全 文 ：基 金 项 目：北 京 市 优 秀 人 才 培 养 资 助 项 目 （编 号：２０１２
Ｄ００５００３０００００１）；北京工商大学青年教师启动基金项
目（编号：ＱＮＪＪ２０１２＿３１）
作者简介：易馨如（１９９０—），女，北京工商大学在读硕士研究生。　
Ｅ－ｍａｉｌ：ｙｘｒ１９９００２２７．ｃｏｏｌ＠１６３．ｃｏｍ
通讯作者：封棣
收稿日期：２０１４－０３－２９
第３０卷第３期
２　０　１　４年５月
ＯＯＤ＆ＭＡＣＨＩＮＥＲＹ
食 品 与 机 械
Ｖｏｌ．３０，Ｎｏ．３
Ｍａｙ．２　０　１　４
１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００３－５７８８．２０１４．０３．０４４
离子交换树脂对藤黄果中羟基柠檬酸的分离纯化
Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｈｙｄｒｏｘｙｃｉｔｒｉｃ　ａｃｉｄ　ｆｒｏｍ　Ｇａｒｃｉｎｉａ　ｃａｍｂｏｇｉａ
ｗｉｔｈ　ｉｏｎ　ｅｘｃｈａｎｇｅ　ｒｅｓｉｎ
易馨如１，２，３，４
ＹＩ　Ｘｉｎ－ｒｕ１，２，３，４
　
封　棣１，２，３，４
ＦＥＮＧ　Ｄｉ１，２，３，４
　
王　泰１，２，３，４
ＷＡＮＧ　Ｔａｉ１，２，３，４
　
张丞林１，２，３，４
ＺＨＡＮＧ　Ｃｈｅｎｇ－ｌｉｎ１，２，３，４
　
曹学丽１，２，３，４
ＣＡＯ　Ｘｕｅ－ｌｉ１，２，３，４
（１．北京工商大学食品学院，北京　１０００４８；２．食品添加剂与配料北京市高等学校工程中心，北京　１０００４８；
３．北京市食品风味化学重点实验室，北京　１０００４８；４．食品质量与安全北京实验室，北京　１０００４８）
（１．Ｂｅｉｊｉｎｇ　Ｈｉｇｈｅｒ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｉｏｎ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｃｅｎｔｅｒ　ｏｆ　Ｆｏｏｄ　Ａｄｄｉｔｉｖｅｓ　ａｎｄ　Ｉｎｇｒｅｄｉｅｎｔｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００４８，Ｃｈｉｎａ；
２．Ｂｅｉｊｉｎｇ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　ｆｏｒ　Ｆｏｏｄ　Ｑｕａｌｉｔｙ　ａｎｄ　Ｓａｆｅｔｙ，Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｆｏｏｄ　ａｎｄ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００４８，Ｃｈｉｎａ；
３．Ｂｅｉｊｉｎｇ　Ｋｅｙ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　ｏｆ　Ｆｏｏｄ　Ｆｌａｖｏｒ　Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００４８，Ｃｈｉｎａ；
４．Ｂｅｉｊｉｎｇ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ａｎｄ　Ｂｕｓｉｎｅｓｓ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００４８，Ｃｈｉｎａ）
摘要：对藤黄果中羟基柠檬酸的纯化工艺进行系统的研究，
