全 文 ：大孔吸附树脂纯化芡实叶中黄酮类物质
张然1，2，徐燕杰1，王晶1，王立梅1，2，*
（1.常熟理工学院生物与食品工程学院，江苏常熟 215500；
2.苏州市食品生物技术重点实验室，江苏常熟 215500）
摘 要：以紫外分光光度法为检测手段，通过静态吸附实验比较研究了 AB-8，D101，HPD100，HZ801 4种大孔吸附
树脂对芡实叶黄酮类物质的吸附解吸性能，筛选出效果最佳的树脂为 AB-8。通过动态吸附和解吸实验对分离条件进行
优化研究，结果发现芡实叶黄酮纯化的最佳工艺条件为：上样流速 2 BV/h，上样液 pH5.0，以体积分数为 80 %乙醇进行
解吸，洗脱体积 3 BV，解吸流速 1 BV/h时，在此条件下所得芡实叶黄酮类物质纯度达 76.5 %，为纯化前的 4.25倍。
关键词：芡实叶；黄酮类化合物；大孔吸附树脂；纯化
Purification of Flavonoids from Euryale Ferox Leaves by Macroporous Resin
ZHANG Ran1，2，XU Yan-jie1，WANG Jing1，WANG Li-mei1，2，*
（1. College of Biology and Food Engineering，Changshu Institute of Technology，Changshu 215500，Jiangsu，
China；2. Suzhou Key Laboratory of Food and Biotechnology，Changshu 215500，Jiangsu，China）
Abstract：AB -8， D101， HPD100，HZ801 were selected to study optimal condition of purification of the
flavonoids from Euryale ferox leaves.The UV spectrophotometric method was used in determination of flavonoids.
Results from Macroporous resin screening test and static adsorption test indicated that AB -8 was the most
effective compared with other macroporous resins．Through static and dynamic experiments of resin adsorption，
the preferable technical conditions of reclaiming flavonoids by AB -8 resin were ascertained： the sample
solution speed was 2 BV/h， pH5.0， the elution solvent was 3 BV，80 %ethanol at 1 BV/h flow rate． The purity of
flavonoids could reach up to 76.5 %， was 4.25 times higher than that of the beginning.
Key words：euryale ferox leaves；flavonoids；macroporous resin；purification
基金项目：国家级星火计划项目（2011GA690009）
作者简介：张然（1973—），女（汉），副教授，硕士，研究方向：食品资
源开发与应用。
*通信作者：王立梅，女，教授，博士，研究方向：生物工程。
食品研究与开发
Food Research And Development
2013年 10月
第 34卷第 19期
DOI：10.3969/j.issn.1005-6521.2013.19.009
芡实为睡莲科植物芡的干燥成熟种仁。芡实不仅
