全 文 ：收稿日期： 2013-07-25
基金项目：辽宁省农业科技创新团队项目（2014）
作者简介： 冯 颖（1975-），女，沈阳农业大学副教授，博士，从事果蔬加工与保藏研究。
沈阳农业大学学报，2014－04，45(2)：164-169
Journal of Shenyang Agricultural University，2014－04，45(2)：164-169
大孔树脂纯化无梗五加果花色苷工艺的研究
冯 颖，张 彬
（沈阳农业大学 食品学院， 沈阳 110161）
摘要：为建立无梗五加果花色苷的研究工艺，比较 7 种大孔树脂对无梗五加果花色苷的吸附与解吸效果，在此基础上研究 X-5 型
大孔树脂对无梗五加果花色苷的吸附与解吸条件。 结果表明：X-5 型大孔树脂是纯化无梗五加果花色苷的理想树脂；动态吸附最
适浓度为 2.0mg·mL-1，上样液 pH 值 3.0，最大上样量 42BV，上样流速 1.0mL·min-1；动态解吸最适洗脱剂为 pH 值 3.0 的 70%乙醇，
洗脱体积 5BV，解吸流速为 1.0mL·min-1。 该工艺生产的花色苷产品为紫红色粉末，色价为 35.2，是未纯化的 17 倍。 说明此方法适
合于无梗五加果花色苷的纯化，且纯化效果理想。
关键词：无梗五加果；花色苷；纯化；大孔树脂
DOI:10.3969/j.issn.1000-1700.2014.02.008
中图分类号：TS206.4 文献标识码： A 文章编号：1000-1700(2014)02-0164-06
Purification of Anthocyanins in Acanthopanax sessiliflorus Fruit by
Macroprous Resin
FENG Ying， ZHANG Bin
(College of Food Science, Shenyang Agricultural University, Shenyang 110161, China）
Abstract： The adsorption and the desorption effects of seven kinds of macroporous resins to Acanthopanax sessiliflorus fruit
anthocyanins were investigated. Based on the investigation, the adsorption and the desorption effectsof X-5 macroporous resins to
Acanthopanax sessiliflorus fruit anthocyanins were further explored. The research showed that X-5 macroporous resins exhibited
the excellent characteristics for anthocyanins of Acanthopanax sessiliflorus fruit purification. The optimum conditions of adsorption
were the anthocyanins concentration of 2.0mg·L-1, pH3.0, sample loading volume of 42BV (resin bed volume) and the adsorption
speed of 1.0mL·min-1. The optimum conditions of desorption were the 70% ethanol volume of 5BV at pH3.0,and the desorption
speed of 1.0mL·min-1.The purified anthocyanins obtained under the optimal conditions were purple red powder with color value
35.2, which exhibited 17-fold enhancement compared with the color value of anthocyanins before purification.
Key words： Acanthopanax Sessiliflorus fruit; anthocyanins; purification; macroprous resins
无梗五加(Acanthopanax sessiliflorus)又名短梗五加，为五加科五加属植物，其根皮在我国东北地区经常代替刺
五加药用[1-2]，但对其果的开发利用较少。 无梗五加果中含有丰富的花色苷类物质，花色苷类物质具有多种生物活
性，如清除自由基[3-4]及抗氧化性[5-6]、抗癌[7-8]、抗炎[9]、预防心血管疾[10]、抗血栓[11]等多种生理功能，对人体健康非常有
益。 常用的花色苷纯化方法有吸附解析法，常用填料有大孔树脂、聚酰胺、硅胶、葡聚糖凝胶等[12]；膜分离法，将纤维
素超滤膜和反渗透膜、微孔滤膜技术联用，提高效率[13]；酶法，天然色素中的杂质还可以通过酶反应去除，酶的催化
作用一般在常温、近中性的条件下进行，这对耐热性不强的天然色素特别适合等[14]。大孔树脂分离纯化作为吸附解
