全 文 ：Ion Exchange and Adsorption 2010 年 4 月 ·256·
离子交换与吸附, 2010, 26(3): 256 ~ 263
ION EXCHANGE AND ADSORPTION 校对时请关注有阴影部分，修改处用不同颜色标明
文章编号：1001-5493(2010)03-0256-08

吸附树脂分离纯化柚核中的柠檬苦素*

王 辉 徐环昕 寇正福 刘坐镇** 江邦和
华东理工大学生物反应器工程国家重点实验室，上海 200237
上海华震科技有限公司，上海 200237

摘要：比较了大孔吸附树脂 AB-8、HZ-816、HZ-818、HZ-803、HZ-806、D101 对柠檬苦素的
吸附性能，筛选出最佳树脂 HZ-816 进行柠檬苦素的分离纯化实验。实验表明，HZ-816 能有效
的吸附和解析柚核中的柠檬苦素，并确定了最佳工艺参数。柠檬苦素样品溶液经 HZ-816 树脂
吸附与脱附后回收率为 60%，含量由 2.1%提高到 47.1%，提高了 22 倍。
关键词：大孔吸附树脂；柚子核；柠檬苦素；分离纯化
中国分类号：O647.3 文献标识码：A

1 前 言

柠檬苦素及其类似物属于三萜类物质，是植物次生代谢的产物，它们主要存在于芸香
科和楝科的多种植物中，迄今为止已发现 300 多种柠檬苦素类似物[1]。虽然很早以前含有
柠檬苦素的中草药已用于中医治疗，如含柠檬苦素及其降解产物的狭叶白藓皮的根，在中
医上认为有清热除湿、祛风止痒的作用[2]，但人们并不知道起作用的成份是哪些物质。近
年来的研究发现，柠檬苦素及其类似物具有抗癌[3,4]、镇痛[5]、除虫和杀虫[6,7]、调节体内胆
固醇水平，防止动脉粥样化[8]等方面作用，因此也越来越受到人们的重视。柠檬苦素广泛
地存在于柑桔属的多种植物中，在果实中的含量因品种、发育阶段等不同而有差别，而在
果实中的不同部位的柠檬苦素类化合物含量以种子最高，其中又以柠檬苦素含量最高[3,4]。
我国的柑桔种植面积和产量都居世界前列，每年产生的柑桔皮渣等废弃物造成的环境污染
也不容忽视，从这些废渣废弃物中提取一些生物活性物质，并加以利用，是提高柑桔产业
效益，减少柑桔皮渣废弃物污染的重要途径。
目前对柠檬苦素的提取纯化方法局限于溶剂法提取，然后结晶出产品或者用硅胶层析
的方法。这些方法仅适用于小试，而要大规模生产或者大量处理柑桔产业的废弃物，成本
太高。本实验采用大孔吸附树脂来分离纯化柠檬苦素，具有成本低、效率高、能循环利用
等优点。

* 收稿日期：2009 年 6 月 16 日
作者简介：王 辉(1983~), 男, 河南省人, 硕士研究生. ** 通讯联系人：Email：lzz@ecust.edu.cn.
DOI:10.16026/j.cnki.iea.2010.03.006
第 26 卷第 2 期 离 子 交 换 与 吸 附 ·257·

2 实验部分

2.1 主要仪器
Agilent 1100 Series 高效液相色谱仪 (德国安捷伦公司)，多用途水域恒温振荡器
DSHZ-300 (江苏太仓市实验室设备厂)，旋转蒸发仪 BC-R205 (上海贝凯生物化工设备有限
公司)，电子天平 MP200A (上海精科天平厂)，电热鼓风干燥箱 101A-1 (上海实验仪器有限
公司)，中草药粉碎机 FY177 (天津泰斯特仪器有限公司)，自动部份收集器：BSZ-100 (上
海沪西分析仪器厂)，蠕动泵：BT00-300T (保定兰格恒流泵有限公司)。

2.2 材料与试剂
柠檬苦素 (实验室自制)；广西沙田柚柚核 (亳州市丰盛药业有限责任公司提供)；高效
液相色谱用甲醇、乙腈为色谱纯 (国药集团化学试剂有限公司)；其他试剂为分析纯 (国药
集团化学试剂有限公司)。大孔吸附树脂 AB-8 (南开大学)，HZ-816、HZ-818、HZ-803、
HZ-806 (上海华震科技有限公司)，D101 (南开大学)。

