全 文 ：Science and Technology of Food Industry 工 艺 技 术
2015年第2期
大孔树脂法分离纯化荚果蕨总三萜
杨晓艳，马 骥*，彭 飞，陆 洋，马吉福，习伟佳，张 婷
（陕西师范大学生命科学学院，教育部药用植物资源及天然药物化学重点实验室，
陕西西安 710062）
摘 要：目的：筛选出分离纯化荚果蕨总三萜的最佳大孔树脂型号及工艺条件。方法：以荚果蕨总三萜浓度为指标，通
过静态和动态实验，筛选最佳大孔吸附树脂并初步确定总三萜纯化工艺。结果：AB-8型大孔树脂吸附解析效果最好，
吸附条件：溶液浓度1.96mg/mL，pH为6，流速1.5mL/min，吸附体积5BV；洗脱条件：60%乙醇，流速2.0mL/min，洗脱体积
4BV，其回收率为86.27%，纯度82.32%，精制倍数为2.88。结论：AB-8大孔树脂较适合分离纯化荚果蕨总三萜。该工艺
简单可行，纯化效果好，可为工业生产中分离纯化荚果蕨总三萜提供理论指导和参考依据。
关键词：荚果蕨，总三萜，大孔吸附树脂，分离，纯化
Separation and purification of triterpenes from Matteuccia struthiopteris
with macroporous resin
YANG Xiao-yan，MA Ji*，PENG Fei，LU Yang，MA Ji-fu，XI Wei-jia，ZHANG Ting
（Life Science College，Shaanxi Normal University，Key Laboratory of Minisitry of Education for Madicinal Plant Resource
and Natural Pharmaceutical Chemistry，Xi’an 710062，China）
Abstract：Objective：An optimal macroporous resin and process that to separate and purify triterpenes from
Matteuccia struthiopteris was reasearched . Methods ：The optimal resin and purificating technology were
preliminary selected through the static and dynamic test，taking the concentration of triterpenes as the main
index. Results：The best macroporous resin was AB-8，the adsorption conditions were described as follows：the
pH and concentration of sample was 6 and 1.96mg/mL ， the maximum injection volume was 5BV， the flow
velocity was 1.5mL/min. The desorption process was determined as follows：60% ethanol was used as eluent at
the flow rate of 2.0mL/min with 4BV，the recovery rate reached up to 86.27%，the purity was 82.32%，the purified
multiples of triterpenes was 2.88. Conlusion：These data demonstrated the AB-8 macroporous resin in purifying
triterpenes from Matteuccia struthiopteris was well. This method was easy to operate and displayed a good
purification effect，the certain reference and theoretical guidance for separation and purification of triterpenes in
industrial application could be provided.
Key words：Matteuccia struthiopteris；triterpenes；macroporous resin；separation；purification
