全 文 ：[制　　剂 ]
泡沫分离法纯化无患子皂苷
魏凤玉 , 　张　静 , 　解　辉
(合肥工业大学 化学工程学院 ,安徽 合肥 230009)
收稿日期:2008-08-15
基金项目:合肥工业大学研究生创新基金项目(XS08042);安徽高校省级自然科学研究重点项目(KJ2009A002)
作者简介:魏凤玉(1963-),女 ,博士 ,副教授 ,研究方向:化工传质与分离。 Tel:(0551)2901093, weifyliuj@yahoo.com.cn
关键词:泡沫分离;无患子皂苷;正交实验
摘要:目的:采用泡沫分离法分离无患子皂苷 ,得到其分离纯化的最佳条件。方法:利用正交实验的方法分析实验结果 ,
优化泡沫分离的工艺条件。结果:当原始料液浓度 2.5 g/L、气体流速 0.9 L/min、温度 30 ℃、pH值 4.8时 , 无患子皂苷
的收率为 69.42%,富集比为 2.48,纯度达 67.78%。结论:泡沫分离法分离无患子皂苷工艺简单 , 产品收率高 , 为天然无
患子皂苷的开发利用提供了基础。
中图分类号:R284.3　　　　　文献标识码:A　　　　　文章编号:1001-1528(2009)07-1021-03
Purificationofsapindus-saponinbyfoamseparation
WEIFeng-yu, 　ZHANGJing, 　XIEHui
(SchoolofChemicalEngineering, HefeiUniversityofTechnology, Hefei230009, China)
KEYWORDS:foamseparation;sapindus-saponin;orthogonaltest
ABSTRACT:AIM:Toadoptthefoamseparationtogetthebestconditionoftheprocessaboutseparation-purifi-
cationsapindus-saponin.METHODS:Theorthogonalexperimentswasusedtoanalysetheresultsoftheprocess.
RESULTS:Thebestconditionoftheprocesswas2.5 g/Lfeedconcentration, 0.9 L/mingasflowrate, pH4.8
andthetemperatureof30℃.Underthiscondition, theyield, concentrationratioandpurityofsapindus-saponin
was69.42%, 2.48, and67.78%, respectively.CONCLUSION:Theprocessisverysimpleandpractical,
whichprovidesabasefortheapplicationofnaturalsapindus-saponin.
　　无患子属无患子科 , 学名:无患子 (Sapindus
MukurosiGaertn),俗称:油患子 、肥珠子等。无患子
果皮中所含的无患子皂苷是一种天然温和型非离子
表面活性物质 ,除具有较好的起泡 、去污性能外 [ 1] ,
还具有抗菌 、消炎 、抗病毒 、杀虫[ 2]等多种生物活
性 。目前 ,无患子皂苷的提取分离方法有萃取法和
大孔树脂吸附分离法等。饶厚曾等采用乙醇回流提
取 —正丁醇萃取分离工艺[ 3]及微波萃取工艺 [ 4]得
到了无患子皂苷及皂苷晶体 ,但所需溶剂量大 、产品
纯度不高。本课题组采用水提 -大孔树脂分离法 [ 5]
分离得到纯度较高的无患子皂苷 ,但操作周期长 ,溶
剂消耗量大 。
泡沫分离法 (foamfractionation)又称气浮法
(air-stripping),它是以气泡作分离介质来富集表面
活性物质的一种新型分离技术 ,已被成功的用于矿
物浮选[ 6] 、废水处理 [ 7] 、蛋白质和表面活性剂 [ 8]的
浓缩 。近年来泡沫分离技术开始用于中药有效成分
的提取 、分离。如修志龙等[ 9]采用泡沫分离法分离
人参皂苷 ,考察了气速 、pH值 、进料浓度 ,进料量及
通气类型等对泡沫分离的影响;苏艳桃等[ 10]利用泡
沫分离法分级分离甘草皂苷;WiliamD.Lambert
等[ 11]研究了泡沫分离法分离 β -葡糖酸和纤维素酶。
本实验采用泡沫分离法纯化无患子皂苷 ,优化其工
艺条件 ,为天然无患子皂苷的开发利用提供了基础。
