全 文 ：元宝枫黄酮的精制
李云志　曾凡骏
(四川大学食品科学系 , 成都 , 610065)
摘　要　选择 8 种大孔吸附树脂 , 比较其对元宝枫黄酮的吸附率和解吸率 , 筛选较优的一种并对其动态吸附及
解吸性能进行了考察。结果表明 , DM-130树脂对元宝枫黄酮有较好的吸附和解吸性能。最佳工艺参数:上样
浓度可控制在 1.2 ～ 2.3 mg/m L , 上样液 pH 控制在 4 ～ 5 内 , 上样速率控制在 1 ～ 2 BV/ h , 解吸剂用体积分数
70%乙醇 , 流速 1BV/ h , 可在 3BV 内基本解吸黄酮。
关键词　元宝枫 , 黄酮类化合物 ,精制 , 大孔树脂
第一作者:硕士研究生(曾凡骏教授为通讯作者)
收稿时间:2004-10-18 ,改回时间:2005-01-26
　　富集分离类黄酮的方法主要有有机溶剂萃取法
和树脂吸附分离法 , 由于大孔吸附树脂具有物理化
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 , 近些年来 , 树
脂吸附法得到了长足的发展 , 广泛应用于天然产物
的分离纯化 。文中选择了 8 种树脂 , 比较其对元宝
枫黄酮的吸附率和解吸率 , 筛选较优的一种并对其
动态吸附及解吸性能进行了考察。
1　材料与方法
1.1　材料与仪器
元宝枫黄酮粗提物(自提 ,黄酮含量 19.87%,元
宝枫叶由陕西杨陵元宝枫公司提供);试剂:芦丁
(Sigma 公司),其他试剂均为分析醇。
树脂:AB-8 , NKA-9 , S-8 , D4020(天津南开大学
化工厂提供);D160 ,D140 , D141(成都晨光化工研究
院提供;DM130(鲁抗医药树脂分厂提供)。
紫外-可见分光光度计(752 型 ,上海精密科学仪
器有限公司);水浴锅(北京琦霞商贸有限公司);分析
天平(TG328型 ,上海精密科学仪器有限公司)。
1.2　试验方法
1.2.1　树脂的预处理
树脂先用无水乙醇充分浸泡 , 然后用乙醇洗至
洗出液加适量水无白色浑浊 , 再用去离子水洗尽醇
即可 。
1.2.2　供试液的制备
粗提物溶于去离子水 ,制成动态静态吸附所需要
的多种浓度。
1.2.3　元宝枫黄酮测定方法
NaOH-Al(NO3)3-NaNO2 法[ 2] 。以芦丁为标样 ,
将一定量样品液置 25 mL 比色管中 , 用体积分数
30%乙醇补充至 12.5 mL ,加入 0.7 mL 质量分数为
5%的NaNO2 , 摇匀 ,静置5 min后加入0.7 mL 质量
分数为 10%的 Al(NO3)3 , 6 min后再加入 5 mL 质
量分数为 4%的 NaOH ,摇匀 ,用体积分数 30%乙醇
稀释至刻度 ,10 min 后于 510 nm 进行比色 ,试剂作
为空白参比 。
1.2.4　静态吸附解析试验[ 3]
(1)大孔吸附树脂吸附率的测定方法:准确称取
预处理好的一定量的湿树脂(用滤纸吸干)装入具塞
磨口三角瓶中 , 精密加入一定浓度的元宝枫黄酮水
溶液 35mL , 置水浴锅中 ,恒温 25℃ 24h ,前 10 h 每
小时震荡一次 ,每次 15 s。充分吸附后 , 测定平衡液
中黄酮浓度(即树脂充分吸附后 , 吸附液的剩余浓
度), 按下式计算各树脂的吸附率(mg/g 湿树脂)。
吸附率=
[ 吸附液初始浓度(mg/mL)-平衡浓浓度(mg/mL)] ×溶液体积(mL)
树脂质量(g)
(2)大孔吸附树脂解吸率的测定方法:取按
1.2.4(1)的方法吸附饱和的树脂 , 精密加入 50 mL
体积分数 70%的乙醇 ,置水浴锅中 ,恒温 25℃24h ,
测定滤液中黄酮浓度 , 并计算解吸率(%)。
解吸率/ %= 解吸液体积(mL)×解吸液浓度(mg/mL)树脂质量(g)×吸附率(mg/ g) 100
(3)静态吸附解吸动力学研究:取一定量的处理
好的树脂 ,加入一定浓度的黄酮溶液 ,在一定的时间
内测平衡液浓度 , 计算吸附量。然后用体积分数
70%的乙醇解吸 ,在一定的时间内测解吸液浓度 ,计
算解吸量。
(4)静态吸附等温线:取不同重量的处理好的树
脂加入黄酮提取液 ,静置 24 h后测剩余浓度 ,绘制静
态吸附等温线。
(5)pH 值对黄酮吸附影响的研究:把吸附液调成
生物活性物质的分离与提纯
2005年第 31卷第 3期(总第 207期)　　125　
不同 pH 的溶液 ,用一定量的树脂吸附 , 24 h 后测平
衡液浓度 ,计算吸附率。
1.2.5　动态吸附洗脱试验
准确量取 10 mL预处理好的一定量的树脂装入
层析柱中 , 将黄酮提取液上柱 , 控制一定流速 , 分步
收集(5mL/管), 根据流出液浓度绘制泄露曲线 , 规