2.3 高效液相色谱分析方法
2.3.1 色谱条件[9]
色谱柱：ZORBAX SB-C18 (4.6mmx100mm，3.5)；流动相：甲醇:乙腈:水=45:10:45
(v/v/v)；流速：0.6mL/min；检测波长：210nm；柱温：20℃。
2.3.2 柠檬苦素曲线的制备
精确称取柠檬苦素 10mg，用乙腈溶解定容至 10mL，摇匀，作为柠檬苦素标准品溶液。
分别取柠檬苦素标准品溶液，用乙腈稀释，配制成 1.000mg/mL、0.500mg/mL、0.330mg/mL、
0.250mg/mL、0.200mg/mL、0.189mg/mL 的溶液。用 2.3.1 色谱条件各进样 10µL，记录与
柠檬苦素对应的峰高度 (其线性回归方程为：Y=156.333099X+2.2067131，R=0.99732)。结
果表明，柠檬苦素在 0.189mg/mL~1.000mg/mL 范围内具有良好的线性关系。

2.4 吸附液的配制
称取一定量的柠檬苦素 (纯度 95%)，用乙醇水溶液 (v/v) 溶解后过滤，滤液作为吸附
液。

2.5 大孔树脂的预处理
将吸附树脂用丙酮充分溶胀后，上柱，用丙酮动态洗脱，直至洗脱液遇水不浑浊；再
用无水乙醇置换丙酮，后用去离子水置换出乙醇，至流出液无醇味，保存待用。

Ion Exchange and Adsorption 2010 年 4 月 ·258·
2.6 静态吸附和解析实验
2.6.1 静态吸附实验
精确称取预处理的湿树脂 1g，装入 250mL 具塞磨口三角瓶中，加入吸附液 50mL，盖
紧瓶塞，振荡 (频率为 100r/min) 吸附 12h 至平衡。定时取样进行分析，计算吸附量及吸
附率，绘制了静态吸附动力学曲线，并考察了吸附液浓度、pH 对吸附的影响。
2.6.2 静态解析实验
取上述过滤后的树脂，用去离子水洗去表面未被吸附的柠檬苦素，再加入一定体积浓
度的乙醇水溶液 50mL，振荡 (频率为 100r/min) 解析 12h，测定解析液中柠檬苦素含量，
计算解吸率。考察了洗脱剂浓度、pH、洗脱温度对解析的影响。
2.6.3 静态吸附量、吸附率及解吸率的计算公式







其中 C0 是初始浓度，Ce 是平衡浓度，V 是吸附液体积，C1 是解析液浓度，V1 是解析液体
积。

2.7 动态吸附和解析实验
室温下，吸附液以一定的流速通过装有树脂的层析柱，测定流出液中柠檬苦素的含量，
考察吸附液流速对树脂吸附性能的影响，绘制树脂的泄露曲线，确定最佳上柱流速。
对已吸附的树脂用乙醇溶液以一定的流速进行动态解析实验，考察洗脱剂流速对树脂
解析性能的影响，绘制解析曲线，确定最佳洗脱液流速。

3 结果与讨论

3.1 吸附液中乙醇和水比例的确定及树脂的筛选
3.1.1 吸附液中乙醇和水的比例的确定
配制不同乙醇含量的吸附液，选用 HZ-816 树脂进行静态吸附实验，结果见图 1。
通常一种成分在某种溶剂中溶解度大，则在该溶液中树脂对该物质的吸附力就小，反
之亦然。柠檬苦素在乙醇中溶解度大，在水中几乎不溶解。图 1 表明随着乙醇比例的提高
吸附量先升高后降低。50%乙醇配制的吸附液，树脂吸附量最高，因此，选择 50%的乙醇
配制吸附液。
0 1( )(mg/g) C C V
M
− ×=吸附量
%100)((%)
e
e0 ×−=
C
CC吸附率
%100
)(
(%)
e0
11 ×−= VCC
VC解吸率
第 26 卷第 2 期 离 子 交 换 与 吸 附 ·259·
3.1.2 树脂的筛选
选择 6 种树脂进行静态吸附试验，结果见图 2。图 2 表明 HZ-816 的吸附率明显高于
其它吸附树脂，因此选用 HZ-816 进行后面的研究。










Fig. 1 Effect of Ethanol Concentration on
Adsorption of Limonin
Fig. 2 Adsorption of Different Resins on Limonin

3.2 静态吸附实验
3.2.1 静态吸附动力学曲线
在充分的时间内用 HZ-816 树脂做吸附测定，绘制静态动力学曲线见图 3。由图 3 可
以看出，吸附过程中前 1h 内，吸附率大幅上升，2h 以后增加缓慢，在 4h 内达到平衡，之
后吸附率基本没有变化，故实验中静态吸附试验应控制在 4h 以上。










