全 文 ：第 10 期
收稿日期：2012－06－14
基金项目：韩山师范学院青年基金项目（LQ200812）
作者简介：林燕如（1982－），女，广东揭阳人，实验师，硕士，主要从事基础化学实验研究与食品分析，（电话）13715737761（电子信箱）
lyrhuaxue＠163．com。
第 52 卷第 10期
2013 年 5 月
湖北农业科学
Hubei Agricultural Sciences
Vol． 52 No.10
May．，2013
金丝草（Pogonatherum crinitum）又名落苏、猫尾
草、猫毛草等，为禾本科金丝草属植物金丝草的干
燥全草。 文献记载金丝草性寒，无毒，具有清热、解
暑、利尿之功效［1］。 金丝草资源十分丰富，含有多种
活性成分，其中主要的活性成分为黄酮类化合物［2，3］，
而黄酮类化合物具有多种生物活性。 近年来掀起了
黄酮类化合物研究、开发利用的热潮，促使其在化
妆品、医药、食品等工业中有广泛的应用 ［4］。 因此
将金丝草总黄酮高效、快速地提取分离出来，并通
过纯化得到一定纯度的产品，具有很高的经济价值
与现实意义。 且目前对金丝草总黄酮的研究甚少，
尚未发现有对其进行纯化工艺的研究报道。 本研究
采用大孔树脂分离纯化金丝草总黄酮，对 5 种大孔
树脂进行了筛选，并研究金丝草总黄酮的分离纯化
工艺，为金丝草的开发利用提供参考。
1 材料与方法
1．1 材料
1．1．1 原料与试剂 金丝草购于潮州市南桥市场，
洗净，自然晾干，于 60 ℃烘干，研碎过 40 目筛，备
用； 所有试剂均为分析纯；FL－1、FL－2、FL－3、AB－8
大孔树脂购于天津欧瑞生物科技有限公司；DA－201
大孔树脂购于西安朴天吸附材料有限公司。
1．1．2 仪器与设备 752S 型紫外可见分光光度计
金丝草总黄酮大孔树脂纯化工艺优化
林燕如，谢琳洁
（韩山师范学院化学系，广东 潮州 521041）
摘要：比较了 5 种大孔树脂对金丝草（Pogonatherum crinitum）中总黄酮的吸附及解吸性能，采用静态和动
态的吸附－解吸试验，利用紫外可见分光光度计测量金丝草总黄酮的浓度，研究不同的工艺条件对总黄
酮纯化的影响。 结果表明，静态分离纯化工艺的最佳参数为 DA－201 大孔树脂质量与吸附液体积的比值
1∶10（m ／V，g∶mL）、吸附液 pH 3.00、恒温振荡时间 3 h、解吸液为 70％的乙醇溶液。动态分离纯化工艺的最
佳参数为采用 2 mL ／ min 流速上样，用 3 个柱体积的 70％乙醇，以 2 mL ／ min 流速洗脱可较好地分离纯化
金丝草总黄酮。
关键词：金丝草（Pogonatherum crinitum）；总黄酮；纯化；DA－201 大孔树脂
中图分类号：TS201．1 文献标识码：A 文章编号：0439－8114（2013）10－2393-04
Optimization of the Purification Technology of Total Flavonoids from
Pogonatherum crinitum with Macroporous Resin
LIN Yan－ru，XIE Lin－jie
（Department of Chemistry， Hanshan Normal University，Chaozhou 521041，Guangdong，China）
Abstract： Absorbability and desorption property of five macroporous resins for flavonoids from Pogonatherum crinitum was
compared using static and dynamic absorption ／ desorption methods； and the purification process was evaluated by measuring
the concentration of total flavonoids with UV spectrophotometer． The results showed that the best technical parameters of static
adsorption were， ratio of DA－201 macroporous adsorption resins to extractant， 1∶10 （m ／V， g∶mL）； pH， 3.00； time for shak-
