全 文 ：离子交换树脂对三七叶总皂苷的脱色精制研究
范云鸽，施荣富
（南开大学 功能高分子材料教育部重点实验室 高分子化学研究所，天津 ３０００７１）
［摘要］ 目的：采用离子交换树脂法脱色，精制大孔吸附树脂吸附分离得到的三七叶总皂苷。方法：静态吸附
筛选适用的离子交换树脂，动态吸附流出曲线比较了２种阴离子交换树脂（Ｄ２９６，Ｄｔ）的脱色性能；固定床柱操作方
式阳离子交换树脂和阴离子交换树脂串联进行平行脱色实验。结果：Ｄｔ树脂的循环使用性能好，对三七叶总皂苷
的脱色率近９０％，获得品质好含量高的三七叶总皂苷产品。结论：离子交换树脂法脱色工艺，适用于精制三七叶总
皂苷。
［关键词］ 三七叶总皂苷；脱色；离子交换树脂；精制
［中图分类号］Ｒ２８３ ［文献标识码］Ａ ［文章编号］１００１５３０２（２００８）２０２３２００４
［收稿日期］ ２００８０３１８
［基金项目］ 天津市自然科学基金培育项目（０６ＹＦＧＰＳＨ０２８００）
［通讯作者］ 范云鸽，Ｔｅｌ：（０２２）２３５０３９３５，Ｅｍａｉｌ：ｆａｎｙｕｎｇｅ＠
ｎａｎｋａｉ．ｅｄｕ．ｃｎ
目前用吸附树脂分离法从天然植物中提取得到
的皂苷类产品已有多种，如甜菊苷、绞股蓝皂苷、人
参皂苷、三七皂苷［１］等，在它们的纯化精制技术中，
脱色精制都是很重要的一步。普遍采用的脱色方法
有活性炭脱色法和离子交换树脂法。活性炭比表面
积大，吸附力强，但脱色时需要升温到一定温度以减
小溶液的黏度以利吸附及过滤，用过的活性炭很难
再生回收；活性炭吸附色素的同时也较多地吸附皂
苷，使皂苷的损失较大，且污染环境。离子交换树脂
法已成功应用在制糖工业中的糖液精制脱色，天然
植物中提取得到的皂苷类产品的树脂法脱色也获得
成功，如甜菊苷［２］、绞股蓝皂苷等。树脂法的脱色
能力较大，而皂苷的损失小得多，用于脱色的树脂主
要是带胺基的阴离子交换树脂。
用大孔吸附树脂分离法已成功从三七叶中提取
得到了总皂苷［３４］，总皂苷质量分数８０％左右，仍含
有较多的杂质，其中的色素杂质，使总皂苷产品颜色
较深，必须经进一步纯化才能得到色泽良好纯度更
高的产品。三七叶总皂苷中的有色物质（色素）主
要是在提取过程中溶解下来的一些色素类成分，如
叶绿素、叶黄素、胡萝卜素以及水溶性很好的糖类、
氨基酸类，在大孔树脂吸附分离的纯化过程中，高选
择性的树脂可以在吸附或洗脱工段去除一部分，但
仍会残留下少量杂质，并在后续的浓缩、干燥阶段产
生一些焦糖化的色素，这少量色素的存在，直接影响
产品的外观，另一方面又会使结晶提纯时，皂苷成分
的结晶析出困难，难以获得更高纯度的产品。作者
研究了几种阴离子交换树脂对三七叶总皂苷中所含
的色素杂质的吸附脱除性能，筛选出性能较好的树
脂，进行了吸附柱动态脱色，获得纯度和质量提高的
三七叶总皂苷产品。
１ 仪器与试剂
ＴＵ－１８１０型紫外可见分光光度计（北京普析
通用仪器有限责任公司）；Ｄ２０１，Ｄ２９６，Ｄ２８０，Ｄ７２树
脂（南开大学化工厂产品），Ｄｔ，Ｇｔ，Ｄｓ树脂（本实验
室自制［５６］）树脂性能见表１；三七叶总皂苷（Ｙ购自
