全 文 ： 制剂与炮制
收稿日期:2009-06-05;　修订日期:2009-10-10
基金项目:国家自然科学基金(No.20662001);
广西科技攻关资助项目 (No.0480005)
作者简介:李　倩(1983-),女(汉族),河北石家庄人, 现为广西大学轻工
与食品工程学院在读硕士研究生 ,学士学位 ,主要从事天然产物活性成分
研究提取工作.
＊通讯作者简介:林翠梧(1958-), 女(汉族),广西北流人 , 现任广西大学
教授 ,博士研究生导师 ,博士学位 ,主要从事天然有机化学研究工作.
＊＊通讯作者简介:韦保耀(1963-),男(汉族),广西贵港人 ,现任广西大学
轻工与食品工程学院教授, 博士学位 ,主要从事天然高分子多糖类 、多酚
类及植物香气成分的分离 、提纯 、化学结果及生理活性研究工作.
滇桂艾纳香中氨基酸的提取工艺研究
李　倩 1 ,黄　丽1 ,林翠梧 2＊ ,韦保耀1＊＊ ,滕建文 1
(1.广西大学轻工与食品工程学院 , 广西 南宁　530004;　2.广西大学化学化工学院 ,广西 南宁　530004)
摘要:目的 优选滇桂艾纳香中氨基酸的提取纯化工艺。方法 采用不同的溶剂提取法 , 考察不同吸附时间 、不同的 pH
值 、洗脱剂种类 、洗脱剂浓度对 717阴离子树脂性能的影响。结果 超声波辅助水提取得到较高的氨基酸提取率为
0.220%, 吸附时间 6h,在提取液 pH=12时上柱 , 用氯化铵梯度洗脱 , 氨基酸的收率可达 87.11%, 氨基酸纯度达到
92.12%。结论 该工艺条件回收率高且稳定达到了理想的实验效果。
关键词:氨基酸;　提取纯化;　717阴离子交换树脂
中图分类号:R284.2　　文献标识码:A　　文章编号:1008-0805(2010)03-0659-03
TechnologicalResearchontheExtractionandPurificationofAminoAcidsfromBlumea
riparia(BL.)DC
LIQian1 , HUANGLi1 , LINCui-wu2＊ , WEIBao-yao1＊＊ , TENGJian-wen1
(1.TheInstituteofLightIndustryandFoodEngineering, GuangxiUniversity, Nanning530004, China;
2.SchoolofChemistryandChemicalEnginering, GuangxiUniversity, Nanning530004, China)
Abstract:ObjectiveTooptimizeatechnicalprocessforextractionandpurificationofaminoacidsfromBlumeariparia(BL.)
DC.MethodsDifferentsolventswereusedtoextractaminoacidsandtheeffectsofdiferentabsorptiontime, pH, eluateandelu-
ateconcentrationon717 anionexchangeresinwerestudied.ResultsTheextractionyieldofaminoacidswas0.220% byultrason-
icwavewaterextraction.Theyieldofaminoacidswas87.11%andthepuritywas92.12% undertheconditionofabsorptiontime
6h, pH =12, NH
4
Clgradientelution.ConclusionThismethodisefficient, stableandreasonable.