通过比较Ｄ２０１、Ｄ３１５、Ｄ３０１、ＨＺ－２０２和３３５　５种离子交换树
脂对羟基柠檬酸的吸附和解吸能力，筛选出最佳树脂为
Ｄ２０１，确定最佳的吸附与解吸工艺条件，吸附条件：ｐＨ＝５，
上样浓度３．１２ｍｇ／ｍＬ，上样流速１ｍＬ／ｍｉｎ；解吸条件：洗
脱液为０．４ｍｏｌ／Ｌ　ＮａＣｌ水溶液，洗脱流速１ｍＬ／ｍｉｎ，羟基
柠檬酸样品溶液经Ｄ２０１树脂吸附与解吸后纯度由４０．３％
提高到９１．３％。结果表明，Ｄ２０１树脂对羟基柠檬酸的分离
纯化具有良好的选择性和应用前景。
关键词：离子交换树脂；藤黄果；羟基柠檬酸；分离；纯化
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｈｙｄｒｏｘｙｃｉｔｒｉｃ　ａｃｉｄ　ｆｒｏｍＧａｒｃｉｎｉａ　ｃａｍｂｏ－
ｇｉａ　ｕｓｉｎｇ　ｉｏｎ　ｅｘｃｈａｎｇｅ　ｒｅｓｉｎ　ｗａｓ　ｓｔｕｄｙ．Ｆｉｖｅ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｋｉｎｄｓ　ｏｆ　ｉｏｎ
ｅｘｃｈａｎｇｅ　ｒｅｓｉｎｓ　ｎａｍｅｄ　Ｄ２０１，Ｄ３１５，Ｄ３０１，ＨＺ－２０２ａｎｄ　３３５ｗｅｒｅ
ｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｅ　ｓｔａｔｉｃ　ｃａｐａｃｉｔｙ　ｏｆ　ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｄｅｓｏｒｐｔｉｏｎ　ｗｉｔｈ
ｈｙｄｒｏｘｙｃｉｔｒｉｃ　ａｃｉｄ　ｗａｓ　ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｒｅｓｉｎ　Ｄ２０１ｗａｓ　ｓｅｌｅｃｔｅｄ
ａｓ　ｔｈｅ　ｏｐｔｉｍａｌ　ｏｎｅ．Ｔｈｅ　ｏｐｔｉｍｕｍ　ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｄｅｓｏｒｐｔｉｏｎ　ｐａｒａｍｅ－
ｔｅｒｓ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｈｙｄｒｏｘｙｃｉｔｒｉｃ　ａｃｉｄ　ｗｅｒｅ　ａｓ
ｆｏｌｏｗｓ，ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ：ｐＨ　５，ｓａｍｐｌｅ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ　３．１２ｍｇ／ｍＬ，ｆｌｏｗ
ｒａｔｅ　１ｍＬ／ｍｉｎ；ｄｅｓｏｒｐｔｉｏｎ：ｅｌｕｅｎｔ　０．４ｍｏｌ／Ｌ　ＮａＣｌ　ａｑｕｅｏｕｓ　ｓｏｌｕ－
ｔｉｏｎ，ｆｌｏｗ　ｒａｔｅ　１ｍＬ／ｍｉｎ．Ａｆｔｅｒ　ｔｒｅａｔｉｎｇ　ｗｉｔｈ　Ｄ２０１，ｔｈｅ　ｐｕｒｉｔｙ　ｏｆ
ｈｙｄｒｏｘｙｃｉｔｒｉｃ　ａｃｉｄ　ｉｎｃｒｅａｓｅｄ　ｆｒｏｍ　４０．３％ ｔｏ　９１．３％．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ
ｓｈｏｗｅｄ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｒｅｓｉｎ　Ｄ２０１ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ
