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AB-8大孔树脂对芫荽黄酮的纯化工艺研究



全 文 :书第 30 卷 第 1 期
2014 年 2 月
哈 尔 滨 商 业 大 学 学 报(自然科学版)
Journal of Harbin University of Commerce (Natural Sciences Edition)
Vol. 30 No. 1
Feb. 2014
收稿日期:2013 - 04 - 29.
基金项目:黑龙江省自然科学基金项目(B201001).
作者简介:王珊珊(1987 -),女,硕士,研究方向:食品化学.
AB - 8 大孔树脂对芫荽黄酮的纯化工艺研究
王珊珊,吴 春
(哈尔滨商业大学 食品工程学院,哈尔滨 150076)
摘 要:利用 AB - 8 大孔树脂纯化芫荽黄酮,通过静态和动态结合的方法,确定最佳工艺参数.结果
表明,静态,吸附平衡时间为 3 h,解析平衡时间为 1. 5 h;动态,上样液质量浓度为 1. 0 mg /mL,上样液
pH值为 6. 0,上样流速为 2 mL /min,洗脱剂质量浓度为 70%乙醇溶液,洗脱流速为 2 mL /min.在此条
件下,AB - 8 大孔树脂可以较好的分离纯化芫荽中总黄酮.
关键词:芫荽;总黄酮;AB - 8 大孔树脂;纯化
中图分类号:R284 文献标识码:A 文章编号:1672 - 0946(2014)01 - 0033 - 03
Study on purification of flavonoids from coriander with AB -8 macroporous resin
WANG Shan-shan,WU Chun
(School of Food Engineering,Harbin University of Commerce,Harbin 150076,China)
Abstract:AB - 8 macroporous resin was used to separate and purify coriander flavonoids,
static and dynamic adsorption and desorption behaviors of AB - 8 macroporous resin were e-
valuated for achieving the best purification of total flavonoids. The static:adsorption equilib-
rium time was 4 h,desorption time was 1. 5 h. The dynamic:the best adsorption was sample
concentration of 1. 0 mg /mL,pH of 6. 0 and the flow rate of 2. 0 mL /min. The desorption
flow rate of 2. 0 mL /min and 70% ethanol elution were the best. With definite technical
process,the AB -8 macroporous resin could be used to purify the flavonoids of coriander.
Key words:coriander;flavonoids;macroporous resin;purification
芫荽(Coriandrum sativum L)又名胡荽,俗称
香菜.芫荽属伞形科植物,是一年生香叶类蔬菜,是
人类历史上用于药用和调味食品中最古老的芳香
蔬菜之一[1]. 芫荽主要含有蛋白质、多糖、维生素
C、挥发油、黄酮甙、油酸等化学成分. 具有芳香健
胃、祛风解毒的功效.
黄酮类化合物(Flavonoid),又称生物类黄酮,
广泛分布于植物界,具有多种生物学活性,主要包
括抗氧化、清除自由基、抗肿瘤等[2],可作为合成
抗氧剂如 BHT、BHA 等替代品,具有高效、低毒等
特点[3].
大孔树脂是一类有较好吸附性的有机高聚物,
主要由吸附作用使化学物质产生分离.近年来广泛
应用于植物中活性成分的分离,它具有吸附量大、
稳定性高、选择性强、再生简便、使用周期长、节约
费用等优点[4]. 本文选择 AB - 8 大孔树脂对芫荽
中总黄酮进行纯化,并对其静态和动态吸附解吸条
件进行了研究,为今后芫荽中黄酮类化合物的应用
和开发作出一定的参考.
1 材料与方法
1. 1 原料与试剂
新鲜芫荽购买于哈尔滨市菜市场,将芫荽茎叶
清洗并晾干,60 ℃烘箱烘干至恒重,粉碎磨粉过筛
(60 目),将芫荽样品放入磨口广口瓶,置于干燥器
中保存,备用.
芦丁标准品(中国药品集团上海化学试剂公
司,纯度 95. 0 %),AB - 8 型大孔树脂(天津市光
复精细化工研究所),无水乙醇(天津市天力化学
试剂有限公司),36% - 38%盐酸,石油醚,NaNO2,
Al(NO3)3,NaOH等试剂均为分析纯,
1. 2 仪器与设备
DFY 型摇摆式高速万能粉碎机(温岭市林大
机械有限公司),DHG - 9123A 型电恒温热鼓风干
燥箱(上海一恒科技有限公司),FA2004N 电子天
平(上海精密科学仪器有限公司),KQ3200DE型数
控超声波清洗器(昆山市超声仪器有限公司),
721E型可见分光光度计(上海光谱仪器有限公
司),SHB - III 型循环水式多用真空泵(郑州长城
科工贸有限公司),pHS - 25 型酸度计(上海伟业
仪器厂),SHZ - A水浴振荡器(上海申胜生物技术
有限公司),R - 205 旋转蒸发仪(上海申胜生物技
术有限公司)
1. 3 实验方法
1. 3. 1 标准曲线的绘制
采用亚硝酸钠 -硝酸铝分光光度法[5]. 在最
大吸收波长 510 nm 处测定吸光度,以芦丁质量质
量浓度为横坐标,吸光度为纵坐标绘制标准曲线.