1　实验
1.1　仪器及试剂
GFN-14型电动微型粉碎机(四川自贡市渐飞机
械厂);SHB-95型水环真空泵(河南巩义市杜甫仪
器厂);DGF30/7-1型电热鼓风干燥箱(南京实验仪
器厂);UV-2550型紫外可见光分光光度仪(日本岛
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津)。无患子果皮(安徽省肥东县),无患子总皂苷
对照品 (自制 , 无患子水提液经大孔树脂吸附分
离 [ 12] ,硅胶柱反复层析 ,产物为各种无患子皂苷的
混合物 ,经 HPLC检测 ,根据归一化法得纯度 96%
以上),其余试剂均为分析纯。
1.2　泡沫分离装置
图 1为间歇式泡沫分离的实验装置示意图 。泡
沫分离柱的内径 47mm、高度 700mm。空气经压缩
机压缩后 ,由转子流量计控制其流量 ,通过气体分布
器 ,分散成气泡由柱底通入无患子皂苷粗提液 。泡
沫沿柱体上升 ,到达柱顶后经过泡沫溢出管进入泡
沫收集装置 ,每次实验时间持续到产生的泡沫不能
从装置中溢出为止 。测量收集液的体积 ,烘干后所
得产品用分光光度法检测其皂苷含量 。
图 1　泡沫分离装置
Fig.1　Schematicdiagramoftheexperimentalsetup
1.控制阀 2.转子流量计 3.磨口塞 4.泡沫溢出管 5.恒温夹套
6.气体分布器 7.泡沫分离柱 8.泡沫液收集器
1.3　无患子皂苷粗产品的制备及总皂苷含量的测
定
将无患子果皮洗净 、晾干 、粉碎 ,按文献 [ 5]用水
溶液提取 ,水提液静置除沉淀后烘干得无患子皂苷
粗品。用分光光度法 [ 13]测定提取物中的无患子总
皂苷含量。
1.4　泡沫分离效果评价
富集比 Er=CfCi;收率 w=
Cf×Vf
Ci×Vi×100%;纯度 P
=Cf×Vfmf ×100%;综合评分 =Er+w×100
其中 , Ci和 Cf分别指粗提液中和收集液中无患
子总皂苷浓度(g/L), Vi和 Vf分别指粗提液和收集
液的体积(L), mf为收集液烘干后所得产品质量
(g)。
2　结果与讨论
2.1　正交实验设计
由泡沫分离的原理可知 ,进料中皂苷的浓度和
气体流速会影响泡沫的稳定性及泡沫的流速;系统
温度会影响液体黏度和表面张力 ,从而也会影响泡
沫分离效果 ,但温度过高会使无患子皂苷丧失活性;
无患子皂苷为酸性皂苷 ,其水提液的 pH值为 4.8,
溶液的 pH对无患子皂苷的稳定性有较大的影响。
故本实验选取进料浓度 、气体流速 、操作温度及溶液
pH值 4个因素进行正交实验 ,并考虑进料浓度和气
体流速的交互作用对泡沫分离的影响 ,设计相应的
因素水平见表 1。
表 1　 正交水平因素表
Tab.1　Factor-levelinorthogonal-designingexperiments
实验
水平
实验因素
A
进料浓度 /(g/L)
B
气体流速 /(L/min)
C
温度 /℃
D
pH
1 2.0 0.3 30 3.0
2 2.5 0.6 40 4.8
3 3.0 0.9 50 7.0
2.2　正交实验结果与讨论
根据表 1的因素水平 ,安排 L18(37)正交实验 ,
所得结果见表 2。无论是收率还是富集比 ,指标均
越大越好 ,根据实际生产的需要 ,富集比和收率权重
各半 ,以综合评分为考察指标 [ 14] 。根据表 2的极差
分析可知 ,泡沫分离效果影响因素的主次为 ,气体流
速 >进料浓度 >温度 >pH值 。由表 3的方差分析
可以看出 ,就泡沫分离而言 ,料液浓度和气体流速两
因素的均方比大于 F0.05(2, 2)=19.0,为显著因素 ,
但两者的交互作用并不显著 ,温度和 pH值对泡沫
分离的影响不明显 。这是因为料液浓度决定了溶液
中所含的表面活性物质的浓度 ,从而影响溶液的起
泡能力及形成泡沫的稳定性 。气体流速决定了泡沫
的上升速度及形成泡沫的大小 ,从而影响无患子皂
苷的富集比和收率 。由于体系温度和溶液 pH值均
在无患子皂苷适宜范围内考察 ,故对结果影响较小。
正交实验得无患子泡沫分离的最佳工艺条件为
A2B3C1D2 ,即原始料液浓度 2.5 g/L, 气体流速
0.9 L/min,温度 30 ℃, pH值 4.8。此时富集比为
2.48, 无患子皂苷的收率为 69.42%,产品纯度达
67.78%。
2.3　泡沫分离法与其他分离方法的比较
在 25℃下 , 将 pH值为 4.8的无患子粗提液分
