全 文 ：收稿日期:2008-12-07.
基金项目:湖北省教育厅重点项目(B200729006);湖北民族学院青年项目.
作者简介:秦恩华(1964-),女 ,实验师 ,主要从事食品微生物及资源开发的研究工作.
大孔树脂对零余子皂甙的吸附分离特性研究
秦恩华
(湖北民族学院 生物科学与技术学院 ,湖北 恩施 445000)
摘要:对零余子皂甙的静态吸附解吸进行了研究.结果表明:大孔树脂 AB-8对零余子皂甙的吸附解吸效果最
好 , 吸附 2h后 ,在 40℃条件下 , 用 80%的乙醇溶液解吸 2h的解吸效果为最好.
关键词:零余子;皂甙;吸附解吸
中图分类号:R927.2 文献标识码:A 文章编号:1008-8423(2009)01-0083-03
StudyontheAbsorptionandSeparationofthe
MacroporousResinforBubilSaponin
QINEn-hua
(SchoolofBiologicalScienceandTechnology, HubeiUniversityforNationalities, Enshi445000, China)
Abstract:Theabsorptionanddesorptionofthebulbilsaponinisstudiedwiththemacroporousresin.The
resultsshowthattheAB-8macroporousresinisbeterfortheabsorptionanddesorptionofthebubilsap-
onin, andthebestadsorptionanddesorptionconditionisthatthesaponinisabsorbed2 hoursandde-
sorbedtwohoursat40℃ with80% ethanolsolution.
Keywords:bulbil;saponin;absorptionanddesorption
零余子为薯蓣科植物薯蓣 DioscoreaoppositaThunb.叶腋间的珠芽 ,俗称 “山药豆” [ 1, 2] ,呈卵圆形或椭圆
形 ,直径约 0.4 ～ 2cm,外表皮淡黄色 ,有细皱纹 ,气味淡而不苦 ,口嚼粘腻 ,零余子含有 16种氨基酸 、胆碱 、尿
素 、植酸 、多种维生素 、淀粉酶 ,山药素等特种物质 ,自古就是营养价值很高的滋补食品和药用价值很高的药
材 ,可食用 ,还具医疗价值 [ 3 ～ 7] .
目前人们对山药的薯蓣皂苷元的研究较多 [ 4] ,但是对零余子却未见报道.本文采用大孔树脂对零余子
皂甙进行静态吸附解吸 ,以期为零余子的动态解吸奠定理论基础.
1　材料 、试剂与仪器
零余子:由湖北民族学院生物科学与技术学院科研基地提供;所用试剂均为分析纯;AB-8、D-101、
NKA-Ⅱ大孔树脂均为天津市海光化工有限公司产品.
主要仪器:SHZ-CB型循环水式多用真空泵(河南省巩义市英裕予华仪器厂),电子恒温水浴锅(深圳
国华仪器厂),低速大容量离心机(上海安亭科技仪器厂), RE-2010旋转浓缩蒸发器(上海亚荣生化仪器
厂), 756MC紫外可见光分光光度计(上海精密科学仪器有限公司)等.
2　实验方法
2.1　皂甙提取步骤[ 5]
提取:称取 10g干燥的零余子粉末 ,置于 500ml的平底烧瓶中 ,然后向其中加入 250ml80%乙醇溶液 ,摇
第 27卷第 1期　　　　 　　　　　　　　　湖北民族学院学报(自然科学版)　　　　　　　　　 　　　　Vol.27　No.1
2009年 3月　　　　　　　　JournalofHubeiUniversityforNationalities(NaturalScienceEdition)　　　　　　　　　Mar.2009
匀.在 80℃下 ,回馏提取 2h.冷却后离心 ,将滤液减压浓缩至干 ,用 60ml蒸馏水溶解 ,石油醚脱脂 2次 ,合并
水层 ,浓缩至 40ml;水溶液用水饱和的正丁醇萃取 3次(30、30、20ml),取正丁醇相浓缩至呈褐色粘稠状时冷
却.加入 8ml甲醇溶液 ,再加入 80ml丙酮充分搅拌使之产生沉淀 ,离心 ,反复处理 2次将沉淀烘干称重得初
皂甙.粗皂甙用甲醇溶液溶解并定量转移到 25ml容量瓶中为测定液.
2.2　皂甙含量的测定
采用香草醛 -硫酸比色法 [ 6] ,按下式计算皂甙的含量:C=A/K,其中 A表示吸光度;C表示皂甙的浓度
mg/ml, K是经验系数 ,为 1.063.