云南，Ｇ购自广西、Ｚ自制［３４］），其他试剂为国产分
析纯试剂。
２ 方法
２．１ 脱色原液 取自制或商品三七叶总皂苷粉末，
配成１０％［１０ｇ样品用１００ｍＬ溶剂（２０ｍＬ乙醇８０
ｍＬ水）溶解］的溶液，此原液的吸光度值用纯水稀
释１０倍后测定。
２．２ 树脂预处理 阴树脂在烧杯中用清水漂洗后
转入玻璃柱，用１ｍｏｌ·Ｌ－１盐酸３倍树脂体积量洗
涤，水洗至中性，用５倍树脂体积量的 １２５ｍｏｌ·
Ｌ－１ＮａＯＨ洗树脂，水洗至中性待用。
２．３ 色值分析 三七叶总皂苷原液为棕色溶液，用
波长为４２０ｎｍ的可见光检测色素含量变化，原液颜
色较深测定时需要稀释。
２．４ 静态吸附脱色 量取５ｍＬ各类湿树脂滤出水
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表１ 阴离子交换树脂性能
树脂 基团 总交换量／ｍｍｏｌ·ｇ－１ 结构 湿视密度／ｇ·ｍＬ－１ 含水量／％ ｐＨ 出厂型式
Ｄ２０１ 季铵 ≥３７ 大孔球粒 ０６５～０７５ ５０～６０ １～１４ Ｃｌ－１
Ｄ２９６ 季铵 ≥３６ 大孔球粒 ０６５～０７０ ５０～６０ １～１４ Ｃｌ－１
Ｄ２８０ 季铵 ≥３０ 大孔球粒 ０６８～０７８ ５０～６０ １～１４ Ｃｌ－１
Ｄｔ 季铵和叔胺 ≥５８ 大孔球粒 ０６５～０７２ ６０～７０ １～１２ Ｃｌ－１
Ｇｔ 季铵和叔胺 ≥６０ 凝胶球粒 ０６０～０７０ ５０～６０ １～１２ Ｃｌ－１
Ｄｓ 叔胺和仲胺 ≥７０ 大孔球粒 ０６５～０７５ ６０～７５ １～８ 碱型
注：骨架均为ＳｔＤＶＢ；粒径均为０３～１２ｍｍ
后用滤纸搌干，然后直接加入１００ｍＬ具塞锥形瓶
中，加５０ｍＬ供试（三七叶总皂苷原液稀释１倍）溶
液，室温放置４８ｈ，待吸附平衡后，取上清液测定溶
液吸光度，计算树脂脱色率。
２．５ 动态脱色实验 量取２０ｍＬ处理好的湿树脂
装入玻璃交换柱，将三七叶总皂苷原液，流经 Ｄ７２
阳离子交换树脂柱（２０ｍＬ树脂）后，串联进入阴离
子交换树脂柱，控制流速１ＢＶ·ｈ－１（ＢＶ表示树脂
床体积）进行脱色，定时取样测定流出液吸光度值，
作出吸附脱色曲线，实验装置示于图１。
图１ 动态脱色过程柱操作装置示意图
２．６ 树脂再生 将１ｍｏｌ·Ｌ－１盐酸７０％乙醇水
溶液以２ＢＶ·ｈ－１流速正流通入Ｄ７２阳离子交换树
脂柱，再串联进入阴离子交换树脂柱洗脱树脂吸附
的色素，通入的酸液量为３ＢＶ，然后用纯水以２ＢＶ
·ｈ－１流速淋洗阳、阴离子交换树脂柱，至阴树脂柱
流出水ｐＨ６～７，再以２ＢＶ·ｈ－１流速正流通１２５
ｍｏｌ·Ｌ－１ＮａＯＨ水溶液单入阴离子交换树脂柱，使
树脂转为碱型，最后纯水洗阴离子交换树脂柱，至流
出水ｐＨ７～８，树脂再生完成。
２．７ 脱色产品的获得 树脂吸附色素饱和后，为避
免三七叶总皂苷损失，用２ＢＶ水淋洗饱和树脂；将脱
色后的流出液和水淋洗液合并减压蒸干，余物真空干
燥得到精制的三七叶总皂苷产品，检测皂苷含量（紫
外分光光度法［７８］），并配皂苷浓度为质量分数１％的