ing at constant temperature， 3 h； and 70％ alcohol as desorption solution． For dynamic purification， the optimum technical
parameters were as follows， current velocity of adsorption， 2 mL ／ min， volume of desorption solution （70％ ethanol）， 3 BV；
and elution velocity， 2 mL ／ min．
Key words： Pogonatherum crinitum； total flavonoids； purification； DA－201 macroporous resin
DOI:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2013.10.006
湖 北 农 业 科 学 2013 年
购于上海棱光技术有限公司，BT－100B 型数显恒流
泵购于上海泸西分析仪器厂，ET－Q 型气浴恒温振
荡器购于常州荣冠实验分析仪器厂等。
1．2 方法
1．2．1 标准曲线的绘制 参照文献［5］中的方法，
以吸光度（A）为纵坐标，芦丁浓度（C）为横坐标，绘
制标准曲线，得芦丁标液浓度（C）与吸光度（A）标准
曲线的线性回归方程式为：A＝ 9．031 8C－0．004 0，r＝
0．998 9。
1．2．2 金丝草总黄酮提取液的制备及浓度测定
准确称取已烘干粉碎的金丝草样品 5．0 g， 加入 100
mL 石油醚回流除去色素后烘干，并用 100 mL 60％
的乙醇浸泡过夜， 然后用超声波辅助提取两次，减
压抽滤得到萃取液并定容至 250 mL 备用。 按照绘
制标准曲线的方法测定总黄酮浓度。
1．2．3 大孔树脂的预处理 将 5 种大孔树脂用
80％的乙醇浸泡过夜，洗涤至洗涤液无乳白色，再用
去离子水洗去乙醇至洗涤液无醇味，备用［6］。
1．2．4 大孔树脂的筛选 精确称取经预处理过的 5
种干树脂各 1.0 g，分别装入 50 mL 锥形瓶中，各加
入总黄酮浓度为 0．780 6 mg ／ mL的样品溶液 10 mL。
由于黄酮类化合物为多羟基酚类，呈弱酸性，因而
要达到较好的吸附效果， 必须在弱酸性条件下吸
附 ［7］，试验吸附液 pH控制在 4～6之间。 用恒温振荡
培养箱以 120 r ／ min于 25 ℃振摇 12 h， 使其达到饱
和吸附，抽滤，取吸附液 1．0 mL 于 10 mL 比色管中，
按 1．2．1 测量方法操作， 测定吸附液中总黄酮的剩
余浓度（mg ／ mL）［8］，按下式计算树脂吸附率：吸附
率＝［（初始浓度－剩余浓度） ／初始浓度］×100％。
滤出经静态饱和吸附后的树脂，用滤纸吸干表
面水分，精密加入 95％乙醇 10 mL，于恒温振荡培养
箱以 120 r ／ min在 25 ℃振摇 12 h， 抽滤， 取解吸液
1．0 mL，按 1．2．1 测量方法操作，测定解吸液中总黄
酮的浓度 （mg ／ mL）， 按下式计算解吸率： 解吸率＝
［（解吸液浓度×解吸液体积） ／ ［（初始浓度-剩余浓
度）×吸附液体积］］×100％。
1．2．5 树脂静态分离纯化参数的优化
1）树脂质量与吸附液体积的比值对吸附率的
影响 。 准确称取筛选好的树脂 0．50、0．67、1．00 和
2．00 g，分别加入 20．00 mL 0．771 7 mg ／ mL 的金丝草
总黄酮提取液（即吸附液），置于气浴恒温振荡器上
不断振摇 12 h，并分别测定吸附饱和后提取液的总
黄酮浓度，计算吸附率。 以树脂质量（g）与吸附液体
积（mL）的比值为横坐标、吸附率（％）为纵坐标，绘
制曲线［9］。
2）乙醇体积分数对解吸率的影响。 选用 40％、
50％、60％、70％、80％、95％乙醇溶液为解吸剂对吸
附饱和的树脂进行解吸， 测定解吸液中总黄酮浓
度，计算解吸率，绘制曲线［9］。
3）pH对吸附率的影响。用酸度计测得金丝草总
黄酮提取液的 pH 约 5．2。 分别用 HCl 和 5 g ／ L
NaOH 调节至 pH 2．00、3．00、4．00、5．00、6．00、7．00，
静置备用。 准确称取经预处理的 DA－201 大孔树脂
1．0 g于 50 mL锥形瓶中， 分别加入不同 pH 的金丝
草总黄酮提取液各 10．0 mL， 置于气浴恒温振荡器
上，以 120 r ／ min 于 25 ℃振摇 12 h，并分别测定吸附