表 1　不同树脂对皂甙吸附解吸特性
Tab.1　Thecharacteristicofdifferentresinfortheabsorptionofsaponin
树脂种类 树脂的质量 /g 吸附前皂甙吸光度 吸附后皂甙吸光度 吸附量/mg· mL-1解吸后吸光度 解吸率/%
AB-8 1.0024 0.595 0.431 2.31 0.112 68.29
NK-A 0.09921 0.595 0.456 1.98 0.088 63.31
D-101 1.0457 0.595 0.438 2.12 0.105 66.88
2.3　皂甙的静态吸附解析
2.3.1　树脂的优化
2.3.1.1　皂甙的静态吸附　分别称取 1g预处理的湿树脂 AB-8、D-101、NKA-Ⅱ于锥形瓶中 ,加入 15
mL一定浓度的皂甙水提取物 ,封口 ,于室温下用磁力搅拌器震荡吸附 2h后离心取上清液 ,分别于吸附前后
测定溶液中皂甙的浓度 ,按下式计算吸附率:
Q=(C0 -C1)×V/W (1)
式中:Q表示吸附率(mg/g);C0表示吸附前浓度(mg/mL);C1表示吸附后浓度(mg/mL);V表示溶液体积
(mL);W表示大孔树脂湿重(g).
2.3.1.2　皂甙的静态解吸　向吸附离心后的树脂内各加入 15mL95%乙醇溶液 ,封口 ,于室温下用磁力搅
拌器震荡解吸 1h,分别测定解吸后溶液中皂甙的浓度 ,按下列公式计算:
解吸率 =解吸后的浓度 /(吸附前溶液的浓度 -吸附后溶液的浓度) (2)
根据吸附率和解吸率来选择最优树脂.
2.3.2　树脂的静态吸附解吸测定
2.3.2.1　皂甙静态吸附时间优化　称取 1g湿大孔树脂 5份 ,按 2.3.1.1节方法分别搅拌吸附 0.5、1、1.5、
2、2.5h,离心 ,取上清液 ,测吸光度 ,然后按式(1)计算吸附率 ,确定最佳吸附时间.
2.3.2.2　皂甙静态解吸时间优化　称取 1.000g湿大孔树脂 5份 ,各加入 15mL一定浓度的皂甙水提取溶
液 ,封口 ,按确定的最佳时间进行吸附 ,吸附完成后离心 ,向离心过滤后的树脂里加 15mL95%乙醇溶液 ,封
口 ,放在磁力搅拌器上搅拌 ,时间分别是 0.5、1、1.5、2、2.5h.解吸完成后离心 ,从上清液取样 0.5mL,测定其
吸光度 ,然后按式(2)计算解吸率 ,确定最佳解析时间.
2.3.2.3　皂甙静态解吸温度优化　称取 1.000g湿大孔树脂 3份 ,各加入 15mL一定浓度的皂甙水提取溶
液 ,重复上述吸附过程.吸附完成后离心 ,向离心过滤后的树脂里加 15mL95%乙醇溶液 ,封口 ,分别于 20、
40、60℃下按上述确定的最佳解吸时间解吸 ,测定吸光度 ,然后按式(2)计算解吸率 ,确定最佳解吸温度.
2.4　洗脱剂浓度对皂甙解附的影响
皂甙静态解吸乙醇浓度优化:称取 1.000g湿大孔树脂 5份 ,各加入 15mL一定浓度的皂甙水提取溶液 ,
重复上述吸附过程.吸附完成后离心 ,向离心过滤后的树脂里加 15mL不同浓度的乙醇溶液 ,封口 ,按上述确
定的最佳解吸时间 、温度解吸 ,解吸完成后离心 ,从上清液取样 0.5mL,测定其吸光度 ,然后按式(2)计算解
吸率 ,确定解吸时最适乙醇浓度.
3　结果与分析
3.1　树脂的优化
主要对 AB-8、NK-A、D-101三种树脂进行筛选 ,具体结果见表 1.
由表 1可以看出大孔树脂 AB-8的吸附量和解吸率相对要高于其他两种树脂 ,因此选用 AB-8树脂进
行以下实验.
3.2　时间对皂甙静态吸附的影响和静态解附
的影响
由表 2可以看出吸附时间越长 ,吸附效果
越好 ,但随着吸附时间的延长 ,树脂对皂甙的
吸附率的增加趋势不大.说明随着吸附时间的
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　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　湖北民族学院学报(自然科学版)　　　　　　　　　　　　　 　　第 27卷
延长 AB-8树脂对零余子皂甙的吸附基本达到饱和 ,说明大孔树脂 AB-8可对零余子皂甙进行富集与纯
化.
由表 3可以看出解吸时间越长 ,解吸效果越好 ,在 2h左右解吸效果达到最佳状态.
