全 文 ：第 26卷第 1期
2006年 3月
林　产　化　学　与　工　业
Chem istry and Indus try of Fo res t Products
Vo.l 26 No. 1
M a r. 2006
柿叶黄酮在双水相体系中的分配行为
　　收稿日期:2004 - 09 - 20
　　作者简介:赵晓莉(1978 -),女 ,陕西榆林人 ,硕士 ,主要从事分离提取及分析方面的研究工作
　*通讯作者:岳 红 ,副教授 ,主要从事天然产物有效成分的分离提取及天然高分子材料改性的研究;E-ma il:yyhh61412@126. com。
ZHAO X L　　
赵晓莉 , 岳 红* , 张 颖 , 李晓银
(西北工业大学理学院应用化学系 , 陕西 西安 710072)
摘　要:　利用双水相体系分离纯化柿叶黄酮。以柿叶黄酮在聚乙二醇(PEG)-盐双水相体系中
两相间的分配系数及其上相分配率和得率为目标 ,探讨了 PEG的相对分子质量(MW)及其质量分
数 、盐质量分数 、M gC l2添加量 、温度以及 pH 值对柿叶黄酮在双水相体系中的分配特性的影响。
实验表明 , 分离纯化柿叶黄酮的最佳双水相体系是 25% PEG 600与 25%(NH4)2 SO4 ,最佳的萃
取条件是:pH值 11, MgC l2的质量分数为 3%,温度 25℃。
关键词:　柿叶黄酮;聚乙二醇;双水相体系
中图分类号:TQ91　　　　文献标识码:A　　　　文章编号:0253 - 2417(2006)01 -0083 - 04
Partitional Behaviors of Flavones of Persimmon Leaves
in Two-phase Aqueous System
ZHAO X iao-li, YUE Hong, ZHANG Ying, LI Xiao-y in
(Applied Chem istry Depar tm en t, Sc ience Institu te of Northw estern Po ly techn ica l Un ive rsity, Xi′an 710072, Ch ina)
Abstrac t:E ffective ex traction o f flavones from pe rsimmon leaves is an im po rtan t technique in bioresearch. In the pre sen t study,
ex traction and pu rifica tion o f flavones o f persimm on leaves w ere carried ou t sim ultaneously by using an aqueous par titioning
m ethod. Th is two-phase aqueous system w as prepared by disso lv ing su itab le am ounts o f po lye thy lene g lyco l(PEG ) and
(NH
4
)
2
SO
4
in aqueous so lution. F lavones of pe rsimm on leaves we re recove red w ith optimum high y ie ld and high concentration in
the upper po lyme r-rich phase when 25% PEG 600 and 25% (NH4)2 SO 4 we re app lied. The optimum ex trac tion conditions w ere
pH va lue 11, M gC l2 3% and tem pe ra ture 25℃.
K ey words:flavones o f pe rsimm on leaves;po lyethy lene g lyco l;tw o-phase aqueous sy stem
柿叶中含有芦丁 、黄芩苷 、杨树皮苷 、紫云英苷等黄酮类化合物 。国内外研究表明 ,以柿叶为原料制
取的柿叶制剂 、柿叶茶 、柿叶提取物以及柿叶黄酮具有清热解毒 、清血利尿 、抑菌 、止血 、降血脂 、降低胆
固醇 、抑制癌细胞生长等方面的生理功能 。
双水相体系是由两种水溶性高分子化合物或一种高分子化合物与一种盐类在水中所形成的互不相
溶的两相体系 ,由于被分离物在两相中分配不同 ,便可实现分离 。与传统的油 -水溶剂萃取体系相比 ,
排除了使用有毒 、易燃的有机溶剂 ,能够提供温和的水环境 ,避免了被萃成分的脱水变性 ,因此 ,广泛用
于生物化学 、细胞生物学和生物化工等领域的产品分离和提取。双水相萃取技术在柿叶有效成分提取
方面的应用尚未见公开报道 ,本研究对这一技术应用进行了初步探讨 [ 1 ～ 2] 。
1　实验部分
1. 1　材料和仪器
材料:柿叶 ,采摘于西北工业大学校园柿树;聚乙二醇 300(PEG 300)和聚乙二醇 600(PEG 600),中