Keywords:Aminoacids;　Extractionandpurification;　717Anionexchangeresin
　　滇桂艾纳香 Blumeariparia(BL.)DC, 在 《中国植物志》里亦
有收载 , 称假东风草 [ 1] , 民间习用全草入药。 《中华药海 》中记
载 , 滇桂艾纳香性味归经:淡 、甘平 ,入肝 、肾 、膀胱三经;功效主治
活血止血———本品甘淡入肝 , 养肝活血 , 收敛止血 ,具有活血不伤
血 、止血不留淤之功 ,可用于各种出血症;利水消肿———本品甘淡
渗利 , 可利湿行水 ,主治小便不利浮肿症 ,用其性平 、无寒热 、偏热
颇 , 故寒症 、热症可用之 ,尤对产后浮肿症佳。起活血养血 、利水
消肿之效 [ 2] 。 《新华本草纲要 》中亦提到其有活血 、止血 、利水的
功能 , 用于治经期提前 ,产后血崩 ,产后浮肿 , 不孕症 [ 3] 。
滇桂艾纳香提取物的强极性部分富含氨基酸成分。氨基酸
类化合物是一类重要的天然产物 , 广泛存在于动植物中 [ 4] 。有
构成生物有机体的蛋白质氨基酸 ,和非蛋白质氨基酸 ,都具有多
种生理活性 , 在医药及食品产业方面都有广泛的应用 [ 5] 。随着
研究的深入 , 其种类也日趋增多 , 1981年日本小菅卓夫首次从三
七中分得了三七素 , 一种特殊的氨基酸 β -N-乙二酸酰基 -L
-α, β -二氨基丙酸(β -N-oxalo-L-α, β -diaminopropionic
acid)具有缩短出血和凝血时间 , 有止血活性 [ 6] 。在临床术后常
用的止血氨基酸 ,有止血芳酸 、止血环酸和 6-氨基已酸等 ,它们
的结构类似赖氨酸 , 可以和纤溶酶(原)上的赖氨酸位点结合。
从而阻止纤溶酶(原)与纤溶蛋白(原)的结合 , 防止纤溶酶原激
活和纤溶酶的破坏作用 ,减少纤维蛋白降解产物(FDP)和 D-二
聚体的产生 ,可间接保护血小板功能 , 起到止血作用 [ 7] 。
目前主要对滇桂艾纳香地上部分的化学成分进行研究 ,集中
在挥发性化学成分 ,有机酸 , 黄酮类物质 [ 8 ～ 14] 。未见对其氨基酸
成分的研究报道 ,由于滇桂艾纳香与三七都具有止血化淤功效 ,
而滇桂艾纳香的药理作用机理尚未明确 ,本文对滇桂艾纳香进行
不同溶剂提取 , 717阴离子交换树脂富集纯化氨基酸 , 旨在进一
步揭示其药效物质基础 ,为其进一步研究提供一定的科学依据。
1　材料与仪器
滇桂艾纳香全草干草(广西桂西制药厂提供)。超声清洗器
(上海科导超声仪器有限公司 SK3310LHC);紫外可见分光光度
计(上海光谱仪器有限公司 SP-756P)。 717阴离子交换树脂
(三星树脂科技有限公司);谷氨酸对照品(上海昊化化工有限公
司)。
2　方法
2.1　氨基酸含量的测定 采用国标 GB/T8314-2002茶 游离氨
基酸含量测定方法 ,用谷氨酸标准品。
2.2　游离氨基酸的提取及提取率测定 分别采用 50%乙醇 ,
70%乙醇 , 水 , 80℃回流提取 ,及超声辅助水提法。提取率按以下
公式计算:A=C/B×100%, A为提取率 (% ), B为原药料质量
(g), C为提取得氨基酸质量 (g)。
2.3　树脂的预处理及总交换容量的测定 717阴离子交换树脂
用过量的蒸馏水浸泡后 ,经 1 mol/L氢氧化钠和 1 mol/L盐酸重
复处理后 ,最后再用 1 mol/L氢氧化钠浸泡 , 用蒸馏水洗至中性
备用。总交换容量按以下公式计算:
Q=CHClVHCl/V。Q为树脂总交换容量(mol/L湿树脂), CHCl为
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HCl的摩尔浓度 , VHCl为滴定消耗的 HCl体积 , V为湿树脂的体
积。
2.4　静态吸附实验 准确称取己处理好的用来装柱的树脂 2 g,
置 25 ml具塞磨口锥形瓶中 ,加入氨基酸粗提取液 10 ml, 于摇床
上振荡 , 测定上层溶液中氨基酸的含量。静态吸附量按以下公式
计算:Qe=(C0 -Ce)V0。 Qe为静态吸附量(mg);C0为氨基酸
初始浓度(mg/ml);Ce为氨基酸平衡浓度 (mg/ml);V0为吸附