中图分类号：TS201.1 文献标识码：B 文 章 编 号：1002-0306（2015）02-0238-05
doi：10.13386/j.issn1002-0306.2015.02.043
收稿日期：2014－05－22
作者简介：杨晓艳（1989-），女，硕士研究生，研究方向：药用植物资源。
* 通讯作者：马骥（1964-），男，硕士研究生，副教授，研究方向：药用植
物资源。
基金项目：国家“十二五”科技支撑计划课题（2011BAI06B05）；国家大
学生创新实验项目（201310718050）。
荚果蕨 [Matteuccia struthiopteris（L.）Todaro]是
球子蕨科（Onocleaceae）荚果蕨属（MatteucciaTodaro）
多年生草本植物，含有多种药用成分，如：黄酮类、甾
酮类、多糖、萜类等有效成分，为我国主要的五种贯
众之一，可全草入药，具有清热解毒、杀虫、止血等功
效[1]。近年来作为营养价值极高的绿色山野菜出口，
是药食两用的蕨类植物[2]。三萜类化合物为荚果蕨的
主要有效成分之一[3]，三萜类化合物在抗癌[4]、保肝、
降血糖、抗肿瘤、抗病毒[5-7]等方面已有文献报道。
荚果蕨总三萜的提取液中有较多杂质，需要进
行选择性分离，以提高总三萜的纯度。大孔吸附树脂
具有稳定性高、吸附选择性独特、吸附解析条件温和
快捷、再生能力强、使用周期长等诸多优点，广泛应
用于食品、医药、环保等方面，同时用于生化物质的
分离纯化，尤其适用于中草药有效成分如皂苷类、黄
酮类、多酚等的分离纯化及工业化生产[8-11]。目前荚
果蕨总三萜的研究还处于提取阶段，缺乏对其分离
纯化的系统研究，本实验以荚果蕨总三萜为材料进
行纯化研究，考察不同树脂对总三萜的吸附解析性
能，为荚果蕨的进一步开发利用提供参考。
1 材料与方法
1.1 材料与仪器
荚果蕨 采自陕西省宁陕县旬阳坝镇，经陕西
师范大学生命科学学院马骥副教授鉴定；齐墩果
238
工 艺 技 术
2015年第2期
Vol . 36 , No . 02 , 2015
酸 标准品，中国药品生物制品检定所；无水乙醇、
冰乙酸、高氯酸 均为分析纯；实验用水 超纯水；
HPD-100、HPD-300、S-8、D101、AB-8 均购自西安
蓝深特种树脂有限责任公司。
HL-2电脑数显恒流泵 上海沪西有限公司；
HH-6B数显恒温水浴锅 江苏常州国华电器有限
公司；KQ-300DE型数控超声波清洗器 昆山超声仪
器有限公司；SHB-循环水式多用真空泵、RE-52AA
旋转蒸发器 上海亚荣生化仪器厂；MicroBench
PH600 TRANS-WIGGENS；超微量微孔板分光光度
计 美国BioTek。
1.2 实验方法
1.2.1 总三萜粗提液的制备 将荚果蕨粉碎，过60
目筛，称2g材料，30mL石油醚脱脂两次，以60%乙醇，
料液比1∶30，在300W，63℃的水浴中超声39min，提取
两次合并提取液旋蒸挥去乙醇，冷冻干燥成粉末，放
于冰箱中储存备用[12]。
1.2.2 标准曲线的绘制 准确称取干燥恒质量的齐
墩果酸标准品2mg置于10mL的容量瓶中，加入无水
乙醇定容，制得0.2mg/mL的标准溶液。吸取系列梯度
的标品溶液置于10mL的具塞试管中，在60℃恒温水
浴锅中挥干，流水冷却后加5%的香草醛-冰乙酸
0.2mL，高氯酸0.8mL，摇匀，60℃水浴锅加热15min，
流水冷却，加5mL冰乙酸，摇匀后在550nm处测定吸
光值 [13-14]。以齐墩果酸质量为横坐标，吸光值为纵
坐标，绘制标准曲线。得回归方程为：Y=8.1738x-
0.0174，相关系数R2=0.9995。
1.2.3 总三萜含量测定 准确称取1.2.1中样品粉末
1g于试管中，加入蒸馏水10mL溶解，再按1.2.2中方法
显色，测吸光值，根据标准曲线计算荚果蕨总三萜
含量。
1.2.4 树脂的预处理[15] 称取一定不同型号大孔吸
附树脂，用2BV的无水乙醇浸泡树脂并搅拌，待充分
溶胀24h后，继续用乙醇洗涤，洗至洗出液无白色浑
浊，再用蒸馏水洗尽乙醇，至无醇味。进行酸碱处理，
用2BV的5% HCl溶液浸泡3h后，用蒸馏水冲洗至中
性；用2BV的5% NaOH溶液浸泡3h，而后用蒸馏水洗
至中性，蒸馏水浸泡备用。
1.2.5 树脂的筛选[16-17] 根据荚果蕨总三萜的理化
特性和大孔树脂的吸附性能，选用AB-8、HPD-100、
HPD-300、D101、S-85种型号树脂进行实验，以大孔
树脂对荚果蕨总三萜的静态吸附量、吸附率、解析
量、解析率指标评价树脂。称取2g预处理好的树脂
（湿重），置于100mL的三角瓶中，分别加入1.52mg/mL
的溶液20mL，各三个重复。于25℃，1200r/min的摇床
