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凹凸棒黏土对甜叶菊水提液吸附絮凝作用研究



全 文 : ·24· Chin JMAP, 2013 January, Vol.30 No.1 中国现代应用药学 2013年 1月第 30卷第 1期
晰的展现出来,为全面控制药用虎杖质量提供了
实验依据。
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收稿日期:2012-02-28



凹凸棒黏土对甜叶菊水提液吸附絮凝作用研究

吴洁,熊清平,石莹莹,袁雪莉(江苏省凹土资源利用重点实验室,淮阴工学院生命科学与化学工程学院,江苏 淮安 223003)

摘要:目的 研究凹凸棒黏土(凹土)对甜叶菊水提液的吸附絮凝作用。方法 采用单因素和正交实验,考察了吸附絮凝
温度、水提液 pH 值、凹土加入量以及水提液浓度对吸附絮凝效果的影响。结果 凹土吸附絮凝法的最佳吸附条件为在
pH 8的 30 mL甜叶菊水提液中加入 0.4 g凹土于 60 ℃时所得澄清效果最佳,凹土吸附絮凝法对水提液中莱鲍迪 A苷(RA
苷)保留率和固形物保留率分别为 92.2%和 70.5%,明显优于化学絮凝法的 62.6%,57.3%。结论 凹土可以作为一种新型
吸附絮凝剂应用于中药提取液的分离纯化。
关键词:凹凸棒黏土;甜叶菊;水提液;吸附絮凝
中图分类号:R284 文献标志码:B 文章编号:1007-7693(2013)01-0024-05

Adsorption and Flocculation Effect of Attapulgite on Water Extract of Stevia Leaves

WU Jie, XIONG Qingping, SHI Yingying, YUAN Xueli(Key Laboratory for Palygorskite Science and Applied
Technology of Jiangsu Province, Department of Life Science and Chemical Engineering, Huaiyin Institute of Technology, Huaian
223003, China)

ABSTRACT: OBJECTIVE To study the adsorption and flocculation effect of attapulgite(ATP) on water extract of stevia
leaves. METHODS The factors influencing adsorptive and flocculate properties of ATP such as the temperature, pH value, the
concentration of the water extract of stevia leaves and the amount of ATP addition were investigated by single factor experiment
and orthogonal experiment. RESULTS The optimum condition abtained were 60 ℃ temperature and pH 8, respectively, and
the addition of ATP was 0.4 g for 30 mL water extract. The adsorption method of ATP showed the higher retention rate of
rebaudioside A (92.2%) and solids (70.5%) than the chemical ones (62.6% and 57.3%, respectively). CONCLUSION ATP can
基金项目:淮安市“533英才工程”资助项目(141);江苏省高等学校大学生实践创新训练计划项目(12040)
作者简介:吴洁,女,硕士,教授 Tel: (0517)83559056 E-mail: wujie1760@126.com
DOI:10.13748/j.cnki.issn1007-7693.2013.01.007
中国现代应用药学 2013年 1月第 30卷第 1期 Chin JMAP, 2013 January, Vol.30 No.1 ·25·
be used as a new flocculant for isolation and purification of Chinese herb extracts.
KEY WORDS: attapulgite; stevia leaves; water extract; adsorption and flocculation

