全 文 :·研究报告·
石榴花中多酚物质的纯化工艺研究
热依木古丽·阿布都拉1,2,刘力1,仲婕1,阿吉艾克拜尔·艾萨1
(1.中国科学院 新疆理化技术研究所 植物资源化学实验室,新疆 乌鲁木齐 830011;
2.中国科学院 研究生院,北京 100049)
[摘要] 目的:探索石榴花中多酚物质纯化的最佳工艺。方法:以多酚含量为指标,采用静态吸附解吸方法,考察17种
大孔吸附树脂的吸附效果并系统研究大孔树脂动态吸附性能及洗脱参数。结果:D101树脂分离效果最好,其最佳工艺为药
液质量浓度0012g·mL-1(相当于原生药)的提取液,以3BV·h-1吸附速率吸附于径高比为1∶4的大孔吸附树脂柱上,上样
量为12BV(树脂床体积);再用3BV70%乙醇,以2BV·h-1的流速进行洗脱效果最佳。结论:经D101树脂处理后的石榴花
总酚含量可达到75%。该法简单易行,周期短、成本低、所得多酚纯度高,对工业化大生产具有重大指导意义。
[关键词] 石榴花;多酚;大孔吸附树脂
[收稿日期] 20090302
[基金项目] 中科院知识创新工程重要方向项目(KSCX2YWR132)
[通信作者] 阿吉艾克拜尔·艾萨,Tel:(0991)3835679,Email:
haji@ms.xjb.ac.cn
石榴花是石榴科落叶灌木或小乔木石榴Punica
granatumL.的干燥花瓣,花蕾为红色。花后期,收集
自然脱落的花瓣,晾干。石榴花收载卫生部《药品标
准》(维吾尔药分册),具有收敛止泻、止血等功效,用
于腹泻日久等病症。外用可作为治疗出血不止,口舌
生疮,脱肛痔疮,口臭牙痛,皮肤瘙痒的药物使用[1]。
目前,有关石榴花多酚药效方面的研究比较多,
但对石榴花多酚提取纯化方面几乎未见报道。据文
献,石榴花提取物中多酚总量与其多种生物活性呈
明显的正相关性[28]。因此,本文应用大孔吸附树脂
对石榴花多酚进行纯化,工艺简单可行,适合于工业
化生产。
1 材料
紫外可见分光光度仪:岛津 UV2550型(日本
产);旋转蒸发仪:BuchiR210型(瑞士产);冷冻干
燥器:EYELAFDU2100型(日本产);真空干燥箱:
DZF6050B型(上海齐欣科学仪器有限公司);全温
震荡培养箱:HZQF160型(上海市实验仪器总厂)。
石榴花购自新疆和田地区策勒县,经中科院新
疆生态与地理研究所植物分类研究室沈观冕研究员
鉴定为石榴科植物石榴 P.granatum的花;没食子
酸对照品(中国药品生物制品检定所,批号110831
200302);HPD100,HPD450,HPD600,HPD750
(沧州宝恩化工有限公司),D101(上海摩速科学器
材有限公司),D140,D4020,AB8,NKA9,X5(南开
大学化工厂)型大孔吸附树脂;液体和固体试剂均
为国产分析纯试剂,水为纯化水。
2 方法与结果
2.1 石榴花提取液的制备
取石榴花200g,加20倍量60%乙醇,在50℃
下提取2次,每次1h,合并滤液,回收乙醇,浓缩至
药液质量浓度为 006g·mL-1(相当于原生药)。
2.2 标准曲线的绘制
精密称取没食子酸对照品00058g,置于50mL
棕色量瓶中,加水溶解并稀释至刻度,摇匀。精密量
取此溶液10mL加入25mL棕色量瓶中,用水稀释到
刻度,作为对照品溶液(4640mg·L-1)。分别精确
吸取没食子酸对照品溶液10,20,30,40,50mL,
分别置于25mL棕色量瓶中,加磷钼钨酸溶液10
mL,用水稀释到14mL,再用29%饱和碳酸钠溶液稀
释至刻度,摇匀,放置30min,同时做空白。在500~
900nm波长范围光谱扫描,确定765nm处的最大吸
收波长为检测波长。以吸光度(A)为纵坐标,浓度
(C,mg·L-1)为横坐标,绘制标准曲线,回归方程
A=010690C-009783,r=09998。
2.3 供试溶液含量测定
精密量取供试溶液10mL,置于50mL棕色量
瓶中,加水稀释至刻度。再精密量取10mL,置于
25mL棕色量瓶中,按照2.2标准曲线的绘制方法,
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测定吸光度,代入回归方程,按没食子酸计算出总酚
含量。
2.4 树脂的筛选
称取10种已处理好的大孔吸附树脂各2g,加
30mL石榴花提取液 p0(总酚质量浓度为 18024g
·L-1),置于摇床,振摇(25℃,87r·min-1)2h,放
置10h,抽滤,滤液定容,测定多酚质量浓度 pe。滤
去提取液后的大孔树脂水洗抽干,加30mL,70%乙
醇,振摇(25℃,87r·min-1)2h,放置2h,进行静
态解吸,测定解吸液多酚质量浓度 pd。分别按下式
计算吸附量、吸附率、解吸率,结果见表1。
吸附量(mg·g-1干树脂)=(p0-pe)×Vo/m
吸附率(%)=(p0-pe)×l00/p0
解吸率(%)=pd×l00/(p0-pe)
其中m为树脂质量(g)。
表1 10种大孔树脂静态吸附解吸情况
树脂种类 极性 吸附量/mg·g-1 吸附率/% 解吸率/%
