全 文 : 化学工程与装备 2016 年 第 12 期
16 Chemical Engineering & Equipment 2016 年 12 月
爬山虎中白藜芦醇的纯化实验研究5
杜欣宇,高丽娟,杨俊生,李振男,徐庆祥,陈 如
(辽宁科技大学 化学工程学院,辽宁 鞍山 114051)
摘 要:为了探索爬山虎根皮中白藜芦醇纯化的最佳条件,本文应用单因素试验,以白藜芦醇纯度为指标,
优化爬山虎根皮中白藜芦醇的纯化条件。结果表明:反相柱色谱能够很好的精制萃取物中的白藜芦醇,精
制工艺参数为层析柱 IDL=10mm×200mm,30-40μm ODS 填料,流动相为 V(乙醇):V(水)=9:1,室温,1.00
流速,14-20min 馏分段为产品。产品的纯度为 87%。
关键词:爬山虎;白藜芦醇;纯化工艺;反相柱层析
基金项目:辽宁科技大学第 6期创新创业项目(DC2016108)
通讯作者:高丽娟,女,教授
白藜芦醇(化学名为芪三酚),是含有芪类结构的非黄酮
多酚类化合物,广泛存在于虎杖、葡萄、花生等植物中[1]。
白藜芦醇具有顺、反式两种结构,在自然界中主要是以反式
结构存在。白藜芦醇对心血管具有保护功能[2],还具有抗氧
化、抗菌 [3]、抗炎、抗肿瘤 [4,5]、心血管保护等功效,其
中,最具发展前景并且最令人瞩目的是其抗肿瘤作用,被喻
为继紫杉醇之后的又一新绿色抗癌药物[6]。爬山虎(Boston
ivy)属葡萄科落叶木质藤本植株,多用于园林绿化和中医
配药。近期的研究发现,爬山虎中含有白藜芦醇。由于白藜
芦醇在植物组织中含量很低 ,所以必须将提取物进行分离
纯化,以得到高纯度的白藜芦醇产品,来满足其在食品、药
品、生物和化工等方面的需求。白藜芦醇的纯化目前常采用
柱层析[7]、高速逆流色谱分离[8]和薄层层析[9]。高速逆流色
谱分离效果好,产品纯度高,但其成本相对较高,且制备量
小,不易实现规模化生产。柱层析是以固体吸附剂为固定相,
以有机溶剂或缓冲液为流动相的一种层析方法,因其易操作
而被广泛使用。本文采用常用的柱层析方法,应用单因素试
验的方法优选爬山虎根皮中白藜芦醇的纯化工艺,以期为从
爬山虎中纯化白藜芦醇工艺提供实验基础。
1 实 验
1.1 HPLC 检测
色谱柱 SunFireTM-C 18 (150 mm×4.6 mm,5 µm );
流动相为甲醇-水溶液(体积比 90:10);流速为 1.0mL/min,
柱温 35℃,检测器为 Waters 2414 示差折光检测器。采用
98%的白藜芦醇标准品绘制工作曲线:
Y/104=-1.0754+4.5270X,r2=0.99988,式中:Y为峰面积积
分值;X为标准品进样量(µL)。
1.2 原料制备
取爬山虎根,洗涤晾干、剥皮,剪碎(0.25cm2小块儿),
烘干。采用王怡宁等[10]的浸提方法得到白藜芦醇提取物;将
其溶解于乙醇中,用针头过滤器过滤,得滤液,备用。
1.3 柱层析法纯化白藜芦醇
1.3.1 实验准备
半制备柱准备:长 200 mm,直径 10mm 的无锈钢空柱,
干法填充 35 µm ODS。
流动相的准备:乙醇与水按设计要求混合,超声排气泡,
置于储液瓶中,备用。
1.3.2 纯化步骤
将 1.3.1 节准备的半制备替换 1.1 节 HPLC 系统中的色
谱柱 SunFireTM-C 18 ,流动相用 1.3.1
节准备的乙醇-水溶液;流动相的比例、流速、柱温等
条件按选择设置,检测器为 Waters 2414 示差折光检测器。
2 结果与讨论
纯化实验采用填充 30-40μm ODS 填料的
IDL=10mm×200mm 层析柱,流动相为 V(乙醇)/V(水)的混合
液,待选则的条件按照表 1 设置。
杜欣宇:爬山虎中白藜芦醇的纯化实验研究 17
表 1 实验条件设置
试验号 1# 2# 3# 4# 5# 6# 7# 8# 9#
柱温/℃ 30 35 40 30 30 30 30 30 30
流速 mL/min 1.2 1.2 1.2 1.0 1.0 1.0 0.8 1.2 1.5
V(乙醇)/V(水) 95:5 95:5 95:5 95:5 90:10 85:15 9:1 9:1 9:1
