全 文 ：雪莲果叶黄酮的纯化工艺
陈红惠1，刘芳1，沈清清2
（1.云南文山学院化工学院，云南文山 663000；2.云南文山学院环境与资源学院，云南文山 663000）
摘 要：采用大孔树脂吸附法对雪莲果叶黄酮纯化工艺进行研究，选择 9种大孔吸附树脂，通过其对雪莲果叶黄酮
的静态吸附率和解吸率比较研究，筛选出 HPD-100型树脂为较优的雪莲果叶黄酮的吸附树脂。最佳纯化工艺条件
为：上样液质量浓度 1.806 mg/mL，上样液 pH2.0，上柱流速 1 mL/min，以 60 %乙醇溶液为洗脱液，洗脱流速 1 mL/min，
洗脱体积为 114 mL，解吸率为 96.56 %，该纯化工艺可使雪莲果叶粗提物中黄酮纯度由 18.50 %提高到 56.24 %。
关键词：雪莲果叶；黄酮；大孔树脂；纯化
Purification of Total Flavonoids from Yacon Leave
CHEN Hong-hui1，LIU Fang1，SHEN Qing-qing2
（1. Institute of Chemical Engineering，WenShan University，Wenshan 663000，Yunnan，China；2. Institute of
Environment and Resource，WenShan University，Wenshan 663000，Yunnan，China）
Abstract： Macroporous adsorbing resin was used in purification flavonoids from yacon leaves， 9 macroporous
resins were compared for difference through static adsorption and desorption experiments. HPD-100 resin was
selected as a suitable material to purify the flavonoids from yacon leaves. The optimum conditions for separating
and purifying flavonoids from yacon leaves were obtained. Results showed that the concentration of the sample
1.806 mg/mL， pH 2.0，flow rate of sample solution 1 mL/min， with 60 % ethanol as eluting solvent， while the
eluting speed 1 mL/min.，elution volume was 114 mL and desorption rate was 96.56 %. Under such conditions，
the purity of flavonoids of yacon leaves from 18.50 % to 56.24 %.
Key words： yacon leaves； flavonoids； macroporous resin； purification
食品研究与开发
Food Research And Development
2015 年 11 月
第 36 卷第 21 期
DOI：10.3969/j.issn.1005-6521.2015.21.012
基金项目：云南省教育厅科学研究基金项目（2013Y581）
作者简介：陈红惠（1979—），女（汉），副教授，硕士研究生，主要从
事食品新资源开发及安全检测研究。
雪莲果（Smallanthus sonchifolius，俗名 yacon）又称
雪莲薯、亚贡，为菊科多年生草本植物[1]。雪莲果作为