HPD100 非极性 6936 5539 7810
HPD450 弱极性 5251 5166 6687
HPD600 强极性 5571 5462 5667
HPD750 中极性 8986 5990 7200
D101 非极性 8879 5914 7900
D140 非极性 5334 5183 7004
D4020 非极性 5309 5177 6943
AB8 弱极性 7859 5740 7887
NKA9 极性 2939 5581 5015
X5 非极性 8049 5786 7470
从表1可以看出,HPD750,D101,X5,AB8型
号树脂对石榴花多酚具有较强的吸附性能,D101,
AB8,HPD100等解析率效果比较好。综合考虑,
其中 D101树脂具有较高的吸附率及最高的解析
率。因此,选择D101树脂纯化石榴花多酚。
2.5 上柱条件的研究
2.5.1 药液浓度的考察 取石榴花提取液(总酚
质量浓度为1286g·L-1)200mL,分别加水稀释
至1,2,3,4倍,加入12g(3cm×18cm)树脂柱(树
脂床体积为50mL)上,以2BV·h-1流速进行吸附
后,收集流出液,于765nm处测定多酚含量,计算出
吸附量,结果见图1。
从图1可以看出,随着药液浓度的稀释,吸附量
在持续增加,当药液浓度稀释大于4倍时,其吸附量
呈现下降趋势,这说明吸附时间长,有一部分先吸附
的总酚被上样液洗脱下来。因此,选择药液稀释至
图1 上样液浓度的影响
3倍为最佳。
2.5.2 树脂柱径高比例的考察 量取药液(总酚
质量浓度为5549g·L-1)4份,以2BV·h-1流速
吸附于径高比为1∶2,1∶4,1∶6,1∶8的大孔树脂柱,
收集流出液,于765nm处测定多酚含量,计算出吸
附量(分别为 7800,8189,8220和 7953mg·
g-1)。结果发现,径高比在1∶2~1∶6吸附量逐渐增
加,但到1∶8吸附量减少,这是因为树脂柱过高,随
之吸附时间变过长,导致先吸附的多酚被洗脱下来。
因此,径高比选择为1∶4。
2.5.3 吸附速率的考察 取石榴花提取液(总酚
质量浓度为 5549g·L-1)600mL,吸附在于 100
mL(径高比为1∶4)D101树脂柱上,分别以1,2,3,
4BV·h-1的流速进行吸附后,吸附量分别为
6818,6811,6763,6286mg·g-1)。从实验得
知,当吸附速率成倍增加时,多酚类物质的吸附量反
而下降,当吸附速率为4BV·h-1时,吸附量明显减
少。当上柱液吸附流速太慢时,导致工作效率低下。
因此,选择吸附率为3BV·h-1。
2.5.4 上样量的考察 取石榴花提取液(总酚质
量浓度为5549g·L-1),上100mLD101树脂柱
上,以2BV·h-1流速进行吸附后,收集流出液,于
765nm处测定总酚含量,结果见图2。
图2 吸附泄露曲线
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书 从泄露曲线来看,上样量从 9BV开始,泄露速
度趋于稳定,即9~12BV达到一个动态平衡。但从
13BV开始,泄露速度又直线上升,到 15BV时,流
出液与上样液总酚含量几乎相等。因此确定上样量
为12BV时,树脂柱已达到吸附饱和。
2.5.5 洗脱溶剂浓度的考察 取石榴花提取液
(总酚质量浓度为 5549g·L-1)600mL,加入 100
mL(25g)D101树脂柱上,以 3BV·h-1流速进行
吸附,再以5BV·h-1流速用水洗后,分别用20%,
40%,60%,80%,100%的乙醇溶液洗脱,收集
洗脱液250mL,于765nm处测定总酚含量见图3。
图 3 洗脱溶剂考察
从图3可知,当用70%乙醇溶液作为洗脱溶剂
时,洗脱效果最好。
2.5.6 洗脱溶剂用量的确定 将吸附饱和的树脂
用70%乙醇,以2BV·h-1的速度洗脱,按树脂床体
积倍数收集洗脱液,于 765nm处测定吸光度,计算
多酚含量。
结果为洗脱剂用量为3BV时,多酚的洗脱效率
达到平衡。
2.5.7 除杂用水量考察 将吸附饱和的树脂柱用
纯净水,以5BV·h-1的流速洗脱树脂之间未吸附
的溶液,收集流出液,测定多酚含量。
结果为当用水量到3BV时,将树脂之间未吸附
的提取液都被洗出来,而且流出液接近无色,因此水
洗量选择为3BV。
3 结论
通过对影响大孔树脂吸附及解吸的各种因素系
统研究,最后确定了大孔树脂纯化石榴花总酚的最
佳工艺:树脂型号为沧州宝恩化工有限公司生产的
D101型大孔树脂,树脂柱径高比为 1∶4,药液质量
浓度为0012g·mL-1(相当于原生药),吸附速率
为3BV·h-1时吸附效果最好,即上柱量为 12BV
(树脂床体积);吸附好的树脂先用3BV水,以5BV
·h-1的流速洗净树脂,再用 3BV的 70%乙醇洗脱
多酚,效果最佳。经 D101树脂处理后的石榴花总
酚含量可达到 75%。该法简单易行,周期短、成本
低、所得多酚纯度高,对工业化大生产具有指导
意义。
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