别用体积比为 1∶1的正丁醇萃取 2 h、AB-8型大孔
树脂吸附并以 70%的乙醇溶液洗脱以及最佳泡沫
分离条件分离无患子皂苷粗提液 ,比较 3种分离方
法的分离效果 ,实验结果见表 4。可以看出 , 泡沫
分离所得无患子皂苷的收率最高 ,产品纯度略低于
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表 2　 正交试验结果分析计算表
Tab.2　 Projectsandanalysisoforthogonal-designingexperiments
实验
序号
A
进料浓度
B
气体流速
A×B1 A×B2
浓度 ×气体流速
C
温度
D
pH W/% Er 综合评分
1 1 1 1 1 1 1 34.81 4.2 39.01
2 1 2 2 2 2 2 36.8 2.28 39.08
3 1 3 3 3 3 3 44.26 2.28 46.54
4 2 1 1 2 2 3 37.65 3.29 40.94
5 2 2 2 3 3 1 41.95 4.52 46.47
6 2 3 3 1 1 2 69.42 2.48 71.9
7 3 1 2 1 3 3 36.96 3.12 40.08
8 3 2 3 2 1 1 44.48 1.73 46.21
9 3 3 1 3 2 2 63.9 2.07 65.97
10 1 1 3 3 2 1 31.93 2.98 34.91
11 1 2 1 1 3 2 36.13 2.41 38.54
12 1 3 2 2 1 3 45.68 3.95 49.63
13 2 1 2 3 1 2 43.22 3.29 46.51
14 2 2 3 1 2 3 35.89 4.12 40.01
15 2 3 1 2 3 1 50.29 1.91 52.2
16 3 1 3 2 3 2 32.18 3.95 36.13
17 3 2 1 3 1 3 44.4 1.64 46.04
18 3 3 2 1 2 1 52.23 2.05 54.28
K1 41.285 39.597 47.117 47.303 49.883 45.513 - - -
K2 49.672 42.725 46.008 44.032 45.865 49.688 - - -
K3 48.118 56.753 45.95 47.74 43.327 43.873 - - -
R 8.387 17.156 1.167 3.708 6.556 5.815 - - -
表 3　 方差分析
Tab.3　 varianceanalysisoforthogonal-desinging
experiments
因素 偏差平方和 自由度 F比 F临界值 显著性
A 238.887 2 22.43 F0.10(2, 2)=9.0 显著
B 1 001.864 2 94.071 F0.05(2, 2)=19.0 显著
C 131.160 2 12.315 F0.10(2, 2)=99.0 -
D 10.651 2 10.128 - -
A×B 54.478 4 2.558 - -
误差 10.65 2 - - -
大孔树脂吸附分离法 。泡沫分离法操作简单 、不消
耗有机溶剂 ,因此该法是分离无患子皂苷的有效方
法 。
表 4　 泡沫分离与其他分离方法的比较
Tab.4　 Thecomparisonbetweenfoamseparation
andotherseparationmethods
分离方法 正丁醇萃取 大孔树脂吸附分离 泡沫分离
收率 /% 32.53 43.13 69.42
纯度 /% 54.64 80.97 67.78
3　结论
泡沫分离最佳工艺条件为:原始料液浓度 2.5
g/L,气体流速 0.9 L/min,温度 30℃, pH值 4.8,所
得无患子皂苷的收率是 69.42%,纯度 67.78%,富
集比为 2.48。
与正丁醇萃取 、大孔树脂吸附分离相比 ,泡沫分
离具有操作简单 、能耗低 、产品收率高等优点 。
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大孔吸附树脂纯化补肾方中总黄酮的工艺研究
史万忠 , 　刘　瑾 , 　吕海阳 , 　徐德生 , 　刘　力
(上海中医药大学附属曙光医院 ,上海 200021)
收稿日期:2008-08-10
基金项目:上海市教委基金(03CK14)
