秦 昱等：大孔吸附树脂分离纯化多穗石柯根皮苷
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最佳组合
平均值/%
RSD/%
根皮苷富集倍数
最佳得率组合
得率
89.89
1.86
2.76
纯度
10.50
2.33
最佳纯度组合
得率
83.26
2.19
3.56
纯度
13.51
0.93
表6 S-8树脂分离纯化多穗石柯根皮苷的
最佳工艺技术组合验证试验结果
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