定 0.1mg/mL 为泄露点 ,计算吸附量 。吸附量 =上
样液浓度(mg/mL)×流出液体积(mL),用静态吸附
实验中最佳解吸浓度解吸 ,解吸液浓缩烘干 ,称重 ,测
纯度 。
2　结果与分析
2.1静态吸附试验结果
8种树脂对黄酮粗提液进行处理 , 其吸附率和
解吸率如表 1所示。
表 1　大孔树脂对元宝枫黄酮的吸附量与解吸率
树脂种类 D4020 DM 130 D140 S-8 D160 NKA-9 AB-8 D141
吸附率/mg·g -1(湿树脂) 29.28 58.75 45.75 57.77 28.17 33.2 46.96 44.21
解吸率/ % 77.11 98.77 92.03 57.28 71.99 42.85 92.65 75.75
　　吸附树脂在分离中草药有效成分时的应用是利
用吸附的可逆性(即解吸)。由于树脂极性 、孔径 、比
表面积不同 , 对黄酮吸附作用力强弱不同 , 解吸难
易也有别。由表 1 可知 , AB-8 、DM130 , D140 , D141
有较高的吸附量及较高的解吸率 ,这可能与这 4种树
脂有较高的比表面 ,合适的孔径以及极性与元宝枫黄
酮较为接近有关 。S-8虽具有较大的吸附量 , 但由于
其具有较高的极性 ,对黄酮吸附力太强而不易于洗
脱 ,故其解析率低。
8种树脂结构性能参数如表 2所示。
表 2　吸附树脂的结构性能参数
树　脂 极　性 外　观 比表面/m2·g -1 平均孔径/ nm
D4020 非极性 乳白色小球 540-580 10.0～ 10.25
D141 非极性 乳白色小球 500～ 600 8.0
D140 非极性 乳白色小球 500～ 600 9.5
S-8 极　性 乳白色小球 100～ 120 28.0～ 30.0
D160 强极性 乳白色小球 200～ 300 10.0
NKA-9 极　性 乳白色小球 250～ 290 15.5～ 16.5
AB-8 弱极性 乳白色小球 480～ 520 13.0～ 14.0
DM130 弱极性 乳白色小球 500～ 550 9.0～ 10.0
2.2　吸附解吸动力学研究
根据静态吸附结果选择 AB-8 、DM130 、D140 、
D141四种树脂进行吸附解析动力学试验。图 1和图
2分别为 4 种树脂的静态吸附动力学曲线和解吸动
力学曲线图。
从图 1 可知 , D141 、D140 、DM130 三种树脂 ,吸
附 3 h基本已达到饱和 ,属于快速平衡型 ,其中 D130
吸附速度最快 ,而 AB-8相比较而言达到平衡速度要
慢一些 ,约 6 h基本达到饱和。树脂解吸动力学曲线
表明这 4种树脂解吸都很快 , 1 h基本解吸完全。
根据表 1 、图 1和图 2的结果 , DM130具有较高
的吸附与解析率同时动力学良好 ,故选择 DM130作
进一步试验 。
图 1　树脂吸附动力学曲线
图 2　树脂解吸动力学曲线
2.3　静态吸附等温线
根据静态吸附等温线实验方法 ,得到试验结果如
图3所示。分析可知 ,该树脂属于多分子层吸附 ,浓
度越高吸附量越大 。原因与黄酮类化合物具有羟基
有关 ,黄酮在 0.6 mg/mL 时在树脂表面形成单分子
层吸附饱和后 ,溶液中的黄酮类化合物在外层再以氢
键的方式与表面吸附的黄酮吸附 ,但由于孔容的限
制 , 所以存在一个极限。由图 4 可知平衡浓度
1.1mg/mL 时达饱和吸附。饱和吸附量为 59.90
mg/g 湿树脂。
食品与发酵工业 FOOD AND FERMENTAT ION INDUSTRIES
126　 2005 Vol.31 No.3(Total 207)
图 3　DM130 静态吸附等温吸附线
2.4　吸附液 pH对 DM130吸附量的影响
因吸附液 pH 对吸附有影响 ,故将吸附液 pH 调
成为 0 ～ 2 、3 ～ 4 、5 ～ 6 、7 ～ 9四种不同的溶液 ,其吸附
量与 pH 关系如图 4 。
图 4　吸附液 pH 对黄酮吸附量的影响曲线
由图 4可知 pH 在 4 ～ 5之间有较高的吸附率。
原因是在弱酸性时黄酮类化合物以分子形式存在 ,故
易于被吸附。但酸性较强时黄酮分子易形成“佯盐” ,
偏碱性时黄酮分子羟基 H+离去 ,黄酮化合物形成离
子结构 ,故而都不易被吸附。
2.5 解吸液浓度对解吸率的影响
考察了体积分数 10%～ 90%的乙醇对解吸率的
影响 ,其关系如图 5所示 。由图 5可知随乙醇体积分
数的提高 ,解吸率逐步提高 ,乙醇体积分数为 70%时
解吸率最高 ,达 98.5%,再提高体积分数变化不大。
图 5　乙醇体积分数对解吸率的影响
3　动态吸附解吸试验
3.1　考察上样液浓度与吸附量关系
用黄酮提取液稀释成 6种不同的浓度 ,上柱 ,其
