全 文 ：天然产物研究与开发 Nat Prod Res Dev 2011，23:709-712
文章编号:1001-6880(2011)04-0709-04
收稿日期:2010-02-04 接受日期:2010-08-09
基金项目:安徽高校省级自然科学研究重点项目(KJ2009A002) ，
合肥工业大学研究生创新基金项目(XS08042)
* 通讯作者 Tel:86-551-2901093;E-mail:weifyliuj@ yahoo． com． cn
AB-8 型树脂对无患子皂苷的动态吸附与解吸性能
康家胜，方 春，张 静，魏凤玉*
合肥工业大学化工学院，合肥 230009
摘 要:采用单因素实验法，以树脂的饱和吸附量、产品的得率及纯度为指标，考察各因素对动态吸附与解吸的
影响，优化大孔树脂动态吸附分离无患子皂苷的工艺条件。结果表明，当 pH 为 4． 5 的无患子皂苷水提液以流
速 1 mL /min通过高径比为 5． 4∶ 1 的吸附柱时，AB-8 树脂对无患子皂苷的饱和吸附量达 568 mg /g;采用 1． 5 BV
的 95%乙醇以 1 mL /min的流速洗脱吸附后的树脂，产品得率为 83． 48%、纯度达 93． 00%;树脂重复使用 8 次后
其吸附解吸性能基本不变。该方法可以用于无患子皂苷的工业化分离提纯。
关键词:无患子皂苷;AB-8 树脂;动态吸附-解吸;吸附量
中图分类号:TQ028． 1 + 5 文献标识码:A
Dynamic Adsorption and Desorption of Sapindus-saponins onto AB-8 Resin
KANG Jia-sheng，FANG Chun，ZHANG Jing，WEI Feng-yu*
School of Chemical Engineering，Hefei University of Technology，Hefei 230009，China
Abstract:To optimize the dynamic adsorption and desorption process parameters for sapindus-saponins onto AB-8 resin，
the monofactorial experiments were used to analyze the effects of the process parameters on the saturated adsorption ca-
pacity，the recovery yield and the purity of the sapindus-saponins． The results showed that the saturation adsorption ca-
pacity of sapindus-saponins on AB-8 resin achieved 568 mg /g when the crude sapindus-saponins water extracts (pH4．
5)flowed through the resin column (the ratio of height to diameter 5． 4∶ 1)at 1 mL /min． The elution parameters were as
follows:1． 5 BV 95% ethanol aqueous solutions at 1 mL /min． The sapindus-saponins content in the final product was
93% with a recovery yield of 83． 48% ． In addition，the stability of AB-8 resin was fine after eight-time recycled． This
method could provide a potential approach for large-scale separation and purification of sapindus-saponins for its wide
pharmaceutical use．
Key words:sapindus-saponins;AB-8 resin;dynamic adsorption-desorption;adsorption capacity
天然无患子皂苷除具有较好的去污、洗涤性能
外，还有抗菌、消炎、抗病毒、抑制酶活性等多种生物
活性［1-3］。目前，无患子皂苷的分离纯化方法主要有
萃取法［4］、大孔树脂吸附分离法［5］和超滤分离法［6］
等。传统的萃取法溶剂消耗量大，所得产品纯度较
低;超滤膜分离时操作简单，但膜易污染，清洗困难。
大孔树脂吸附法具有分离效率高、产品质量稳定且
操作简单易行等优点，成为目前分离纯化天然产物
的有效方法，如已成功的应用于苦瓜皂苷［7］、绿原
酸［8］等物质的分离纯化。本文着重研究大孔树脂
对无患子皂苷的动态吸附与解吸性能，为其工业化
应用提供基础。
1 实验
1． 1 实验材料及仪器
无患子果皮(产于安徽) ;将无患子果皮洗净、
晾干、粉碎，采用水提法［9］得到无患子皂苷水提液，
将水提液过滤、经大孔树脂柱分离后再通过硅胶柱
分离得到标准品 (产物经 HPLC 检测纯度为
89. 693%) ;AB-8 树脂(天津光复精细化工研究
所) ，弱极性大孔吸附树脂，粒度 0． 3 ～ 1． 25 mm，湿