析法中的一种方法，具有操作简单、效率高、成本低、可回收等优点，已经成为目前分离纯化天然物质的主要方
法[15-16]。 本研究采用大孔树脂对无梗五加果花色苷的纯化工艺进行研究，旨在为无梗五加果花色苷的开发利用
及工业化生产提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 材料
无梗五加果由辽宁省丹东农业科学院提供。大孔树脂：D-101、HPD-100、HPD-600、HPD-700、AB-8、NKA-
9、X-5型，沧州宝恩化工有限公司主要试剂为：无水乙醇（分析纯，天津市大茂化学试剂厂）、盐酸（分析纯，国药
集团化学试剂有限公司）、柠檬酸（分析纯，国药集团化学试剂有限公司）、柠檬酸钠（分析纯，国药集团化学试剂
冯 颖等：大孔树脂纯化无梗五加果花色苷工艺的研究第 2期 - -
有限公司）等。 主要仪器为：电热鼓风干燥箱（南京
实验仪器厂）、DFT-100 手提式高速中药粉碎机
（温岭市大德中药机械有限公司）、TU-1810 紫外
可见分光光度计 （北京谱析通用仪器有限公司）、
LG10-2.4A 高速离心机 （北京医用离心机厂 ）、
HZP-250全温震荡培养箱 （上海精宏实验设备有
限公司）、HL-2 恒流泵（上海青浦沪西仪器厂）、数
控记滴自动部分收集器 （上海青浦沪西仪器厂）、
电子天平（北京赛多利斯仪器系统有限公司）等。
1.2 方法
1.2.1 无梗五加果花色苷提取液的制备
1.2.1.1 提取液的制备 将无梗五加果烘干，破
碎，磨成粉末。 按料液比 1∶10 加入 pH 值为 3.0 的 50%乙醇[17]浸提 8h，在 4000r·min-1下离心 20min，收集上清
液，旋转蒸发将上清液浓缩，回收乙醇后，调其为 pH值 3.0，制成花色苷粗提液。
1.2.1.2 无梗五加果花色苷粗提液吸收光谱的测定与工作曲线的制作 取一定量的粗提液，用 pH 值 3.0 的水
溶液稀释到一定的浓度。用紫外-可见分光光度计对其在 200~700nm波长范围内进行扫描，确定无梗五加果花
色苷的最大吸收峰。准确称取花色苷粗提物粉末，用 pH值 3.0的水溶液定容，根据比耳定律制作花色苷的工作
曲线。
1.2.2 最佳类型树脂的筛选
1.2.2.1 树脂预处理 将 7 种不同型号的大孔树脂用蒸馏水洗净， 分别在烧杯中加入高于树脂层的无水乙醇
浸泡 24h，使树脂充分溶胀，用蒸馏水洗净乙醇并至无白色浑浊显现为止 [18-19]。
1.2.2.2 树脂的筛选 准确称取 7 种预处理过的树脂各 0.5g， 放入三角瓶中， 加入 pH 值 3.0 的花色苷粗提液
50mL，于 525nm波长处测定其吸光度 A0。然后将其分别加入到三角瓶中，置于恒温振荡器上振荡，100 r·min-1，25℃
下振荡 8h，使树脂充分吸附后，过滤，测定滤液吸光度 A1。 将滤出的树脂加入到 50mL pH值 3.0的 50%乙醇中，
置于振荡器上振荡，25℃下振荡 8h，使树脂充分解吸过滤测定滤液吸光度 A2。 计算各树脂的吸附率（α）与解析率
（β）[20]。
Α(%)=[(A0-A1)/A0]×100；β(%)=[A2/(A0-A1)]×100
1.2.3 X-5型大孔树脂对无梗五加果花色苷的动态吸附试验
1.2.3.1 花色苷浓度对大孔树脂吸附效果的影响 将花色苷粗提液用 pH 值 3.0 的水溶液稀释至不同的浓度，
各取 500mL 分别测定上样液的吸光度值 A0，取 10g 预处理好的 X-5 型树脂，湿法装柱（37cm×2cm），待样品液
全部流过树脂后，测定流出液的吸光度值 A1，计算吸附率。
1.2.3.2 pH 值对大孔树脂吸附效果的影响 浓度为 2.0mg·mL-1 的不同 pH 的花色苷粗提液， 各取 500mL
（A0），取 10g 预处理好的 X-5 型大孔树脂，湿法装柱（37cm×2cm），待样品液全部流过树脂后，测定流出液的吸
光度值 A1，计算吸附率。
1.2.3.3 吸附流速对大孔树脂吸附效果的影响 分别采用 0.5，1.0，1.5，2.0mL·min-1的流速， 使 500mL 浓度为
2.0mg·mL-1、pH值为 3.0的花色苷粗提液（A0）通过树脂柱。 测定流出液的吸光度值 A1，计算吸附率。
1.2.3.4 上样液体积的确定 称取 10g预处理后的树脂湿法装柱， 记下柱体积。 用浓度为 2.0 mg·mL-1，pH 为
3.0的花色苷粗提液进行吸附，流出液用接收器接收，每 10mL 收集一次流份，测定其吸光度。 当流出液的吸光
度值达到上样液的吸光度值的 1/10，认为已经有花色苷类物质流[21]，停止上样，确定泄漏点及上样液体积。
1.2.4 X-5型大孔树脂对无梗五加果花色苷的动态解吸试验
1.2.4.1 pH 值对大孔树脂解吸效果的影响 将 10g 预处理后的树脂湿法装柱，使浓度为 2.0mg·mL-1，pH 值为
3.0的花色苷粗提液 420mL，以流速 1.0mL·min-1的流速流经树脂柱。 用不同 pH 的 50%乙醇进行洗脱，洗脱流
速控制为 1.0mL·min-1，测定洗脱液的吸光度值。
1.2.4.2 洗脱液浓度对大孔树脂解吸效果的影响 将 10g 预处理后的树脂湿法装柱，使浓度为 2.0mg·mL-1，pH
表 1 7种大孔树脂的物理参数
Table 1 Physical parameters of 7 kinds of
macroporous resins
编号
No.