甜叶菊是菊科宿根多年生草本植物,从甜叶
菊叶片中提取出来的甜菊糖苷是一类具甜味的萜
烯类配糖体,其甜度是蔗糖的 200~300 倍,热值
仅为蔗糖的 1/300,具有高甜度、低热能的特点,
且对高血压、糖尿病、肥胖症、心脏病、龋齿等
病症有一定的辅助疗效,是一种可替代蔗糖的理
想天然甜味剂[1]。从甜叶菊中分离得到的 8种不同
甜度的糖苷中莱鲍迪 A 苷(RA)甜味最接近蔗糖,
甜度为蔗糖的 450倍,是甜味品质最好的成分[2]。
因此,要想改善现有甜菊苷产品风味,就必须想
办法提高甜菊苷产品中 RA苷部分含量。甜叶菊水
提液里存在大量蛋白质、有机酸、皂苷、叶绿素、
无机盐等杂质,给分离和精制甜菊苷的工作带来
很大的困难。传统的分离纯化采用化学絮凝法[3],
该法除去水提液中无效成分的同时,也造成了甜
菊糖苷的损失。吸附絮凝法处理中药水提液比醇
沉法具有成本低、有效成分损失小等优点,是一
项值得推广的中药提取技术[4]。凹凸棒黏土(下简
称凹土)是一种层链结构的硅酸盐黏土,由于其优
越的比表面积、离子交换性能和热稳定性,已成
为优秀的吸附材料而广泛应用于分离纯化领域[5-6]。
本研究以 RA苷保留率、固形物保留率、浊度等为
指标,考察了凹土对甜叶菊水提液中苷类物质和
杂质的吸附作用。
1 仪器与试剂
Waters 2487 高效液相色谱仪(美国 waters 公
司),色谱柱:Inertsil NH2柱(4.6 mm×250 mm,
5 μm);YZD-1B型液体浊度仪(银川宁加环保仪器
制造厂);PHS-2型酸度计(上海雷磁仪器厂)。
凹土(80目,盱眙玖川黏土科技发展有限公司),
使用前按水分散法[7]进行纯化处理,干燥后过 120
目筛,得纯化凹土;乙腈(色谱纯);RA苷对照品(上
海源叶生物科技有限公司,批号:YY90137,含量
>98%);甜叶菊(淮安大唐生物有限公司,批号:
20100402)经广州中医药大学张丹雁教授鉴定为菊
科植物甜叶菊[Stevia rebaudiana (Bertoni) Hemsl]
的干燥叶;其它试剂均为分析纯;双蒸水。
2 方法与结果
2.1 甜叶菊水提液的制备
称取干燥的甜菊叶 100 g,加入 10 倍量的沸
水软化叶片组织 10 min,然后在 80 ℃浸提 2次,
每次 2 h,合并浸提液,过滤即得甜叶菊水提液。
2.2 絮凝澄清工艺
2.2.1 化学絮凝法 甜叶菊水提液中加入絮凝剂
Ca(OH)2 和 FeSO4(质量比为 2∶1),总添加量为
4.5 g·L1,在 60 ℃恒温水浴先快速搅拌 10 min,
Ca(OH)2调节溶液 pH 10并继续搅拌 10 min,60 ℃
静置 2 h,待冷却后离心,取上清液测定各指标值。
2.2.2 凹土吸附絮凝法 在 30 mL甜叶菊水提液
中加入一定量的凹土,在一定温度、pH值条件下,
先快速搅拌 30 s(300 r·min1),然后缓慢搅拌 15 min
(60 r·min1),静置 2 h,待冷却后离心,取上清液
测定各指标值。
2.3 RA苷含量测定
2.3.1 色谱条件 流动相:乙腈-水(80∶20);流
速为 0.8 mL·min1,检测波长:210 nm;柱温:30 ℃,
进样量:10 μL。
2.3.2 供试品溶液的制备 取经吸附絮凝处理后
所得样液,以 4 000 r·min1的速度进行离心 10 min,
取上清液为供试品溶液。
2.3.3 对照品溶液的制备 精密称取干燥至恒重
的RA苷对照品 100 mg,用去离子水定容至 10 mL。
2.3.4 标准曲线的制备 依次吸取 0.5,1.0,2.0,
3.0,4.0,5.0 mL对照品溶液至 5 mL量瓶中定容,
从中分别吸取 10 μL依次进样。按上述色谱条件测
定峰面积,以对照品浓度 C(mg·mL1)对色谱峰面
积 A绘制标准曲线,回归方程为 A=2.034 9C0.079 2,
r=0.998 2,线性范围为 1.0~10.0 mg·mL1。
2.3.5 RA 苷保留率 精密吸取供试品溶液,按
“2.3.1”项下色谱条件进样,记录色谱图与峰面
积。根据所得的峰面积计算 RA苷的浓度,RA苷保
留率[8]/%=供试品溶液中 RA苷的质量(mg)/甜叶菊
水提液中 RA苷的质量(mg)×100%。
2.4 固形物保留率
精密吸取所得供试品溶液 10 mL,置已干燥至
恒重的蒸发皿中,水浴蒸干,于 105 ℃干燥 1 h,
置干燥器中冷却 0.5 h,迅速称重,按下式计算固
形物保留率:固形物保留率/%=供试品溶液中固形
物的质量(g)/甜叶菊水提液中固形物的质量(g)×
100%。
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2.5 浊度值的测定
取供试品溶液用浊度仪测定,以去离子水作
参比溶液,结果用浊度值表示。
2.6 凹土吸附絮凝工艺优化
2.6.1 吸附温度 在 30 mL提取液中加入 0.5 g凹
土,搅拌后,分别将其放入 40,50,60,70,80 ℃
水浴中保温静置 2 h 后离心,取上清液测其浊度
值,结果见图 1。凹土对甜叶菊水提液的吸附絮凝
作用受温度影响比较大,在 50 ℃时水提液澄清度
最高,随着温度上升,水提液的浊度增加。

