全 文 ：No.7.2007
大孔吸附树脂对朝鲜蓟茎叶多酚类
化合物吸附性能的研究
邵 敏,张 俊,程绍南
(浙江省农业科学院食品加工研究所,杭州 310021)
摘要:研究了5种大孔吸附树脂对朝鲜蓟茎叶浸出液中多酚的静态吸附和解吸性能,考察了pH值、浸
出液浓度、洗脱液浓度等影响到吸附和解吸性能的因素,筛选出性能较好的树脂。结果表明:
HPD400树脂具有较好的吸附和解吸效果。
关键词:朝鲜蓟;大孔吸附树脂;多酚;总糖
中图分类号:TS201 文献标识码:A 文章编号:1005-9989(2007)07-0151-03
Studyonadsorptionandseparationofpolyphenolsfor
artichokebymacroporousresin
SHAOMin,ZHANGJun,CHENGShao-nan
(ResearchInstituteofFoodProcessing,ZhejiangAcademyofAgriculturalSciences,
Hangzhou,310021)
Abstract:FivekindsofmacroporousresinareusedtostudyabsorptiveanddesorptiveperformanceforArti-
choke.ThepHvalue,concentrationofextractsandeluantafectabsorptiveanddesorptiveperformanceare
studied.TheresultshowsthatHPD400isakindofgoodadsorptionresinforartichoke.
Keywords:artichoke;macrofeticulafresin;polyphenols;totalsugar
收稿日期:2006-12-28
基金项目:2005年浙江省科技厅重大招标项目。
作者简介:邵敏(1980-),女,浙江杭州人,实习研究员,研究方向为食品加工。
朝鲜蓟(LynarescolymusL.),又名朝鲜蓟,属菊科
亚蓟属多年生草本植物。原产于地中海沿岸,在欧
美国家种植范围广。20世纪90年代我国首次从意大利
和西班牙引种在云南栽培,目前种植地区已扩大到
浙江、北京、上海、江苏、山东等地[1]。
朝鲜蓟在欧美国家一直是作为高档蔬菜栽培,
其食用部分为肉质鳞片状花苞,具有丰富的食用和
生理活性价值。但是在其种植和花苞罐头生产过程
中,叶片、茎、花托等60%～70%的副产物,由于不
能很好地被利用所以不得不丢弃,造成资源浪费的
同时污染了环境。研究表明朝鲜蓟副产物中存在有
大量的蛋白质、多糖、维生素、多酚等功能性物质,
在医药、食品和环境保护等方面有广泛的应用价值。
其中朝鲜蓟叶片、茎中含有大量酚类化合物,如类黄
酮、咖啡奎宁酸类物质,这些物质具有保肝护肝[2]、
抗氧化、抗衰老、抗癌、抗菌等功能,能够降低血液
中胆固醇的含量,防止血液中脂蛋白氧化,抑制血
脂升高[3],增加胆汁分泌,改善胃肠功能,防止动脉
硬化,保护心血管和治疗消化不良综合症等。
Rabaneda[7]等采用LC-MS-MS测定在朝鲜蓟中含
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DOI:10.13684/j.cnki.spkj.2007.07.043
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有45种酚类物质。朝鲜蓟多酚表现出很强的清除自
由基能力,能够防止脂类的过氧化,抑制过氧化氢
引起的溶血和某些过氧化物质对人体细胞的氧化[8]。
Wang[9]等通过对朝鲜蓟中多酚的抗氧化性能研究发
现,抗氧化活性与酚羟基的数量有关,高羟基数目
显示出高抗氧化物活性。朝鲜蓟中所含有的活性物
质如此之多,但是国产树脂对其分离提取的研究尚
未见报道。利用国产大孔吸附树脂对朝鲜蓟多酚提
取物进行分离纯化,以获得高多酚含量的产品,为
天然食品添加剂、保健食品以及化妆品提供原料,
也为朝鲜蓟的综合利用提供参考途径。
但也曾有报道,大孔吸附树脂中残留致孔剂可
能会对所分离的物质产生影响,从而对树脂的使用
安全性产生质疑。根据国家食品药品监督管理局2005
年7月1日正式施行的 《应用大孔吸附树脂分离纯化