Fig. 3 Static Adsorption Curve of Limonin Fig. 4 Effects of Solution Concentration on
Adsorption Property

3.2.2 吸附液浓度对吸附的影响
配制不同浓度的吸附液，进行静态吸附试验，结果见图 4。由图 4 可知，随着吸附液
0 20 40 60 80
0
2
4
6
8
10
A
ds
or
pt
io
n
ca
pa
ci
ty
(m
g/
g)
Ethanol concentration (%)
HZ-803 HZ-806 HZ-816 HZ-818 AB-8 D-101
0
10
20
30
A
ds
or
pt
io
n
ra
te
(%
)
Resin
0 2 4 6 8 10
0
10
20
30
40
50
A
ds
or
pt
io
n
ra
te
(%
)
Time (h)
0.1 0.2 0.3
15
20
25
30
35
A
ds
or
pt
io
n
ra
te
(%
)
C0 (mg/mL)
Ion Exchange and Adsorption 2010 年 4 月 ·260·
浓度的升高，吸附率先迅速升高，当吸附液浓度大于 0.25mg/mL 时，吸附率增长缓慢。
3.2.3 吸附液 pH 值对吸附的影响
调吸附液 pH 值，测定 pH 值对树脂吸附率的影响见图 5。由图 5 可以看出，随着 pH
的升高吸附率先缓慢上升后迅速下降的，柠檬苦素分子有两个内酯环，pH 值的增加会使
柠檬苦素分解的可能性增大，特别在碱性条件下，柠檬苦素易分解。在酸性条件下，柠檬
苦素以分子形态存在，利于吸附。pH 为 2.97 时，吸附率最高，因此选用吸附液的 pH 值
为 2.97。










Fig. 5 Effects of pH on Adsorption Property Fig. 6 Effects of Eluent Concentration on
Desorption Property

3.3 静态解析实验
3.3.1 洗脱液浓度对吸附的影响
由图 6 可以看出，随着乙醇比例的提高，解析率先快速升高，然后下降。随着乙醇的
比例升高，解析液的强度升高，洗脱率上升是正常的，不过当到 90%时，反而下降可能是
因为我们的目标物质在乙醇水溶液中有个最佳溶解度，因此当乙醇含量太高时，目标物质
溶解度降低，洗脱率反而会下降。考虑到 70%的乙醇洗脱率已经到达 96.45%，而且增加
乙醇的含量也会增加生产成本，故选择 70%的乙醇水溶液作为洗脱液。
3.3.2 洗脱温度对解析的影响

Table 1 Effects of Temperature on Desorption Property
Temperature ( )℃ 30 40 50
Desorption rate (%) 96.45 99.36 100

由表 1 可知，随着温度的升高解析率在升高，证明了解析的过程是吸热的。考虑到温
度对洗脱的影响不大，因此选择室温作为解析温度。

2 4 6 8
30
35
40
45
50
A
ds
or
pt
io
n
ra
te
(%
)
pH
60 70 80 90
50
60
70
80
90
100
D
es
or
pt
io
n
ra
te
(%
)
Eluent concentration (%)
第 26 卷第 2 期 离 子 交 换 与 吸 附 ·261·















Fig. 9 Dynamic Desorption Curve
on Different Rates
3.3.3 洗脱液 pH 对洗脱的影响
调洗脱液 pH 值，测定洗脱液 pH 对洗脱的影响见图 7。由图 7 可知，随着解析液 pH
的升高，解析率先升高后降低。因此选择 5.45 作为最佳的解析液的 pH 值。










Fig. 7 Effects of pH on Desorption Property Fig. 8 Dynamic Adsorption Curve on Different Rates