液体积(ml)。
2.5　动态实验 将 717阴离子交换树脂置于 lx25 cm的离子交换
柱 , 取 4BV体积的提取液以一定流速上柱 , 用二次蒸馏水洗涤至
洗脱液对茚三酮呈阳性 ,吸附 6 h后 , 再用二次蒸馏水洗涤至洗
脱液对茚三酮呈阳性 ,用洗脱剂进行洗脱 , 至洗脱液对茚三酮呈
阴性。测定不同洗脱剂洗脱得到的氨基酸的含量。
动态吸附量按以下公式计算:Qe=(C0 -Ce)V0。 Qe为动
态吸附量(mg);C0为上柱液中氨基酸初始浓度(mg/ml);Ce为
过柱液中氨基酸平衡浓度 (mg/ml);V0 为过柱液体积(ml)。
洗脱率:De=CdVd/ Qe×100%。 De为洗脱率(%);Cd为洗脱液浓度 (mg/ml);Vd为洗脱液体积 (ml)。洗脱液浓缩并真空干燥 , 得到氨基酸样品 ,精确称取一定量样品 ,计算总氨基酸纯
度:P=m
1
/m
2
×100%。 P为总氨基酸纯度(%);m
1
为测得的氨
基酸的含量(g), m2为称取干燥样品的质量(g)。
3　结果
3.1　氨基酸标准曲线的绘制 以 3次测定的吸光值的平均值 A
作为纵坐标 , 以谷氨酸的含量作为横坐标 , 做谷氨酸的标准曲线 ,
进行线性回归 , 得回归方程 Y=0.005 3X-0.160 9, 相关系数 R2
=0.999 7。
3.2　不同提取方法提取含量的比较 结果见表 1。
表 1　不同提取方法含量的比较( x±s)
提取法 氨基酸浓度 C/mg· ml-1 提取率(%)
50%醇提 10.1±0.12 0.091
70%醇提 16.6±0.13 0.085
水提 20.02±0.05 0.141
超声水提 28.76±0.09 0.220
　　n=3
从表 1可见 , 表中水提法的提取率要明显高于醇提法 , 超声
提取法越来越多应用到中草药提取领域 ,可增大物质分子的运动
频率和速度 , 增加溶剂穿透率 ,省时省力 ,超声辅助提取能大幅度
的提高提取率。
3.3　离子交换树脂总交换容量的测定 取处理好的树脂装柱 ,用
5%的 NaCI溶液通过树脂柱 , 至流出液为中性 , 用去离子水洗涤 ,
合并流出液 , 以 HCl溶液至滴定终点。 结果共消耗 HCl16.40
ml。因而 717阴离子交换树脂的总交换容量为 0.41 mol/L湿树
脂。对于氨基酸来讲 , 总交换容量为 56.58 g氨基酸 /L湿树脂。
3.4　717阴离子交换树脂对氨基酸提取液的吸附时间曲线 结
果如图 1所示。由图 1可以看出 , 随着时间的延长 , 氨基酸的吸
附量也逐渐增大 , 当吸附时间达到 6 h后 , 氨基酸的吸附量达到
最大 , 再随着时间延长也不再增大 , 所以选择树脂吸附氨基酸的
时间为 6 h。
图 1　阴离子树脂吸附时间曲线
3.5　pH值对 7l7阴离子交换树脂吸附的影响 将氨基酸粗提取
液调成不同 pH值过柱 , 考察其对吸附量的影响。结果如图 2所
示。氨基酸属于两性分子在不同的 pH值下呈现不同的离子状
态。对阴离子交换树脂来说 , 应在碱性条件下上样 ,由图 2可以
看出 , 随着溶液 pH值的升高 , 树脂吸附容量增大 , 当溶液 pH值
达到 12时 ,树脂的吸附量无明显变化 ,所以选择最适上样 pH值
为 12。
3.6　洗脱剂的选择 结果见表 2。由表 2可以看出 ,不同洗脱剂
洗脱得到氨基酸量不同 ,氯化铵洗脱得到氨基酸的含量要明显高
于其它 3种洗脱剂。所以选择氯化铵作为洗脱剂。
表 2　不同洗脱剂洗脱得到氨基酸的含量
洗脱剂 洗脱率(%)
盐酸 9.51
醋酸 62.60
硝酸 6.23
氯化铵 81.14
3.7　不同浓度洗脱剂洗脱 结果如表 3所示。
图 2　不同 pH条件下氨基酸的吸附量
表 3　洗脱剂浓度考察
NH4Cl浓度(%) 洗脱率(%) 梯度
0.1 43.58
0.2 66.53 86.20
0.4 71.17
0.8 81.56
实验结果表明 , 随着氯化铵浓度的梯度增加 , 洗脱量增加 ,
0.8%浓度的氯化铵的洗脱量要比 0.4%氯化铵的洗脱量高
14.6%,比 0.2%氯化铵的洗脱量要高 22.6%,比 0.1%氯化铵洗
脱量高 85.98%,效果明显变好 , 而采用不同浓度的氯化铵梯度