工艺生产的保健食品申报与审评规定》,分离纯化过
程中所使用的大孔吸附树脂在进行一定的预处理后,
其安全性是完全可以保障的。同时大孔吸附树脂不
同与以往对朝鲜蓟多酚研究过程中所采用的凝胶色
谱等高成本方法,将以其低廉成本、大容量吸附等
优势而适合工业化大规模使用。
1 材料与方法
1.1 材料与设备
朝鲜蓟茎叶:采自嘉兴,晒干备用;
SepectrumSP-2102UV型紫外可见分光光度计、
上海申生R1002B旋转蒸发仪、智诚ZHWY-100B恒温
培养箱、pH计等;大孔吸附树脂HPD100、HPD400、
HPD450、HPD600:河北沧州宝恩化工有限公司;
DM130:山东鲁抗医药股份有限公司;实验所用试剂
均为分析纯。
1.2 实验方法
1.2.1 朝鲜蓟茎叶浸出液的制备 称取一定量的朝鲜
蓟茎叶切段,以料液比1︰10加入水,煮沸1h,过滤,
取浸出液,重复一次,合并备用。
1.2.2 朝鲜蓟茎叶多酚、总糖的测定方法 朝鲜蓟茎
叶中多酚的含量测定采用Folin-Dcnis比色法测定,以
绿原酸为标准品[4]。
总糖的测定采用硫酸-苯酚比色法[5]。
1.2.3 静态吸附实验 在带塞的锥形瓶中,加入一定
量预处理好的的大孔吸附树脂(用滤纸吸干表面水分)
和浸出液于25℃、100r/min条件下培养箱内振荡,振
荡6h,充分吸附后过滤,测定吸附前后多酚、总糖
的浓度变化。按下式计算吸附率(%)和吸附量(mg/g湿
树脂)[6]。
吸附率(%)=[(C0-C)/C0]×100
吸附量(mg/g)=[(C0-C)/m]×V
式中:C0和C——吸附前后浸出液中多酚或总糖
的浓度,mg/mL;
m——树脂的湿质量,g;
V——初始浸出液的体积,mL。
1.2.4 吸附动力学实验 预处理好的的大孔吸附树脂
20g,装入250mL带塞的锥形瓶中,加入浸出液
200mL,25℃100r/min条件下培养箱内振荡,隔一定
时间取样,测定多酚含量,绘制吸附动力学曲线。
1.2.5 浸出液不同pH值与浓度对多酚吸附效果的影
响实验 预处理好的的大孔吸附树脂20g,装入
250mL带塞的锥形瓶中,加入不同pH值或浓度的浸出
液200mL,25℃、100r/min条件下培养箱内振荡,6h
后取样测定多酚含量,绘制相应曲线。
1.2.6 动态吸附实验 对HPD400树脂进行动态吸附
试验。将处理好的树脂于水中湿法装柱,玻璃柱
3cm×100cm,树脂装填高度65cm,体积约460cm3。将
浸出液上柱,控制流速2mL/min。使用70%乙醇进行
洗脱,收集流出液,检测流出液中多酚的含量,并作
动态吸附曲线图。
2 结果与分析
2.1 树脂对多酚静态吸附量与解吸率的比较
对5种大孔吸附树脂进行朝鲜蓟多酚的静态吸附
率、解吸率的比较实验,结果见图1。
由图1可见,5种大孔吸附树脂中多酚的吸附
量 从 高 到 低 的 排 列 顺 序 依 次 为 : HPD100>
HPD400>DM130>HPD450>HPD600,而多酚的解吸
率的顺序为:HPD400>HPD100>HPD450>DM130>
HPD600。
大孔树脂的吸附和解吸过程是互为并重的,吸
附率低的树脂固然应弃用,但倘若吸附能力较强,
却难以被洗脱下来,会影响提取的得率,对生产也
是不利的,因此需兼顾两者。综合比较吸附率和解
吸率,HPD100和HPD400在5种树脂中较好。
2.2 树脂对总糖静态吸附量的比较
考察5种树脂对总糖的静态吸附结果,以HPD400
为最低,在获得多酚的同时也希望树脂对总糖的吸
附能力降低,降低总糖在提取物中所占的比例。由
图1 不同树脂对洋蓟多酚的静态吸附率和解析率的比较
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于糖是朝鲜蓟多酚提取中的主要杂质,比较以上5种
树脂多酚和总糖的吸附影响,HPD400树脂较其余4种
更适宜些。
2.3 吸附动力学曲线
由图3可以看出,树脂的吸附率随时间的增加而
迅速增加,然后逐渐趋于饱和。HPD100、HPD400和
HPD600在4h趋于饱和,HPD450和DM130在6h趋于饱
和。其中以HPD100的静态饱和吸附率最大,HPD400
次之,其余3种树脂差距不明显。
2.4 吸附液pH值与吸附率的关系
浸出液分别在pH4、pH5、pH6的条件下进行大