表 4　温度对解吸率的影响
Tab.4　Theinfluenceofdesorptiontemperatureonthedesorptionrate
吸附时间 /h 吸附前皂甙吸光度 吸附后皂甙吸光度 解吸温度 /℃ 解吸后吸光度 解吸率/%
2 0.697 0.513 20 0.138 68.61
2 0.697 0.521 40 0.143 77.07
2 0.697 0.509 60 0.155 78.1
表 5　乙醇浓度对解吸率的影响
Tab.5　Theinfluenceofconcentrationsofethanolonthedesorptionrate
吸附时间 /h 吸附前皂甙吸光度 吸附后皂甙吸光度 解吸时乙醇浓度 解吸后吸光度 解吸率%
2 0.697 0.511 40% 0.098 52.44
2 0.697 0.509 60% 0.126 66.12
2 0.697 0.507 80% 0.144 80.70
2 0.697 0.51 95% 0.153 80.61
2 0.697 0.505 无水乙醇 0.158 74.85
表 2　时间对皂甙吸附率的影响
Tab.2　Theinfluenceofabsorptiontime
onthesaponinabsorptionrate
吸附
时间 /h 吸附前吸光度 吸附后吸光度 吸附量/mg· mL-1吸附率/%
0.5 0.699 0.539 2.35 22.89
1 0.699 0.523 2.63 25.18
1.5 0.699 0.518 2.63 25.89
2 0.699 0.512 2.73 26.75
2.5 0.699 0.51 2.74 27.04
表 3　时间对皂甙的解吸率影响
Tab.3　Theinfluenceofdesorption
timeonthedesorptionrate
吸附
时间 /h 吸附前吸光度 吸附后吸光度 解吸时间 /h 解吸后吸光度 解吸率/%
2 0.697 0.518 0.5 0.119 57.32
2 0.697 0.517 1 0.136 65.31
2 0.697 0.511 1.5 0.141 73.86
2 0.697 0.513 2 0.151 81.01
2 0.697 0.506 2.5 0.157 80.79
3.3　温度及乙醇浓度对皂甙静态解附的影响
由表 4可以看出解吸的温度越高 ,解吸越容易达到平衡 ,解吸效果越好.在实验所选定的温度范围中 ,
40℃和 60℃的解吸率比较接近 ,但当温度较高时 ,不易进行工艺操作 ,综合有关因素 ,选用 40℃时进行洗脱 ,
利于工业化大规模制备.
树脂吸附皂甙后 ,可选用对皂甙溶解度较高
的溶剂如甲醇 、乙醇作洗脱剂.但考虑到甲醇的
毒性 ,选用乙醇作为解吸剂.表 5为依次采用不
同浓度乙醇溶液对零余子皂甙的解吸率.结果表
明 ,低浓度的乙醇水溶液对零余子皂甙的洗脱能
力较差 ,随乙醇浓度的升高 ,洗脱液中皂甙的含
量逐渐增大 ,以 80%乙醇洗脱液中皂甙的含量
最高.因此 ,优选的洗脱条件为:在洗脱过程中 ,
先用蒸馏水进行洗脱以去除杂质 ,再用对零余子
皂甙洗脱能力最佳的 60%乙醇进行洗脱 ,收集
60%乙醇洗脱液.
4　结论
通过对零余子皂甙静态吸附解吸的研究可知 ,大孔树脂 AB-8对零余子皂甙静态吸附解吸效果最好 ,
其吸附率 、解吸率随着吸附解吸时间的增加而增加 ,而且解吸率随着解吸温度 ,解吸时所用乙醇浓度的增加
而增加 ,考虑到成本 ,以及时间 、温度对皂甙氧化及其他性质的影响 ,零余子皂甙的最佳吸附解吸条件为:首
先吸附 2h,在 40℃条件下 ,用 80%的乙醇溶液解吸 2h的解吸效果为最好.
参考文献:
[ 1] 　杜庆栋.山药豆作为功能食品的开发利用 [ J] .安徽农业科学 , 2006, 34(17):4408-4410.
[ 2] 　中国科学院.中国植物志· 16卷(第 1分册)[ M] .北京:科学出版社 , 1985.
[ 3] 　徐树峰.怀山药酸奶 [ J] .冷饮与速冻食品工业, 2001, 7(3):22-23.
[ 4] 　史会齐 ,李明静 ,宋爱新 ,等.反相高效液相色谱法测定山药及其同属植物参薯中薯蓣皂苷 4元的含量 [ J].药用分析杂质 , 2004, 24(5):
465-467.
[ 5] 　崔恒林 ,徐斌 ,董英.苦瓜皂甙的提取过程研究 [ J].江苏大学学报:自然科学版 , 2004, 25(5):372-375.
[ 6] 　戚向阳 ,张俐勤 ,陈维军.大孔树脂分离纯化罗汉果皂甙的新方法[ J] .农业工程学报 , 2005(9):163-166.
[ 7] 　程超 ,李伟 ,莫开菊.零余子饮料的研制 [ J] .湖北民族学院学报:自然科学版 , 2008, 26(1):104-109.
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