国医药集团化学试剂公司;聚乙二醇 1500(PEG 1500), 上海浦东高南化工厂;聚乙二醇 4000(PEG
4000),天津天泰精细化学品有限公司;NaOH (试剂纯)、盐酸。仪器:800型离心机 、PH计 、恒温磁力搅
84　 林　产　化　学　与　工　业 第 26卷
拌器 、722-S分光光度计。
1. 2　实验方法
1. 2. 1　柿叶粗提液的制备　将柿叶洗净 、干燥 、粉碎得柿叶末 (100目左右),加入体积分数 70%乙醇 ,
在 60℃下 ,浸提 4 h,得粗提液。
1. 2. 2　双水相体系的配制　在一小烧杯中加入一定比例的 PEG ,一定量的盐 ,一定量的蒸馏水 , 3mL
的粗提液 ,双水相的总质量为 10 g,磁力搅拌 5m in,调节 pH值 ,在 2 000 r /m in的转速下离心 2m in。用
注射器吸取上下相溶液进行分析 ,分别测定上 、下相体积 ,双水相中柿叶黄酮的含量。有关计算公式为:
R =V t /Vb , 　K =C t /C b , 　G =K(V t /Vb), 　Y =(1 +1 /RK)-1 ×100% =(1 +1 /G)-1 ×100%
式中:R—相比;V t—上相体积 , mL;Vb—下相体积 , mL;K—柿叶黄酮的分配系数;C t—上相柿叶黄酮
的质量浓度 , mg /mL;Cb—下相柿叶黄酮的质量浓度 , mg /mL[ 3 ～ 5] ;G—柿叶黄酮在上下相的质量比;
Y—得率 , %。
1. 2. 3　柿叶黄酮含量的测定　采用 A l3 +络合显色法 [ 6] 。
2　结果与讨论
2. 1　不同的盐及 PEG 600含量对柿叶黄酮分配的影响
选择 5种质量分数均为 20%的不同的盐和不同质量分数的 PEG 600组合 ,考察柿叶黄酮的分配
系数(K)和得率 ,实验结果见表 1。
表 1　不同的盐及 PEG 600质量分数对柿叶黄酮分配的影响 1)
Table 1　Effects o f different salts and PEG 600 m ass fraction on partition o f flavones o f pe rsimmon leaves
相组成
phase con stitu ents
盐 salts2) PEG 600 /%
Vt /m L
upper phase volum e
Vb /mL
low er phase volum e
R
(Vt /Vb)
K
d is trib. coeff icien t
质量比值
m ass ratio
得率 /%
yield
　5 0. 2 10. 2　 0. 02
10 1. 8 9. 4 0. 19 31. 08 5. 91 85. 53
20% 15 2. 8 7. 8 0. 36 55. 00 19. 8　 95. 19
Na
2
SO
4 20 4. 0 7. 6 0. 53 29. 73 15. 76 94. 03
25 4. 6 7. 4 0. 62 13. 66 8. 47 89. 44
30 5. 8 6. 6 0. 88 24. 69 21. 72 95. 60
　5 1. 2 8. 8 0. 14
10 2. 0 7. 8 0. 26 11. 17 2. 90 74. 36
20% 15 3. 6 7. 4 0. 49 5. 68 2. 78 73. 54
N a2HPO 4 20 5. 2 6. 6 0. 79 5. 07 4. 00 80. 00
25 6. 0 6. 4 0. 94 6. 09 5. 72 85. 12
30 6. 4 5. 2 1. 23 9. 26 11. 39 91. 93
　5 　 　 　
10 　 　 　
20% 15 　 　 　
(NH 4)2 SO 4 20 3. 8 8. 6 0. 44 46. 75 20. 57 95. 36
25 5. 4 7. 6 0. 71 53. 17 37. 75 97. 42
30 7. 0 6. 4 1. 09 81. 00 88. 29 98. 88
　5 　 　 　
10 2. 8 7. 0 0. 40 8. 93 3. 57 78. 12
20% 15 3. 8 8. 0 0. 48 7. 53 3. 61 78. 31
K 2HPO4 20 4. 8 7. 2 0. 67 4. 78 3. 20 76. 19
25 5. 8 7. 0 0. 83 3. 93 3. 26 76. 53
30 7. 2 5. 6 1. 29 2. 76 2. 76 73. 40
　 1)“ ”不分相;pH值 7. 0,温度 25℃;下表同 “ ” unseparated phase;pH value 7. 0, tem p. 25℃, sam e as in follow ing tab les;2)选择 20%
KH2 PO 4时均不分相 There is no ph ase consti tuen tsw i th 20% KH2 PO4.