具有食用价值，而且药用范围广泛，属药食两用食品，
近年来对芡实进行的大量研究发现芡实含有大量对
人体极为有益的成分，如：多糖、维生素、黄酮类化合
物、糖苷、生育酚等。芡实叶为芡实加工的副产品，其
黄酮类化合物含量较芡实果皮、芡实茎更高[1]，很多研
究表明[2-4]黄酮类化合物具有抗炎、镇痛、抗病毒、舒张
冠状血管等药理作用。本文利用大孔树脂分离纯化芡
实叶黄酮类物质，对充分利用芡实产业副产品、促进
芡实产业发展有实际意义。
1 材料与方法
1.1 材料与仪器
1.1.1 材料
芡实叶：购自苏州创德兴芡实有限公司；芦丁标
准品：北京世纪奥科生物技术有限公司；大孔吸附树
脂（AB-8，D101，HPD100，HZ801）：上海蓝季科技发展
有限公司；其它试剂均为分析纯。
1.1.2 实验仪器
玻璃层析柱（Ф2×40cm径高比 1 ∶ 20）；TDLSO2B
台式高速离心机：上海利鑫坚离心机有限公司；UV紫
外分光光度计：上海菁华科技仪器有限公司；DBS-
160F自动部分收集器：上海精科实业有限公司；恒流
泵：上海沪西分析仪器厂有限公司；循环水式多用真
空泵（SHB-ⅢA）；恒温振荡培养箱：太仓市华美生化
仪器厂。
分离提取
32
1.2 方法
1.2.1 芡实叶原料预处理
将新鲜芡实叶用 0.1 %的氯化钠磷酸水溶液浸泡
3 min，放入水中冲淋 20 min~30 min，取出切小片阴干
后烘干至恒重，研磨粉碎，过 60目筛备用。
1.2.2 大孔吸附树脂预处理
称取 0.5 BV（bed volume）的大孔吸附树脂，用 1 BV
乙醇浸泡树脂 24 h，湿法装柱，然后用 2 BV的乙醇以
2 BV/h流速通过树脂柱，浸泡 4 h~5 h，再用蒸馏水洗至
无白色浑浊现象。用 2 BV的 5 %HCL溶液以 4 BV/h~
6 BV/h的流速通过树脂层，并浸泡树脂 2 h~4 h；而后
用蒸馏水洗至流出液中性。用 2 BV的 2 %NaOH溶液
以 4 BV/h~6 BV/h流速通过树脂层，并浸泡 2 h~4 h而
后用蒸馏水洗至流出液中性。
1.2.3 上样液制备
定量称取芡实叶粉末干品，按料液比 1 ∶ 25加入
体积分数 85 %的乙醇，在 175 W的超声波功率下空化
40 min，离心，收集上清液，上样前用蒸馏水将上清液
定容成所需浓度即为上样液[1]。
1.2.4 标准曲线绘制
精密称取经 105 ℃干燥到恒重的芦丁标准样品
10.00 mg，用 95 % 乙醇溶液定容至 100 mL 即得
0.10 mg/mL 芦丁标准溶液。精密吸取芦丁标准液 0.0、
0.5、1.0、2.0、3.0、4.0、4.5 mL，分别用 30 %乙醇溶液补
充至 5mL再分别加入 5 % NaNO2溶液 0.3 mL，然后分
别加入 0.3 mL 10 % Al（NO3）3溶液，再分别加入 4 %
NaOH溶液 2 mL，最后分别用 30 %乙醇溶液稀释至
10.0 mL，放置 15 min～20 min后在该物质的最大吸收峰
λ＝ 510 nm处测吸光度。以吸光度为纵坐标，浓度为横
坐标，绘制标准曲线，得吸光度（A）与芦丁质量浓度（C）
之间的回归方程为：A ＝ 10.139C-0.006 4；R2=0.999 6。
用标准曲线法在相同条件下测定各样品吸光度，
同标准曲线方程计算样品中黄酮类物质含量。
1.2.5 大孔吸附树脂静态吸附率测定
准确称取经处理的 4种不同型号（AB-8，D101，
HPD100，HZ801）大孔吸附树脂（用滤纸吸干）5 g，置于
三角瓶中，加入浓度 1.0 mg/mL芡实叶黄酮类物质提
取液 100 mL，置于摇床中（25 ℃，150 r/min）静态吸附
24 h，过滤；按照 1.2.4方法测滤液的吸光度，计算出 C1
值。按下式计算各树脂室温下的静态吸附量（mg/g）：
吸附量 Q =（C0 - C1）× V/W
式中：Q 为静态吸附量，（mg/g）；C0为初始浓度，
（mg/mL）；C1 为剩余浓度，（mg/mL）；V 为溶液体积，
mL；W为树脂质量，g。