1. 3. 2 芫荽总黄酮粗提液的制备
精确称取一定量芫荽粉末,在乙醇体积分数
40%,料液比 1∶ 30,超声时间 40 min,超声温度 65
℃,超声功率 96 W 的条件下进行提取,提取液通
过真空抽滤后,收集滤液,将滤渣按以上条件再提
取两次,合并滤液,旋转蒸发至无乙醇气味时,用等
体积的石油醚萃取 3 次,用来除去脂肪. 经旋转蒸
发至粉末状,收集芫荽总黄酮的粗提物.
1. 3. 3 大孔树脂的预处理
取适量干大孔树脂用 95%的乙醇充分浸泡 24
h后,通过真空抽滤除去乙醇并用蒸馏水洗至无乙
醇味.将树脂用 5%HCl浸泡 4 h,用蒸馏水漂洗至
中性过滤后,再用 5% NaOH 浸泡 4 h,用蒸馏水充
分漂洗至中性,过滤.浸泡于蒸馏水中,备用.
1. 3. 4 大孔树脂对芫荽总黄酮的静态吸附实验
1)静态吸附动力学曲线
精确称取已经处理好的大孔树脂 2 g,真空抽
滤至不滴水为止,加入到 250 mL磨口三角瓶中,加
入初始质量浓度为 0. 209 mg /mL 的黄酮粗提液
100 mL,在 25 ℃的条件下恒温水浴震荡,每隔 30
min取样一次,测定总黄酮质量浓度,绘制动力学
曲线,确定合理的吸附时间.
2)静态解析动力学曲线
取吸附饱和的树脂,加入 50%的乙醇溶液 100
mL,置于 25 ℃的条件下恒温水浴震荡器上,每隔
30 min取样 1 次,测定总黄酮质量浓度,绘制动力
学曲线,确定合理的解析时间.
1. 3. 5 大孔树脂对芫荽总黄酮的动态吸附实验
称取一定量经预处理的大孔树脂,采用湿法装
柱将其装入层析柱中,准确量取芫荽黄酮提取液,
分别缓慢地加入到层析柱中,选取上样流速、样液
质量浓度、解析流速、解析剂质量浓度四个因素进
行实验,收集吸附后样液,测定吸附后样液及洗脱
液的吸光度值,分别计算大孔树脂动态吸附实验的
吸附率和解析率.
吸附率(%)=
C0 - C
C0
× 100%;
解析率(%)=
V1 × C1
(C0 - C)× V
× 100%
其中:C0 为吸附前样液质量浓度(mg /mL);C 为吸
附后滤液质量浓度(mg /mL);C1 为洗脱液质量浓
度(mg /mL);V 为萃取液体积(mL);V1 为洗脱液
体积(mL).
1)上样液 pH值对吸附效果的影响
称取预处理好的大孔树脂 10 g,采用湿法装
柱,加入配制好的粗提液 5 份,调节 pH 值为 4、5、
6、7、8,测定流出液的吸光度值,计算吸附率.
2)上样液质量浓度对吸附效果的影响
称取预处理好的大孔树脂 10 g,采用湿法装
柱,上样速度为 1 mL /min,分别加入相同 pH 值和
相同量的质量浓度为 1. 0、2. 0、3. 0、4. 0、5. 0 mg /
mL粗提液,收集流出液,测定其吸光度值,计算吸
附率.
3)上样液流速对吸附效果的影响
称取预处理好的大孔树脂 10 g,采用湿法装
柱,控制上样速度为 1、2、3、4、5 mL /min,将同一质
量浓度相同量的粗提液加入层析柱中,收集流出
液,测定其吸光度值,计算吸附率.
4)洗脱剂体积分数对解析效果的影响
吸附饱和的大孔树脂,调节流速为 1 mL /min,
分别用 4 倍柱床体积的体积分数为 50%、60%、
70%、80%、90%乙醇溶液进行洗脱,收集流出液,
测定其吸光度值,计算解析率.
