全 文 ：食 品 科 技
FOOD SCIENCE AND TECHNOLOGY 2012年 第37卷 第9期生物工程
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溪黄草是民间草药，主产于湖南、四川、云
南、江西、广东、广西等省区，具有清热利湿退
黄、凉血解毒散瘀、保肝抗炎的功效。多酚为溪
黄草的主要活性成分之一，它具有较强的抗氧化
性，研究表明其抗氧化性能减缓冠状动脉硬化、
收稿日期：2012-02-20 *通讯作者
基金项目：中央高校基本科研业务费项目(2011ZB0012)；教育部新世纪优秀人才支持计划项目(NECT-06-0746)。
作者简介：李臻(1989—)，女，江西上饶人，硕士研究生，研究方向为食品安全与天然产物化学。
癌症和年龄相关的大脑退行性疾病，另外还具有
抗菌、抗炎和舒张血管的作用[1]。
大孔吸附树脂是一种具有多孔立体结构人工
合成的聚合物吸附剂，是在离子交换剂和其他吸
附剂应用基础上发展起来的一类新型树脂，依靠
李 臻，吴 晖，赖富饶*
(华南理工大学轻工与食品学院，广州 510640)
摘要：以溪黄草多酚为原料，通过静态吸附和解吸实验对10种大孔树脂进行筛选，确定AL-1
为最优吸附树脂。通过静态与动态相结合的方法，确立AL-1树脂对溪黄草多酚的最佳吸附/解
吸工艺条件。结果表明，溪黄草多酚提取液的最佳吸附条件为：上样总酚质量浓度为520 μg/
mL，上样液pH为4，吸附流速为0.8 mL/min；最佳洗脱条件为：乙醇体积分数80%，流速0.5 mL/
min。
关键词：大孔树脂；溪黄草；多酚；吸附；解吸
中图分类号：R 284.2 文献标志码：A 文章编号：1005-9989(2012)09-0192-05
Macroporous resin adsorption for seperation of polyphenols from
Rabdosia serra (Maxim.) Hara
LI Zhen, WU Hui, LAI Fu-rao*
(College of Light Industry and Food Sciences, South China University of Technology,
Guangzhou 510640)
Abstract: The adsorption and desorption rates of polyphenols from Rabdosia serra (Maxim.) Hara were
used as indexes to compare ten kinds of macroporous resins, and the AL-1 was proved to be the best
resin and used to optimize adsorption and desorption conditions of polyphenols from Rabdosia serra
(Maxim.) Hara. Results showed that the best adsorption conditions were: loading sample concentration of
polyphenols 520 μg/mL, sample pH 4, loading flow rate 0.8 mL/min. The best desorption conditions were:
concentration of ethanol 80%, desorption velocity 0.5 mL/min.
Key words: macroporous resins; Rabdosia serra (Maxim.) Hara; polyphenols; adsorption; desorption
大孔树脂对溪黄草多酚吸附分离的
工艺优化
DOI:10.13684/j.cnki.spkj.2012.09.017