假设吸附前后溶液体积不变，按下式计算吸
附率：
吸附率 =（C0 - C1）/C0 × 100 %
1.2.6 大孔吸附树脂解吸率测定
取上述吸附饱和的大孔吸附树脂用蒸馏水洗至
洗脱液无色，滤纸吸干树脂表面残留的溶液，置于
250 mL三角瓶中，加入 50 mL 90 %乙醇溶液置于摇床
中（25℃，150 r/min）进行静态解吸 24 h，将树脂滤出，测
定滤液中黄酮类物质的浓度，并按下式计算解吸率：
解吸率 = C2/（C0 - C1）×100 %
式中：C2为解吸液浓度，（mg/mL）；C0为初始浓度，
（mg/mL）；C1为剩余浓度，（mg/mL）。
1.2.7 芡实叶黄酮类物质纯度测定方法
芡实叶黄酮类物质提取液中黄酮类物质浓度乘
以提取液体积得芡实叶中黄酮类物质的质量 A，然后
将该提取液利用电热恒温干燥箱干燥，测得产品干燥
后的质量 B，按下式求出产品中黄酮类物质的纯度：
纯度 =（A/B）× 100 %
式中：A为芡实叶中黄酮类物质的质量，g；B为提
取液干燥后的质量，g。
2 结果与讨论
2.1 大孔吸附树脂静态吸附与解吸试验
2.1.1 不同大孔吸附树脂的筛选
不同大孔吸附树脂的筛选结果见表 1。
由表 1 可看出，HPD100 和 AB-8 大孔吸附树脂
的吸附率和解吸率均较高。影响树脂吸附性能的因素
很多，其吸附性能的优劣由其化学和物理结构所决
定，树脂的极性和空间结构（孔径、比表面积）是影响吸
附性能的重要因素。
2.1.2 AB-8大孔吸附树脂的静态吸附动力学研究
取 HPD100和 AB-8大孔吸附树脂各 5 g，分别加
入 50 mL芡实叶黄酮类物质提取溶液，每隔 1小时取
1 mL样液进行测定，直至达到平衡为止，得到树脂的
吸附动力学曲线，见图 1。
由图 1可以看出，HPD100大孔吸附树脂在起始
阶段吸附量小，达到吸附平衡时间需 6 h，饱和吸附量
大；AB-8大孔吸附树脂在 0 h～3 h内对芡实叶黄酮类
物质的吸附量随时间的增加而迅速增大，在 3 h～5 h
内，吸附量的增加不明显，在 5 h以后，大孔吸附树脂
表 1 不同大孔吸附树脂对芡实叶黄酮类物质的吸附率及解吸率
Table 1 The adsorption and desorption rate of diffrent resins to
flavonoids from euryale ferox leaves
树脂类型
平衡浓度/
（mg/mL）
静态吸附
量/（mg/g）
吸附
率/%
解吸液浓
度/（mg/mL）
解吸
率/%
HPD100 0.452 31.68 87.52 2.323 73.33
D101 0.877 27.43 75.78 1.868 68.10
AB-8 0.654 29.66 81.93 2.250 78.86
HZ801 1.164 24.56 67.85 1.468 59.77
张然，等：大孔吸附树脂纯化芡实叶中黄酮类物质分离提取
33
图 4 乙醇浓度对 AB-8大孔吸附树脂解吸效果的影响
Fig.4 The effect of different alcohol concentration on the
desorption of resin
8.0
7.0
6.0
5.0
4.0
3.0
解
吸
率
/%
0 20 40
乙醇浓度/%
60 80 100
对芡实叶黄酮类物质的吸附量几乎无变化，饱和吸附
量略低于 HPD100。由于 AB-8大孔吸附树脂是一种球
状、弱极性吸附剂，属于弱酸性、弱极性型吸附树脂[5]，
在其结构中仅有非离子化功能基，并附加亲水基团以
及独特的加工方法，AB-8大孔吸附树脂具有相当大
的比表面积和适宜的孔径，较适于芡实叶黄酮类化合
物的纯化。且 AB-8大孔吸附树脂属于快速吸附树脂，
可以节省时间，缩短生产周期。综上考虑，选择 AB-8
大孔吸附树脂作进一步试验。
2.2 大孔吸附树脂吸附芡实叶黄酮的工艺参数考察
2.2.1 不同上样流速对 AB-8大孔吸附树脂吸附效果
的影响
取 3 BV芡实叶黄酮类物质提取液（黄酮类物质