图 1 体系温度对水提液浊度的影响
Fig 1 Effect of temperature on turbidity of the water extract
2.6.2 水提液 pH 值 在 30 mL 水提液中分别用
10% NaOH调节溶液 pH值为 7,8,9,10,11,
加入 0.5 g凹土,搅拌,室温静置 2 h后离心,取上
清液测其浊度值,结果见图 2。由图 2可知,水提
液 pH 9时,溶液浊度值最低,絮凝澄清效果最好。

图 2 体系 pH值对水提液浊度的影响
Fig 2 Effect of pH value of solution on turbidity of the
water extract
2.6.3 凹土加入量 在 30 mL水提液中分别加入
0.2,0.4,0.6,0.8,1.0 g凹土,搅拌,室温静置
2 h后离心,取上清液测其浊度值,结果见图 3。
结果表明,凹土的加入显著降低了水提液的浊度,
当添加量为 0.6 g时,水提液的浊度值由原来的 9.6
降低到 5.2,但继续增加凹土添加量反而导致浊度
值的增大。
2.6.4 水提液稀释倍数 取一定量水提液分别稀
释 0,2,4,6,8倍至 100 mL,各加入 0.5 g凹土,
搅拌,室温静置 2 h后离心,取上清液测其浊度值,
结果见图 4。结果水提液不经稀释,即在较高药物
浓度时,凹土的吸附絮凝效果最佳。

图 3 凹土加入量对水提液浊度的影响
Fig 3 Effect of the content of attapulgite on turbidity of the
water extract

图 4 提取液稀释倍数对水提液浊度的影响
Fig 4 Effect of dilution multiple on turbidity of the water
extract
2.6.5 正交实验 在单因素实验的基础上,以 RA
苷保留率、固形物保留率、浊度值为综合评价指
标,选择 L9(34)正交表,考察了吸附温度、水提液
pH值、凹土加入量、水提液稀释倍数 4个因素对
吸附絮凝效果的影响。因素水平表如表 1 所示,
正交实验表如表 2所示。
由表 2中极差 R可看出,A>D>B>C,可见影
响凹土吸附絮凝效果的因素从大到小依次是:吸
附温度、水提液稀释倍数、水提液 pH值、凹土加
入量;由 K值可知,A2B1C1D1为凹土最佳吸附条
件,即 0.4 g凹土加入未经稀释的 pH 8的 30 mL
甜叶菊水提液中于 60 ℃进行吸附絮凝,所得澄清
效果最佳。
表 1 因素水平表
Tab 1 Factors and levels for orthogonal test
A B C D 水平 温度/℃ pH值 凹土量/g 水提液稀释倍数
1 50 8 0.4 0
2 60 9 0.6 2
3 70 10 0.8 4
2.6.6 验证实验 在上述最佳吸附絮凝条件下进
行验证实验,结果 RA苷保留率为 92.2%,固形物
中国现代应用药学 2013年 1月第 30卷第 1期 Chin JMAP, 2013 January, Vol.30 No.1 ·27·
保留率为 70. 5%,浊度值为 2.2,最终的综合评分
为 98.63,高于正交试验的各个实验值。
表 2 正交试验直观分析结果
Tab 2 The results of intuitive analysis for orthogonal test.
因 素
RA苷
保留
率/%
固形物
保留
率/%