含有丰富低聚果糖和酚酸成分的低热量食品，具有调
节肠道功能、降血脂、减肥、抗氧化等功效 [2-3]，深受消
费者青睐，但雪莲果叶中含有的酚酸、黄酮类、萜类等
大量活性成分却没有得到重视和开发。Valentová等的
试验证实雪莲果叶提取物含有原儿茶酸、绿原酸、咖
啡酸、槲皮素等成分[4]，有较强的抗氧化能力，可预防
动脉硬化。研究表明，雪莲果叶中具有明显降血糖功
效的成分主要与黄酮类化合物有关[5-8]。
黄酮类物质具有抗氧化、抗肿瘤、降血脂等特殊
生理功效，近年来对生物资源中的黄酮利用成为了研
究热点，国内外学者对许多生物资源的黄酮成分的提
取及应用都进行了大量研究[9-17]，目前对于雪莲果叶黄
酮纯化的研究还鲜见报道。在常见的纯化方法中，大
孔树脂对于多酚类、黄酮类、生物碱类等活性物质具
有较强吸附能力，具有分离效果好，吸附速度快，解吸
率高，使用方便、成本低廉等优点[12，14，18]，成为现今天然
产物成分的主要分离方法之一。本试验通过对 9种树
脂进行静态吸附和解吸试验优选出适合雪莲果叶黄
酮纯化的大孔树脂，确定了雪莲果叶黄酮利用大孔树
脂吸附的动态吸附和解吸工艺条件，旨在为雪莲果叶
黄酮工业化分离纯化及其综合利用提供技术参考。
1 材料与方法
1.1 材料、试剂与仪器
雪莲果叶采自云南丽江，置 60℃烘箱中干燥，粉
碎过 65目筛后备用。
芦丁标准品：Sigma公司；NaNO2、Al（NO3）3、NaOH、
95 %乙醇、甲醇、丙酮均为国产分析纯；HPD-100、
HPD-450、HPD-722、HPD-300、HPD-5000、HPD-600、
分离提取
45
AB-8、ADS-17、NKA-9型大孔吸附树脂均购自沧州宝
恩化工有限公司。
722型紫外-可见光分光光度计：上海光学仪器进
出口有限公司；8002型电子恒温水浴锅：上海予康科
教仪器厂；EYELA N-1000型旋转蒸发仪：日本东京理
化；SHB-HIA型循环水式多用真空泵：河南省太康教
材仪器厂；PB-10型 pH计：德国 Sartorius 公司；恒温
水浴振荡器：上海百兴仪器设备有限公司；玻璃层析
柱（Φ2 cm × 30 cm）。
1.2 方法
1.2.1 供试液的制备
称取一定量雪莲果叶干粉，用 40 %乙醇溶液，料
液比为 1 ∶ 30（g/mL），70℃下提取 2次，每次 1 h，真空
浓缩后得到雪莲果叶粗提液即吸附样品液。
1.2.2 样品黄酮含量的测定
采用 NaNO2-Al（NO3）3比色法进行测定。通过绘
制标准曲线，得回归方程：Y=1.375 9X-0.005 6，相关系
数 R2=0.999 6。将雪莲果叶提取液过滤并定容，从中精
确吸取 1.00 mL，然后进行显色反应，测定其吸光值，
由回归方程可计算出黄酮提取量。
1.2.3 大孔树脂对雪莲果叶黄酮的静态吸附试验
1.2.3.1 不同大孔树脂对雪莲果叶黄酮的静态吸附和
解吸试验
分别称取已预处理好的 HPD-450、HPD-100、
HPD-722、HPD-300、HPD-5000、HPD-600、AB-8、NKA-
9、ADS-17型 9种大孔吸附树脂各 5 g，置于 250 mL具
塞锥形瓶中，各精密加入 50 mL雪莲果叶粗提液，置恒
温水浴振荡器上在温度为 25℃，振荡频率为 120 r/min
条件下静态吸附 24 h。收集吸附后样液，用蒸馏水将树
脂表面黄酮洗净，抽滤至干然后再将树脂放入 250 mL
具塞锥形瓶中，精密加入 50 mL 50 %乙醇振荡解吸
24 h，收集解吸液，分别测定以上各溶液中黄酮的含
量，计算各树脂的饱和吸附量、吸附率及解吸率。
吸附量（mg/g）=（C0 - C1）Vm（1 - a）
吸附率/% = C0 - C1C0
× 100
解吸率/%= C2C0 - C1
× 100
式中：C0、C1分别为吸附前后供试液的黄酮浓度，
