全 文 ：第 40 卷 第 9 期
2012 年 9 月
化 学 工 程
CHEMICAL ENGINEERING(CHINA)
Vol． 40 No． 9
Sep． 2012
收稿日期:2012-02-28
基金项目:云南省发展与改革委员会基金资助项目(2007-1718)
作者简介:徐宽(1985—) ，男，硕士研究生，主要从事天然药物提取分离，电话:13677358768，E-mail:xukuanvip@ 163． com;刘佳佳，男，教
授，通信联系人，主要从事药物研究与开发，电话:(0731)88836834，E-mail:liujj0903@ 163． net。
大孔树脂纯化萼翅藤总黄酮工艺
徐 宽，杨栋梁，刘佳佳，刘 雄，刘 昶
(中南大学 化学化工学院，湖南 长沙 410083)
摘要:筛选纯化萼翅藤总黄酮的最佳树脂，并对影响这种树脂分离的主要因素进行研究，确定大孔树脂纯化总黄酮
的最佳工艺参数。选择 4 种大孔树脂分别对萼翅藤总黄酮进行静态与动态吸附性能研究，考察影响分离的各种因
素如上样液 pH值、上样液质量浓度、上样量和洗脱剂体积分数等。HPD-450 树脂分离效果最好，Langmuir 等温吸
附模型较 Freundlich模型更适宜描述树脂对萼翅藤总黄酮的吸附，其吸附分离萼翅藤总黄酮的最佳工艺为:上样液
pH值为 5，质量浓度为 0． 6—0． 8 mg /mL，上样量为 3 BV(树脂床体积) ，洗脱液为体积分数 70%的乙醇，洗脱剂用
量为 3 BV。经 HPD-450 树脂吸附分离后，总固物中总黄酮质量分数从 20． 23%提高到 75． 86%，纯度提高了 3 倍
多，回收率为 62． 65%。
关键词:萼翅藤;大孔树脂;总黄酮;纯化
中图分类号:TQ 460． 6;R 284． 2 文献标识码:A 文章编号:1005-9954(2012)09-0064-05
DOI:10． 3969 / j． issn． 1005-9954． 2012． 09． 015
Purification of total flavonoids from calycopteris floribunda
leaves by macroporous resins
XU Kuan，YANG Dong-liang，LIU Jia-jia，LIU Xiong，LIU Chang
(School of Chemistry and Chemical Engineering，Central South University，
Changsha 410083，Hunan Province，China)
Abstract:The purification process of total flavonoids from calycopteris floribunda was investigated by screening the
optimal macroporous resin and determining the optimal process parameters． The static and dynamic adsorption
performances of total flavonoids were studied by using 4 types of macroporous resin，and the influences of factors
including the sample pH value，the sample mass concentration，the sampling amount and the volume fraction of
eluent were investigated． The HPD-450 macroporous resin shows a better adsorption and separation performance．
Langmuir model is better than Freundlich model for describing the adsorption of flavonoids． The optimal adsorption