真密度 1． 05 ～ 1． 09 g /L，含水量 50% ～ 56%，交换
容量不少于 4． 2 mmol /g;浓硫酸、乙酸乙酯、香兰
素、高氯酸等试剂均为分析纯。
722P型可见分光光度计(上海光谱仪器有限公
司) ，FA2004N型电光分析天平(上海民桥精密科学
仪器有限公司) ，DHG-9146A 型电热恒温鼓风干燥
箱(上海精宏实验设备有限公司)。
DOI:10.16333/j.1001-6880.2011.04.038
1． 2 无患子皂苷含量的测定
1． 2． 1 标准曲线的绘制［10］
以本实验室提取分离精制的无患子总皂苷为标
准品。准确称量无患子总皂苷 9． 7 mg，定容至 10
mL。精密抽取 50、100、150、200、250、300 μL 标准
品溶液于具塞磨口试管中，热风挥干溶剂，而后将现
配的 5%的香草醛-冰醋酸溶液 0． 4 mL 和高氯酸
1. 6 mL加入试管中，摇匀，70 ℃水浴加热 20 min，冰
水浴中冷却 3 min，最后加入冰醋酸 10 mL，摇匀，用
空白试剂作参比。用 UV -250 紫外可见分光光度
计(日本岛津公司)在 200 ～ 700 nm 范围作全波段
扫描，结果表明无患子总皂苷的最大吸收波长在
478 nm左右，故选择 478 nm 作为测定波长。以吸
光值 A与浓度 C进行线性回归，得回归方程为 A =
0. 00704 + 0． 22688C，r = 0． 99946，线性范围为 0． 5 ～
3． 0 mg /mL。
1． 2． 2 产品纯度测定
精密抽取 100 μL待测溶液，按照标准曲线制备
的步骤测定样品的吸光值，从标准曲线上求其浓度，
计算样品中总皂苷的含量。
1． 3 大孔树脂动态吸附-解吸实验
将无患子皂苷水提液以一定流速通过已预处理
过的湿 AB-8 树脂柱进行动态吸附，流出液每隔 20
mL收集一次，检测其中的无患子皂苷浓度，直到流
出液中无患子皂苷的浓度与进料液中的浓度相等，
树脂吸附达饱和为止。然后用去离子水将吸附饱和
的树脂柱洗脱至流出液 Molish 反应呈阴性，再用乙
醇水溶液以一定的流速洗脱树脂柱，每隔 20 mL 取
样一次，直到解吸液中无患子皂苷浓度近似为零。
收集洗脱液，常压蒸馏除去溶剂然后干燥得无患子
皂苷产品。
1． 4 吸附与解吸效果评价
实验通过树脂饱和吸附量 Qe、产品洗脱率 y 及
纯度 P 对吸附和解吸效果进行评价，计算公式如
下:
Qe =
C0 － Ct)× V
M (1)
y =
m2
(C0 － Ct)×
× 100% (2)
p =
m2
m1
× 100% (3)
其中，Qe—树脂饱和吸附量 (mg /g 干树脂) ;
y—产品得率;p—产品纯度;C0、Ct—吸附前后溶液
中无患子皂苷的浓度(mg /mL) ;V—无患子水提液
吸附的总体积(mL) ;M—干树脂质量(g) ;m1—洗脱
产品质量(g) ;m2—洗脱产品中无患子总皂苷量
(g)。
2 结果与讨论
2． 1 动态吸附
2． 1． 1 进料浓度对 AB-8 树脂吸附性能的影响
图 1 不同浓度下 AB-8 树脂吸附无患子皂苷的动态
泄漏曲线
Fig. 1 Adsorption-leakage curve of Sapindus-saponin on-
to AB-8 resin at different concentration at differ-
ent concentrations
原始水提液(水提时固液比为 1∶ 5)中无患子皂
苷的浓度约为 33 mg /mL，为考察进料浓度对树脂吸
附性能的影响，将水提液稀释或浓缩后进行动态吸
附实验，比较其吸附穿透性能。由图 1 可以看出，随
着进料浓度的增加，穿透时间减小。当进料皂苷浓
度为分别为 49． 70、32． 95、24． 40 g /L 和 12． 40 g /L
时，测得树脂的饱和吸附量分别为 568． 1、564． 0、
467． 2 mg 和 465． 2 mg 皂苷 / g 干树脂，可以看出随
着进料浓度增加树脂的饱和吸附量逐渐增大，当浓
度增大到 32． 95 g / l时树脂的饱和吸附量增加较小。
这是因为大孔树脂 AB-8 对无患子皂苷的吸附符合
Langmur单分子层吸附，即料液浓度增加，吸附量增
加，但有一最大吸附容量。故从树脂饱和吸附量和
吸附中皂苷的泄露量两方面考虑，可将水提液直接
上柱进行吸附分离操作。
2． 1． 2 流速的影响
吸附流速既影响吸附质与吸附剂之间的接触时
间，又影响吸附柱的处理能力。由图 2 可以看出，随
着流速的增加，穿透时间提前，完全穿透时间延长。
这是由于流速增加时溶液在柱中的平均停留时间减
小，不利于皂苷分子在树脂床层中进行颗粒扩散和
膜扩散，从而不利于吸附传质过程。当流速分别为
1、2、3 mL /min时，测得 AB-8 树脂的饱和吸附量分
017 天然产物研究与开发 Vol. 23
别为 557． 0、568． 1、564． 3 mg /g。可见在实验范围内
流速对树脂的饱和吸附量影响不大，故选择吸附流
速为 1 mL /min。
图 2 不同流速下 AB-8 树脂吸附无患子皂苷的动
态泄漏曲线
Fig. 2 Adsorption-leakage curve at different flow rates
2． 1． 3 pH值的影响
无患子皂苷为酸性皂苷，其原始水提液的 pH
为 4． 54 左右;改变溶液的 pH 值会影响树脂和溶质
之间的吸附亲和力，从而影响树脂的吸附能力。不