中振荡10h，测定吸附前后的总三萜质量浓度的变
化，按下列公式（1）、（2）计算各树脂的静态吸附量和
吸附率。同理，将吸附饱和的树脂用蒸馏水冲洗，加
入20mL 70%的乙醇洗脱，放入同样条件的摇床中解
吸10h，按公式（3）、（4）计算解析量和解析率。
E=（C0-Ce）V/W 式（1）
Q=（C0-Ce）/C0×100 式（2）
式中：E：吸附量（mg/g）；Q：吸附率（%）；C0：初始
浓度（mg/mL）；Ce：吸附后的浓度（mg/mL）；V：初始溶
液体积（mL）；W：湿态树脂质量（g）。
M=C1V1/W 式（3）
N=C1V1/（C0-Ce）×100 式（4）
式中：M：解析量（mg/g）；N：解析率（%）；V1：解析
液的体积（mL）；C1：解析后的浓度（mg/mL）。
1.2.6 AB-8大孔树脂静态吸附与解析
1.2.6.1 静态吸附动力学曲线 准确称取2g树脂（湿
重）置于100mL三角瓶中，加20mL总三萜溶液静态吸
附。分别在0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、4.0、5.0、6.0h取
80μL溶液于60℃水浴挥干。以时间为横坐标，吸附量
为纵坐标绘制吸附曲线。
1.2.6.2 静态解析动力学曲线 准确称取2g 吸附饱
和的树脂置于100mL的锥形瓶中，加入70%的乙醇
20mL洗脱，分别在0.5、1.0、1.5、2.0、3.0、4.0h取80μL
于60℃水浴挥干。以时间为横坐标，解析量为纵坐标
绘制解析曲线。
1.2.7 AB-8大孔树脂的动态吸附与解析
1.2.7.1 上样浓度 将不同浓度的总三萜溶液以
2mL/min流速，提取液的初始pH为5.77（pH计测定）上
样，吸附3h后，分别取吸附后的溶液测吸附率，以确
定最佳浓度。
1.2.7.2 上样流速 用浓度为1.96mg/mL，pH为5.77
的样品溶液以不同流速各上样20mL。吸附3h后取吸
附后的溶液测吸附率，确定最佳上样流速。
1.2.7.3 样液pH 用浓度1.96mg/mL，流速1.5mL/min，
分别用NaOH、HCl溶液将样液调至不同的pH上柱。
3h后取吸附液测总三萜含量，确定最佳上样pH。
1.2.7.4 洗脱曲线的绘制 取20g树脂装柱，以浓度
1.96mg/mL、流速1.5mL/min、pH为5.77的样液上样，每
隔10mL收集一管，测流出液中总三萜浓度，一般当
流出液的浓度达到上样液浓度的1/10时，认为此处
是总三萜的泄漏点，以流出液体积为横坐标，流出液
中总三萜含量为纵坐标绘制洗脱曲线，计算饱和动
态吸附量。
1.2.7.5 洗脱剂浓度的选择 考虑到洗脱剂的毒性
大小及回收和后处理等因素，选择乙醇为洗脱剂。树
脂吸附饱和后，先用3BV蒸馏水将多糖等水溶性杂
质洗脱，再分别用30%、40%、50%、60%、70%、80%的
乙醇以2mL/min的流速进行梯度洗脱3BV，分别测
定各洗脱液的解析量，以确定最佳的洗脱剂的体积
分数。
1.2.7.6 洗脱流速 将吸附饱和的树脂用蒸馏水洗
脱3BV，再用60%的乙醇以不同的流速洗脱3BV，测
洗脱液的解析量，确定最佳洗脱流速。
1.2.7.7 洗脱体积 将吸附饱和的树脂用蒸馏水洗
脱3BV，再用60%以2mL/min进行洗脱，每10mL收集
一管洗脱液，共收集100mL溶液。测各管洗脱液总三
萜浓度，确定最合适的洗脱体积。
1.2.7.8 荚果蕨总三萜的纯度与回收率测定[18]
纯度（%）=（CV）/M
式中：C：样液中总三萜的浓度（mg/mL）；V：样液
的体积（mL）；M：总三萜粉末的干重（mg）。
239
Science and Technology of Food Industry 工 艺 技 术
2015年第2期
图4 流速对吸附率的影响
Fig.4 The effect of the sample flow velocity on adsorption
92
91
90
89
88
87
86
吸
附
率
（
%）
上样流速（mL/min）
1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
回收率（%）=（CbVb）/（CaVa）
式中：Ca：纯化前的浓度（mg/mL）；Cb：纯化后的
浓度（mg/mL）；Va：上柱的溶液体积（mL）；Vb：纯化后
洗脱液的体积（mL）。
1.2.8 数据处理 采用SPSS 16.0软件对实验数据分
析处理。
2 结果与分析
2.1 大孔树脂的筛选
在相同实验条件下，各树脂的静态吸附解析结
果如表1所示，从表1中可看出，与其他型号树脂相
比，AB-8型树脂对荚果蕨总三萜具有较好的吸附和