饱和后提取液的总黄酮浓度，计算吸附率。 以 pH为
横坐标、吸附率（％）为纵坐标，绘制曲线［9］。
4）作用时间对吸附率的影响。 准确称取处理好
的 DA－201 大孔树脂 2．0 g 于 50 mL 锥形瓶中，加入
20．0 mL 金丝草总黄酮提取液， 置于气浴恒温振荡
器上，以 120 r ／ min 于 25 ℃振摇，在 24 h 内每小时
吸取 1 mL 测定总黄酮浓度， 绘制静态吸附动力学
特征曲线［6］。
1．2．6 树脂动态分离纯化参数的优化
1）吸附流速的确定。 将浓度为 1．203 5 mg ／ mL
的样品液 300 mL 通过 3 根层析柱（一个柱体积为
25 mL）， 分别以 1、2 和 3 mL ／ min 的流速在同一试
验条件下进行动态吸附考察，收集流分，取各种溶
液 1．0 mL，分别测定吸光度，计算吸附率，确定吸附
流速［6，8］。
2）吸附液体积的确定。将浓度为 1．203 5 mg ／ mL
的样品溶液通过层析柱 （一个柱体积为 25 mL），按
上述所确定的最佳吸附流速进行动态吸附，分段收
集吸附液。 每 5．0 mL为 1份，共收集 20份。 取各种
吸附液 1．0 mL，分别测定吸光度，计算吸附率，以吸
附率（%）为纵坐标，吸附液体积（mL）为横坐标，绘
制吸附曲线［6，8］。
3）洗脱流度的确定。 将浓度为 1．203 5 mg ／ mL
的样品溶液 50 mL 通过 3 根层析柱（一个柱体积为
25 mL），按上述所确定的吸附条件进行吸附。 吸附
饱和湿法装柱后用 50 mL 70％乙醇分别以 1、2 和 3
mL ／ min的速度进行洗脱。 取各种溶液 1．0 mL，分别
测定吸光度，计算洗脱液浓度，综合考虑总黄酮解
吸率及工作效率，确定最佳洗脱流速［6，8］。
4）洗脱液体积的确定。将浓度为 1．203 5 mg ／ mL
的样品溶液通过树脂柱 （一个柱体积为 25 mL），按
上述所确定的吸附条件进行动态吸附，吸附饱和后
水洗，至洗涤液为无色为止，湿法装柱，分别用不同
体积的 70％乙醇， 按确定的最佳洗脱流速进行洗
脱，分段收集洗脱液。 每 5．0 mL 为 1 份，共收集 20
份。 取各种洗脱液 0．5 mL，分别测定吸光度，计算洗
2394
第 10 期
脱液浓度，以洗脱液浓度（mg/mL）为纵坐标，洗脱液
体积（mL）为横坐标，绘制洗脱曲线 ［6，8］，确定洗脱液
体积。
2 结果与分析
2．1 大孔树脂的筛选结果
在相同试验条件下进行静态吸附与解吸，其中
解吸剂采用 95％的乙醇溶液，静态吸附与解吸结果
见表 1。一般来说，树脂的极性与被吸附分子的极性
相同或相近时吸附效果更好；树脂有较大比表面积
时吸附量更大，因此筛选树脂时要综合考虑树脂的
极性、比表面积等因素。 多数黄酮类化合物分子极
性不太高，在弱极性或非极性树脂上会有更好的吸
附效果［8］。 由表 1可知，FL－1吸附总黄酮的能力强，
但解吸率比较低；FL－3 的总黄酮得率处于中等水
平。综合考虑各树脂的吸附与解吸性能，DA－201大
孔树脂吸附与解吸效果更好， 故本试验拟定选用
DA－201大孔树脂来分离纯化金丝草总黄酮。
2．2 静态纯化分离参数的优化结果
2．2．1 树脂质量与吸附液体积的比值对吸附率的
影响 对于一定量的吸附质而言， 吸附剂用量增
大，意味着吸附比表面积增大，吸附质在吸附剂上
的分布较松散，从而吸附剂对吸附质的物理作用和
化学作用加强，吸附量增加。 但从经济角度讲，吸附
剂用量过多，会导致成本增加、吸附选择性差等 ［9］。
由图 1A可知，树脂质量与吸附液体积的比值为 1∶10
时，即可达到较好的吸附效果。
2．2．2 乙醇体积分数对解吸率的影响 由图 1B 可
知，解吸率随乙醇体积分数的增大而增加，尤其是
在乙醇体积分数为 40％～70％时， 解吸率从 59．68％
增加到 98．37％，但乙醇体积分数为 70％～95％时，解
吸率增幅缓慢。 综合考虑解吸率和生产成本，选择
70％为最佳的乙醇体积分数。
2．2．3 pH 对吸附率的影响 由图 1C 可知，吸附液
的 pH 对树脂的吸附有较大的影响，在 pH 3．00 时，
树脂的吸附率达到最大。 总黄酮显酸性，在酸性条
件下呈分子状态，以氢键方式被吸附，因而树脂吸
附率大，但若酸性过强，总黄酮易生成烊盐，使吸附
效果变差［10］。 本试验以 pH 3．00的吸附液上柱。
2．2．4 作用时间对吸附率的影响 由图 1D 可知，
大孔树脂对金丝草总黄酮的吸附为快速平衡型。 在
3 h 后就几乎不再吸附，吸附率为 76．18％。8 h时吸