ｈｙｄｒｏｘｙｃｉｔｒｉｃ　ａｃｉｄ　ｗｉｔｈ　ｇｏｏｄ　ｓｅｌｅｃｔｉｖｉｔｙ　ａｎｄ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｐｒｏｓｐｅｃｔ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｉｏｎ　ｅｘｃｈａｎｇｅ　ｒｅｓｉｎ；Ｇａｒｃｉｎｉａ　ｃａｍｂｏｇｉａ；ｈｙｄｒｏｘｙｃｉｔｒｉｃ
ａｃｉｄ；ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ；ｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ
羟基柠檬酸（ｈｙｄｒｏｘｙｃｉｔｒｉｃ　ａｃｉｄ，ＨＣＡ）是一种天然有机
酸，主要存在于盛产于印度次大陆和斯里兰卡西部的藤黄属
植物Ｇａｒｃｉｎｉａ　ｃａｍｂｏｇｉａ、Ｇａｒｃｉｎｉａ　ｉｎｄｉｃａ和Ｇａｒｃｉｎｉａ　ａｔｒｏ－
ｖｉｒｉｄｉｓ的果实外壳中。此外，羟基柠檬酸在木槿（Ｈｉｂｉｓｃｕｓ）
属植物中也有存在［１］。羟基柠檬酸易溶于水，微溶于甲醇，
难溶于氯仿、石油醚和苯；分子式为Ｃ６Ｈ８Ｏ８，相对分子量为
２０８．１２，结构式见图１。研究［２］发现，羟基柠檬酸对柠檬酸裂
解酶的亲和力要比天然底物（柠檬酸）强很多，会优先与酶结
合，抑制柠檬酸裂解酶的活性，减少体内脂肪合成。因此，羟
基柠檬酸具有降低体重［３］、降低血脂［４］、抑制食欲等功效［５］，
常被作为天然减肥保健品中的主要功能成分。目前国外已
有１４种以上含有羟基柠檬酸的减肥保健品上市［６］，而中国
国内市场上已有多种相关的功能性食品和保健品［７］。
图１　羟基柠檬酸的化学结构式
Ｆｉｇｕｒｅ　１　Ｔｈｅ　ｃｈｅｍｉｃａｌ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｏｆ　ｈｙｄｒｏｘｙｃｉｔｒｉｃ　ａｃｉｄ
９７１
　　目前国内外学者对于羟基柠檬酸的分离纯化研究较少。
Ｍｏｆｆｅｔｔ等［８］以藤黄果皮为原料，以水为提取溶剂进行提取，
提取液先通过阴离子交换树脂柱，用 ＮａＯＨ溶液洗脱，洗脱
后的液体再通过阳离子交换树脂，最终制备得到２３％～５４％
含量的羟基柠檬酸浓缩物。中国市场上销售的“藤黄果提取
物”产品大多是依据此法进行生产的，其中羟基柠檬酸含量
较低。离子交换树脂是一种有机高聚物吸附剂，在中草药有
效成分的提取、分离及纯化中具有广泛的应用。其具有吸附
迅速，解吸容易等良好的吸附性能，可用于水溶性化合物的
分离纯化中，如小麦活性肽［９］等的分离纯化。对离子交换树
脂高效分离纯化羟基柠檬酸相关研究尚未见报道。
本研究拟以藤黄果粗提物为起始原料，通过对不同的离
子交换树脂进行筛选，研究静态和动态对羟基柠檬酸纯化的
影响因素，以及分离纯化工艺参数的优化，探索出更适合工
业化生产、操作简便、低成本、纯化效果好的工艺路线。
１　材料与方法
１．１　材料与试剂
藤黄果粗提物：购买于北京市场；
羟基柠檬酸（ＨＣＡ）对照品：纯度９８．７０％，上海佰年诗
丹德检测技术有限公司；
离子交换树脂：Ｄ３１５、Ｄ２０１、Ｄ３０１、３３５、ＨＺ－２０２树脂，河
北沧州宝恩吸附材料科技有限公司；
甲醇：色谱醇，美国Ｆｉｓｈｅｒ公司；
磷酸：色谱纯，天津市光复精细化工研究所；
ＮａＣｌ、ＮａＯＨ、ＫＯＨ：分析纯，北京化工厂；
氨水、醋酸、盐酸、硫酸：分析纯，北京化学试剂公司；
去离子水、超纯水：本实验室自制。
１．２　仪器与设备
高效液相色谱仪：Ａｇｉｌｅｎｔ　１１００型，美国Ａｇｉｌｅｎｔ公司；
超声波清洗器：ＫＱ５２００ＤＥ型，昆山市超声仪器有限