condition is as follows:the sample pH value is 5，the sample mass concentration is 0． 6-0． 8 mg /mL，the sample
volume is 3 BV (resin bed volume) ，the eluent volume is 3 BV，consisting of 70% ethanol (volume fraction)．
The mass fraction of total flavonoids increases from 20． 23% to 75． 86% after purification by HPD-450 resin，the
purity increases more than 3 times，and the recovery rate is 62． 65% ．
Key words:calycopteris floribunda;macroporous resins;total flavonoids;purification
萼翅藤(Calycopteris floribunda)是使君子科萼
翅藤属的单属种植物，是我国的重点保护植物，在我
国仅发现于云南省盈江县那邦霸后山海拔 300—
650 m处，常生于云南娑罗双林中。萼翅藤中含有
黄酮类化合物［1］等极其丰富的化学成分，具有广泛
的营养保健作用及药理活性［2-3］。由于萼翅藤在我
国发现较晚，目前国内对萼翅藤黄酮的研究较
少［4］，而国外除了 Mayer 关于萼翅藤乙醇提取物中
的双黄酮酚，再没有关于萼翅藤在植物化学方面的
报道［5］。大孔树脂法具有吸附速度快、吸附容量
大、选择性良好、再生简便等优点，因而被广泛应用
于天然产物的分离纯化［6-9］。本文在前期研究了乙
醇浸提萼翅藤总黄酮的基础上，拟筛选出适合本提
取物的大孔树脂纯化工艺条件，为高质量浓度的萼
翅藤总黄酮的生产及应用提供理论依据。
1 仪器与材料
AR2140 电子精密天平，美国奥豪斯(OHAUS)
公司;UV-9600 紫外可见分光光度计，北京瑞利分析
仪器有限公司;RE-52A 旋转蒸发仪，上海亚荣生仪
器厂;PHS-3C 精密酸度计，上海雷磁仪器厂;
ZHWY-2102C 恒温振荡器，上海智城分析仪器制造
有限公司。
HPD-450 型树脂，HPD-600 型树脂，上海摩速科
学器材有限公司;AB-8 型树脂，西安朴天生物科技
有限公司;NKA 型树脂，天津南开大学树脂有限公
司;芦丁，生化试剂，纯度(质量分数)≥95%，国药
集团化学试剂有限公司;三氯化铝、醋酸、醋酸钠、无
水乙醇均为国产分析纯。
所用萼翅藤叶为 2010 年 7 月下旬采自云南省
盈江县，经中南大学化学化工学院刘佳佳教授鉴定
为萼翅藤。采后冲洗，叶片在烘箱中用 35 ℃烘至手
可捏碎，粉碎过筛，收集过 18 目筛不过 100 目筛部
分，放置干燥避光处密封保存备用。
2 方法与结果
2． 1 树脂预处理
树脂先用体积分数 95%乙醇浸泡 24 h 充分溶
胀后，用乙醇洗至洗出液加适量水无白色浑浊现象，
再以蒸馏水洗至无醇味。洗尽醇后用质量分数 5%
HCl溶液浸泡 3 h，然后用蒸馏水洗至中性;最后用
质量分数 5%NaOH溶液浸泡 3 h，蒸馏水洗至中性。
2． 2 供试液的制备
取适量萼翅藤叶粉末在沸程为 30—60 ℃的石
油醚中浸提脱脂 2 次，除去石油醚，然后用液料比为
30 mL ∶ 1 g的质量分数为 80%乙醇，在 70 ℃水浴条
件下回流提取 12 h，反复提取多次，合并提取液，经
旋转蒸发仪浓缩、真空干燥后得固体，溶解在含少量
乙醇的水溶液中抽滤得清液，待用。
2． 3 萼翅藤总黄酮质量浓度的测定
采用三氯化铝法测定总黄酮质量浓度［10］。精
确称量干燥至恒量芦丁标准品 10 mg，用 60%乙醇
溶解，定容至 100 mL，分别精确移取 0，2． 0，3． 0，4． 0，