1
2
3
4
5
6
7
型号
Type of
resins
D-101
HPD-100
HPD-600
HPD-700
AB-8
NKA-9
X-5
极性
Polarity
非极性 Nonpolar
非极性 Nonpolar
极性 Polarity
非极性 Nonpolar
弱极性 Weak polarity
极性 Polarity
非极性 Nonpolar
比表面积/m2·g-1
Specific superficial
area
480~530
650~700
550~600
650~700
480~520
250~390
500~600
平均孔径/nm
Mean aperture
90~100
85~90
80
90~100
130~140
155~165
290~300
165
第 45卷沈 阳 农 业 大 学 学 报- -
值为 3.0的花色苷粗提液 420mL流经树脂柱，流速为 1.0mL·min-1。 用不同浓度的 pH值为 3.0乙醇，以 1.0mL·
min-1的流速进行洗脱，测定洗脱液的吸光度值。
1.2.4.3 解吸流速对大孔树脂解吸效果的影响 将 10g 预处理后的树脂湿法装柱， 记下柱体积。 使浓度为
2.0mg·mL-1、pH 值为 3.0 的花色苷粗提液 420mL 以 1.0mL·min-1的流速流过树脂柱， 以 pH 值为 3.0、 浓度为
70%乙醇溶液分别以 0.5，1.0，1.5，2.0mL·min-1的洗脱流速进行洗脱，测定不同洗脱流速下流出液的吸光度值。
1.2.4.4 洗脱液体积的确定 将 10g预处理后的树脂湿法装柱， 使浓度为 2.0mg·mL-1、pH值为 3.0的花色苷粗提
液 420mL以 1.0mL·min-1的流速流过树脂柱，用 pH值为 3.0、浓度为 70%乙醇洗脱，洗脱流速控制为 1.0mL·min-1，
每 10mL收集一次流份。
1.2.5 无梗五加果花色苷色价的测定[22] 精确称取自制花色苷样品 0.1g， 用 pH 值 3.0 的柠檬酸缓冲液定容至
100mL，再吸取 10mL，再定容至 100mL，在最大波长处测定其吸光度值，计算色价。
E=A×r/m
式中：A为样品溶液的吸光度；r为稀释倍数；m为样品的质量（g）。
2 结果与分析
2.1 无梗五加果花色苷的吸收光谱曲线
由图 1 可知，无梗五加果花色苷在 pH 值 3.0 的缓冲液中，在 525nm 处有一处最大吸收峰，该吸收峰在花
色苷特征峰 465~560nm范围内[23]。
2.2 无梗五加果花色苷的工作曲线
由图 2 可知， 在 pH 值 3.0 的水溶液中花色苷质量浓度与吸光度成很好的线性关系， 曲线方程为 y=
0.24674x+0.01833，R2=0.9986[y为吸光度，x为花色苷质量浓度（mg·mL-1）]。
图 1 无梗五加果花色苷吸收光谱图
Figure 1 Spectrum absorption of anthocyanins
from Acanthopanax sessiliflorus fruit
图 2 无梗五加果花色苷工作曲线
Figure 2 Standard curve equation of
Acanthopanax sessiliflorus fruit anthocyanins
2.3 树脂的筛选
由表 1 可知，在相同条件下，不同类型的大孔树脂对花色苷的吸附和解吸程度不同，数据采用 SPSS17.0 软
件进行处理，经单因素方差分析，结果以（x±s）表示。 结果表明，吸附效果好的依次为：X-5、AB-8、HPD-700，解
吸效果好的依次为：X-5、HPD-700、NKA-9，综合考虑选择 X-5大孔树脂作为纯化无梗五加果花色苷的树脂。
2.4 X-5型大孔树脂对无梗五加果花色苷的动态吸附
2.4.1 无梗五加果花色苷浓度对 X-5型大孔树脂吸附的影响 由图 3可知，随着上样浓度的增加，树脂吸附率
下降。 当上样液花色苷浓度是 1.0mg·mL-1时，花色苷吸附率最大，达到 94%；当上样液花色苷浓度为 2.0mg·mL-1
时，吸附率为 90%，且当浓度大于 2.0mg·mL-1时，吸附率明显下降。 原因可能随着花色苷浓度的增加，杂质的浓度
也增加，从而影响了花色苷在树脂内部的扩散，从而使吸附率降低。 因此综合考虑，选择浓度为 2.0mg·mL-1。