　　由表 1可知 , PEG 600的质量分数偏低时 ,接近临界点 ,不易形成双水相 。随着 PEG 600质量分数
的增大 ,系统远离临界点 ,两相差别增大 ,易于形成两相。但同时 ,空间位阻增加 ,富含 PEG 600相的疏
第 1期 赵晓莉 , 等:柿叶黄酮在双水相体系中的分配行为 85　
水性增加 ,使疏水性较强的柿叶黄酮类化合物趋向于含 PEG 600较多的上相 ,则 K值增大;但 PEG 600
质量分数过大 ,系统粘度增大 ,影响传质 ,则 K值下降。
另外 ,从表 1还发现 ,除了 KH 2PO4 ,其它 4种盐与 PEG 600均可以形成双水相体系 。 Na2SO 4和
PEG 600成相性好 ,仅需 5%的 PEG 600就可形成双水相 ,但是 ,柿叶黄酮的萃取率并不是很高。
(NH4)2SO 4和 PEG 600不仅成相性好 ,且最高得率可达 95%以上 ,故 (NH4)2 SO4和 PEG 600形成的双
水相体系适合萃取柿叶黄酮。
2. 2　PEG相对分子质量(MW )对柿叶黄酮分配的影响
质量分数 20%(NH4)2 SO4和不同MW 的 PEG(质量分数均为 25%)分别组成双水相体系作为研
究体系 ,考察柿叶黄酮的分配情况 ,见表 2。
从表 2可看出 , PEG MW 过低 ,与 (NH 4)2SO4无法形成双水相;随着 PEGMW 的增大 ,相比 (R)值下
降 。 PEG MW 越低 ,其亲水性愈强 ,对憎水性的柿叶黄酮而言 ,不易分配于富含 PEG的相 ,则 K值愈小;
随着 PEG MW 的增大 ,其空间阻力相应增大 ,疏水性增大 ,根据相似相溶原理 ,更多的柿叶黄酮分配在上
相;但 PEGMW 过大 ,系统粘度过大 ,影响传质 ,K值反而会下降。由于 R值和 K值的影响 ,柿叶黄酮在
25% PEG 600与 20%(NH4)2 SO4形成的双水相体系中得率最高 ,因此选择MW 较小的 PEG 600更为
合适。
2. 3　(NH4)2 SO4质量分数对柿叶黄酮分配的影响
为了选择最优(NH4)2SO 4的质量分数 ,在 pH值 7. 0、温度 25℃时 ,考察了一系列由 25% PEG 600
和 10% ～ 50%(NH4)2 SO 4组成的双水相体系 ,结果亦见表 2。
表 2　PEGMW 和(NH 4)2SO4质量分数对柿叶黄酮分配的影响
Table 2　Effects o f PEG M
W
and (NH
4
)
2
SO
4
m ass fraction on partition of flavones o f pe rsimmon leaves
项目
item s
R
(V t /Vb)
K
d istrib. coefficien t
质量比值
m ass ratio
得率 /%
yield
聚合物种类
polym ers
PEG 300 - - - -
PEG 600 0. 62 25. 47 15. 79 94. 04
PEG 1500 0. 45 26. 35 11. 86 92. 23
PEG 4000 0. 45 25. 32 11. 39 91. 93
(NH4)2 SO4质量分数 /%
(NH4)2 SO 4 m ass fraction
10 0. 65 13. 56 8. 81 89. 81
20 0. 57 14. 43 8. 23 89. 17
25 0. 52 17. 65 9. 18 90. 18
30 0. 43 15. 34 6. 60 86. 84
40 0. 31 14. 32 4. 44 81. 62
50 0. 24 12. 31 2. 95 74. 68
图 1　pH值对柿叶黄酮分配的影响
F ig. 1　E ffec t o f pH va lue on partition of
flavones o f pe rsimmon leaves
从表 2可知 ,随着盐质量分数的增加 , R值逐渐减少 ,K值的变
化不是很规律。当(NH4)2SO4质量分数为 25%时 ,柿叶黄酮的得
率最高;而系统含盐量高达 25%时 ,可保持柿叶黄酮具有较高的生
物活性 ,因此 , (NH4)2 SO 4的最佳质量分数为 25%。
2. 4　pH值对柿叶黄酮分配的影响
以 25% PEG 600和 25%(NH4)2 SO4作为研究体系 ,在 pH值
2 ～ 12之间 ,用盐酸和 NaOH调节 pH值 ,考察不同 pH值对分配系数
(K)的影响 ,结果如图 1所示。 pH值的变化改变了柿叶黄酮的电性
和表面性质 ,同时也改变了无机离子的分配情况 ,从而影响两相之
间的电位差 ,最终影响 K值 。就 PEG -(NH4)2 SO4系统而言 ,上相电
位为正 ,下相电位为负。当 pH值 >7. 0时 ,柿叶黄酮带负电;随着
pH值的增大 ,柿叶黄酮分配到电位为正的上相 ,则 K值上升。当 pH值 <7. 0时 ,情况恰好与之相反。