5． 0，6． 0，7． 0 mL标准溶液至 7 个 25 mL容量瓶，分
别加入 15 g /L AlCl3 溶液 8 mL，加入 HAc-NaAc 缓
冲溶液(pH =5． 5)4 mL，用 60 %乙醇定容，摇匀放
置 30 min显色，以空白试剂作参比，在 410 nm处测
定不同质量浓度芦丁标准液的吸光度 A 值，用最小
二乘法线性回归，得芦丁质量浓度 ρ(mg /mL)与吸
光度 A 的回归方程为 A = 24． 788ρ + 0． 016 9，R2 =
0． 999 4，ρ线性范围 0． 008—0． 028 mg /mL。将萼翅
藤供试液稀释到一定倍数，按照以上方法测定吸光
度 A值，由回归方程求得质量浓度，计算出 2． 2 节制
备的供试液总黄酮质量浓度为 1． 089 5 mg /mL。
2． 4 静态吸附
称取预处理好的 4 种大孔吸附树脂约 5 g，加入
萼翅藤提取液 15 mL 中，密封置于恒温振荡器中振
荡，充分吸附，24 h 后从上清液中取样，检测溶液中
总黄酮质量浓度的变化，计算吸附量。
q =(ρ0 － ρe)Vi /m (1)
η =(ρ0 － ρe)/ρ0 (2)
式中:q为吸附量，mg /g;η 为吸附率，%;ρ0 为起始
质量浓度，mg /mL;ρe 为平衡质量浓度，mg /mL;Vi 为
吸附溶液体积，mL;m为树脂质量，g。
2． 5 静态解吸
分别将上述充分吸附了萼翅藤总黄酮的 4 种树
脂进行过滤，除去水液，再将其置于带塞锥形瓶中，
加入 60 %乙醇溶液 20 mL密封，置恒温振荡器中进
行解吸，24 h 后从上清液中取样，检测总黄酮质量
浓度变化，计算解吸率。
qj = ρdVd /m (3)
ηj = ρdVd /(ρ0 － ρe)Vi (4)
式中:qj 为解吸量，mg /g;ηj 为解吸率，%;ρd 为解吸
后溶液中总黄酮质量浓度，mg /mL;Vd 为解吸溶液体
积，mL。4种树脂吸附率和解吸率测定结果见表 1。
表 1 4 种大孔树脂的静态吸附和解吸的考察
Table 1 Adsorption and desorption of 4
types of macroporous resins
树脂类型 极性
吸附量 /
(mg·g －1)
吸附
率 /%
解吸量 /
(mg·g －1)
解吸
率 /%
HPD-600 极性 2． 73 86． 14 1． 40 51． 28
HPD-450 弱极性 2． 90 91． 67 1． 44 49． 66
AB-8 弱极性 2． 74 86． 48 1． 46 53． 28
NKA 非极性 2． 86 90． 30 1． 23 43． 00
由表 1 可知，HPD-450 型树脂的吸附率是最高
的，解吸率适中;而 AB-8 型树脂解吸效果最好，但
吸附率偏低。故综合吸附率及解吸率考虑，选择
HPD-450 型树脂作为下面实验的研究对象。
·56·徐 宽等 大孔树脂纯化萼翅藤总黄酮工艺
2． 6 树脂的静态吸附动力学特性测定
准确称取 HPD-450 型树脂 5 g 加入 100 mL 萼
翅藤提取溶液中，置恒温水浴(25 ℃)振荡器下振荡
12 h，使其达到饱和吸附，振荡期间，每隔 1 h 吸取
上层液测定其中总黄酮质量浓度，绘制静态吸附动
力学曲线，结果如图 1 所示。
图 1 静态吸附动力学曲线
Fig． 1 Kinetic curve of static adsorption of flavonoids
由静态吸附动力学曲线可知，总黄酮的吸附在
起始阶段吸附速率较大，6 h后其吸附速率增加缓
慢，10h后趋于平衡，故认为树脂吸附总黄酮10h
可达到饱和。
2． 7 静态吸附等温线
实验测定了 288，298，308 K 下 HPD-450 型树脂
对萼翅藤总黄酮得吸附等温线，采用 Langmuir 吸附
等温方程
ρe
qe
=
ρe
qm
+ 1KLq( )m 和 Freundlich 吸附等温方
程(线性化形式为 ln ρe = ln KF + n ln ρe)进行线性拟