公司；
超纯水制备系统：Ｍｉｌｉ－Ｑ型，美国 Ｍｉｌｉｐｏｒｅ公司。
１．３　试验方法
１．３．１　树脂预处理　树脂用去离子水不停冲洗，洗至泡沫
较少，水颜色较浅为止，再用３倍体积４％ ＮａＯＨ浸泡３ｈ，
去离子水洗至中性；然后用３倍体积４％ ＨＣｌ浸泡３ｈ，去离
子水洗至中性；最后用３倍体积４％ ＮａＯＨ浸泡３ｈ，去离子
水洗至中性；浸泡备用［１０］。
１．３．２　树脂的物理参数　选择型号为 Ｄ３１５、Ｄ３０１、Ｄ２０１、
３３５、ＨＺ－２０２这５种离子交换树脂进行静态吸附试验，５种树
脂的物理参数见表１。
表１　离子交换树脂的物理性质［１１，１２］
Ｔａｂｌｅ　１　Ｐｈｙｓｉｃａｌ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ｉｏｎ　ｅｘｃｈａｎｇｅ　ｒｅｓｉｎ
树脂型号 体系 极性 交换基团 交换容量／（ｍｍｏｌ·ｇ－１） 粒径范围／ｍｍ 含水率／％
Ｄ２０１ 苯乙烯 强碱性 ─Ｎ＋（ＣＨ３）３ ≥３．７　 ０．３０～１．２５　 ７３．８３
Ｄ３１５ 丙烯酸系 弱碱性 ─ＮＨ（ＣＨ２ＣＨ２ＮＨ）２ ≥７．２　 ０．３１５～１．２５０　 ６０．５５
Ｄ３０１ 苯乙烯系 强碱性 ─Ｎ＋（ＣＨ３）３ ≥４．２　 ０．３１５～１．２５０　 ７３．９１
ＨＺ－２０２ 苯乙烯系 强碱性 ─Ｎ＋（ＣＨ３）３ ≥３．８　 ０．３１５～１．２５０　 ７０．５６
３３５ 环氧系 弱碱性 ─ＮＨ２、═ＮＨ ≥２．８　 ０．３～１．２　 ６０．００
１．３．３　供试品试液的制备　取一定量藤黄果粗提物置于三
角瓶中，加入一定量的水，超声提取２０ｍｉｎ，过滤，其中的羟
基柠檬酸含量待测。
１．３．４　高效液相色谱法对羟基柠檬酸含量及纯度的测定
（１）色谱条件：色谱柱：依利特 Ｚｏｒｂａｘ　Ｃ１８（４．６ｍｍ×
２５０ｍｍ，５μｍ）；流动相：０．１％磷酸水—甲醇（９９∶１），等度
洗脱；体积流量０．８ｍＬ／ｍｉｎ；检测波长２１０ｍｍ；柱温３０℃；
进样体积１０μＬ。
（２）标准曲线的绘制：精密称取羟基柠檬酸对照品
１０．０ｍｇ，置于１ｍＬ容量瓶中，加入少量超纯水，摇匀使其
充分溶解，再定容至刻度，配成质量浓度为１０ｍｇ／ｍＬ的标
准品溶液，４℃冰箱储存备用。量取羟基柠檬酸标准品溶液
适量，用超纯水逐级稀释成质量浓度为１．０，０．５，０．２，０．１，
０．０１，０．００５ｍｇ／ｍＬ的标准品溶液。用０．４５μｍ微孔滤膜
过滤后，分别进样，每个质量浓度重复３次，测定峰面积积分
值。以羟基柠檬酸质量浓度对峰面积平均值进行线性回归，
得回归方程Ｙ＝６３７．４７　Ｘ＋１．８３１　７（Ｒ２＝０．９９９　９）在５～
１　０００μｇ／ｍＬ处与峰面积呈良好线性相关。
１．３．５　静态吸附与洗脱研究
（１）静态吸附试验筛选树脂：① 吸附率的测定［１３］：分别
称取２ｇ（湿重）预处理好的Ｄ３１５、Ｄ２０１、Ｄ３０１、３３５、ＨＺ－２０２
树脂，置于５个１００ｍＬ具塞锥形瓶中，加入质量浓度为
２．８２ｍｇ／ｍＬ的羟基柠檬酸溶液２０ｍＬ，静置过夜后取上清
液测定羟基柠檬酸的质量浓度，按式（１）、（２）计算羟基柠檬
酸的吸附量和吸附率。
ｑ＝
（Ｃ０－Ｃ１）Ｖ１
Ｗ
（１）
Ｅ＝
Ｃ０－Ｃ１
Ｃ０
×１００％ （２）
式中：
ｑ———吸附容量，ｍｇ／ｇ；
０８１
提取与活性 　 ２０１４年第３期
Ｅ———吸附率，％；
Ｃ０———吸附前样液中羟基柠檬酸质量浓度，ｍｇ／ｍＬ；
Ｃ１———吸附后样液中羟基柠檬酸质量浓度，ｍｇ／ｍＬ；
