全 文 ：　第 28 卷第 1 期
2009年 1月 　 　 　　　　 　
食 品 与 生 物 技 术 学 报
Journal of Food Science and Biotechnology
　 　 　　　　　Vol.28　No.1Jan.　2009
　文章编号:1673-1689(2009)01-0136-04
　　收稿日期:2008-01-17
＊通讯作者:司辉清(1958-), 男 ,四川南充人 , 副教授 ,主要从事茶叶加工与贸易研究。 Email:shq464@126.com
NKA -9大孔吸附树脂对元宝枫绿原酸吸附
与洗脱性能的研究
李 丹 , 　刘 波 , 　司辉清＊
(西南大学食品科学学院 , 重庆 400716)
摘　要:利用 NKA-9 大孔吸附树脂对元宝枫绿原酸的吸附与洗脱性能进行了研究。测定其静态
吸附率为 72.30%,静态解吸率为 79.74%。吸附时间为 6 h ,吸附基本达到最大 ,解吸时间为 2 h ,
解吸基本达到最大 。上样液质量浓度为0.26 mg/mL , pH 2.5 ,吸附效果最佳 。乙醇解析液体积分
数为 30%时 ,解析率最大 。经吸附 、解吸和干燥后 ,产品纯度达到 26.62%。
关键词:大孔吸附树脂;元宝枫;绿原酸;吸附;解吸
中图分类号:S 792.35 文献标识码:A
Research on the Performance of Adsorption and Desorption for
Chlorogenic Acid with NKA-9 Resins
LI Dan , 　LIU Bo , 　SI Hui-Qing ＊
(Co llege of Food Science , Southwest Univer sity , Chongqing 400716 , China)
Abstract:The adso rption and deso rption perfo rmance of macroporous resin NKA-9 to the
chlo rogenic acid w as studied.The static adsorption and deso rption index of NKA-9 w as 72.30%
and 79.74%, respectively.The adso rption quant ity reached at the maximum value w hen the
adsorption time w as 6 hours , and the deso rption quantity achieved the maximum value eluted
about 2 hours.The optimum conditions fo r adso rption and deso rption w as 0.26 mg/ L(pH2.5)
sample concentrat ion and 30% ethano l concentration , respectively.By the optimum condit ions ,
the product puri ty w as achieved at 26.62%.
Key words:macroporous resins , Acer truncatum Bunge , chlo rogenic acid , adsorption , deso rption
　　绿原酸(chlorog enic acid),又名 3-咖啡酰奎
尼酸(3-caffeoylquinic acid),是植物在有氧呼吸过
程中 ,经磷酸戊糖途径的中间体合成的一类苯丙素
类化合物 ,具有很强的药理活性 ,对消化系统 、血液
系统和生殖系统疾病有显著疗效[ 1] 。同时 ,绿原酸
是多种药材和中成药抗菌解毒 、消炎利胆的主要有
效成分和质量控制的重要指标[ 2] 。
绿原酸在各类植物中的存在很普遍 ,但含量高
的植物并不多见 。近年的研究表明:元宝枫(Acer
truncatum Bunge)叶中绿原酸含量较丰富 ,质量分
数达 4%左右[ 3] 。绿原酸的提取分离一般都使用有
机溶剂 ,但该方法存在溶剂残留和生产成本高的缺
点。而大孔树脂具有物理化学稳定性高 ,吸附选择
性强 ,富集效果好 ,解吸条件温和 ,再生简便 ,使用
周期长等优点[ 4] 。研究表明 NKA -9型树脂对杜
仲 、金银花中的绿原酸有较好的分离纯化效果[ 5-6] 。
作者就 NKA-9树脂对元宝枫绿原酸吸附 、洗脱的
动力学进行了研究 ,使用紫外分光光度法测定样品