乙醇溶液，测定４２０ｎｍ波长的吸光度。
３ 结果与讨论
３．１ 脱色树脂筛选 选用６种不同类型的阴离子
交换树脂５ｍＬ和活性炭２ｇ分别对等量的三七叶
总皂苷供试溶液（三七叶总皂苷原液稀释１倍）静
态吸附脱色，得到的结果列于表２。
表２ 脱色阴离子交换树脂筛选
树脂
脱色后溶液色值
（Ｓ１）
色素残留
（Ｓ１／Ｓ０）／％
脱色率
／％
Ｄ２０１ ０３０１ ２８３４ ７１６６
Ｄ２９６ ０２６１ ２４５８ ７５４２
Ｄ２８０ ０８２４ ７７５９ ２２４１
Ｄｔ ０２６０ ２４４８ ７５５２
Ｇｔ ０８８４ ８３２４ １６７６
Ｄｓ ０９００ ８４７５ １５２５
活性炭 ０８２３ ７７５０ ２２５０
注：原液色值Ｓ０均为１０６２
结果表明树脂结构对脱色有较大影响，表２中
Ｄ２９６，Ｄ２０１都是强碱 Ｉ型阴离子交换树脂，用于此
处脱色Ｄ２９６好于 Ｄ２０１，含吡啶基的 Ｄ２８０的脱色
效果较差；弱碱型的 Ｄｓ树脂只能脱除很少量的色
素；含强弱碱功能基的大孔 Ｄｔ树脂的脱色性能与
Ｄ２９６相当，而含同样基团的凝胶型的树脂 Ｇｔ脱色
性能最差；活性炭的脱色效果并不好，一般活性炭在
较低温度吸附时常表现为物理吸附，随温度升高化
学吸附作用增加，在室温下进行的本实验，活性炭脱
除的色素量较少。鉴于此，选用 Ｄ２９６和 Ｄｔ树脂进
行动态柱操作脱色实验。
３．２ 脱色曲线 ２０ｍＬ树脂装柱，正流通入脱色原
液，调整流速为２ＢＶ·ｈ－１，间隔一定时间取样测定
流出液的吸光度，以流出液体积为横坐标，以脱色率
（脱色后溶液吸光度值与脱色前原液吸光度值的比
值）为纵坐标所作的脱色曲线见图２。
从脱色曲线可以看出Ｄｔ树脂的动态脱色性能稍
优于Ｄ２９６树脂，为保证质量规定流出液色值超过原
液色值的１５％时即停止通液，显然此时树脂还没有
达到饱和状态，处理原液的量约为５倍树脂床体积。
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图２ Ｄ２９６和Ｄｔ树脂动态吸附脱色曲线
３．３ 动态脱色实验 表３是２０ｍＬＤｔ树脂装柱，以
图１所示的装置动态脱色１００ｍＬ三七叶皂苷原液的
结果。由于单用阴离子交换树脂时脱色流出液为碱
性，而且阴树脂的耐污染性能通常也较差，因此在阴
树脂之前加阳离子树脂柱，可以调节酸碱度，同时也
能去除一些阳离子杂质。从表３可见，流速对脱色有
一定的影响：流速高时，树脂的脱色效率有所下降；３
种不同来源的三七叶总皂苷，所含的杂质量是不同
的，用本工艺都获得了较好的脱色效果，Ｄｔ树脂的循
环使用性能良好，树脂再生后脱色能力并未下降。
表３ Ｄｔ树脂动态脱色实验条件及结果
实验
批次
皂苷
原液
色值
树脂
流速
／ＢＶ·ｈ－１
脱色率
／％
Ｅ１ Ｚ ６５８ 新 ２ ８２００
Ｅ２ Ｚ ６５８ 再生 １５ ８６５０
Ｅ３ Ｚ ６５８ 再生 １ ８９４０
Ｅ４ Ｚ ６５８ 新 １ ９０００
Ｅ５ Ｚ ４２８ 再生 １ ９０２１
Ｅ６ Ｚ ４２８ 再生 １ ８８７６
Ｅ７ Ｙ ６９２１ 再生 １ ８９９７