浓度为 3.6 mg/mL），调节 pH5，分别以 1、2、3 BV/h 的
上样流速进行比较实验，见图 2。
由图 2可以看出，吸附流速为 1 BV/h和 2 BV/h
时，泄漏点（泄漏点是指该处漏出液黄酮类物质的浓
度为上柱前样液黄酮类物质浓度的 1/10，本实验泄漏
点在 Y轴上对应 0.36 mg/mL）出现较晚；流速为 3 BV/h
时泄漏点出现最早。流速 1、2、3 BV/h的泄漏点分别出
现在 82、65、58 mL附近。上样液通过树脂柱的速度越
慢，黄酮类物质越易与大孔吸附树脂充分接触，从而
提高吸附效果，但随着吸附流速的加大，泄漏点出现
提早，吸附效率随之降低，这是因为流速过快时，大孔
吸附树脂还未来得及吸附黄酮类物质，黄酮类物质已
随吸附液流出。但是过慢的流速也会降低吸附效率，
因为大孔吸附树脂是一种表面吸附剂，其吸附力与树
脂的比表面积、表面电性、能否与被吸附物形成氢键
等有关[5]，如果流速过慢则被吸附物质与树脂之间的
作用力会发生变化，影响吸附效果。本实验综合考虑
工业化生产成本等因素建议上样流速选用 2 BV/h。
2.2.2 不同上样液 pH对 AB-8大孔吸附树脂吸附效
果的影响
取 3 BV芡实叶黄酮类物质提取液，以 2 BV/h的
吸附流速上样，选择 pH为 4、5、6、7进行比较实验，见
图 3。
由图 3可以看出，pH分别为 4、5、6、7的上样液经
过树脂柱，泄漏点分别在 75、83、80、63 mL附近（泄漏点
在 Y轴上对应 0.36 mg/mL）。因为芡实叶黄酮类物质有
多酚结构，具有较多的羟基，呈弱酸性，故在酸性或弱
酸性条件下易被吸附，但酸性较强时黄酮分子易形成
“佯盐”，偏碱性时黄酮分子羟基 H+离去，黄酮类物质形
成离子结构，且有沉淀物生成，故而都不易被吸附[6]，本
实验结果发现 pH值为 5.0时吸附效果较佳。
2.3 AB-8 大孔吸附树脂对芡实叶黄酮的动态解吸
实验
2.3.1 不同浓度乙醇对芡实叶黄酮的洗脱效果的影响
选择 3 BV乙醇溶液对吸附过芡实叶黄酮的树脂
柱进行解吸处理，解吸流速为 1BV/h，比较乙醇浓度为
10 %、30 %、50 %、60 %、80 %、90 %时的解吸效果，解
吸率如图 4所示：随着乙醇浓度的增高，芡实叶黄酮类
图 1 大孔吸附树脂静态吸附动力学曲线
Fig.1 Kinetics curve of static adsorption of macroporous resin
25
20
15
10
5
0
吸
附
量
/（
m
g/
m
L）
0 2 4
时间/h
6 8 10
HPD100
AB-8
图 2 不同上样流速对 AB-8大孔吸附树脂吸附效果的影响
Fig.2 The effect of different adsorption velocity on the adsorption
impact of AB-8 resin
1.1
1.0
0.9
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0.0
-0.1
黄
酮
浓
度
/（
m
g/
m
L）
0 20 40
体积/mL
60 80 100
2 BV/h
1 BV/h
3 BV/h
图 3 上样液 pH值对 AB-8大孔吸附树脂吸附效果的影响
Fig.3 The effect of different initial solution ph value on the
adsorption impact of AB-8 resin
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0.0
-0.1
黄
酮
浓
度
/（
m
g/
m
L）
0 20 40
体积/mL
60 80 100
pH4
pH5
pH6
pH7
分离提取张然，等：大孔吸附树脂纯化芡实叶中黄酮类物质
34
物质的解吸率不断上升，这一规律与李凤林利用AB-
8大孔吸附树脂纯化甘薯叶黄酮实验结果一致[7]，乙醇