合。式中:ρe 为平衡质量浓度，mg /mL;qe 为平衡吸附
量，mg /g;qm 为最大吸附量，mg /g;KL，KF，n 为方程特
征常数。吸附等温线如图 2所示，拟合方程见表 2。
图 2 等温吸附线
Fig． 2 Isothermal curve of adsorption of flavonoids
表 2 不同温度下的吸附等温方程
Table 2 Isotherm equation of adsorption with different temperatures
等温吸附模型 温度 /K 回归方程
模型参数
KL /(L·g
－1) qm /(mg·g
－1) R2
Langmuir
288 ρe /qe = 0． 434 8ρe + 0． 151 0 2． 879 2． 299 0． 991 8
298 ρe /qe = 0． 405 6ρe + 0． 093 5 4． 338 2． 465 0． 995 9
308 ρe /qe = 0． 339 8ρe + 0． 077 1 4． 407 2． 943 0． 997 4
KF /(L·g
－1) n R2
Freundlich
288 ln qe = 0． 544 1 ln ρe + 0． 572 6 1． 773 0． 544 1 0． 980 4
298 ln qe = 0． 448 2 ln ρe + 0． 746 9 2． 110 0． 448 2 0． 985 6
308 ln qe = 0． 486 4 ln ρe + 0． 989 2 2． 689 0． 486 4 0． 962 0
由图 2可知，随着样品溶液质量浓度的增加，吸附
量也逐渐增加，在 288—308 K吸附量随温度的升高而
增加。从表 2 线性回归的结果可以看出，萼翅藤总黄
酮在HPD-450型树脂上的吸附均符合 Langmuir 方程
和 Freundlich方程，二者的相关系数均大于 0． 96，但从
相关系数比较看，选用 Langmuir 方程描述更佳。根据
Langmuir等温吸附模型假定，初步推测 HPD-450 型树
脂对萼翅藤总黄酮的吸附呈单分子吸附。
2． 8 动态吸附
当吸附量达到饱和时，对化学物质吸附减弱
甚至消失，此时化学成分开始泄露流出，即达到
泄露点(规定为流出液质量浓度达到初始质量浓
度的 10%)。故考察树脂的泄露曲线，为预算树
脂用量与上柱药液量提供依据。将预处理好的
HPD-450 型树脂 40 mL 装于柱(2 ． 0 cm × 40 cm)
中，将萼翅藤提取液上柱，控制流速为 1—1 ． 5
BV /h(BV 为树脂床体积) ，分步收集流出液(20
mL /管) ，测定总黄酮质量浓度，绘制泄露曲线，
如图 3 所示。由图可知，3 BV 时开始出现泄漏，
已达到泄漏点，故选择上样量为 3 BV。
·66· 化学工程 2012 年第 40 卷第 9 期
图 3 动态吸附泄露曲线
Fig． 3 Curve of adsorption leak of flavonoids
2． 9 动态解吸
将已吸附饱和的 HPD-450 型树脂装于柱内，先
用 2 BV水洗脱，再以 70%乙醇为洗脱剂洗脱，洗至
流出液近无色，按 BV 收集，分别测定各 BV 洗脱液
中总黄酮的质量浓度，绘制动态解吸曲线，如图 4 所
示。由图可知，前 3 BV 的洗脱剂就可将 95%以上
的总黄酮洗脱下来，故确定洗脱剂用量为 3 BV。
图 4 动态解吸曲线
Fig． 4 Kinetic curve of desorption of flavonoids
2． 10 上样液 pH值的影响
黄酮类化合物含酚羟基，具有一定的酸性，酸性
化合物在酸性溶液中易吸附。调节上柱液 pH 值为
3． 03，4． 22(原液) ，5． 06，6． 01，7． 04，在相同条件下
分别进行动态吸附，结果如图 5 所示。由图可知，
pH =3时吸附量较低，可能是由于酸性太强，
图 5 pH值对吸附量的影响
Fig． 5 Influence of pH on adsorbance