同 pH值时树脂对无患子皂苷的饱和吸附容量见表
1。可以看出，pH为 4． 54 左右即原始水提液的酸度
时，饱和吸附量最大。故选择将原始水提液直接进
行吸附分离。
表 1 pH值对树脂饱和吸附量的影响
Table 1 Relationship between pH value and saturation adsorp-
tion capacity
pH 2． 99 4． 54 5． 09 7 8． 96
Qe /(mg /g) 501． 3 562． 1 490． 7 483． 7 464． 3
2． 1． 4 高径比对吸附效果的影响
吸附柱的高径比主要影响流体在柱中的流动状
况，从而影响树脂的吸附性能。实验采取两种方法
调节吸附柱的高径比:(a)管径不变，改变树脂的装
填量;(b)树脂用量不变，改变管径。控制无患子水
提液的流量为 1 mL /min通过树脂柱，考察上述两种
情况下高径比对吸附效果的影响，结果见表 2。可
以看出，两种情况下高径比对树脂的饱和吸附量影
响都不大，这可能是由于无患子皂苷在 AB-8 大孔
树脂上的吸附不是受颗粒外扩散控制，而是受颗粒
内扩散控制。另外，在实验过程中发现选用高径比
为 1． 5 时，树脂柱中溶液的偏流现象很明显;增加交
换柱高度，不但能延长两相接触时间，有利于吸附，
而且还可以改善柱内流体力学条件使液流分布均
匀，减少壁效应，避免发生沟流和偏流。但是高径比
越大，流动阻力越大，工业上一般的高径比为 3 ～
10，故选取高径比为 5． 4∶ 1。
表 2 不同高径比对吸附性能的影响
Table 2 Adsorption capability of different ratios of height to di-
ameter
方法
Method
树脂量
Amount
of resin(g)
高径比
Height-
diameter
ratio
饱和吸附容量
Saturated extent
of adsorption
(mg /g)
穿透体积
Penetrate
volume
(mL /g Resin)
a 5 5． 4 557． 0 48
10 7． 0 558． 3 40
15 10． 0 556． 4 37
b 10 1． 5 548． 0 36
10 5． 4 557． 0 24
10 23 565． 3 22
2． 2 动态解吸
2． 2． 1 洗脱剂浓度对解吸的影响
无患子皂苷属弱极性皂苷，故选择乙醇水溶液
作为洗脱剂;洗脱剂用量取 1． 5 倍树脂床层体积，洗
脱流速为 1 mL /min，改变乙醇浓度考察对解吸效果
的影响，结果见表 3。可以看出，随着洗脱剂浓度的
增加，产品得率和纯度均有所提高。这是因为，随着
乙醇浓度的增加，洗脱剂极性减小，越接近皂苷极
性，洗脱效果越好。故选择 95%乙醇为洗脱剂。
表 3 乙醇浓度对洗脱效果的影响
Table 3 Eluting efficiency at different ethanol concentrations
浓度
Concentration (%) y (%) p (%)
40 22． 77 51． 17
50 21． 03 49． 58
60 62． 40 82． 88
70 67． 56 87． 40
80 74． 25 91． 78
95 83． 48 93． 60
2． 2． 2 流速对解吸效果的影响
流速影响洗脱剂在解吸柱中的停留时间，不同
流速下的产品得率和纯度见表 4。由表 4 可以看出
流速越小产品洗脱得率越大、纯度越高，可见低流速
有利于皂苷产品的洗脱。因为流速小时，洗脱剂与
树脂的接触时间长，解吸充分，但流速过小洗脱操作
周期较长。综合考虑，选用解吸流速为 1 mL /min。
117Vol. 23 康家胜等:AB-8 型树脂对无患子皂苷的动态吸附与解吸性能
表 4 不同洗脱流速下的洗脱效果
Table 4 Eluting efficiency at different flow rates
流速 Flow rate (mL /min) y (%) p (%)
1 83． 48 93． 60
2 69． 56 86． 41
3 59． 41 82． 17
2． 3 树脂再生性能研究
在实验确定的最佳吸附和解吸条件下，进行 8
批次的吸附-解吸循环实验，考察 AB-8 树脂对无患
子皂苷吸附-解吸性能的稳定性，实验结果如图 4 所
示。AB-8 树脂使用 8 次时对无患子皂苷的吸附容
量几乎不变，解吸率略有下降，可用于无患子皂苷的
分离纯化。
图 4 AB-8 树脂循环使用时饱和吸附量和洗脱得率的
变化
Fig. 4 Adsorption capacity and Recovery yield after the re-
use of AB-8 resin
3 结论
3． 1 AB-8 树脂动态分离纯化无患子皂苷的最佳吸
附和洗脱条件为:原始水提液直接上柱，流速为 1
mL /min，吸附柱的高径比为 5． 4∶ 1，水提液用量约为
24 mL /g树脂;采用 1． 5 BV的 95%乙醇水溶液在流
速 1 mL /min下对吸附饱和的树脂柱洗脱时。此时，
树脂对无患子皂苷的饱和吸附量达 568 mg /g，产品
得率为 83． 48%，纯度达 93． 00%。
3． 2 AB-8 树脂重复使用 8 次后吸附容量几乎不
变，产品的得率略有降低，可多次重复使用。
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