综合
评分序号
A B C D X1 X2 X3 Y
1 1 1 1 1 45.85 51.28 2.1 66.65
2 1 2 2 2 42.25 56.41 5.4 46.46
3 1 3 3 3 64.63 68.21 8.5 58.30
4 2 1 2 3 91.71 53.33 3.8 83.12
5 2 2 3 1 90.30 66.15 4.1 82.67
6 2 3 1 2 60.25 54.87 2.5 71.49
7 3 1 3 2 29.58 74.87 12.3 34.08
8 3 2 1 3 43.82 52.82 7.4 43.86
9 3 3 2 1 46.48 55.90 8.7 44.85
K1 171.41 183.85 182.00 194.17
K2 237.28 172.99 174.43 152.03
K3 122.79 174.64 175.05 185.28
k1 57.14 61.28 60.67 64.72
k2 79.09 57.66 58.14 58.08
k3 40.93 58.21 58.35 61.76
R 38.16 3.62 2.53 14.04


注:综合评分=( RA苷保留率/最大 RA苷保留率)×60+(固形物保留率
/最大固形物保留率)×10+(浊度值/最小浊度值)×30
Note: Comprehensive score=retention rate of RA/maximum RA retention
rate×60+retention rate of solids/maximum solids retation rate×10+
turbidity/minimum turbidity×30
2.6.7 对比实验 用传统的化学絮凝法对甜叶菊
水提液进行吸附絮凝实验,所得结果与凹土吸附
法进行对比,结果见表 3。可见,两种工艺在对甜
叶菊水提液浊度方面的处理效果相当,但在 RA苷
保留率和固形物保留率方面,凹土吸附絮凝工艺
明显优于化学絮凝法,说明凹土对甜叶菊水提液
中大分子杂质具有一定的吸附絮凝作用,而对活
性成分的影响很小,具有一定的吸附选择性。
表 3 化学絮凝工艺与凹土吸附工艺的结果比较表
Tab 3 Comparasion results of chemical flocculation and
attapulgite adsorption method
絮凝工艺 RA苷保留率/% 固形物保留率/% 浊度值
化学絮凝 62.6 57.3 2.1
凹土吸附 92.2 70.5 2.2
3 讨论
吸附絮凝法是近年来用于中药精制工艺的一
项高新技术,其基本工作原理是只除去水提液中
较大的、具有斯托克沉淀趋势的悬浮颗粒,而保
留了高分子物质、多糖等天然亲水胶体。凹土是
一种具有一维纳米棒晶结构的天然硅酸盐黏土,
虽内部多孔道,但当其处于水溶液中时,因优先
吸附水而使孔道中充满水,其他物质很难再进入
孔道替代水分子。因而,在水溶液中凹土的吸附
主要是外表面吸附,并且属于胶体吸附和离子交
换吸附[9]。这些特点使得凹土能够利用范德华力絮
凝吸附中药水提液中的大分子杂质,而由于静电
作用不吸附小分子的有效成分,从而达到选择性
絮凝中药水提液的目的[10]。
在影响凹土吸附絮凝的各因素中,温度对其
絮凝效果影响最大,这是由于温度升高可增大水
提液中胶体颗粒与凹土粒子相互碰撞次数,增大
颗粒结合成吸附体的几率,因此加速了吸附,提
高了药液的澄清度,但温度过高时,形成的吸附
体细小,含水量高,难于处理,反而影响澄清效
果。水提液的浓度也对凹土吸附絮凝效果影响较
大,由于吸附剂的量与溶液中固含量密切相关,
当药液浓度较高时,提取液中的固含量较高,颗
粒间距小,相互碰撞频繁,吸附团形成速度快,
吸附团量多且较大,吸附效果好[11];而较低的药
液浓度不但不利于吸附团的形成,还有可能使其
中较少的颗粒处于悬浮状态,不易沉降而直接影
响吸附效果。但药液浓度也不能过高,否则吸附
剂在悬浮液中分布不均,甚至被包裹在杂质中,
也会影响吸附效果。
实验结果表明,凹土对甜叶菊水提液中杂质
和活性成分具有较好的吸附选择性,与化学絮凝
法相比,凹土吸附絮凝法在 RA苷保留率和固形物
保留率方面表现出明显的优势,可作为一种新型
吸附絮凝剂用于中药水提液的分离纯化中。
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收稿日期:2012-03-27