从图 1可见 , pH值 11时 ,柿叶黄酮的得率最高 ,因此 , pH值 11是萃取柿叶黄酮最佳的 pH值 。
86　 林　产　化　学　与　工　业 第 26卷
2. 5　MgCl2的添加量对柿叶黄酮分配的影响
以 25% PEG 600和 25%(NH4)2 SO4作为研究体系 ,在 pH值 11、温度 25℃时 ,考察 MgC l2的添
加量对柿叶黄酮分配的影响。无机盐的加入改变了两相间的电位差 ,从而缩短分相时间 ,提高了相分离
速度 ,也可使一些原来不分相的体系分相 ,并降低 R值 ,柿叶黄酮的 K值增大 。从表 3可知 , MgC l2质量
分数达 3%时 ,柿叶黄酮在上相中的得率最高。
2. 6　温度对柿叶黄酮分配的影响
升温有利于双水相的形成 。原来不分相的体系 ,在温度提高后有可能分相 ,同时相分离速度随着温
度的升高而加快 ,而 R 值则随着温度的升高而降低。从表 3可知 ,最合适的温度是 25℃,双水相为
25% PEG 600与 25%(NH4)2SO 4 , pH值 11,此时柿叶黄酮得率最高。
表 3　MgC l2含量和温度对柿叶黄酮分配的影响
Tab le 3　E ffec ts ofM gC l2 mass fraction and tem p. on par tition of flavone s of persimm on leave s
项目
item s
R
(V t /Vb)
K
d istrib. coefficien t
质量比值
m ass ratio
得率 /%
yield
M gC l2质量分数 /%
M gC l2 m ass fraction
1. 0 0. 63 17. 70 11. 15 91. 77
2. 0 0. 62 18. 54 12. 05 92. 34
3. 0 0. 58 18. 21 12. 56 92. 63
4. 0 0. 46 22. 73 13. 66 95. 79
温度 /℃
tem p.
25 0. 65 13. 45 8. 74 89. 74
35 0. 52 14. 21 7. 39 88. 08
45 0. 43 13. 32 5. 73 85. 13
55 0. 42 14. 13 5. 93 85. 58
3　结 论
3. 1　无机盐 -PEG 600与柿叶黄酮的粗提液形成的双水相体系中 ,柿叶黄酮在 PEG 600-(NH4)2SO 4双
水相体系中得率最高 ,因此 , (NH4)2 SO4是较合适的盐 ,其最合适的质量分数为 25%。
3. 2　pH值为 11时 , PEG 600-(NH4)2 SO4双水相体系的综合萃取性能达到最佳效果 , MgC l2的添加对
柿叶黄酮的萃取有正面影响 ,当 MgC l2质量分数达 3%时 ,萃取率较高 。
3. 3　温度对双水相体系萃取黄酮有一定的影响 。随着温度的升高 ,双水相的相比 (R)值降低 ,实验结
果表明 ,对于 25% PEG 600和 25%(NH4)2 SO 4构成的双水相体系而言 ,合适的操作温度为 25℃。
综上所述 ,分离纯化柿叶黄酮的最佳双水相体系是 25% PEG 600和 25%(NH4)2 SO4 ,最佳的萃取
条件是 pH值 11, MgC l2的添加量为 3%,温度为 25℃。
参考文献:
[ 1]谭平华 ,林金清 ,肖春妹 ,等.双水相萃取技术研究进展及应用 [ J] .化工生产与技术 , 2003, 10(1):19-23.
[ 2]魏永生 ,王永宁 ,石玉平 ,等.分光光度法测定总黄酮含量的实验条件研究 [ J] .青海大学学报(自然科学版), 2003, 21(3):61-63.
[ 3] PAN L H , YAO H J, LI Y K. E ffect ive extraction and pu rif icat ion ofβ-xy losidase from Trichoderma kon ig ii ferm en tation cu lture by aqu eou s
two-phase part itioning[ J] . En zym e andM icrobial Technology, 2001, 28:196-201.
[ 4] NANCY M M , BEATRIZ V K. Separation and purification of glucoam ylase in aqueous tw o-phase system s by tw o-step extraction [ J] . Jou rn al of
Ch rom atog raphy B, 1998, 7(11):309-312.
[ 5]林强 ,霍 清. 双水相体系萃取干草酸盐的研究 [ J] . 中草药 , 2002, 33(8):702-704.
[ 6]郭黎平 ,傅冬梅 ,张卓勇 ,等.双水相萃取技术的研究进展 [ J] .东北师大学报(自然科学版), 2000, 32(3):164-166.