中绿原酸含量 。初步了解了该大孔树脂对元宝枫
绿原酸的吸附 、洗脱特性 。
1　材料与方法
1.1　材料
1.1.1　原料　元宝枫叶:采摘自重庆壁山凤湖仙
山生态农业开发有限公司林地;NKA-9树脂:上
海摩速科学器材有限公司产品 。
1.1.2　试剂 　盐酸 ,乙醇 , 氢氧化钠 ,蒸馏水 , 甲
醇 ,三氯甲烷 ,乙酸乙酯:均为分析纯试剂。
1.2　实验方法
1.2.1　元宝枫绿原酸母液的制备方法　用体积分
数 70%乙醇 ,每克料的提取剂体积为 25 mL ,70 ℃
水浴 ,提取元宝枫绿原酸 ,再经浓缩 、脱蛋白 、脱脂 ,
乙酸乙酯萃取等初步纯化后得到母液。
1.2.2　静态吸附率的测定　称取 1.0 g 处理好的
湿树脂 NKA -9 于 150 mL 的锥形瓶中 ,加入 50
mL 稀释 10倍的元宝枫绿原酸母液(质量浓度1.05
mg/mL),25 ℃水浴振荡 24 h ,测定元宝枫绿原酸
的质量浓度 。计算大孔吸附树脂对绿原酸的吸附
量 qe 和吸附率 E 。
qe =(C0 -Ce)×Vm
E =(C0 -Ce)
C0
×100%
式中 ,C0 表示溶液中元宝枫绿原酸的初始质量浓
度 ,Ce 表示吸附平衡后溶液中绿原酸的质量浓度 ,V
表示溶液体积 , m 表示树脂湿重(用滤纸吸干)。
1.2.3　静态解吸率的测定 　将上述吸附后的溶
液 ,滤去上清液 ,用蒸馏水洗涤树脂 ,过滤后加入 50
mL 体积分数 50%乙醇 ,在 25 ℃水浴振荡 24 h ,测
定绿原酸质量浓度。
解吸率=(乙醇液中绿原酸的质量/树脂中绿
原酸的吸附质量)×100%
1.2.4　静态吸附动力学曲线的测定 　分别称取
1.0 g 湿树脂于 150 mL 的锥形瓶中 ,加入 50 mL
稀释 10倍的绿原酸母液 ,25 ℃水浴振荡吸附 ,以树
脂与母液接触时为 0时刻 ,每隔 1 h ,测定一次绿原
酸的质量浓度。
1.2.5　静态解吸动力学曲线的测定　将吸附后的
溶液 ,滤去上清液 ,用 3倍蒸馏水洗涤树脂 ,滤过后
的树脂中加入 50 mL 体积分数 50%的乙醇 ,在 25
℃水浴振荡解吸 ,每 1 h 测定一次解吸液中绿原酸
的质量浓度。
1.2.6　pH 值与吸附率的关系实验　分别称取 1.0
g 湿树脂于 150 mL 的锥形瓶中 ,加入 50 mL 由
HCl调 pH 值为 1.5 、2.5 、3.5 、4.5 、5.5的绿原酸母
液。25 ℃水浴振荡吸附 ,6 h后计算其吸附率 。
1.2.7　解吸实验　对吸附了绿原酸的树脂依次用
体积分数 10%、30%、50%、70%、90%乙醇 50 mL
解吸 6 h ,测定绿原酸含量 ,计算解吸率。
1.2.8　实际吸附效果实验　将预处理好的 NKA
-9大孔吸附树脂装入D 2.0 cm×40 cm 的玻璃柱
中 ,树脂装填高度为 12.5 cm ,以 3倍柱体积的蒸馏
水洗涤后 ,通入绿原酸母液 ,控制体积流量为 1.5
mL/min。每 15 mL 流出液测一次流出液中绿原酸
的质量浓度 ,流出液中检测到绿原酸存在时 ,停止
进样 ,绘制实际吸附曲线 。
上样完毕后 ,以 3 倍柱体积的蒸馏水洗涤玻璃
柱 ,再用体积分数 30%的乙醇溶液进行洗脱 ,收集
洗脱液 ,每 15 mL 流出液测定一次洗脱液中绿原酸
的质量浓度 ,绘制实际解吸曲线。
1.2.9　提取物中绿原酸质量浓度的测定　收集实
际吸附实验中绿原酸的洗脱液 , 在 70 ℃水浴 ,
0.085 MPa下浓缩至 1/3体积 ,冷冻干燥后测定产
物的吸光值 ,计算产物中绿原酸纯度。
1.3　测定方法
1.3.1　绿原酸的紫外测定方法　吸取 1 mL 待测
样品于 10 mL 容量瓶中 ,体积分数50%甲醇定容至
刻度 ,在 328 nm 下测定其吸光值。
1.3.2　绿原酸标准曲线的绘制　分别取质量浓度
为 0.1 、0.2 、0.4 、0.6 、0.8 、1.0 mg/mL 的绿原酸标
准品于10 mL 容量瓶中 ,用体积分数 50%甲醇定容
至 10 mL ,在 328 nm 下测定其吸光值 。得到绿原
酸的线性回归方程为:
y =0.175 5 x +0.000 8 ,R2 =0.999 4。
2　结果与分析
2.1　NKA-9树脂静态吸附 、解吸率的测定
由表 1 可以看出 NKA-9大孔吸附树脂在静态
吸附时对绿原酸有较高的吸附量 , 解析效果也较
好。因为 NKA-9树脂是极性树脂 ,其比表面积为
250-290 m2/g ,平均孔径 15.5 ～ 16.5 nm 。而绿原