浓度达到 80 %后解吸效果上升不明显，AB-8 大孔
吸附树脂为弱极性的树脂，其吸附的黄酮类物质极性
较小，故乙醇浓度越高即极性越小则洗脱效果越明
显 [8]。考虑到乙醇浓度增大到一定程度后，解吸率提
高不明显，而大量杂质也会随之洗脱下来，这将使芡
实叶黄酮纯度下降；综合考虑，解吸液乙醇体积分数
选择 80 %。
2.3.2 不同洗脱体积对芡实叶黄酮的洗脱效果的影响
选择 80 %的乙醇溶液做为洗脱剂对吸附过芡实
叶黄酮的树脂柱进行解吸处理，解吸流速为 1 BV/h，
比较洗脱体积为 2、3、4、5 BV时的解吸率，见图 5。
由图 5可知：在起始阶段，随着洗脱体积的增大，
黄酮类物质的解吸率增加很快，当洗脱体积达 3 BV
后，解吸率随洗脱体积的增加无明显变化，说明已基
本达到解吸平衡。洗脱剂最佳用量的确定，原则是在
充分解吸所吸附的物质的前提下，尽量节省解吸剂的
用量，因此选定 3 BV作为洗脱体积。
2.3.3 不同解吸流速对芡实叶黄酮的洗脱效果的影响
采用 3 BV的 80 %乙醇溶液对吸附过芡实叶黄酮
的树脂柱进行解吸，比较解吸流速为 0.5、1、1.5 BV/h
时的解吸率，间隔 10 mL收集漏出液测定黄酮类物质
浓度，结果如图 6所示。
解吸流速为 0.5 BV/h时，峰形宽，峰值低，且拖尾
现象很严重；解吸流速为 1 BV/h时，解吸较快而且峰
值最高，其从峰形、峰值及拖尾现象来看，都与解吸流
速为 1.5 BV/h相差不大。解吸流速过快时，解吸性能差，
解吸带宽，且拖尾严重，解吸不完全，流速过慢，会延长
生产周期。本实验显示解吸流速为 1 BV/h效果最佳。
2.4 芡实叶黄酮类物质纯度测定结果
按纯度测定方法，经计算在芡实叶黄酮提取液
中，黄酮纯度为 18 %；通过 AB-8大孔吸附树脂最佳
纯化工艺（上样流速 2 BV/h，上样 pH=5.0，以 80 %浓
度乙醇作为洗脱剂，洗脱体积 3 BV，解吸流速 1 BV/h）
精制后黄酮纯度提高到 76.5 %，是原来的 4.25倍。
3 结论
通过比较 AB-8、D101、HPD100、HZ801 4 种大孔
吸附树脂的静态吸附性能发现 AB-8大孔吸附树脂对
芡实叶黄酮具有良好的吸附性能，用以纯化芡实叶黄
酮是可行的。
AB-8大孔吸附树脂纯化芡实叶黄酮的最佳工艺
条件为：上样流速 2 BV/h，上样液 pH5.0，以体积分数
为 80%乙醇进行解吸，洗脱体积 3 BV，解吸流速 1 BV/h
时，纯度测定结果表明，经 AB-8树脂纯化后芡实叶黄
酮纯度为 76.5 %。
本方法简单易行，成本低廉，安全可靠，提取的黄
酮可作为药用或开发保健食品；利用大孔树脂具有稳
定性高，吸附容量大，选择性好，吸附速度快，再生处理
方便，使用周期长等优点，有利于工业化生产。
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收稿日期：2013-07-23
1.8
1.6
1.4
1.2
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0.0
-0.2
黄
酮
浓
度
/（
m
g/
m
L）
0 20 40
体积/mL
60 80 100
1 BV/h
0.5 BV/h
1.5 BV/h
图 6 不同解吸流速对 AB-8大孔吸附树脂解吸效果的影响
Fig.6 The effect of different desorption velocity on desorption
performance
图 5 乙醇洗脱体积对 AB-8大孔吸附树脂解吸率的影响
Fig.5 The effect of different alcohol elution volume on the
desorption of resin
8.0
7.5
7.0
6.5
6.0
5.5
5.0
4.5
4.0
解
吸
率
/%
2.0 2.5 3.0
洗脱体积/BV
3.5 4.0 5.04.5
张然，等：大孔吸附树脂纯化芡实叶中黄酮类物质分离提取
35