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FOOD SCIENCE AND TECHNOLOGY2012年 第37卷 第9期 生物工程
它和被吸附的分子(吸附质)之间的范德华引力，
通过它巨大的比表面进行物理吸附而工作的。它
具有物理化学稳定性高、吸附容量大、富集效果
好、解吸条件温和、再生简单、成本低和使用周
期长等优点，近年来在食品、医药、环保等领域
均得到了广泛应用[2]。
本实验对大孔树脂纯化溪黄草多酚的工艺进
行优化，有利于其进一步开发利用。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
溪 黄 草 ： 市 售 ； 福 林 酚 试 剂 ( F o l i n -
Ciocalteu)：美国Sigma公司；无水乙醇、乙酸乙
酯、甲醇、没食子酸、无水碳酸钠：分析纯；吸
附树脂：AL-2，OU-2，NKA-9，AB-8，HPD-
722，AL-1，HPD-400，HPD-750；离子交换树
脂：001*7，D61。
1.2 仪器与设备
KQ-250DE型数控超声波清洗器：昆山市超
声仪器有限公司；DFY-300型300 g摇摆式高速中
药粉碎机：温岭市林大机械有限公司；RE-52旋
转蒸发器：上海亚荣系列化仪器厂；DLSB-5L/25
型低温冷却液循环泵、SHZ-D(Ⅲ)循环水式真空
泵：巩义市予华仪器有限公司；SpectrumLab 752S
紫外可见分光光度计：上海棱光技术有限公司。
1.3 实验方法
1.3.1 溪黄草多酚粗提液的制备[3] 溪黄草→粉碎
→按料液比1:10加入60%乙醇→40 ℃超声提取20
min→6000 r/min离心→上清液用0.45 μm滤膜抽滤
→旋转蒸发除乙醇→加水补充溶液至50 mL→加入
50 mL乙酸乙酯→振荡过夜→弃去水层→乙酸乙酯
旋转蒸发至干→50%甲醇溶解定容至50 mL。
1.3.2 总酚含量的测定 根据Folin-Ciocalteu法[4]对
提取液的总酚含量进行测定。
标准曲线的绘制：称取0.01 g没食子酸用50%
甲醇定容到10 mL。分别取60、120、180、240、
300、360 μL于6个10 mL容量瓶，定容。分别取
0.5 mL不同浓度的没食子酸溶液，均加入0.2 mL
Folin-Ciocalteu试剂，混匀。10 min后加入2 mL 7%
的碳酸钠溶液，混匀，室温放置15 min。于750 nm
测量其吸光度，绘制标准曲线：
Y＝0.0293X，R2＝0.9996
式中：Y为待测样液的吸光度；
X为样液总酚含量，μg/mL。
总酚含量测定：按上述方法测定各溶液总
酚含量，根据标准曲线及稀释倍数，计算多酚含
量，每组样品平行测3次。
式中：Z为溶液总酚含量，mg；
n为稀释倍数；
X为样液总酚含量，μg/mL；
V为初始提取液体积，mL。
1.3.3 大孔树脂的预处理 吸附树脂预处理：取适
量树脂，自来水冲洗至无混浊后，用95%酒精浸
泡24 h，先用酒精淋洗至无浑浊，再用大量水冲
洗至无明显醇味。
离子交换树脂预处理：取适量树脂，自来水
冲洗至无混浊后，以2~3倍体积的NaCl饱和液将树
脂浸泡24 h后，用自来水冲洗至中性；用5%的HCl
溶液浸泡3 h后，以大量自来水冲洗至中性；再用
5% NaOH溶液浸泡3 h后，以自来水洗至中性；用
5%的HCl浸泡5 h后，以纯净水冲洗至中性。
1.3.4 大孔树脂筛选[5] 准确称取预处理好的10种
型号的树脂各1 g，加入20 mL多酚质量浓度为520
μg/mL的样品液，置于摇床上，于25 ℃以120 r/
min情况下振摇24 h，使其达到饱和吸附，吸取上
清液测定总酚含量。倒去上清液，加入80%乙醇
溶液20 mL，25 ℃、120 r/min水浴振荡24 h，吸取
上清液测定总酚含量。
计算不同树脂吸附率和解析率：
式中：C1为吸附后溶液中的多酚剩余量；