附率为 76．90％，增幅很小；最终 24 h 时的吸附率为
78．48％，与 3 h时的相差不大。因此，DA－201大孔树
脂对金丝草总黄酮具有良好的吸附动力学特性，吸
附速度快，符合工业化生产的需要。
2．3 动态纯化分离参数的优化结果
吸附流速主要是影响溶质在树脂表面的扩散。
如果流速太高， 溶质分子来不及扩散到树脂的表
面，树脂不能充分吸附溶质。 随着吸附流速的加快，
总黄酮的吸附量越来越少。 综合考虑总黄酮吸附率
及工作效率，最终确定最佳的吸附流速为 2 mL ／ min
（图 2A）。 由图 2B可知，当上柱的吸附液体积为 1/5
个柱体积即 5 mL 时吸附趋于平衡，树脂不再吸附。
洗脱液的洗脱流速过快或者过慢都不好，洗脱流速
表 1 总黄酮在不同大孔树脂上的吸附率和解吸率
树脂型号
FL-1
FL-2
FL-3
AB-8
DA-201
吸附率//%
91.49
63.98
71.92
71.78
75.89
解吸率//%
22.80
80.98
99.29
97.68
95.57
得率//%
20.86
51.81
71.41
70.11
72.53
100
80
60
40
20
0
吸
附
率
//%
110
100
90
80
70
60
50
40
解
吸
率
//%
100
80
60
40
20
0
吸
附
率
//%
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
吸
附
率
//%
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
作用时间//h
图 1 树脂静态吸附性能的考察结果
1∶10 1∶20 1∶30 1∶40
树脂质量与吸附液体积的比值
40 50 60 70 80 95
乙醇体积分数//%
2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00
pH
A
B
C
D
林燕如等：金丝草总黄酮大孔树脂纯化工艺优化 2395
湖 北 农 业 科 学 2013 年
（责任编辑 田宇曦）
图 2 动态纯化分离金丝草总黄酮的工艺参数
89.2
88.8
88.4
88.0
87.6
87.2
86.8
吸
附
率
//%
过快，洗脱液还未来得及吸附总黄酮，就已流出层
析柱； 因而洗脱流速慢有利于对总黄酮的吸附，但
是洗脱流速过慢耗时，在生产上很不经济，特别是
大工业生产时大大增加了生产成本。 因此洗脱流速
应首先保证大部分的总黄酮能基本被洗脱下来，洗
脱流速越快越好［11］。 由图 2C可知，最佳洗脱流速为
2 mL ／ min。 由图 2D 可知， 当洗脱液体积为 15 mL
时，洗脱液中总黄酮浓度最高，当体积为 75 mL 时，
几乎洗脱完全。 考虑到洗脱液用量过多会增加洗脱
时间，造成浪费，故确定以 3 个柱体积为最佳的洗
脱液体积。
3 结论
根据 5 种大孔树脂静态吸附和解吸动力学特
性所显示的树脂性能，DA－201 大孔树脂的综合性
能较佳，有较高的吸附率和解吸率，适合于金丝草
总黄酮的吸附纯化。
DA－201 大孔树脂对金丝草总黄酮的静态吸附
与解吸优化条件：吸附液 pH 3．00，树脂质量与吸附
液体积的比值为 1∶10， 洗脱液乙醇的体积分数为
70％，恒温振荡时间 3 h。
DA－201 大孔树脂动态纯化分离金丝草总黄酮
的工艺参数为：吸附液为 1．203 5 mg ／ mL，吸附流速
为 2 mL ／ min，当吸附液体积为 1/5 个柱体积时吸附
趋于平衡，树脂不再吸附。 洗脱剂用量为 3 个柱体
积，洗脱速度为 2 mL ／ min，应用 DA－201 大孔树脂
纯化总黄酮得到了满意的效果。
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1 2 3
吸附流速//mL/min
120
100
80
60
40
20
0
吸
附
率
//%
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 10
0
10
5
吸附液体积//mL
2.20
2.15
2.10
2.05
2.00
1.95
洗
脱
液
浓
度
//m
g/
m
L
1 2 3
洗脱流速//mL/min
12
10
8
6
4
2
0
洗
脱
液
浓
度
//m
g/
m
L
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80
洗脱液体积//mL
A
B
C
D
2396