Ｖ１———加入粗提液体积，ｍＬ；
Ｗ———树脂质量，ｇ。
② 解吸率的测定［１１］：取上述静态吸附饱和后的树脂，分
别置于５个１００ｍＬ具塞锥形瓶中，用蒸馏水洗涤后，分别加
入１ｍｏｌ／Ｌ　ＮａＣｌ溶液２０ｍＬ，静置过夜后取上清液测定羟
基柠檬酸的质量浓度，按式（３）计算树脂的解吸率。
Ｅ＇＝
ＣＶ２
（Ｃ０－Ｃ１）Ｖ１
×１００％ （３）
式中：
Ｅ＇———解吸率，％；
Ｃ———解吸后样液中羟基柠檬酸质量浓度，ｍｇ／ｍＬ；
Ｃ０———吸附前样液中羟基柠檬酸质量浓度，ｍｇ／ｍＬ；
Ｃ１———吸附后样液中的羟基柠檬酸质量浓度，ｍｇ／ｍＬ；
Ｖ２———加入洗脱液体积，ｍＬ；
Ｖ１———加入粗提液体积，ｍＬ。
（２）吸附动力学曲线：在１００ｍＬ具塞锥形瓶中，加入
２ｇ（湿重）预处理好的 Ｄ２０１树脂和浓度为２．８２ｍｇ／ｍＬ的
羟基柠檬酸溶液 ２０ ｍＬ，吸取 １５，３０，４５，６０，１２０，２４０，
３６０ｍｉｎ时的上清液，测定羟基柠檬酸的质量浓度，按式（１）
计算羟基柠檬酸的吸附容量并绘制静态吸附曲线。
（３）解吸动力学曲线：在１００ｍＬ具塞锥形瓶中，加入
２ｇ（湿重）吸附羟基柠檬酸的Ｄ２０１树脂，用蒸馏水洗涤后，
再加入１ｍｏｌ／Ｌ的 ＮａＣｌ溶液２０ｍＬ，吸取１５，３０，４５，６０，
１２０，２４０，３６０ｍｉｎ时的上清液，测定羟基柠檬酸的质量浓度，
按照式（３）计算树脂的解吸率并绘制静态解吸曲线。
（４）静态吸附试验选择最优ｐＨ 值：分别称取５份２ｇ
（湿重）预处理好的Ｄ２０１树脂，置于５个１００ｍＬ具塞锥形瓶
中，加入质量浓度为 ２．８２ ｍｇ／ｍＬ 的羟基柠檬酸溶液
２０ｍＬ，ｐＨ值分别调为２，３，５，７，９，测定上清液中羟基柠檬
酸的质量浓度，按式（１）计算饱和吸附容量。
（５）解吸溶液的选择：在８个１００ｍＬ具塞锥形瓶中，加
入２ｇ（湿重）吸附羟基柠檬酸的 Ｄ２０１树脂，用蒸馏水洗涤
后，分别加入１ｍｏｌ／Ｌ　ＮａＯＨ、ＮａＣｌ、ＫＯＨ、氨水、醋酸、磷酸、
盐酸、硫酸溶液２０ｍＬ，取上清液测定羟基柠檬酸的质量浓
度，按式（３）计算树脂的解吸率。
（６）解吸液浓度的选择：分别称取２ｇ（湿重）吸附羟基
柠檬酸的Ｄ２０１树脂，置于１０个１００ｍＬ具塞锥形瓶中，用蒸
馏水洗涤后，分别加入０．１，０．２，０．３，０．４，０．５，１．０，１．５，２．０，
２．５，３．０ｍｏｌ／Ｌ　ＮａＣｌ水溶液２０ｍＬ，取上清液测定羟基柠檬
酸的质量浓度，按照式（３）计算树脂的解吸率。
１．３．６　动态吸附与洗脱研究
（１）上样浓度对树脂吸附的影响：将上样浓度分别调为
３．１２ｍｇ／ｍＬ和６．８１ｍｇ／ｍＬ，均以１．０ｍＬ／ｍｉｎ的流速通
过高径比为１１（树脂２０ｇ）的树脂。每１０ｍＬ收集一管洗脱
液，测每管羟基柠檬酸含量，考察上样浓度对树脂吸附性能
的影响。
（２）上样流速对树脂吸附的影响：将上样浓度调为
３．１２ｍｇ／ｍＬ，分别以１．０，３．０ｍＬ／ｍｉｎ的流速通过高径比
为１１（树脂２０ｇ）的树脂。每１０ｍＬ收集一管洗脱液，测每
管羟基柠檬酸含量，考察上样流速对树脂吸附性能的影响。
（３）解吸液浓度对树脂洗脱的影响：分别配制０．４，
１．０ｍｏｌ／Ｌ的ＮａＣｌ溶液作为解吸液，以１．０ｍＬ／ｍｉｎ的流速
分别洗脱吸附羟基柠檬酸的树脂，每１０ｍＬ收集一管洗脱
液，测每管羟基柠檬酸含量，考察解吸液浓度对树脂洗脱的
影响。
（４）解吸液流速对树脂洗脱的影响：以０．４ｍｏｌ／Ｌ的
ＮａＣｌ溶液作为洗脱液，分别采用１．０，３．０ｍＬ／ｍｉｎ的流速洗
脱吸附羟基柠檬酸的树脂，每１０ｍＬ收集一管洗脱液，测每
