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韩 山 师 范 学 院 学 报
Journal of Hanshan Normal University
Vol.34 No.6
Dec.2013
第34卷第6期
2013年12月
D-101大孔树脂对蛇莓果实色素
吸附行为的研究
黄 龙，庄润彬，黄俊生❋
（韩山师范学院 化学系，广东 潮州 521041）
摘 要：以D-101树脂为吸附材料，研究不同条件下对蛇莓果实红色素的吸附和解吸性能．研究发
现：静态吸附中上样液温度为30 ℃时的吸附量较大；动态吸附中上样液酸度为0.5%，吸光度0.179~0.224，
pH1.0，流速2 mL/min时的吸附量大；用80%乙醇以2 mL/min的流速进行洗脱时，解吸效果最好；蛇莓果实
色素纯化后色价提高了3倍左右，该研究条件科学合理，纯化效果很好.
关键词：蛇莓果实；色素；大孔树脂；吸附和分离
中图分类号：S565.1 文献标识码：A 文章编号：1007-6883（2013）06-0064-05
收稿日期：2013-05-22
作者简介：黄龙（1991-），男，广东信宜人，韩山师范学院化学系学生．黄俊生为通讯作者．
蛇莓，又称做蛇泡草、龙吐珠、红顶果等，属多年生草本植物．该植物聚合果成熟时花托膨大，
海绵质，多数呈红色，在我国大部分地区分布广泛．果实中含亚油酸、β-谷留醇等丰富的红色素，
不仅具有清热解毒、凉血止血、散瘀消肿的药用价值，在防治衰老、镇痛及抗癌等方面也具有一定疗
效，但利用D-101大孔树脂对该蛇莓果实红色素进行纯化尚未见报道．所以，笔者开展了蛇莓果实色
素吸附和分离研究，生产出的天然色素具有高色价、高稳定性，有很好的市场前景和经济效益.该研
究为蛇莓果实色素的提取工艺改进和工业化生产提供理论和应用基础．
1 实验材料与仪器
1.1材料与试剂
蛇莓，购于潮州市场；D-101树脂，无水乙醇、蒸馏水、盐酸、NaOH等为分析纯试剂.
1.2仪器与设备
KQ-500B型超声波清洗器（昆山市超声仪器有限公司）；PHS-3C型酸度计（上海精科学仪器有
限公司）；TU-1900型紫外分光光度计（双束光）；H2010型恒温振荡水槽（上海实验仪器总厂）；
LGJ-10冷冻干燥机（北京松源华兴科技发展有限公司制造）；722SP型可见分光光度计（上海棱光技
术有限公司）；BT-100B数显恒流泵（上海泸西分析仪器厂）；SHD-Ⅲ型循环水式多用真空泵（保定
高新区阳光科教仪器厂）；FA2004N电子天平、RE-201D旋转蒸发器（巩义市予华仪器有限公司）；
层析柱.
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2 方法
2.1 树脂预处理方法
将D-101树脂用95%的乙醇浸泡24 h，充分膨胀后，然后用蒸馏水洗脱至无醇味，用5%的盐酸
冲柱，冲 5个柱体积，用蒸馏水冲至中性，再用 5%NaOH溶液冲柱，再用蒸馏水冲至中性，然后将
D-101树脂在常温下自然晾干[1] .
2.2 粗蛇莓果实色素的制备
依据文献[2]的方法制备蛇莓果实色素粗提液，主要流程如下：蛇莓果实洗净→无水乙醇浸提→
过滤→滤液→旋转蒸发→蛇莓果实色素粗提取液.
2.3 蛇莓果实色素提取液的紫外分光吸收光谱
将蛇莓果实色素提取液用水稀释，以蒸馏水为参比溶液，用双光束紫外-可见分光光度计测定色
素紫外可见吸收值[3].
2.4 D-101大孔吸附树脂纯化条件的确定
根据文献[4-7]的方法，分析温度、上样液流速以及乙醇溶液等因素对D-101大孔树脂吸附色素
的影响.