Ｅ８ Ｇ １９７５ 再生 １ ８９００
注：树脂体积均为２０ｍＬ
３．４ 精制皂苷产品的获得 将吸附色素饱和后的
树脂用２～３倍树脂床体积的水淋洗，与脱色流出液
合并，减压蒸干，真空干燥，研碎，得到精制皂苷产
品。将其配成体积分数１％乙醇溶液，ＵＶ法测定溶
液在４２０ｎｍ波长处的吸光度，结果列于表４中。３
种不同来源的三七叶总皂苷经离子交换工艺脱色
后，产品的质量和纯度都得到提高。
表４ 脱色精制后产品的色度和皂苷含量比较
三七叶皂苷
脱色前
Ｅ
总皂苷
／％
脱色后
Ｅ
总皂苷
／％
得率
／％
Ｙ １２８４ ８０００ ０１２９ ９１５６ ７６
Ｚ １１８４ ８２８４ ０１４５ ９３５０ ７９
Ｇ ０２３０ ８６１４ ０１１６ ９４２０ ８１
４ 结论
本研究结果证明，采用离子交换树脂法脱除三
七叶总皂苷中的色素杂质，具有色素脱除率高，操作
工艺简便的特点，适合三七叶总皂苷的脱色精制。
［参考文献］
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［４］ 刘 睿，高 巨，王春红，等．Ｇ８２１树脂提取三七叶皂苷的工
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［５］ 赫连朋丽，范云鸽，史作清．含三乙烯二胺强弱碱功能基阴离
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Ｄｅｃｏｌｏｒｉｚａｔｉｏｎａｎｄｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｔｏｔａｌｌｅａｖｅｓｓａｐｏｎｉｎｓｏｆ
ＰａｎａｘＮｏｔｏｇｉｎｓｅｎｇｗｉｔｈｉｏｎｅｘｃｈａｎｇｅｒｅｓｉｎｓ
ＦＡＮＹｕｎｇｅ，ＳＨＩＲｏｎｇｆｕ
（ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＦｕｎｃｔｉｏｎａｌＰｏｌｙｍｅｒＭａｔｅｒｉａｌｓ，ＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎ，ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＰｏｌｙｍｅｒＣｈｅｍｉｓｔｒｙ，
ＮａｎｋａｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｔｉａｎｊｉｎ３０００７１，Ｃｈｉｎａ）
［Ａｂｓｔｒａｃｔ］ Ｔｈｅｔｏｔａｌｌｅａｖｅｓｓａｐｏｎｉｎｓｏｆｐａｎａｘｎｏｔｏｇｉｎｓｅｎｇｄｅｃｏｌｏｒｉｎｇｂｙａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｗｉｔｈｅｘｃｈａｎｇｅｒｅｓｉｎｓｗａｓｓｔｕｄｉｅｄａｎｄｔｈｅ
ｄｅｃｏｌｏｒｉｎｇｃａｐａｃｉｔｙｏｆｓｉｘａｎｉｏｎｓｒｅｓｉｎｓａｓａｄｓｏｒｂｅｎｔｍａｔｅｒｉａｌｗａｓｅｖａｌｕａｔｅｄ．Ｔｈｅｄｅｃｏｌｏｒｉｎｇｃａｐａｃｉｔｙｏｆｔｈｅｓｅｌｅｃｔｅｄｒｅｓｉｎｓ（Ｄ２９６ａｎｄ