管羟基柠檬酸含量，考察解吸液流速对树脂洗脱的影响。
１．３．７　羟基柠檬酸的纯化　经Ｄ２０１树脂吸附与解吸后，将
解吸液收集，并以１ｍＬ／ｍｉｎ的流速通过预处理好的００１×７
阳离子交换树脂柱，去除解吸液中的Ｎａ＋杂质离子。收集解
吸液，旋转浓缩至一定体积后，真空冷冻干燥，得到较纯的羟
基柠檬酸样品。
２　结果与讨论
２．１　静态吸附与洗脱结果分析
２．１．１　离子交换树脂的选择　由图２可知，Ｄ２０１对羟基柠
檬酸的吸附率和解吸率均高于其他树脂。Ｄ２０１树脂对羟基
柠檬酸的吸附和解吸率最高的原因可能有两个：① Ｄ２０１树
脂为强碱性阴离子树脂，羟基柠檬酸根离子容易与树脂上带
有的阴离子进行交换，并且该树脂具有交换速度快、交换容
量大等特点；② Ｄ２０１树脂为大孔树脂，羟基柠檬酸较易进入
到树脂内部而发生交换。因此选择Ｄ２０１树脂做后续试验。
２．１．２　离子交换树脂静态吸附动力学曲线　评价树脂的一
个重要指标是树脂的吸附速率，所选的树脂不仅需要有高的
图２　各树脂对羟基柠檬酸静态吸附率、解吸率的比较
Ｆｉｇｕｒｅ　２　Ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｅｌｕｔｉｏｎ　ｏｆ　ＨＣＡ　ｂｙ
ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｒｅｓｉｎｓ
１８１
第３０卷第３期 易馨如等：离子交换树脂对藤黄果中羟基柠檬酸的分离纯化 　
吸附量，而且需要有快速达到吸附平衡的能力［１０］。由图３
可知，Ｄ２０１对羟基柠檬酸为快速平衡型，在２ｈ内基本达到
平衡，其饱和吸附量为２７．３２５ｍｇ／ｇ。
图３　静态吸附动力学曲线
Ｆｉｇｕｒｅ　３　Ｓｔａｔｉｃ　ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ　ｋｉｎｅｔｉｃ　ｏｆ　Ｄ２０１ｒｅｓｉｎ　ｆｏｒ　ＨＣＡ
２．１．３　离子交换树脂静态解吸动力学曲线　由图４可知，
Ｄ２０１树脂在９０ｍｉｎ左右就即将达到最高解吸率，解吸基本
完全的时间为２ｈ，此时的静态解吸率为５９．７％。
图４　 静态解吸动力学曲线
Ｆｉｇｕｒｅ　４　Ｓｔａｔｉｃ　ｄｅｓｏｒｐｔｉｏｎ　ｋｉｎｅｔｉｃ　ｏｆ　Ｄ２０１ｒｅｓｉｎ　ｆｏｒ　ＨＣＡ
２．１．４　上样液ｐＨ值的选择　由图５可知，在ｐＨ值较低的
情况下，Ｄ２０１树脂对羟基柠檬酸的吸附容量较低；随着ｐＨ
值的升高，Ｄ２０１树脂对羟基柠檬酸的吸附容量逐渐增加，当
ｐＨ值为５时，其吸附容量最大；而随着ｐＨ 值的进一步升
高，树脂的吸附容量逐渐降低。原因可能是，当ｐＨ 值为５
时，羟基柠檬酸的酸根离子较多，增大电荷，从而有利于树脂
对羟基柠檬酸的吸附。
２．１．５　解吸溶剂的筛选　由图６可知，磷酸、盐酸、硫酸这
３种酸对ＨＣＡ的解吸率均较高，ＮａＣｌ溶液也有一定的解吸
图５　上样液ｐＨ值对Ｄ２０１树脂吸附容量的影响
Ｆｉｇｕｒｅ　５　Ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｐＨ　ｏｎ　ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ　ｃａｐａｃｉｔｙ　ｏｆ
Ｄ２０１ｒｅｓｉｎ
图６　不同解析溶剂解析效果比较
Ｆｉｇｕｒｅ　６　Ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｏｆ　ｅｌｕｅｎｔ　ｂｙ　Ｄ２０１ｒｅｓｉｎ