C2为解吸后乙醇洗脱液中多酚含量。
1.3.5 静态吸附-解吸实验[5] 取1 g预处理后的最
优树脂于锥形瓶，加入一定浓度的样品液20 mL，
一定pH条件下，25 ℃、120 r/min水浴振荡24 h。
每隔1 h，吸取上清液，测其多酚含量至浓度值无
明显变化。考察样品浓度、pH值与吸附时间对吸
附率的影响。倒去上清液，加入一定浓度的乙醇
20 mL，25 ℃、120 r/min水浴振荡24 h，每隔0.5 h吸
取上清液，测量其多酚含量，至浓度值无明显变
化。考察乙醇浓度、解吸时间对解吸率的影响。
1.3.6 动态吸附-解吸实验[6-7] 将玻璃层析柱(1
cm×20 cm)中装入预处理好的最优树脂，采用湿
法装柱，柱床体积为10 mL，沉降10 min。将调
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成最适pH的300 mL优选浓度的溪黄草多酚提取液
以不同流速上柱，分管收集流出液，并测定各管
流出液总酚含量。吸附液全部流过后，再用蒸馏
水过柱，将吸附后的树脂洗至流出液为无色时，
使用静态解吸实验所确定浓度的乙醇，用不同洗
脱速度对其进行洗脱，并且分管收集流出的洗脱
液，并测定各管洗脱液总酚含量。
2 结果与分析
2.1 静态法筛选大孔树脂
按照1.3.4所述的方法，取OU-2、001*7、
NKA-9、AB-8、HPD-722、D61、HPD-400、
AL-1、HPD-750、AL-2等10种树脂进行实验。
10种大孔树脂对溪黄草多酚的吸附率及解吸
率见图1。不同大孔树脂之间由于极性、孔径、比
表面积等条件不同，导致其对有效成分的吸附与
解吸作用强弱也不同。所选的最优树脂不仅要对
目标成分吸附量大，且解吸率也应较高，这样才
能保证目标成分最大限度的回收[8]。综合比较吸附
与解吸能力，AL-1型大孔树脂为最优树脂。
不同吸附时间的溪黄草多酚的吸附率如图2所
示.由图2可知，多酚的吸附率在吸附开始的2 h内
迅速上升，随后逐渐趋于平稳，至12 h时已无明显
变化。故可认为12 h时，吸附达到饱和。
2.3 多酚浓度对吸附率的影响
取初始溪黄草多酚提取液，按照1.3.2的方
法，测得其多酚含量为1.04 mg/mL。梯度稀释成另
外10组，按照1.3.5的方法，水浴振荡12 h后，测量
11组不同浓度多酚溶液的吸附率。
图1 10种不同树脂对溪黄草多酚的吸附率与解吸率比较
图2 吸附时间对溪黄草多酚吸附效果的影响
图3 样品浓度对溪黄草多酚吸附效果的影响
图4 样品pH值对溪黄草多酚吸附效果的影响
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2.2 吸附时间对吸附率的影响
取浓度为260 μg/mL的溪黄草多酚提取液，
按照1.3.5所述的方法，每隔1 h测1次上清液多酚
含量，至浓度值无明显变化。
不同浓度的溪黄草多酚溶液的吸附率如图3所
示。由图3可知，多酚的吸附率在多酚浓度低时较
高；随着多酚浓度增大，多酚分子间的竞争吸附
增加，同时，溶液中与多酚分子产生竞争吸附的
杂质也相应增加，导致吸附率逐渐降低[8]。综合考
虑吸附效果与树脂消耗，520 μg/mL为溪黄草多酚
最优吸附浓度。
2.4 溶液pH对吸附率的影响
取浓度为260 μg/mL的溪黄草多酚提取液
6份，分别调节pH至2、3、4、5、6、7，按照
1.3.5所述的方法，水浴振荡12 h后，测量它们的
吸附率。
不同浓度的溪黄草多酚溶液的吸附率如图4
所示。由图4可知，溪黄草多酚提取液在酸性条件
下吸附效果较好，pH为4时吸附率达最大值，随
着pH增大或减小，吸附率均逐渐降低，其中，pH
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增大引起的吸附率下降更为明显。这可能是因为
溪黄草多酚呈弱酸性，故在弱酸性或酸性条件下
容易被吸附。当pH高于4时，碱性增大，则H质子