2.4.2 无梗五加果花色苷上样液 pH值对 X-5型大孔树脂吸附的影响 由图 4可知，pH值对 X-5型大孔树脂
吸附率影响比较大。pH值 1.0和 pH值 2.0时吸附率较高分别达到 92%和 90%，但是当 pH值 1.0和 pH值 2.0时
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冯 颖等：大孔树脂纯化无梗五加果花色苷工艺的研究第 2期 - -
表 2 不同大孔吸附树脂对无梗五加果花色苷吸附和解吸性
能的比较
Table 2 Comparison of adsorption and desorption
efficiencies of Acanthopanax sessiliflorus fruit anthocyanins
by using different resins
花色苷的糖基容易水解[21]，造成花色苷不稳定，pH值
为 3.0 的时候吸附率达到 86%，考虑到 pH 值 3.0 和
pH 值 1.0、pH 值 2.0 的吸附率差别不大， 所以选择
pH值 3.0。
2.4.3 无梗五加果花色苷上样液流速对 X-5 型大
孔树脂吸附的影响 由图 5可知， 随着上样液流速
的增加，树脂对花色苷的吸附率下降，原因是随着流
速的变化，花色苷与树脂的接触时间也会不同，流速
越慢，花色苷与树脂接触的越充分，吸附效果也就越
好。因此当流速为 0.5mL·min-1时吸附率最高，达到了
94%；当流速为 1.0mL·min-1时，吸附率达到 92%；当
流速大于 1.0mL·min-1时， 树脂的吸附率开始明显下
降， 考虑到 0.5mL·min-1时实验周期较长且流速为
0.5mL·min-1和 1.0mL·min-1时， 吸附率差别不大，所
以将上样液流速控制在 1.0mL·min-1。
2.4.4 无梗五加果花色苷上样液体积的确定 由图 6可知， 随着上样液体积的增加， 流出液中花色苷含量增
加，即树脂对花色苷的吸附效果随着上样液体积的增加而下降。 当流出液吸光度值达到上样液吸光度值 1/10
时，认为已经发生泄漏[21]，当上样液体积达到 420mL时出现泄漏，即柱体积 42BV。
树脂型号
Type of resins
D-101
HPD-100
HPD-600
HPD-700
AB-8
NKA-9
X-5
吸附率/%
Adsorption rate/%
93.0±0.74d
90.2±0.67e
88.1±0.47f
94.1±0.60c
95.4±0.47b
76.5±0.25g
96.4±0.55a
解吸率/%
Desorption rate/%
86.5±0.30d
81.0±0.21e
78.7±0.15f
93.7±0.11b
80.5±0.35e
90.6±0.15c
96.4±0.35a
图 3 无梗五加果花色苷浓度对 X-5型大孔树脂吸
附的影响
Figure 3 Effect of Acanthopanax sessiliflorus
anthocyanins concentration on adsorption of X-5
macroporous resins
图 4 无梗五加果花色苷上样液 pH值对 X-5型大
孔树脂吸附的影响
Figure 4 Effect of Acanthopanax sessiliflorus
fruit anthocyanins pH value on X-5
macroporous resins adsorption
图 5 无梗五加果花色苷上样液流速对 X-5型大孔树
脂吸附的影响
Figure 5 Effect of Acanthopanax sessiliflorus fruit
anthocyanins flow rate on adsorption of X-5
macroporous resins
图 6 无梗五加果花色苷的吸附泄漏曲线
Figure 6 Curve of adsorption leak of
Acanthopanax sessiliflorus fruit anthocyanins
注：标注字母不同时表示组间差异性显著，p<0.05.
Note：The different letters indicate significant different at p<0.05.