解析效果。影响大孔树脂吸附解析性能的因素很多，
如：树脂的颗粒孔径、表面积、极性、被吸附物质的极
性等。因此不同型号的树脂对总三萜的吸附解析性
能各有差异，实验结果表明，吸附量较大的多为非极
性或弱极性树脂，如AB-8、HPD-100、D101。五种树
脂中，综合考虑以上4个指标，AB-8树脂的吸附解析
效果最好，本实验选择AB-8作为荚果蕨总三萜的分
离纯化树脂。
2.2 AB-8大孔树脂的静态吸附解析曲线
2.2.1 静态吸附动力学曲线 由图1可知，0～3h之间
树脂吸附速率较快，吸附量随时间延长增大，至3h后
吸附量基本趋于饱和，变化平缓，说明AB-8大孔树
脂对荚果蕨总三萜的吸附为快速平衡型 [19]，省时高
效，具有良好的静态吸附特性，适用于工业生产中的
分离纯化。
2.2.2 静态解析动力学曲线 由图2可知，在0.5h解
析时间内，总三萜的解析速率较快，解析量随之增
大，超过1h后，随着时间的延长，解析量达到平衡。即
当静态解析时间达1h时就基本解析完全，表明吸附
饱和的树脂解析时间较短，可降低成本，更适于工业
化生产。
2.3 AB-8树脂对荚果蕨总三萜的动态吸附
2.3.1 上样浓度对树脂的吸附效果的影响 由图3
可知：以不同浓度的总三萜溶液上样，AB-8树脂的
吸附率随浓度先递增后趋于平衡。若总三萜浓度较
小，树脂不能被充分利用而造成浪费；若浓度太大，
溶质不易溶解且吸附率趋于饱和，会使树脂堵塞，为
后续的解析及树脂再生造成困难 [20]，综合考虑各因
素，选择最佳上样浓度为1.96mg/mL。
2.3.2 上样流速对树脂吸附效果的影响 由图4知，
吸附率随上样速度的增大而降低，其原因是流速越
慢，总三萜在树脂中停留的时间越久，利于二者的吸
树脂类型
吸附量
（mg/g）
吸附率
（%）
解析量
（mg/g）
解析率
（%）
HPD-100 11.24 85.29 9.81 88.16
HPD-300 10.56 79.97 9.32 87.49
AB-8 11.36 87.03 10.29 90.62
S-8 9.23 72.43 8.16 83.31
D101 11.03 83.51 9.85 89.07
表1 不同树脂对总三萜的吸附解析结果
Table 1 Adsorption and desorption performance of
different resins towards triterpenes
图1 总三萜静态吸附动力学曲线
Fig.1 The static adsorption kinetic curve of total triterpenes
16.5
15.0
13.5
12.0
10.5
9.0
7.5
6.0
4.5
3.0
1.5
0
吸
附
量
（
m
g/
g）
时间（h）
0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5
图2 总三萜静态解吸时间动力学曲线
Fig.2 The static desorption kinetic curve of total triterpenes
12
9
6
3
0
解
析
量
（
m
g/
g）
解析时间（h）
0 0.5 1.0 1.5 2.0 3.0 4.0
图3 浓度对吸附率的影响
Fig.3 The effect of concentration of triterpenes on adsorption
92
91
90
89
88
87
86
85
吸
附
率
（
%）
浓度（mg/mL）
1.36 1.96 2.76 4.36 6.38
240
工 艺 技 术
2015年第2期
Vol . 36 , No . 02 , 2015
图7 乙醇体积分数对解析量的影响
Fig.7 The effect of ethanol concentrations on desorption of
macroporous resin
1.7
1.2
0.7
解
析
量
（
m
g/
g）
乙醇体积分数（%）
30 40 50 60 70 80
图8 洗脱流速对解析量的影响
Fig.8 The effect of elution velocity on desorption of
macroporous resin
2.3
2.0
1.7
1.4
解
析
量
（
m
g/
g）
洗脱流速（mL/min）
1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
附；反之，流速较大时，停留时间变短不利于互相
吸附，从而降低了吸附率。但流速太小会使操作周
期延长，生产效率降低，不利于工业中大批量纯
化，综合吸附率和工作效率，1.5mL/min的流速上样