率。但如果选择磷酸、盐酸、硫酸溶液作为洗脱剂，在后续操
作时酸根除去难度大。因此选择 ＮａＣｌ溶液进行洗脱，再将
洗脱液通过酸性阳离子交换树脂得到羟基柠檬酸，以达到脱
盐纯化效果。该方法简单，可操作性强。所以，综合考虑，选
择ＮａＣｌ溶液作为解吸溶剂。
２．１．６　解吸剂浓度的筛选　由图７可知，在低浓度的 ＮａＣｌ
溶液对羟基柠檬酸的解吸率不高；随着 ＮａＣｌ溶液浓度的不
断增 高，在 浓 度 为 ０．４ ｍｏｌ／Ｌ 时 解 吸 率 达 到 最 高，为
８３．２４％；继续增大ＮａＣｌ溶液的浓度，解吸率反而减小，因此
选择０．４ｍｏｌ／Ｌ　ＮａＣｌ溶液作为解吸剂。
图７　洗脱液浓度对羟基柠檬酸洗脱率的影响
Ｆｉｇｕｒｅ　７　Ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｅｌｕｅｎｔ　ｂｙ　Ｄ２０１ｒｅｓｉｎ
　　通过静态吸附与洗脱研究，得知Ｄ２０１离子交换树脂对
羟基柠檬酸的静态吸附饱和容量为２７．３２５ｍｇ／ｇ，静态解吸
率为８３．２４％。Ｄ２０１树脂静态吸附的最佳条件为吸附时间
２ｈ，上样液ｐＨ 值５；解吸的最佳条件为选用０．４ｍｏｌ／Ｌ
ＮａＣｌ溶液为解吸剂，解吸时间２ｈ。
２．２　动态吸附与洗脱研究结果分析
２．２．１　上样液浓度的选择　由图８可知，当上样液浓度为
３．１２ｍｇ／ｍＬ时，羟基柠檬酸在Ｄ２０１树脂上的穿透体积为
１３０ｍＬ，穿 透 容 量 为 ４５．６３ ｍｇ／ｇ；当 上 样 液 浓 度 为
６．８１ｍｇ／ｍＬ时，羟基柠檬酸在Ｄ２０１树脂上的穿透体积为
６０ｍＬ，穿透容量为３５．９１ｍｇ／ｇ。由此可知，上样液浓度低
有利于树脂交换。离子交换树脂有一定的交换容量，若上样
液浓度大，树脂与吸附离子间不能够完全交换，树脂很容易
出现渗漏。因此选择３．１２ｍｇ／ｍＬ做为后续试验的上样
浓度。
２８１
提取与活性 　 ２０１４年第３期
图８　上样液浓度对树脂吸附的影响
Ｆｉｇｕｒｅ　８　Ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｓａｍｐｌｅ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ　ｏｎ　Ｄ２０１ｒｅｓｉｎ
ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ　ｏｆ　ＨＣＡ
２．２．２　上样液流速的选择　由图９可知，当上样液流速为
１ｍＬ／ｍｉｎ时，羟基柠檬酸在 Ｄ２０１树脂上的穿透体积为
１３０ｍＬ，穿透容量为４５．６３ｍｇ／ｇ；流速为３ｍＬ／ｍｉｎ时，羟
基柠檬酸在Ｄ２０１树脂上的穿透体积为５０ｍＬ，穿透容量为
１７．８ｍｇ／ｇ。由此可知，较小的流速利于树脂的吸附。若流
速过大，上样液与树脂之间的接触时间短，会导致树脂来不
及吸附上样液就发生渗漏。因此本试验选择上样液流速为
１ｍＬ／ｍｉｎ做后续试验。
图９　上样液流速对树脂吸附的影响
Ｆｉｇｕｒｅ　９　Ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｓａｍｐｌｅ　ｒａｔｅ　ｏｎ　Ｄ２０１ｒｅｓｉｎ　ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ
ｏｆ　ＨＣＡ
２．２．３　洗脱液浓度的选择　由图１０可知，当ＮａＣｌ溶液浓度
为０．４ｍｏｌ／Ｌ，即洗脱液浓度较小时，出峰较快，洗脱峰型较集
中，洗脱峰值较高；而当ＮａＣｌ溶液的浓度为１ｍｏｌ／Ｌ，即洗脱