2.1 温度的选择
实验号 1#、2#、3#的结果见图 2.1。由图 2.1 可考察温
度对分离效果的影响。
图 2.1 温度对分离效果的影响
图 2.1 曲线 A 是 1#即 40℃,曲线 B是 2#即 35℃,曲线
C是 3#即 30℃的色谱流出曲线。由曲线 A、B、C的分离度
可见,温度对分离效果影响不明显。故本实验选择 30℃。
2.2 流动相的选择
实验号 4#、5#、6#的结果见图 2.2。由图 2.2 可考察流
动相对分离效果的影响。
图 2.2 流动相对分离效果的影响
图 2.2 中,曲线 A是 4#即流动相为 V(乙醇):V(水)为
95:5,曲线 B 是 5#即流动相为 V(乙醇):V(水)为 90:10,
曲线 C是 6#即流动相为 V(乙醇):V(水)为 85:15 的色谱流
出曲线。由曲线 A、B、C的分离效果看,当流动相为 90:
10 时既可以实现杂质与白藜芦醇的完全分离,又不致造成
浪费。故选择 V(乙醇):V(水)=90:10 为最佳流动相配比。
2.3 流速的选择
实验号 7#、8#、9#的结果见图 2.3。由图 2.3 可考察流
速对分离效果的影响。
图 2.3 流速对分离效果的影响
图 2.3 中,曲线 A是 7#即洗脱流速为 0.8 mL/min,曲
线 B是 8#即洗脱流速为 1.2 mL/min,曲线 C 是 9#即洗脱流
速为 1.5 mL/min,曲线 D是 5#即洗脱流速为 1.0 mL/min。
由 A、B、C、D 曲线的分离效果看,洗脱流速对分离效果的
影响不大,可根据系统压力选择洗脱流速。本实验选择 1.0
mL/min。
2.4 产品纯度
采用 1.1 检测条件,采用外标法标定,爬山虎根皮经过
浸提,萃取,提纯,得到白藜芦醇的含量逐渐增大。半制备
柱产品的纯度为 87%。
3 结 论
反相柱色谱能够很好的精制萃取物中的白藜芦醇,精制
工艺参数为层析柱 IDL=10mm×200mm,30-40μm ODS 填料,
流动相为 V(乙醇):V(水)=9:1,室温,1.0 mL/min 流速,
接取 14-20min 馏分段为产品。产品的纯度为 87%。
参考文献
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52(24): 7279-7285. (下转第 36 页)
36 张 梅:锦绣杜鹃花游离氨基酸的提取工艺研究
1 1 1 1 1 4.141
2 1 2 2 2 5.313
3 1 3 3 3 4.174
4 2 1 2 3 4.472
5 2 2 3 1 5.376
6 2 3 1 2 5.510
7 3 1 3 2 4.568
8 3 2 1 3 4.761
9 3 3 2 1 5.283
K1 13.628 13.181 14.412 14.800
K2 15.358 15.45 15.068 15.391
K3 14.612 14.967 14.118 13.407
k1 4.543 4.394 4.804 4.933
k2 5.119 5.150 5.023 5.130
k3 4.871 4.989 4.706 4.469
R 0.576 0.756 0.317 0.661
由正交试验结果分析可知,4种因素对杜鹃花游离氨基
酸的提取率的影响大小依次为料液比>乙酸溶度>超声温度>
超声时间。正交试验结果表明在试验设定的范围内,最佳理
论优化组合为4 A2B3C1D2,即超声温度为60℃,料液比为1:40,
超声时间为30min,乙酸溶度为5%。在此工艺下,平行试验 3
份,测得的杜鹃花中游离氨基酸的平均含量为5.510%,RSD
为 1.04%,表明试验优化取得了较好的效果。
3 结 论
在单因素试验的基础上,采用L9 (34)正交试验设
计,对超声温度、料液比、超声时间及乙酸溶度进行优化
筛选,确定锦绣杜鹃花游离氨基酸提取的最佳工艺条件
为:超声温度为60℃,料液比为1:40,超声时间为30min,
乙酸溶度为5%。运用优化条件验证研究表明,该工艺稳定,
重复性较好。
参考文献
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