最佳。
2.3.3 样液pH对树脂吸附效果的影响 由图5可
知，样液的不同pH对吸附率的影响较大。pH对大孔
树脂的吸附效果与被吸附物质的酸碱性有关，酸性
物质在酸性溶液中易吸附，碱性化合物在碱性溶液
中易吸附[21]。图5可见荚果蕨总三萜溶液在pH为6左
右时吸附最好，因为总三萜提取液呈弱酸性（pH=
5.77）时，三萜皂苷以分子形势存在，利于树脂的吸
附，在中性或碱性溶剂中则吸附降低，因此选择pH
为6适宜。
2.3.4 洗脱曲线的绘制 由图6可知，以1.96mg/mL
上样，树脂的吸附效果随上样体积的增加而降低。在
50mL之前，吸附效果较好，流出液的总三萜浓度很
小。100mL时流出液的浓度为0.195mg/mL，达到初始
浓度的1/10，即此处为泄漏点，表明该树脂吸附性能
较好，最多可上样100mL（5BV）溶液。
2.4 AB-8树脂的动态解析效果
2.4.1 乙醇浓度对解析效果的影响 由图7所示，不
同体积分数的乙醇解析效果不同，体积分数在30%~
60%之间时，解析量不断增加，而高于60%时，解析量
随之逐渐降低。根据相似相溶原理，60%乙醇能充分
溶解总三萜或该极性可更好的减弱总三萜与树脂间
的吸附力，使解析效果最佳。
2.4.2 洗脱流速对解析效果的影响 分别以不同流
速的蒸馏水和60%乙醇进行动态洗脱，在图8中可知，
随着洗脱流速的增大，解析量呈降低的趋势。解析流
速过大，乙醇不能与被吸附的总三萜充分接触而将其
从树脂上洗脱下来，使解析效果不佳。流速过小，解
析完全但工作周期太长，因此兼顾较高的解析量和较
短的实验周期，选择2.0mL/min的速度洗脱最好。
2.4.3 洗脱剂用量考察 由图9所示，解析峰非常集
中，峰型较窄且无明显的拖尾现象。经测定，当洗脱
体积达2BV时，所需的大部分目标物已被洗脱下来，
当洗脱液为80mL（4BV）时，洗脱液中总三萜浓度几
乎为零，说明4BV的洗脱液已经将总三萜洗脱完全，
故确定最佳洗脱剂用量为4BV。
3 结论
本实验对5种不同型号的大孔树脂进行筛选，分
图5 pH对吸附率的影响
Fig.5 The effect of pH value of triterpenes on adsorption
86.5
86.0
85.5
85.0
84.5
84.0
83.5
83.0
82.5
82.0
81.5
吸
附
率
（
%）
上样pH
3 4 5 6 7 8
图6 吸附洗脱曲线
Fig.6 The curve of adsorption leak of triterpenes
0.3
0.2
0.1
0
总
三
萜
浓
度
（
m
g/
m
L）
流出液体积（mL）
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100110120130140150160
图9 洗脱曲线
Fig.9 The curve of desorption of triterpenes
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
0
总
三
萜
浓
度
（
m
g/
m
L）
洗脱液体积（BV）
0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5
241
Science and Technology of Food Industry 工 艺 技 术
2015年第2期
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（上接第230页）
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离纯化荚果蕨总三萜的理想大孔吸附树脂是AB-8。
通过考察不同因素对纯化效果的影响，初步确定最佳
吸附条件：上样浓度1.96mg/mL，上样流速1.5mL/min，
样液pH6，最大上样量达5BV；最佳洗脱条件：60%乙
醇，2.0mL/min洗脱速度，4BV洗脱体积。其回收率为
86.27%，纯度从28.61%提高到82.32%，精制倍数达
2.88，说明AB-8大孔吸附树脂对荚果蕨总三萜具有
较好的纯化精制效果，选择性好，吸附解析率高，操
作简单易行且无毒害作用。
与其他三萜类物质的分离纯化研究 [22-23]相较而
言，本文所用的乙醇浓度低、用量少、节约成本，其纯
度和回收率也有一定的提高，因此该方法在分离纯
化药材中三萜类物质方面具有一定推广价值，可为
工业生产中荚果蕨总三萜的分离纯化及单体的鉴定
等方面提供可靠的理论和参考依据。
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