作者简介:史万忠(1971-),男 ,博士 ,副主任药师,从事中药药剂研究及新药开发。 Tel:(021)53821650, E-mail:shwzh@hotmail.com
关键词:补肾方;大孔吸附树脂;总黄酮;二苯乙烯苷;淫羊藿苷;柚皮苷
摘要:目的:研究大孔吸附树脂吸附纯化补肾方(何首乌 、淫羊藿苷 、骨碎补等)总黄酮的特性及工艺条件。 方法:选用
D101、DA201和 DM301树脂 , 以总黄酮 、二苯乙烯苷 、淫羊藿苷和柚皮苷为指标 , 综合考察 3种大孔吸附树脂对补肾方中
黄酮成分的吸附和解吸附性能 ,并以优选的树脂 , 进行静态动力学吸附曲线测定 、动态泄漏曲线制备 、洗脱曲线制备等研
究。结果:选用 DM301大孔吸附树脂 ,以 0.25BV(柱体积)/h速度上样 ,分别用 4BV蒸馏水洗除杂质 ,然后用 70%乙醇
4 BV洗脱纯化总黄酮 , 洗脱速度为 2.4V/h。结论:大孔吸附树脂用于补肾方总黄酮的提取纯化工艺获较好效果。
中图分类号:R284.3　　　　　文献标识码:A　　　　　文章编号:1001-1528(2009)07-1024-05
PurificationoftotalflavonesfromBushenRecipewithmacroporousresin
SHIWan-zhong, 　LIUJin, 　L Hai-yang, 　XUDe-sheng, 　LIULi
(ShuguangHospitalAfiliatedtoShanghaiUniversityofTCM, Shanghai200021 , China)
KEYWORDS:BushenRecipe;macroporousresin;totalflavones;icarin;tetrahydroxystilbene;naringin
ABSTRACT:AIM:TostudytheabsorptionperformanceandpurificationprocessoftotalflavonesfromBushen
Recipe(Radixpolygonimultiflori;Herbaepimedi;Rhizomadrynariae;etc)withmacroporousresin.METH-
ODS:Thecontentsoftotalflavones, icarin, tetrahydroxystilbeneandnaringinwereworkedasindexes, thead-
sorptivecapacityofD101, DA201 andDM301 resinswereinvestigated, andthestaticadsorptioncurve, dynamic
leakagecurveandelutioncurvewereusedfortheselectionofmacroporousresin.RESULTS:Theelutionparame-
tersofselectedDM301consistedofthe0.25BV/hfeedratesolutionratioof4 BVwatertoeluteresinand4 BV
70% alcoholtobecolectedaselutionsolvent, andtheelutionrateof2.4 BV/hwasestablished.CONCLU-
SION:MacroporousresinmethodisabetercandidatemethodforpurifyingflavonesinBushenRecipe.
　　补肾方是上海中医药大学附属曙光医院的医院
制剂 ,由制何首乌 、淫羊藿和骨碎补等中药组成 ,临
床用于原发性骨质疏松症的治疗。经动物实验证实 ,
复方中的总黄酮部位具有明显的抗骨质疏松作用 ,因
此 ,我们考虑将其总黄酮部位采用大孔吸附树脂进行
纯化 ,以达到减少服用剂量和提高疗效的目的。
1　仪器和材料
1.1　实验仪器
HP1100高效液相色谱仪 ,岛津 UV-240紫外分
光光度计 ,岛津 AEL-160电子分析天平 , ZD-8801回
转摇床(太仓市科教器材厂 ), DZF-1真空干燥箱
(上海医用恒温设备厂)。
1.2　实验材料
制何首乌 、淫羊藿和骨碎补等药材均购于上海
华宇药业有限公司;二苯乙烯苷(0844-200003)、淫
羊藿苷(0737-9910)和柚皮苷(0722-9805)对照品购
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