黄酮类化合物容易转变为佯盐，不容易被吸附。
pH =5 左右时树脂吸附量最大，故上样时应调节 pH
值约为 5 最好。
2． 11 上样液质量浓度的影响
将总黄酮质量浓度为 1． 089 5 mg /mL的萼翅藤
提取液加水稀释成不同质量浓度的上样液，在相同
条件下分别进行动态吸附，结果如图 6 所示。由图
可知，当质量浓度为 0． 6—0． 8 mg /mL 时具有最大
吸附量，过低质量浓度使得工作效率低下，过高质量
浓度会造成树脂使用周期短，再生困难。所以上样
液最佳质量浓度为 0． 6—0． 8 mg /mL。
图 6 上样液质量浓度对吸附量的影响
Fig． 6 Influence of sample mass concentration on adsorbance
2． 12 洗脱剂体积分数的影响
由于乙醇毒性低，易浓缩回收，适宜用作洗脱剂。
分别选择了不同体积分数的乙醇水溶液作为洗脱剂，
考察其解吸率，结果见图 7。如图所示，HPD-450型树
脂的解吸率随乙醇体积分数的加大而增大。乙醇体
积分数超过 70%以后，解吸率变化较小，从节省成本
方面考虑，选择 70%的乙醇溶液作为洗脱剂。
图 7 洗脱剂体积分数对解吸率的影响
Fig． 7 Influence of ethanol volume fraction on desorption rate
3 结论
比较了 4种大孔树脂的吸附、解吸性能，筛选出
HPD-450型大孔树脂用于萼翅藤总黄酮的纯化，
Langmuir等温吸附模型较 Freundlich 模型更适宜描
述树脂对萼翅藤总黄酮的吸附，优选确定的最佳工艺
为:上样液 pH值为 5，质量浓度为 0． 6—0． 8 mg /mL，
上样量为 3 BV吸附饱和;解吸时先用水洗，再用3 BV
·76·徐 宽等 大孔树脂纯化萼翅藤总黄酮工艺
的 70%乙醇洗脱。收集所需成分，测定质量浓度后
干燥，称量。此条件洗脱得到的总固物中总黄酮质量
分数从 20． 23%提高到 75． 86%，回收率为 62． 65%。
说明 HPD-450型大孔树脂对萼翅藤提取液起到了很
好的富集纯化效果，此分离纯化工艺稳定，方法可取，
具有良好的应用前景。
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1365-1368．
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从动力学参数的计算结果看，假设生物质与煤
的热解反应级数为一级是合理的。稻壳热解主反应
段活化能低于长焰煤和脱灰长焰煤。煤和稻壳共热
解时，反应活化能和指前因子都随掺混比例的变化
发生了规律性变化。对不同掺混比例热解的活化能
和指前因子进行作图和数据处理发现，ln A 与 E 之
间存在近似线性关系，关系式为 ln A = 0． 088 8E +
7． 472，相关系数 R2 = 0． 998 7，即煤与稻壳共热解过
程存在动力学补偿效应。胡荣祖等［10］认为，用动力
学补偿效应参数描述反应过程比常用的动力学参数
好，因为它不受实验条件的影响。
3 结论
(1)煤和稻壳单独热解过程相似，但稻壳的质
量损失峰大于长焰煤，主要热解温度区间低于长焰
煤。煤中矿物质对煤热解过程有很大的影响，酸洗
脱除矿物质后的煤样更易热解，质量损失率增大，质
量损失峰变宽变高。
(2)煤与稻壳共热解时，热解分为低温脱水、中
温稻壳挥发脱除和高温长焰煤挥发分脱除 3 个阶
段。实际共热解曲线与理论曲线存在差异，添加稻
壳对长焰煤热解表现出一定的促进作用，由于稻壳
的化学催化作用和物理抑制作用，促进作用与稻壳
掺混比例不成线性关系。
(3)煤与生物质为一级反应时，长焰煤与稻壳
的活化能分别为 94． 17 kJ /mol和 59． 48 kJ /mol。煤
与稻壳共热解过程中，活化能随稻壳掺混比例的增
加而减小，混合物料共热解过程活化能和指前因子
呈现补偿效应。
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