泄露曲线绘于图 6。由图 6可知 ,上柱液浓度越高泄
露点越早 ,计算其吸附量见图 7。在浓度 1.2 ～ 2.3
mg/mL ,其吸附量差别不大 ,说明 DM130 有较宽的
操作范围 ,有利于生产工艺控制。
图 6　泄露曲线
图 7　吸附液浓度与动态吸附量的关系
3.2　上样速度对吸附率的影响
将吸附液调成浓度 2.025 4 mg/mL ,分别以 1 、
2 、3 BV/h上样 ,其达到泄露点时吸附量如图 8所示 。
图 8　上样速度对吸附率的影响
随上样流速的增大 ,吸附量下降 ,这是由于吸附
与脱附是一个动态平衡过程 ,在同样的吸附速度下流
速加快必然使相对吸附时间减少 ,黄酮分子与树脂的
接触时间减少 ,泄露点提前。
考虑到生产周期以及吸附率大小 , 选择 1 ～ 2
BV/h较为合适。
3.3　实际吸附解析试验
配制 pH 4.5 ,浓度为 2.025 4 mg/mL 的吸附液
以 2 BV/h上柱 ,其泄露曲线如图 9所示 。
由图 9可知到 12 BV 时开始泄露 , 50 BV达到动
态吸附饱和 ,饱和吸附量为 54.3 mg/g 湿树脂 ,接近
于静态饱和吸附量。
用3 BV 纯水洗柱后 , 再用 1 BV/h 体积分数
生物活性物质的分离与提纯
2005年第 31卷第 3期(总第 207期)　　127　
图 9　泄露曲线
70%乙醇洗脱 ,洗脱曲线如图 10所示。该洗脱曲线
峰形窄 ,对称性好 ,无拖尾现象 。用 3BV 洗脱即可将
黄酮类化合物基本解吸。
图 10　洗脱曲线
　　将第 2个 BV 的解吸液共 2份 ,各自烘干 ,称重 、
计算纯度分别达到 40.95%、 46.90%。分别较原料
纯度提高 206.09%和 236.03%。
3　结　论
(1)DM130上样浓度宽 ,可在 1.2 ～ 2.3 mg/mL
范围内上样 ,对吸附率影响不大。
(2)上样速率可以控制在 1 ～ 2 BV/h ,流速越低 ,
载量越大。吸附液 pH 宜控制在 4 ～ 5。
(3)洗脱流速 1 BV/h ,体积分数 70%乙醇可在
3BV可基本解吸黄酮 ,最高纯度可达 46.%,提高约
236.03%。
参 考 文 献
1　牛春山主编.陕西树木志[ M] .北京:中国林业出版社 ,
1990.728
2　庄向平.银杏叶中总黄酮含量的测定和提取方法[ J] .中
草药 , 1992 , 23(3):122 ～ 124
3　任顺成 , 丁霄霖.大孔树脂对玉米须类黄酮的吸附分离特
性研究[ J].食品与发酵工业 , 2003 , 29(12):17 ～ 21
Extraction of Flavonoids from Acer Truncatum Bunge
Li Yunzhi　Zeng Fanjun
(Depar tment of Food Science and Engineering , Sichuan University , Chengdu , 610065 , China)
ABSTRACT　Eight types of macroporous resin w ere selected to compare their static absorption and separation of
the flavonodis f rom Acer truncatum Bunge , four of them were studied in dynamic condition.The results show ed
that DM 130 can adsorb and adsorb flavonoids mo re quickly .The optimum condi tions are as follow s:the f low rate
of absorption solut ion at 1BV ～ 2BV/h , pH at 4 ～ 5 and solution concentration at 1.2 ～ 2.3 mg/mL;using 70%
(v/v)ethanol as the elut ion solvent , 1BV/h f low rate , w ithin 3BV the f lavonoids can be eluted completely.
Key words:acer truncatum bunge , flavonoids , ref inements , macroporous resin
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128　 2005 Vol.31 No.3(Total 207)