mg/mL；C2为解吸液中黄酮浓度，mg/mL；V为供试液体
积，mL；m为树脂湿重，g；a为树脂含水量，%。
1.2.3.2 静态动力学试验
根据不同树脂吸附量和解吸率的结果比较，选择
HPD-100、HPD-300两种较理想的树脂进行吸附考察
其吸附速率。称取该两种预处理好的树脂各 5 g装入
具塞锥形瓶中，精密加入一定浓度的雪莲果叶粗提液
50 mL，置恒温水浴振荡器上于 25 ℃静态吸附，在 4h
内，间隔半小时从中各取 1.0 mL吸附液测定其黄酮含
量，绘制静态吸附动力学曲线。
1.2.3.3 静态热力学试验
分别称取 5g HPD-100树脂 6份，精密加入不同
浓度的雪莲果叶粗提液 50 mL，置恒温水浴振荡器上
于 25 ℃静态吸附 24 h，过滤，测定其吸附后样液的黄
酮含量，计算吸附量，绘制吸附等温线。
2 结果与分析
2.1 树脂的筛选
要选择合适的树脂吸附有效成分，首选要考虑树
脂与有效成分的极性情况、树脂的比表面积、平均孔
径等性能参数，最终根据其对该物质的吸附能力和易
洗脱能力来评价。考察 9种不同型号的树脂对雪莲果
叶黄酮的吸附选择性，经静态吸附和解吸后，得到不
同树脂的静态吸附量、吸附率和解吸率，结果如表 1
所示。
从表 1可以看出中极性的树脂对于雪莲果叶黄
酮的吸附效果均较低，如 ADS-17吸附率仅为 18.97 %，
相对来说弱极性和非极性的树脂对雪莲果叶黄酮的
吸附率和解吸率有很大提高，其中以 HPD100 和
HPD300吸附效果较突出，虽然 HPD300的吸附率最
高，但是解吸率不如 HPD100，综合考虑有效成分分离
效率情况，选择 HPD100用作纯化雪莲果叶黄酮树脂。
2.2 树脂静态吸附动力学特性测定
在以上饱和吸附基础上，考察 HPD100和 HPD300
两种树脂的吸附动力学过程，通过各树脂饱和吸附量
反映树脂吸附性能差异，动力学曲线如图 1所示。
从图 1可以看出，这两种树脂对雪莲果叶黄酮的
吸附均为快速吸附平衡型，在 1 h内吸附速率急剧增
加，而后趋于稳定，在 4 h内能达到吸附饱和。在动力
树脂型号
比表面积/
（m2/g）
平均孔
径/nm
极性
吸附量/
（mg/g）
吸附
率/％
解吸
率/％
HPD450 500~550 9~11 中极性 21.28 43.87 88.42
AB-8 480~520 13~14 弱极性 22.32 54.54 88.05
HPD100 650~700 8.5~9 非极性 23.67 56.87 90.74
HPD722 485~530 13~14 弱极性 22.09 54.05 83.63
ADS-17 90~150 25~30 中极性 5.743 18.97 51.95
NKA-9 250~290 15~16 极性 23.97 55.71 84.46
HPD300 800~870 5~5.5 非极性 25.95 60.66 87.32
HPD5000 ≥400 10~11 非极性 21.78 51.94 90.99
HPD600 550~600 8 极性 23.75 54.46 87.02
表 1 9种树脂静态吸附与解吸性能情况
Table 1 The performance of static adsorption and desorption with
nine macroporous resin
陈红惠，等：雪莲果叶黄酮的纯化工艺 分离提取
46
图 1 HPD-100、HPD-300树脂的静态吸附动力学曲线
Fig.1 Static adsorption kinetic curves of HPD-100 and HPD-300
macroporous resins towards Yacon leaves flavonoids
25
20
15
10
5
0
吸
附
量
/（
m
g/
g）
0 1 5
时间/h