液浓度较大时，峰型分布不均匀，出峰较慢，洗脱峰值较低。
因此选择浓度为０．４ｍｏｌ／Ｌ　ＮａＣｌ溶液来洗脱羟基柠檬酸。
图１０　不同浓度洗脱液对羟基柠檬酸的洗脱
Ｆｉｇｕｒｅ　１０　Ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｅｌｕｅｎｔ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ　ｏｎ　Ｄ２０１
ｒｅｓｉｎ　ｅｌｕｔｉｏｎ　ｏｆ　ＨＣＡ
２．２．４　洗脱液流速的选择　由图１１可知，不同的洗脱流速
对洗脱峰型并没有太大影响，但选择较小的洗脱液流速，洗
脱液有较充分的时间与树脂交换，羟基柠檬酸的洗脱峰值较
高。因此选择１．０ｍＬ／ｍｉｎ的洗脱液流速较为合适。
图１１　不同洗脱液速度对羟基柠檬酸的洗脱
Ｆｉｇｕｒｅ　１１　Ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｅｌｕｅｎｔ　ｒａｔｅ　ｏｎ　Ｄ２０１ｒｅｓｉｎ　ｅｌｕｔｉｏｎ
ｏｆ　ＨＣＡ
　　 通 过 动 态 吸 附 和 洗 脱 研 究，得 知 当 上 样 液 浓 度
３．１２ｍｇ／ｍＬ、上样液流速１ｍＬ／ｍｉｎ时树脂对羟基柠檬酸
的吸附较完全；当洗脱液ＮａＣｌ浓度为０．４ｍｏｌ／Ｌ、洗脱液流
速为１ｍＬ／ｍｉｎ时，对羟基柠檬酸的解吸效果较好，洗脱峰
值较高。
２．３　离子交换树脂纯化后羟基柠檬酸纯度
羟基柠檬酸标准品经超纯水溶解，依１．３．４（１）的方法进
行 ＨＰＬＣ分析，如图１２所示，保留时间５．２８０ｍｉｎ的为羟基
柠檬酸，纯度大于９８％。
藤黄果粗提物水溶液，依１．３．４（１）的方法进行 ＨＰＬＣ
分析，如图１３（ａ）所示，经保留时间及峰高增高法定性为羟基
柠檬酸，通过外标定量法，计算得到粗产品中羟基柠檬酸和
含量为４０．３％。
　　经Ｄ２０１及００１（７离子交换树脂纯化后的样品收集，依
１．３．４（１）的方法进行 ＨＰＬＣ分析，如图１３（ｂ）所示，经外标
定量法，计算得到经离子交换树脂纯化后羟基柠檬酸的纯度
为９１．３％。
图１２　羟基柠檬酸标准品色谱图
Ｆｉｇｕｒｅ　１２　Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｍ　ｏｆ　ＨＣＡ　ｓｔａｎｄａｒｄ
３８１
第３０卷第３期 易馨如等：离子交换树脂对藤黄果中羟基柠檬酸的分离纯化 　
图１３　羟基柠檬酸纯化前后色谱图
Ｆｉｇｕｒｅ　１３　Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｍ　ｏｆ　ｕｎｐｕｒｉｆｉｅｄ　ａｎｄ　ｐｕｒｉｆｉｅｄ
ｏｆ　ＨＣＡ
３　结论
通过５种型号阴离子交换树脂静态吸附和解析的比较，
发现Ｄ２０１型离子交换树脂对羟基柠檬酸的吸附量大、吸附
率高，并易解吸，具有高的吸附率和解析率，适用于羟基柠檬
酸的纯化研究。Ｄ２０１树脂纯化羟基柠檬酸的最佳工艺条件
为：上样液ｐＨ　５，上样液质量浓度３．１２ｍｇ／ｍＬ，洗脱液
０．４ｍｏｌ／Ｌ的 ＮａＣｌ溶 液，上 样 流 速 与 洗 脱 流 速 均 为
１ｍＬ／ｍｉｎ。结果显示：经Ｄ２０１型离子交换树脂纯化后羟基
柠檬酸纯度由４０．３％提高到了９１．３％，得率为１０．８％。表
明，Ｄ２０１树脂对羟基柠檬酸的分离纯化具有良好的选择性
和应用前景。
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