5)洗脱剂流速对解析效果的影响
吸附饱和的大孔树脂,调节流速为 1、2、3、4、5
mL /min,用 70%的乙醇溶液 50 mL进行洗脱,收集
·43· 哈 尔 滨 商 业 大 学 学 报 (自 然 科 学 版 ) 第 30 卷
流出液,测定其吸光度值,计算解析率.
2 结果与讨论
2. 1 总黄酮标准曲线
将实验结果进行线性回归,得回归方程和相关
系数为 R2 = 0. 999 6.结果表明,在芦丁质量浓度为
0. 008 ~ 0. 040 mg /mL时线性关系良好.见图 1.
图 1 芦丁标准曲线
2. 2 大孔树脂对芫荽总黄酮的静态吸附性的研究
2. 2. 1 静态吸附平衡时间的确定
由图 2 可以得到,随着吸附时间的延长,总黄
酮质量浓度逐渐下降. 当吸附时间达到 3 h 后,总
黄酮质量浓度随时间变化趋于平缓,吸附量逐渐达
到饱和,故选择 3 h为静态最佳吸附时间.
图 2 大孔树脂静态吸附曲线
2. 2. 2 静态解析平衡时间的确定
由图 3 可知,随着解析时间的增加,总黄酮质
量浓度逐渐上升.当解析时间达到 1. 5 h 质量浓度
达到最大,之后随着时间的延长,黄酮质量浓度基
本保持不变,因此,选择 1. 5 h 为大孔树脂静态最
佳解析时间.
图 3 大孔树脂静态解析曲线
2. 3 大孔树脂对芫荽总黄酮的动态吸附性的研究
2. 3. 1 上样液 pH值对吸附效果的影响
由图 4 可以看出,pH 值在 4 ~ 6 呈上升趋势,
pH值大于 6 后吸附率开始下降,在 pH 值为 6 时
有较大的吸附率.这是因为黄酮类化合物为多羟基
酚类,多显酸性,在酸性或弱酸的条件下能达到较
好的吸附效果[6]. 所以,本实验的中上样液 pH 值
为 6.
图 4 pH值对吸附效果的影响
2. 3. 2 上样液质量浓度的确定
由图 5 可知,随着上样液质量浓度的升高吸附
率逐渐降低,在质量浓度为 1. 0 mg /mL 时吸附率
最高,原因是黄酮质量浓度较高时,不能被充分吸
附,导致吸附率较低.所以,最适合上样质量浓度为
1. 0 mg /mL.
图 5 上样液质量浓度对吸附效果的影响
2. 3. 3 上样液流速的确定
由图 6 可知,随着上样液流速的增加,大孔树
脂对黄酮的吸附率先上升后开始下降,流速在 1 ~
2 mL /min时吸附率较高,原因是流速较快时大孔
树脂对黄酮吸附不充分. 因此,综合吸附率和实验
时间选择 2 mL /min为最佳上样流速.
图 6 上样液流速对吸附效果的影响
2. 3. 4 洗脱剂体积分数的确定
由图 7 可以得到,随着乙醇体积分数的增加,
总黄酮的解析率逐渐增大,当乙醇体积分数达到
70%时达到最大解析率,超过 70%时解析率有略
微的下降,综合解析率和节约药品选择 70%为最
佳洗脱剂体积分数.
(下转 49 页)
·53·第 1 期 王珊珊,等:AB - 8 大孔树脂对芫荽黄酮的纯化工艺研究
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(上接 35 页)
图 7 乙醇体积分数对洗脱率的影响
2. 3. 5 洗脱剂流速的确定
由图 8 可以看出,洗脱剂流速在 1 ~ 2 mL /min
时解析率变化不大,超过 2 mL /min 时解析率快速
下降,此时,解吸流速过快,吸附在树脂上的物质来
不及解吸,所以洗脱不完全.解吸流速过慢,会延长
实验周期,增加成本[7 - 8].因此,综合洗脱率和洗脱
时间选择 2 mL /min为最佳洗脱流速.
图 8 洗脱剂流速对洗脱率的影响
3 结 语
AB -8 大孔树脂对芫荽黄酮提取液吸附平衡
时间为 1. 5 h,解析平衡时间为 3 h.当芫荽黄酮进
样液 pH值为 6. 0、进样质量浓度为 1. 0 mg /mL、进
样速率为 2 mL /min时,AB - 8 对芫荽黄酮的吸附
率较大. 洗脱时使用 4 倍柱床体积的体积分数
70%乙醇溶液,当洗脱剂流速为 2 mL /min 时,AB
-8 树脂对芫荽黄酮的洗脱率较高.
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