2 3 4
HPD300
HPD100
学曲线中 HPD-300的吸附量略高于 HPD-100，但结
合表 1中两种树脂的静态解吸率情况，选择 HPD-100
树脂是较合理的。
2.3 树脂静态吸附热力学特性测定
研究 25℃时 HPD-100树脂在不同雪莲果叶黄酮
提取液浓度下吸附，以浓度为横坐标，吸附量为纵坐
标，绘制吸附等温线如图 2所示。
由图 2可看出，树脂吸附量随着样液浓度的增加
而提高，当达到一定浓度时吸附量能达到吸附平衡。
2.4 HPD-100树脂对黄酮吸附条件的选择
2.4.1 料液 pH对吸附量的影响
由于黄酮类化合物含有酚羟基结构，故调节溶液
酸碱性可改变黄酮在溶液中存在形式，影响与树脂的
分子间作用力，从而影响其吸附情况。取预处理好的
HPD-100树脂 5.0 g，装入层析柱中，湿法装柱。取浓
度为 0.941 mg/mL的雪莲果叶黄酮粗提液 6份，分别
调 pH 为 2.0、3.0、4.0、5.0、6.0、7.0，以 1.0 mL/min的速
率上样 100 mL，考察上样液 pH树脂对雪莲果叶黄酮
吸附的影响，结果如图 3所示。
由图 3可看出，上样液 pH在 2~7范围内吸附量
呈现下降趋势，pH为 2时，HPD-100树脂对雪莲果叶
黄酮的吸附量是最高的，达到 51.74 mg/g，当 pH 为 6
时吸附量为 23.59 mg/g，出现大幅下降，可能是由于黄
酮结构中含有大量-OH，在溶液中以离子形式存在，当
溶液在酸性条件下可以使黄酮以分子状态存在，可以
增加与树脂间的范德华力作用，有利于被树脂吸附，
从而提高其吸附量。但酸性过强，黄酮类化合物易生
成烊盐，相反使吸附效果变差，而 pH增大至碱性，则
使-OH解离形成 H+，与树脂的结合减弱从而吸附量降
低。结合试验结果，确定上样液适宜 pH为 2。
2.4.2 上样浓度对吸附量的影响
调节雪莲果叶黄酮粗提液初始浓度分别为0.732、
0.939、1.249、1.366、1.796、2.211 mg/mL，调 pH 为 2.0，
以 1.0 mL/min上样速率上样 100 mL，考察上样液浓度
对树脂吸附雪莲果叶黄酮的影响，结果如图 4所示。
由图 4可看出，不同质量浓度的上样液对树脂的
吸附量有明显影响，随着黄酮浓度的提高吸附量也随
之增加，当上样液浓度增加到 1.806 mg/mL时吸附量
达到最高，为 59.69 mg/g，当继续增加上样液质量浓度
后吸附量出现逐渐降低，这是由于在上样液质量浓度
较低时溶液杂质较少，树脂显示良好吸附性能，吸附
量表现出随上样质量浓度增加而增加的趋势，但质量
浓度越高吸附量增加越少，直至吸附饱和，当上样液
质量浓度过大溶液易浑浊，杂质含量也较多，则使树
脂堵塞造成污染，大大降低树脂的吸附能力，从而出
现吸附量下降的情况，综合考虑雪莲果叶黄酮吸附液
的质量浓度为 1.806 mg/mL左右为宜。
2.4.3 上柱流速对吸附量的影响
上样液通过树脂床的流速快慢对目标成分的吸
附量及工作效率有较大影响。取预处理好的 HPD-100
树脂 5 g上柱，将浓度为 0.175 mg/mL的雪莲果叶黄酮
图 2 吸附等温线
Fig.2 Adsorption isotherm curves of HPD-100 resins
60
50
40
30
20
10
0
吸
附
量
/（
m
g/
g）
0 0.5 2.5
浓度/（mg/g）
1.0 1.5 2.0
图 3 pH对吸附量的影响
Fig.3 Effects of pH on adsorption capacity
60
50
40
30
20
10
0
吸
附
量
/（
m
g/
g）
1 2 8
样液 pH
3 4 5 6 7
图 4 上样浓度对树脂吸附的影响
Fig.4 Effects of different concentration on absorption of