洗脱 , 洗脱量要高于以上各个浓度 ,比 0.8%氯化铵的洗脱量要
高 5.7%,所以选择梯度浓度的氯化铵进行梯度洗脱。
3.8　氨基酸洗脱曲线的绘制 在提取液 pH=12时一定流速上
717阴离子交换树脂 ,吸附 6 h后 , 用 0.1%, 0.2%, 0.4%, 0.8%
浓度的氯化铵 ,在适宜的流速下 , 梯度洗脱 ,每 1BV收集洗脱液 ,
测定各个管中氨基酸的含量 ,从而绘制氨基酸的洗脱曲线。结果
如图 3所示。由图 3可以看出随着洗脱剂体积和浓度的增大 , 氨
基酸的洗脱量也逐渐增大 ,当洗脱体积达到 6BV时 , 洗脱达到终
点 , 氨基酸的洗脱收率达到了 87.11%。
图 3　氨基酸的洗脱曲线
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时珍国医国药 2010年第 21卷第 3期 LISHIZHENMEDICINEANDMATERIAMEDICARESEARCH2010VOL.21NO.3
综上所述 , 将 717阳离子交换树脂置于 lx25 cm的离子交换
柱 , 取 4 BV氨基酸的水提液在 pH=12时上柱 , 吸附 6h后 , 用
0.1%, 0.2%, 0.4%, 0.8%浓度的氯化铵 ,在适宜的流速下 ,梯度
洗脱 , 当洗脱体积达到 6BV时 , 洗脱液对茚三酮呈阴性 , 洗脱达
到终点 , 氨基酸的洗脱收率可以达到 87.11%, 氨基酸的纯度可
达到 92.12%。可见此工艺条件达到了理想的实验效果 , 由此确
定了最佳的工艺条件 。
4　总结与讨论
植物体中的氨基酸不仅是蛋白质的组成成分 , 还是许多植
物药材的有效成分或特征物质。 如 , 具有明显的截疟 、止痢 、疏
风 、活血功能的新疆阿魏的氨基酸总量为 0.20%[ 15] , 有行气 ,消
食 , 化痰镇咳 ,生津 , 止渴之功效的黄皮果中游离氨基酸总量为
0.48%[ 16] , 有消炎 、止痛 、利胆消食之功效的海南山苦茶植物叶
中总游离氨基酸含量为 0.2 % ,高山冰缘植物游离氨基酸含量
为 0.013% ～ 0.28%[ 17] , 可用于治疗蛇咬伤 、风湿筋骨痛及气管
炎等症的八角连的氨基酸含量为 0.15%左右 [ 18] 。具有清热化
痰 , 开窍定惊作用的竹沥的游离氨基酸通过两种不同工艺制备含
量为 0.004%和 0.05% [ 19] 。本实验中超声辅助水提法得到的滇
桂艾纳香中氨基酸的提取率可达到 0.220%, 因此 , 滇桂艾纳香
在提取氨基酸上应该具有较大潜力。
几乎所有的氨基酸分离纯化工艺均利用了氨基酸在不同的
pH值时荷电不同这一特性。 氨基酸的分离纯化方法有:沉淀
法 、离子交换法 、萃取法和膜分离法等几种 [ 20] 。不同型号的活性
炭在氨基酸吸附脱色工艺中也应用广泛 [ 21, 22] 。
一直以来 , 离子交换法被广泛应用于物质的分离 ,主要对象
为带有电荷 、离子形式的物质。目前 , 离子交换树脂应用于氨基
酸 、抗生素 、生物碱 、肽类 、蛋白质 、有机酸 、核苷酸等的提取分
离 [ 23] 。离子交换法分离氨基酸本实验中 717阴离子交换树脂纯
化滇桂艾纳香氨基酸的最优条件为:吸附液 pH为 12, 洗脱剂为
NH4Cl, 洗脱条件为 0.1%, 0.2%, 0.4%, 0.8%梯度洗脱 , 洗脱剂
用量与树脂体积比为 6∶1, 收集梯度洗脱的洗脱液 , 浓缩并真空
干燥 , 纯化后可将粗提物氨基酸的含量提高到 92.12%, 达到了
理想的实验效果。 的纯度较高 , 相对于其他传统的分离方法 ,有
明显的优势 [ 24] 。阴离子交换树脂吸附茶氨酸 、谷氨酸 、赖氨酸等
均收到良好效果 [ 25 ～ 27] 。
本实验中 717阴离子交换树脂纯化滇桂艾纳香氨基酸的最
优条件为:吸附液 pH为 12, 洗脱剂为 NH4Cl,洗脱条件为 0.1%,
0.2%, 0.4%, 0.8%梯度洗脱 ,洗脱剂用量与树脂体积比为 6∶1,
收集梯度洗脱的洗脱液 ,浓缩并真空干燥 , 纯化后可将粗提物氨
基酸的含量提高到 92.12%,达到了理想的实验效果。
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