孔吸附树脂的吸附实验,从而研究pH值与吸附率的
关系。结果见图4,当pH值为5时,5种树脂的吸附率
均达到最高。
多酚类化合物为植物体内的复杂酚类次生代谢
物,具有多元酚结构,呈弱酸性,因此在酸性条件下
吸附效果较好,故将吸附液调节至酸性条件下。多酚
类化合物在pH5的条件下能继续保持分子状态,不会
因为形成盐结构,而以氢键的方式被吸附。
2.5 吸附液浓度与吸附量的关系
图5为吸附液浓度与吸附量的关系,本实验中取
树脂0.1g,吸附液为20mL。由图5可知,当吸附液浓
度低于0.03mg/mL时,吸附量的变化较大;当吸附液
浓度高于0.03mg/mL时,吸附量的变化较为平缓,且
仍是HPD100的吸附量最高。
2.6 动态吸附曲线
每管收集8mL,即4min,可见第4管有明显的波
峰,而第3管和第7管的多酚含量已经接近为0,由此
可见HPD400大孔吸附树脂能够很好得把多酚吸附,
并在乙醇的洗脱过程中解吸下来,洗脱峰集中,脱位
现象不明显。
由表1可见,处理后多酚与总糖两者的比值已从
处理前的0.0715升至0.1994,树脂对多酚有较明显的
浓缩效果。
3 结论
3.1 HPD100大孔吸附树脂由于有较大的比表面积,
因此对朝鲜蓟茎叶中多酚类化合物的吸附能力较好;
HPD400呈中极性,这正与多酚类化合物具有多元酚
结构,与中极性树脂吸附能力强相适应。因此
HPD100和HPD400大孔吸附树脂对朝鲜蓟多酚吸附能
力较强。
3.2 HPD400的吸附能力虽然略逊于HPD100,但其解
吸率比HPD100略大一些,因此两者在吸附和解吸方
面综合看来,差距并不大;再考虑到树脂对总糖的吸
附,因此认为HPD400大孔吸附树脂比较适合于朝鲜
蓟茎叶浸出液中多酚的吸附提取。
图2 树脂对总糖的吸咐
图3 吸附动力学曲线
图4 pH值与吸附率的关系
图5 吸附液浓度与吸附量的关系
图6 多酚含量动态变化
表1 使用树脂前后多酚与总糖的含量比值比较
浓度(mg/g) 多酚 总糖 多酚/总糖
处理前 0.1287 1.8010 0.0715
处理后 8.59791 43.117025 0.199409
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3.3 当朝鲜蓟茎叶吸附液的pH值控制在5时,大孔吸
附树脂的吸附率较高;吸附液浓度控制在0.03mg/g较
适宜;大孔吸附树脂吸附4h,可基本达到饱和。
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收稿日期:2007-01-29
作者简介:李和生(1960-),男,副教授,主要从事食品化学与食品资源的利用研究工作。
壳聚糖对锌离子和铜离子的
吸附特性与比较研究
李和生,洪瑛颖,李道超
(宁波大学生命科学与生物工程学院,宁波 315211)
摘要:研究了壳聚糖对锌(Ⅱ)离子和铜(Ⅱ)离子的吸附动力学、吸附等温线及pH、壳聚糖脱乙酰度、
温度等因素对壳聚糖吸附的影响。结果表明,壳聚糖对锌(Ⅱ)离子和铜(Ⅱ)离子的吸附行为符合Lang-
muir模型,壳聚糖对锌(Ⅱ)离子和铜(Ⅱ)离子吸附规律均遵从单分子层吸附规律。温度、pH值和脱乙
酰度对吸附量有显著影响,随温度的升高,壳聚糖对锌(Ⅱ)离子和铜(Ⅱ)离子吸附量增加;在pH2~6范
围内,壳聚糖对锌(Ⅱ)离子和铜(Ⅱ)离子吸附随pH值的增大而增大;脱乙酰基程度高的吸附量较大。
关键词:壳聚糖;吸附;锌离子;铜离子
中图分类号:TS201 文献标识码:A 文章编号:1005-9989(2007)07-0154-04
ComparisonofadsorptioncharacteristicsofZn(Ⅱ)andCu(Ⅱ)
Ionsbychitosan
LIHe-sheng,HONGYing-ying,LIDao-chao
(InstituteofLifeScienceandBioengineering,NingboUniversity,Ningbo315211)
Abstract:TheadsorptionkineticsandisothermsofZn(Ⅱ)andCu(Ⅱ)ionsbychitosanwerestudied.Theef-
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