HPD-100 resins
70
60
50
40
30
20
10
0
吸
附
量
/（
m
g/
g）
0.4 0.7 2.5
样液浓度/（mg/g）
1.0 1.3 1.6 1.9 2.2
分离提取 陈红惠，等：雪莲果叶黄酮的纯化工艺
47
粗提液在 pH2.0 条件下，分别以 0.5、1.0、1.5、2.0 和
2.5 mL/min的上样速率进入树脂柱中进行吸附实验，
当流出液吸光值达到上样液的 1/10时，认为黄酮已经
透过，停止上样，测定流出液黄酮含量，考察不同上样
流速对树脂吸附量的影响，结果如图 5所示。
由图 5 可看出，流速为 0.5 mL/min 时吸附量最
大，随着流速增加吸附量逐渐下降。这是由于上样液
流速不同会影响树脂与目标成分的接触时间，流速过
快则黄酮物质没有扩散至树脂内表面就流出，导致泄
露点提前，流速减慢能使黄酮物质充分接触，有利于
提高吸附效果，但过小的流速会使生产周期延长。综
合以上考虑，上样液流速以 1.0 mL/min较为适宜。
2.5 HPD-100树脂洗脱条件对洗脱效果的影响
2.5.1 解吸剂种类的选择
洗脱剂的选择应根据相似相溶原理，对非极性
和弱极性大孔树脂，洗脱剂极性越小，洗脱能力则越
强；对中等极性大孔树脂和极性较大的化合物，应
选用极性较大的溶剂较合适。称取 5 g 已吸附饱和
的HPD-100树脂 4份，分别加入相同浓度（60 %）的甲
醇、乙醇、丙酮和水溶液作为解吸剂，置恒温水浴振荡
器上于 25℃静态解吸 4 h，测定解吸液的黄酮含量，考
察不同溶剂对雪莲果叶黄酮的洗脱效果影响，结果如
图 6所示。
由图 6可看出，有机溶剂的洗脱效果远好于水溶液，
其中丙酮的洗脱效果最好，静态解吸率可达 93.48 %，
甲醇和乙醇的洗脱率分别为 78.45 %和 89.25 %，而水
的洗脱效果最差，洗脱率只有 8.09 %。由于丙酮的毒
性较大，尽管解吸率最高，但考虑到安全性，故应选择
成本较低，解吸效果也较好的乙醇作为解吸剂。另外
水作为解吸剂来说虽然解吸率很低，但是用水冲洗饱
和吸附后树脂中的杂质时也要适量，否则会使已吸附
的黄酮物质被冲洗下来造成损失。
2.5.2 不同体积分数乙醇对洗脱效果的影响
取 5 g饱和吸附的 HPD-100树脂上柱，用蒸馏水
冲洗干净杂质后，分别用体积浓度为 30 %、40 %、50 %、
60 %、70 %、80 %、90 %乙醇溶液洗脱，控制洗脱速率
1 mL/min对树脂进行解吸，测定洗脱液中黄酮的含
量，考察不同乙醇浓度对雪莲果叶黄酮洗脱效果的影
响，结果如图 7所示。
由图 7可以看出，以不同体积分数的乙醇作为洗
脱剂得到的解吸效果出现先增加后下降的趋势，当乙
醇体积分数为 60 %时解吸率最高，达到 92.75 %，这是
由于乙醇体积分数较低时，黄酮物质与树脂结合力较
强，不能将其洗脱下来，洗脱液中水溶性杂质较多，而
增加乙醇体积分数，洗脱液中醇溶性杂质增加，洗脱
率反而下降，洗脱液中黄酮纯度也降低，故选择体积
分数为 60 %的乙醇溶液作为洗脱剂。
2.5.3 洗脱流速的确定
取 5 g饱和吸附的 HPD-100树脂，用蒸馏水冲洗
干净杂质后，用 60 mL 60 %乙醇溶液分别在 0.5、1.0、
1.5、2.0 mL/min流速下洗脱，收集洗脱液，测定洗脱液
的黄酮含量，考察洗脱流速对雪莲果叶黄酮洗脱效果
的影响，结果如图 8所示。
由图 8可看出，洗脱剂流速对洗脱效果有明显影
响，解吸率随洗脱剂流速增加呈下降趋势，当流速为
0.5 mL/min 时解吸率最高，达到 96.56 %，而流速为
2 mL/min时，解吸率只有 75.24 %。这是由于流速加快
致使洗脱剂未能与树脂充分作用，则洗脱出来的黄酮
物质较少，而流速减慢能进行充分洗脱，故解吸效率
较高，但生产效率低，综合考虑以上因素，洗脱剂的流
图 5 上样流速对吸附量的影响