Ｄｔ）ｗａｓｃｏｍｐａｒｅｄｂｙｔｈｅｄｙｎａｍｉｃａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｄｅｃｏｌｏｒｉｚａｔｉｏｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ．Ｒｅｍｏｖｅｌｏｆｃｏｌｏｕｒｅｄｃｏｍｐｏｕｎｄｓｉｎｒｅｗｓｏｌｕｔｉｏｎｔａｋｅｓｐｌａｃｅ
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ｉｎｔｗｏｓｅｒｉａｌｙｃｏｕｐｌｅｄｄｉｆｅｒｅｎｔｉｏｎｉｃｅｘｃｈａｎｇｅｃｏｌｕｍｎｓ，ｏｎｅｐａｃｋｅｄｃｏｌｕｍｎｗａｓＤ７２ｃａｔｉｏｎｒｅｓｉｎ，ａｎｏｔｈｅｒａｎｉｏｎｒｅｓｉｎ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓ
ｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｍａｃｒｏｐｏｒｏｕｓａｎｉｏｎｅｘｃｈａｎｇｅｒｅｓｉｎＤｔｗａｓｔｈｅｂｅｓｔｒｅｓｉｎｔｏｄｅｃｏｌｏｒｉｚａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｔｏｔａｌｌｅａｖｅｓｓａｐｏｎｉｎｓｏｆｐａｎａｘｎｏｔｏｇｉｎｓｅｎｇ．
Ｔｈｅｔｏｔａｌｓａｐｏｎｉｎｐｒｏｄｕｃｔｓｗｉｔｈｈｉｇｈｅｒｐｕｒｉｔｙａｎｄｑｕａｌｉｔｙｗｅｒｅｏｂｔａｉｎｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｏｆｔｈｉｓｗｏｒｋｓｈｏｗｓｔｈａｔｔｈｅｍｅｔｈｏｄｐｒｏｐｏｓｅｄｉｓｃｏｎ
ｖｅｎｉｅｎｔ，ｈｉｇｈｅｆｉｃｃｉｅｎｔａｎｄｓｔｅａｄｙｏｎｅ．
［Ｋｅｙｗｏｒｄｓ］ ｔｏｔａｌｌｅａｖｅｓｓａｐｏｎｉｎｓｏｆｐａｎａｘｎｏｔｏｇｉｎｓｅｎｇ；ｄｅｃｏｌｏｒｉｚａｔｉｏｎ；ｉｏｎｅｘｃｈａｎｇｅｒｅｓｉｎ；ｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ
［责任编辑 鲍 雷］
［收稿日期］ ２００８０３０３
［通讯作者］ 贾天柱，Ｔｅｌ：（０４１１）８７５８６０３８，Ｅｍａｉｌ：ｊｉａｔｚ＠
ｌｎｕｔｃｍ．ｅｄｕ．ｃｎ
单一菌种发酵神曲的质量比较研究
高 慧，贾天柱
（辽宁中医药大学 药学院，辽宁 大连 １１６６００）
［摘要］ 目的：将神曲的传统杂菌发酵改进为单一菌种发酵，对不同菌种发酵神曲的质量进行比较，以优选较
佳菌种。方法：从自行发酵神曲中分离菌种，与另２个菌种分别进行单一菌种发酵，以成品神曲的化学成分、酶活
力及对小鼠消化功能影响等为评价指标，进行质量比较。结果：分离得到４菌种，以其中１种毛霉属的霉菌作为发