2.4.1 不同温度对D-101树脂吸附红色素的影响
精确称取4份2.0 g的D-101树脂置于100 mL的三角瓶中，将蛇莓果实色素粗提液进行稀释使溶
液在540 nm波长的吸光度为0.217，并取50 mL稀释液置于三角瓶，在恒温振荡器上振荡，温度分别
为30、40、50、60 ℃，120 r/min，2 h后测吸光度值，比较不同温度对吸附的影响.
2.4.2 D-101大孔树脂动态吸附因素的确定
（1）不同的上样液流速对动态吸附的影响
取5份各100 mL的蛇莓色素稀释液分别以1、2、3、4、5 mL/min，5种不同流速通过装有D-101
树脂的层析柱内进行吸附，收集流出液并测定其吸光度，并计算吸附率.
（2）不同的吸光度上样液对动态吸附的影响
将蛇莓果实红色素粗提液用蒸馏水和浓盐酸配制成含1%盐酸，并进行稀释，使其在540 nm波长
处的吸光度分别为0.179、0.224、0.355、0.528、0.801取上述稀释液各100 mL，以2 mL/min的流速通
过装有D-101树脂的层析柱内进行吸附，每10 mL收集一次渗出液并测定其吸光度，计算吸附率.
（3）不同的酸度上样液对动态吸附的影响
取蛇莓果实红色素粗提取物四份，用浓盐酸分别调成酸度为0.5%、1.0%、1.5%、2.0%待上样液
100 mL，以2 mL/min的流速通过装有6 mL D-101树脂的层析柱内进行吸附，收集流出液并测定其吸
光度，计算吸附率.
2.4.3 D-101大孔树脂动态解吸因素的确定
（1）乙醇溶液洗脱剂的确定
取6 mL吸附色素饱和的树脂上柱，并用 50 mL浓度分别为 40%、50%、60%、70%、80%、90%
的乙醇溶液洗脱，收集洗脱液，测定其吸光度.
（2）不同洗脱液流速的确定
取6 mL吸附色素饱和的树脂上柱，用50 mL 80%的乙醇溶液分别以1、2、3、4 mL/min的流速进
行洗脱，收集不同流速下的洗脱液，测定吸光度.
（3）洗脱剂pH的确定
取 6 mL吸附色素饱和的树脂上柱，分别用 50 mL pH值为 1、2、3、4、5的 80%乙醇溶液
以2 mL/min的流速洗脱，收集洗脱液，测定其吸光度.
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3 结果与分析
3.1 蛇莓果实色素提取液的紫外分光吸收光谱
从上图1可看出，蛇莓果实红色素在490 nm处及540 nm附近处有明显的吸收峰，两处吸收峰都
在可见光区，可见光区吸收峰值的变化可以表明蛇莓色素色泽的变化.
3.2 D-101大孔吸附树脂纯化条件的确定
3.2.1 D-101树脂在不同温度下对蛇莓果实红色素的吸附率比较
从上图2可看出，在静态吸附条件下，温度对D-101大孔树脂吸附该色素有很大的影响．从30 ℃
开始，吸附率随着温度的升高而降低，在60 ℃时吸附率达到最低，这可能是由于温度过高会破坏色
素稳定性，吸附率也比较低，因此D-101大孔树脂静态吸附该色素的最适宜温度为30 ℃.
图 1 紫外分光吸收光谱 图 2 不同温度下蛇莓果实红色素吸附率的比较
3.2.2 D-101大孔树脂动态吸附因素的确定
（1）不同的上样液流速对动态吸附的影响
由图3可看出，随着流速增加，吸附率逐渐降低，说明低流速有利于吸附完全．但为了更好的节
省时间，提高吸附率，综合考虑2 mL/min为适宜的上样流速.
（2）不同的吸光度上样液对动态吸附的影响
由图 4可知，随着上样液浓度逐渐升高，吸附率逐渐下降（流速为 2 mL/min）．当上样液A540≥
0.224吸附率显著下降，但D-101树脂还没有达到饱和，说明该树脂有很好的吸附能力．为了不浪费
试剂，把实验中上样液适宜浓度定为0.179≤A540≤0.224.