易于被强碱俘获，使酚羟基上的氢解离成酸根离
子，与树脂的结合减弱从而吸附量降低[9]；当pH
值较低时，溪黄草多酚较易以分子态存在，因而
容易被吸附树脂所吸附；但当pH低于一定值后溪
黄草多酚几乎完全以分子态存在，对树脂吸附率
影响不大，继续降低pH反而会降低树脂的选择性
吸附[10]。故溪黄草多酚吸附的最佳pH值为4。
2.5 解吸时间对解吸率的影响
按照1.3.5所述的方法，以浓度为60%的乙醇
进行解吸实验，每隔0.5 h吸取上清液，测量其多
酚含量，至浓度值无明显变化。
的分子间作用力及多酚的溶解度不同，从而导致
解吸率也有差别[9]。不同浓度的乙醇溶液对溪黄草
多酚溶液的解吸率如图6所示。由图6可知，乙醇
浓度较低时，解吸率较低，随着乙醇浓度逐渐增
大，解吸率相应增大；当乙醇浓度为80%时，解
吸率达最大值；当其继续增大时，解吸率逐渐降
低。故80%为解吸最适乙醇浓度。
2.7 上样流速对吸附效果的影响
按照1.3.6所述的方法，分别以0.4、0.8、1.2
mL/min的上样流速进行动态吸附实验，每5 mL流
出液测1次多酚含量，所得结果如图7所示。
图8 洗脱流速对溪黄草多酚洗脱效果的影响
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图5 解吸时间对溪黄草多酚解吸效果的影响
图6 乙醇体积分数对溪黄草多酚解吸效果的影响
图7 上样流速对溪黄草多酚吸附效果的影响
不同吸附时间溪黄草多酚的解吸率如图5所
示，前1.5 h解吸率迅速上升；1.5~5.5 h之间，
解吸率逐步缓慢上升；5.5 h后，解吸率已无明
显变化。故可认为5.5 h时溪黄草多酚已达最大
解吸率。
2.6 乙醇浓度对解吸率的影响
取6组按照1.3.5所述的方法吸附12 h后的
AL-1树脂，分别加入浓度为50%、60%、70%、
80%、90%、100%的乙醇20 mL解吸5.5 h，测定
它们的解吸率。
由于乙醇浓度不同，极性不同，多酚与树脂
吸附流速主要是影响溶质对树脂表面的扩
散，如果流速太高，溶质分子来不及扩散到树脂
的表面，就发生泄漏，上柱吸附原液随着吸附流
速的加快，多酚的泄漏越来越严重[11]。如图7所
示，流速越大，泄漏点出现得越早。当流速为
0.4 mL/min时，出于生产效率的考虑，泄漏点虽然
出现的最迟，但因为流速过慢，而使生产周期过
长。综合考虑各种因素后，选择上样溪黄草多酚
提取液流速为0.8 mL/min。
2.8 洗脱流速对洗脱效果的影响
按照1.3.6所述的方法，用80%的乙醇分别以
0.2、0.5、0.8 mL/min的洗脱速度进行动态解吸实
验，每2.5 mL流出液测1次多酚含量，所得结果如
图8所示。
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解吸流速过快，洗脱性能差，洗脱带宽，且
拖尾严重，洗脱不完全，且严重浪费溶剂；流速
过慢，则洗脱时间延长，生产效率降低 。如图8所
示，当洗脱流速为0.8 mL/min时，洗脱带较宽，且
有明显的拖尾现象；当洗脱流速为0.5 mL/min时，
洗脱峰较集中，拖尾现象不明显；当洗脱流速为
0.2 mL/min时，洗脱曲线出峰快，解吸峰集中、
对称，然而洗脱时间过长，影响效率。故综合考
虑，0.5 mL/min为最佳洗脱流速。
3 结论
本实验通过静态吸附和解吸实验，对10种大
孔树脂进行比较，以它们对溪黄草多酚的吸附率
和解吸率为指标，确定AL-1型大孔树脂为最优
树脂。
通过静态与动态相结合的方法，确立AL-1树
脂对溪黄草多酚的吸附/解吸的最佳工艺条件。结
果表明，溪黄草多酚提取液的最佳吸附条件为：
上样总酚质量浓度为520 μg/mL，上样液pH为4，
吸附流速为0.8 mL/min。最佳洗脱条件为：乙醇体
积分数80%，流速0.5 mL/min。
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