酸因含有酚羟基 ,具极性 。因此 ,吸附效果较好 ,可
137　第 1期 李 丹等:NKA-9大孔吸附树脂对元宝枫绿原酸吸附与洗脱性能的研究
认为 NKA-9大孔吸附树脂适宜用于纯化元宝枫
绿原酸。
表 1　NKA-9大孔吸附树脂静态吸附 、解析情况
Tab.1　Performance of adsorption and desorption for chloro-
genic acid with NKA-9 resins
吸附量(以湿树脂计)/(mg/g) 吸附率/ % 解析量/mg 解吸率/ %
37.96 72.30 30.27 79.74
2.2　静态吸附与解析动力学研究
图 1表明 , NKA-9树脂在 6 ～ 8 h达到吸附饱
和 ,吸附饱和平衡时间较长。图 2 表明 , NKA-9
树脂在 2 h 左右基本解析完全 ,解析速度较快 。
图 1　 NKA-9 树脂静态吸附动力学曲线
Fig.1　Static adsorption curve of NKA-9 resins
图 2　NKA-9 树脂静态解析动力学曲线
Fig.2　Static desorption curve of NKA-9 resins
2.3　pH值对绿原酸吸附率的影响
从图 3 中可以看出 ,当 pH 值为 2.5左右时 ,吸
附效果最好 ,吸附率可达 68.9%。绿原酸这类的多
羟基酚酸 ,在酸性条件下呈分子形式而易被吸附 。
但是在强酸和碱性环境下易分解[ 6] 。
2.4　进样液浓度对吸附率的影响
大孔树脂的吸附量一般与进样液质量浓度成
反比 ,在低质量浓度下对吸附有利[ 7] 。实验结果表
明 ,质量浓度在 0.3 mg/mL 左右时能达到该树脂
的最佳吸附效果 。之后随着进样液质量浓度的上
升 ,吸附量逐级降低 。
2.5　乙醇体积分数对绿原酸解析率的影响
绿原酸呈弱酸性 ,可以选用乙醇来进行梯度洗
脱。从图 5中可以看到 ,体积分数 30%乙醇的洗脱
率最高。而体积分数 10%、90%乙醇洗脱率都较
低。因此选择体积分数 30%乙醇对绿原酸进行
洗脱 。
图 3　进样液 pH值对绿原酸吸附率的影响
Fig.3　Ef fects of pH value on the adsorption ability of
chlorogenic acid
图 4　上样液质量浓度对绿原酸吸附率的影响
Fig.4　Effects of the concentrations on the adsorption a-
bility of chlorogenic acid
图 5　乙醇体积分数对绿原酸解吸率的影响
Fig.5　Ef fects of ethanol concentrations on the desorp-
tion of chlorogenic acid
2.6　实际吸附效果实验
将 25 g NKA-9大孔树脂装入 D 2.0 cm×40
cm 的玻璃柱中进行树脂的动态吸附 、解吸附实验 ,
树脂装柱后体积为 40 mL。实验结果见图 6 ,7。从
图 6可知 ,该树脂可处理 4 ～ 5 倍柱床体积的进样
液。洗脱曲线表明 ,用 4 倍树脂床体积的洗脱液基
本上可将绿原酸洗脱下来 ,且洗脱峰较为集中。
138 食　品　与　生　物　技　术　学　报　　　　　　　　　　　　第 28卷　
图 6　NKA-9 树脂动态吸附曲线
Fig.6　Dynamic adsorption curve of NKA-9 resins
图 7　NKA-9 树脂动态洗脱曲线
Fig.7　Dynamic desorption curve of NKA-9 resins
2.7　绿原酸提取物中绿原酸含量的测定
收集体积分数 30%的乙醇洗脱 ,减压浓缩 ,低
温干燥后 ,按 1.3方法测定绿原酸质量浓度。计算
得绿原酸粗品中绿原酸质量分数 26.62%,收率为
83.69%。
3　结　语
研究结果表明:NKA-9树脂对元宝枫绿原酸
具有较大的吸附容量 ,且易被解吸附 ,洗脱峰集中 ,
分离效果较好 。同时得到分离纯化的最佳条件为:
进样液质量浓度0.26 mg/mL , pH 2.5 ,进样液体积
为树脂柱床体积的 4 ～ 5 倍 ,体积流量 1.5 mL/
min 。用体积分数 30%4倍床体积的乙醇对树脂进
行洗脱 ,可得到纯度为 26.62%的绿原酸粗品 ,收率
达 83.69%。
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(责任编辑:朱 明)
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