2.5 X-5 型大孔树脂对无梗五加果花色苷的动态解吸
2.5.1 无梗五加果花色苷洗脱液 pH 值对 X-5 型大孔树脂解吸的影响 由图 7 可知，pH 值对花色苷的解吸
影响较大，随着 pH 值的升高花色苷的解吸量降低，pH 值 1.0 时解吸效果最好，吸光度达到 0.268,而 pH 值 2.0
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第 45卷沈 阳 农 业 大 学 学 报- -
表 3 纯化前后无梗五加果花色苷色价的比较
Table 3 Comparison of color value of Acanthopanax
sessiliflorus fruit anthocyanins before and after purification
产品
Product
未纯化 Not purified
纯化 Purification
色价
Color value
2.1
35.2
状态
Character
紫红色膏状物 Purple poste
紫红色粉末 Purple powder
和 pH 值 3.0 时吸光度分别为 0.176 和 0.174，差别不大。 但是花色苷在 pH 值 1.0 和 pH 值 2.0 时不稳定，综合
考虑选择 pH值 3.0。
2.5.2 洗脱液浓度对 X-5 型大孔树脂解吸的影响 由图 8 可知，随着洗脱液浓度的增加，流出液中花色苷的
含量增加，吸光度上升，当乙醇浓度在 30%~50%时吸光度迅速上升，当浓度达到 70%时，花色苷的吸光度达到
最大。但是当乙醇浓度超过 70%时，溶液的吸光度又逐渐变小。乙醇体积分数过高或过低，解吸效果都会下降。
溶液的吸光度越高，说明解吸效果越好，因此选择 pH值为 3.0的 70%乙醇作为洗脱剂。
图 7 无梗五加果花色苷洗脱液 pH值对 X-5型大孔树
脂解吸的影响
Figure 7 Effect of Acanthopanax sessiliflorus fruit
anthocyanins pH value on desorption of X-5
macroporous resins
图 8 乙醇浓度对 X-5型大孔树脂解吸的影响
Figure 8 Effect of ethanol concentration on the
desorption of X-5 macroporous resins
2.5.3 无梗五加果花色苷流速对 X-5 型大孔树脂解吸的影响 由图 9 可知，随着流速的增加，流出液吸光度
值增加，树脂对花色苷的解吸性能下降，说明流速增加不利于树脂对花色苷的解吸，可能是流速过快，花色苷
不能与洗脱剂充分作用而将其从树脂上洗脱下来。 低流速会导致实验周期延长， 所以将上样液流速控制在
1.0mL·min-1。
2.5.4 洗脱液体积的确定 由图 10 可知，采用 pH 值为 3.0 浓度为 70%的乙醇能够较好的解吸被树脂吸附的
花色苷，洗脱峰比较集中。 当洗脱液用去 50mL，即柱体积 5BV时，基本上可以将花色苷完全洗脱下来。
图 9 无梗五加果花色苷流速对 X-5型大孔树脂解
吸的影响
Figure 9 Effect of Acanthopanax sessiliflorus
fruit anthocyanins elution velocity on desorption
of X-5 macroporous resins
图 10 无梗五加果花色苷的解吸曲线
Figure 10 Curve of desorption of
Acanthopanax sessiliflorus fruit anthocyanins
2.5.5 纯化前后无梗五加果花色苷色价的比较 由
表 3 可知，纯化后的花色苷色价是纯化前的 17 倍，
并且花色苷的状态由原来的粘稠膏状物变成了粉
末固体，更有利于下一步的开发和利用。
3 结论与讨论
研究结果表明，X-5型大孔树脂是分离纯化无梗五加果花色苷较为理想的树脂类型。其对花色苷吸附平衡
时间为 5h，解吸平衡时间为 2.5h；动态吸附最适浓度为 2mg·mL-1，上样液 pH 值 3.0，最大上样量 42BV，上样流
速 1.0mL·min-1；动态解吸最适解吸液为 pH 值 3.0 的 70%乙醇，洗脱体积 5BV，解吸流速为 1.0mL·min-1。 经纯
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冯 颖等：大孔树脂纯化无梗五加果花色苷工艺的研究第 2期 - -
化后的花色苷产品为紫红色粉末，色价为 35.2是未纯化的 17倍。
大孔树脂是花色苷纯化的常规方法， 无梗五加果花色苷经大孔树脂纯化后与其他纯化后的花色苷色价比
较，色价值偏低，这可能是因为无梗五加果本身花色苷基础含量偏低，还可能因为实验中粗提液的上样量过大，
导致一部分花色苷没有被完全吸附。另外纯化时要保证花色苷在酸性条件下，当 pH值超过 7.0时，花色苷在溶
液中呈现的颜色也会发生改变。
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[责任编辑 李 薇]
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