知母的 UPLC指纹图谱及聚类分析

罗洁 a,范旭航 a,崔思娇 a,石绍淮 a,毕开顺 b,贾英 a*(沈阳药科大学,a.中药学院;b.药学院,沈阳 110016)

摘要:目的 建立知母的超高效液相指纹图谱。方法 采用 ACQUITY UPLC HSS T3(2.1 mm×100 mm,1.8 μm)色谱柱;
流动相为乙腈-0.03%磷酸,梯度洗脱,流速为 0.5 mL·min1,柱温为 30 ℃,检测波长为 210 nm。结果 建立了知母的
UPLC指纹图谱共有模式,标定了 12个共有峰,并指认了 6个主要色谱峰,各色谱峰有较好的分离。根据聚类分析结果,
可将所收集的知母样品分为两类。结论 本方法快速、高效,可用于知母的质量评价。
关键词:知母;指纹图谱;超高效液相色谱法;聚类分析
中图分类号:R284.1 文献标志码:A 文章编号:1007-7693(2013)01-0028-04

UPLC Fingerprint of Anemarrhenae Rhizoma and Its Hierarchical Cluster Analysis

LUO Jiea, FAN Xuhanga, CUI Sijiaoa, SHI Shaohuaia, BI Kaishunb, JIA Yinga*(Shenyang Pharmaceutical University,
a.School of Traditional Chinese Materia Medica; b.School of Pharmacy, Shenyang 110016, China)

ABASTRACT: OBJECTIVE To establish fingerprint of Anemarrhenae Rhizoma UPLC. METHODS The UPLC fingerprint
of Anemarrhenae Rhizoma were determined on an HSS T3 column (2.1 mm×100 mm,1.8 μm) eluted with the mobile phase
consisted of acetonitrile and 0.03% phosphoric acid in gradient mode; flow rate: 0.5 mL·min1; column temperature: 30 and ℃
the detection wavelength was set at 210 nm. RESULTS The common mode of the UPLC fingerprint was set up under the
established condition. There were 12 common peaks in the fingerprint of 16 samples, six of which were identified. The
Anemarrhenae Rhizoma from 16 different areas could be divided into 2 grades through the results of hierarchical cluster analysis.
CONCLUSION The method was fast and accurate. The chromatographic profile of Anemarrhenae Rhizoma with high
specificity can be used to control the quality of Anemarrhenae Rhizoma.
KEY WORDS: Anemarrhenae Rhizoma; fingerprint; UPLC; hierarchical cluster analysis

知母为百合科植物知母(Anemarrhenae aspho-
deloides Bge.)的干燥根茎,具有清热泻火、滋阴润
燥的功效,用于外感热病,高热烦渴,肺热咳嗽,
骨蒸潮热,内热消渴,肠燥便秘[1]。知母中富含皂
苷、黄酮、双苯吡酮、木质素等多种化学成分。
现代药理学研究表明,知母具有抗病原微生物、
抗血小板聚集、降血糖、解热、抗炎、降低转氨
酶等多种药理活性。目前知母的质量评价主要以
芒果苷和知母皂苷为考察指标 [1-4],中药指纹图
谱研究对药材的全面控制具有重要作用。本实验
建立了 10 min内快速鉴别知母的UPLC指纹图谱
方法,为有效控制和科学评价知母的质量提供了
依据。
1 仪器与试药
ACQUITY UPLC(美国Waters公司,包括四元
高压梯度泵、真空脱气机、自动进样器、柱温箱、
基金项目:辽宁省科学技术计划项目(2011412004);辽宁省教育厅创新团队项目(2009T097)
作者简介:罗洁,女,硕士生 Tel: 18809897448 E-mail: luo.jie66@163.com *通信作者:贾英,女,博士,副教授 Tel:
(024)23986259420 E-mail: jiayingsyphu@yahoo.com.cn