图 3 不同的上样流速下吸附率的比较 图 4 不同上样液吸光度下吸附率的比较
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（3）不同的酸度上样液对动态吸附的影响
由图5可看出，随着上样液酸度的升高，吸附率逐渐降低．当酸度超过1%时，吸附率迅速下降
考虑到在酸性条件下总体的吸附率不高，最高才只有67.28%，故确定上样液的酸度为0.50%.
3.2.3 D-101大孔树脂动态解吸因素的确定
（1）乙醇溶液洗脱剂的确定
从图6中可以看出，当解吸液的乙醇浓度在 40%~60%之间时，随着乙醇浓度的增加，解吸效果
呈现快速上升；当乙醇浓度超过60%，解吸效果没有明显变化．因此为了节省试剂，综合考虑解吸效
果，选择浓度为80%的乙醇溶液作为动态解吸的洗脱液.
图 5 不同的酸度下吸附率的比较 图 6 不同浓度解吸液下解吸效果的比较
（2）不同洗脱液流速的确定
从图 7中可以看出，随着洗脱流速的增加，解吸效果逐渐降低．当流速由 3 mL/min到 4 mL/min
时，洗脱效果受影响尤为明显，综合考虑时间效益，选定洗脱液的流速为2 mL/min.
（3）洗脱剂pH的确定
由图 8可看出，随着 pH值的升高，解吸效果越来越差，说明解吸效果受洗脱液的 pH值影响较
大，而且色素在酸性条件下才能稳定存在．当pH值为1时解吸效果最好，所以最终选定pH值为1的
乙醇洗脱液.
图 7 不同洗脱流速下解吸效果的比较图 图 8 不同pH值下解吸效果的比较
3.2.4 蛇莓果实色素的色价与纯化率计算
从表 1中可以看出纯化后的色价有明显的提高，且纯化率达到 295.7％，实验达到纯化的效果，
由此可实现对蛇莓果实色素的纯化，且为进一步进行理化性质及功能性质的分析提供理论基础，为更
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有效地开发利用蛇莓果实资源提供了理论依据.
4 结论
实验结果表明，D-101大孔树脂对蛇莓果实色素不
仅吸附量大而且解吸率高，适合蛇莓果实色素的吸附和
分离．D-101大孔树脂对蛇莓果实色素吸附和分离的工
艺参数为：静态吸附中上样液温度为30 ℃时的吸附量较大，动态吸附中上样液酸度为0.5%、吸光度
0.179~0.224、流速 2 mL/min时的吸附量大，用 80%乙醇以 2 mL/min的流速进行洗脱时，解吸效果最
好．采用上述工艺条件对该色素进行纯化后，该色素的色价显著提高.
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实验类别
纯化前色素
纯化后色素
实验结果（色价）
89.2
263.8
纯化率
295.7%
表1 色阶与纯化率
A Study on Purification of Mockstrawberry Fruit Pigment by
D-101 Macroporous resin
HUANG Long，ZHUANG Run-bin，HUANG Jun-sheng*
（Department of Chemistry，Hanshan Normal University，Chaozhou 521041，China）
Abstract：A method for adsorption and desorption of the snake blackberry fruit pigment performance
with D-101 macroporous resin was studied in different conditions. The results showed better performance for
adsorption and desorption above the average sample liquid temperature 30 ℃. The appropriate dynamic condi⁃
tions are: sample solution acidity is 0.5%, absorbance of pigments of sample is 0.179~0.224 and pH1, the ve⁃
locity of flow is 2 mL/min; EtOH 80% is used as eluant and the velocity of flow is 2 mL/min. The colourity of
pigments purification enhanced 3 times. In short, the study condition is rational and scientific, and the purifica⁃
tion effect is very good.
Key words：mockstrawberry fruit；pigment；macroporous resin；adsorption and desorption
责任编辑 杨培奎