Fig.5 Effects of moving speed on adsorption capacity
18
16
14
12
10
8
6
吸
附
量
/（
m
g/
g）
0 0.5 3.0
上样流速/（mL/min）
1.0 1.5 2.0 2.5
100
80
60
40
20
0
解
吸
率
/%
甲醇 乙醇 丙酮 水溶液
图 6 不同解吸剂对解吸率的影响
Fig.6 Effects of different desorption agent on desorption rate
100
90
80
70
60
解
吸
率
/%
20 40 100
乙醇浓度/%
60 80
图 7 洗脱剂体积分数对解吸率的影响
Fig.7 Effect of ethanol concentration on adsorption quantity of
Yacon leaves flavonoids
陈红惠，等：雪莲果叶黄酮的纯化工艺 分离提取
48
速宜控制在 1 mL/min为宜。
2.5.4 洗脱剂最大洗脱体积的确定
称取 5 g HPD-100树脂，湿法上柱，将已知浓度的
雪莲果叶黄酮提取液以 1 mL/min的速度进样，每隔
10 min收集吸附液，直至达到泄露点，吸附饱和后，用
少量水洗去树脂表面的杂质，再用体积分数为 60 %
的乙醇洗脱，洗脱流速为 1 mL/min，分部收集洗脱液，
紫外观察黄酮的洗脱情况，直到无黄酮洗脱出来为至，
由此获得洗脱液的最大洗脱体积，同时绘制黄酮解
吸率随洗脱剂体积变化的动态洗脱曲线，结果如图9
所示。
由图 9可以看出，用 70 %乙醇对 HPD-100树脂
中的黄酮进行洗脱效果好，洗脱峰集中，无拖尾，黄酮
物质集中在 10 mL~35 mL体积范围内被解吸下来，洗
脱体积达 20 mL时黄酮的浓度达到最大值，之后解吸
率开始出现下降，当洗脱液最大洗脱体积达 114 mL使
能将吸附的黄酮基本洗脱完全，解吸率达 96.56 %，洗
脱液用量少，解吸效果好。
3 结论
本试验通过静态吸附试验从 9种大孔树脂中筛
选出 HPD-100型树脂为雪莲果叶黄酮纯化树脂，并对
影响树脂动态吸附和解吸的各因素进行了优化，确定
了 HPD-100型树脂纯化雪莲果叶黄酮的工艺条件为：
将上样液黄酮在质量浓度为 1.806 mg/mL，pH为 2.0，
上柱流速 1 mL/min条件下进行吸附，用 60 %乙醇溶
液以 1 mL/min流速洗脱，洗脱体积为 114 mL，解吸率
为 96.56 %，雪莲果叶中黄酮纯度可由 18.50 %提高到
56.24 %。该工艺操作简便，纯化效果明显，得率高，可
为雪莲果叶黄酮的后续研究及应用提供一定技术
参考。
参考文献：
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收稿日期：2014-01-15
图 8 洗脱剂流速对洗脱效果的影响
Fig.8 Effects of moving speed of desorption agent on
desorption rate
100
95
90
85
80
75
70
65
60
解
吸
率
/%
0 0.5 2.5
洗脱流速/（mL/min）
1.0 1.5 2.0
4.0
3.5
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
0
浓
度
/（
m
g/
m
L）
0 20 120
洗脱体积/mL
40 60 80 100
图 9 HPD-100树脂动态洗脱曲线
Fig.9 Dynamic desorption curve of HPD-100 resins
分离提取 陈红惠，等：雪莲果叶黄酮的纯化工艺
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