酵菌种所得神曲质量较优。结论：单一菌种发酵能够解决真菌毒素问题，保证神曲质量和用药安全，新工艺可行。
［关键词］ 神曲；菌种分离；单一菌种发酵；薄层色谱；酶活力；消化功能
［中图分类号］Ｒ２８４．１ ［文献标识码］Ａ ［文章编号］１００１５３０２（２００８）２０２３２３０３
神曲系由面粉、赤小豆、苦杏仁、青蒿、苍耳、辣
蓼按一定比例混匀发酵制成的传统曲剂，健脾和胃、
消食调中，应用广泛。但目前神曲生产为杂菌发酵，
产品质量不稳，差异较大［１］，而且有人从中检出了
有强致癌作用的黄曲霉素［２］，影响了用药安全。有
人曾对神曲的单一菌种发酵工艺进行过初步尝试，
但未见系统研究［３］。
本实验对单一菌种发酵神曲的质量进行比较研
究。按传统工艺发酵制得神曲，从中分离菌种，再
结合其他菌种进行单一菌种发酵，以化学成分、酶
活力及对小鼠消化功能影响等为评价指标，优选发
酵菌种。
１ 材料
苦杏仁、赤小豆 购自沈阳市药材公司，经本院
王冰教授鉴定，分别为蔷薇科植物东北杏 Ｐｒｕｎｕｓ
ｍａｎｄｓｈｕｒｉｃａＫｏｅｈｎｅ的干燥成熟种子、赤小豆Ｐｈａｓｅ
ｏｌｕｓｃａｌｃａｒａｔｕｓＲｏｘｂ．的干燥成熟种子；青蒿、苍耳、
辣蓼 采自辽宁千山，经本院王冰教授鉴定，分别为
菊科植物ＡｒｔｅｍｉｓｉａａｎｎｕａＬ．的全草、菊科植物 Ｘａｎ
ｔｈｉｕｍｓｉｂｉｒｉｃｕｍＰａｔｒ．的地上部分、蓼科植物 Ｐｏｌｙｇｏ
ｎｕｍｆｌａｃｃｉｄｕｍＭｅｉｓｓｎ的全草。
牛肉膏（北京奥博星生物技术责任有限公司，
批号２００２０２０８）；蛋白胨［中国医药（集团）上海化学
试剂公司，批号２００１０７２５］；硅胶 Ｇ（青岛海洋化工
厂）；试剂均为分析纯。
枯草芽孢杆菌（ＡＳ１８９２Ｂａｃｉｌｕｓｓｕｂｔｉｌｉｓ）；枯
草芽孢杆菌（ＡＳ１１５Ｂａｃｉｌｕｓｓｕｂｔｉｌｉｓ）购自中国微
生物研究所菌种保藏中心；４种自行从神曲中分离
出的菌种。
小白鼠昆明种，体重１８～２２ｇ，雌雄不拘，由辽
宁中医药大学动物室提供，合格证号辽实动（质）字
２００４００１８。
电热恒温培养箱 ＨＨＢ１１５００；超声波清洗器
ＡＳ３１２０Ａ；高压蒸气灭菌锅ＹＸ２８０Ｂ；无菌箱。
２ 方法与结果
２．１ 菌种的分离
按传统工艺［４］自行发酵神曲，取停止发酵２４ｈ
内的新鲜神曲，粉碎，过２０目筛，称取１ｇ在无菌条
件下加到９９ｍＬ无菌水中，振摇，得１０－２稀释度的
菌悬液，从中吸取１ｍＬ加到９ｍＬ无菌水中，混匀，
依此法依次制成１０－３，１０－４，１０－５，１０－６，１０－７，１０－８
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第３３卷第２０期
２００８年１０月
中 国 中 药 杂 志
ＣｈｉｎａＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｈｉｎｅｓｅＭａｔｅｒｉａＭｅｄｉｃａ
Ｖｏｌ．３３，Ｉｓｓｕｅ ２０
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