3.4 动态吸附与解析
3.4.1 上柱流速对吸附的影响
量取 50mL HZ-816 树脂装柱，上柱吸附液中柠檬苦素浓度约为 0.457mg/mL，调 pH=3.0
后，将上柱液以 1BV/h，2BV/h，3BV/h 的流速通过树脂柱进行动态吸附考察，结果见图 8。
由图 8 可知，上柱液流速越慢，泄漏点出现的越晚，树脂吸附效果越好。3 种流速以 1BV/h
效果最佳，树脂的动态吸附量为 4.632mg/mL，最大溶液处理量为 10BV。因此选择 HZ-816
树脂吸附柠檬苦素物质的最佳流速为
1BV/h。
3.4.2 洗脱液流速对解析的影响
分别用 70%的乙醇水溶液以 1BV/h，
2BV/h，3BV/h 的流速对已经吸附过的树脂进
行解吸处理，结果见图 9。由图 9 可以看出，
随着洗脱剂流速的减小，洗脱曲线收敛性增
强。1BV/h 流速时，解析液中柠檬苦素含量
峰值最高而且集中，10BV 的洗脱剂即可将柠
檬苦素全部洗脱下来，洗脱流速越高，洗脱
液用量增加，柠檬苦素分布就越分散。考虑
到生产效率和成本等因素，选用 1BV/h 流速
为解吸液上柱速度。
综合以上实验结果，确定 HZ-816 大孔吸附树脂分离柠檬苦素的最佳工艺条件：调上
3 4 5 6 7 8
60
70
80
90
100
D
es
or
pt
io
n
ra
te
(%
)
pH
0 5 10 15 20
0.0
0.1
0.2
0.3
C
(m
g/
m
L)
V (BV)
1BV/h
2BV/h
3BV/h
Ion Exchange and Adsorption 2010 年 4 月 ·262·
柱液 pH=3.0 左右，提取液中柠檬苦素 0.46mg/mL，上柱流速 1BV/h；洗脱剂为 70%的乙
醇水溶液，洗脱流速 1BV/h。

3.5 工艺条件的应用
精确称量干燥的柚核粉 60g (粒径≥40mesh)，用滤纸包裹，放入索氏浸提缸，配 60%
的乙醇水溶液 (v/v) 300mL，加入 500mL 烧瓶中，油浴加热 T=110℃，进行索氏提取 7h，
得到提取液，作为吸附液。
采用以上选择的最佳工艺条件进行柚核中的柠檬苦素分离纯化，收集所需成分。吸附、
解吸附前后样品液的色谱图见图 10，对比可知，经树脂分离纯化后可去除大部分杂质，柠
檬苦素相对峰面积明显提高，经计算柠檬苦素的含量由 2.1%提高到了 47.1%，提高了 22
倍。









A: Adsorption B: Desorption
Fig. 10 HPLC of Limonin Purified by Resin HZ-816

4 结 论

1. 静态法研究了 6 种大孔附树脂对柠檬苦素的吸附和解析性能。筛选出 HZ-816 能有效地
吸附柠檬苦素，吸附率为 49.04%，洗脱率达到 96.45%。
2. 在优选的工艺条件下：柠檬苦素样品溶液经 HZ-816 树脂吸附与脱附后回收率为 60%，
含量由 2.1%提高到 47.1%，提高了 22 倍。

参考文献
[1] Champagne D. E., Koul O., Isman M. B., et al., Phytochemistry [J], 1992, 31: 377~394.
[2] 胡昌奇, 韩建伟, 赵建纲 等, 植物学报 [J], 1989, 31(6): 453~458.
[3] 蔡护华, 桥永文男, 植物学报 [J], 1996, 38(4): 328~336.
[4] Brano T., Fitolerapia [J], 2000, 71: 29~37.
第 26 卷第 2 期 离 子 交 换 与 吸 附 ·263·
[5] Matsuda H., Yoshikawa M., Linuma M., et al., Planta Med. [J], 1998, 64(4): 339~342.
[6] Michael D. B., Mohamed S. R., Michael J. M., et al., Agric Food Chem. [J], 1990, 38:
1400~1403.
[7] Hashinaga F., Herman Z., Hasegawa S., Leptinotarsa Decemlineata [J], 1988, 49: 189~193.
[8] Raymond D. B., Shin H., Zareb H., Phytochemistry [J], 1989, 28(10): 2777~2781.
[9] Korada S. S., Separation and Quantitation of Limonoids and Flavonoids in Juice and
by-products of Sweet Orange [D], Doctor, America: Michigan State University, 2004,
p68~74.

SEPARATION AND PURIFICATION OF LIMONIN BY
ADSORPTION RESIN FROM POMELO SEED

WANG Hui XU Huanxin KOU Zhengfu LIU Zuozhen JANG Banghe
State key Laboratory of Bioreactor Engineering
East China University of Science and Technology, Shanghai 200237, China
Shanghai Huazhen Scientific & Technological Co. Ltd., Shanghai 200237, China

Abstract: The performance of adsorption for limonin with six macroporous resins AB-8,
HZ-816, HZ-818, HZ-803, HZ-806 and D-101 was investigated. And HZ-816 resin, which the
better macroporous adsorption resin was chosen, was used to do separation and purification
research. The result shows that HZ-816 resin can adsorb and desorb limonin better. The best
technology parameters of adsorption and desorption were obtained. After treated with HZ-816,
the yield of limonin was 60%, and the content of limonin was increased from 2.1% to 47.1%
with 22 times as high as the crude extracts.
Key words: Macroporous adsorption resin; Pomelo seed; Limonin; Separation and purification.