全 文 ：大孔树脂纯化苋菜多酚的工艺研究
周向军1， 高义霞1， 李宏娟1， 张 继1，2
（1.天水师范学院生命科学与化学学院， 甘肃 天水 741001；
2.西北师范大学生命科学学院， 甘肃 兰州 730070）
摘 要：通过吸附与解吸附试验探讨大孔树脂纯化苋菜多酚的工艺参数。 结果表明 D-101 树脂适合苋菜多酚的纯化，吸附平
衡时间为 180 min，解吸附平衡时间为 100 min。 最适吸附质量浓度为 0.2 mg/mL，pH=2，洗脱剂乙醇浓度为 60%，流速为 2 mL/min，
洗脱体积为 75 mL。 此条件下吸附率及解吸率分别为 32.92%和 97.26%。 该纯化工艺简便，适合大规模纯化苋菜多酚。
关键词：苋菜； 多酚； 纯化； 大孔吸附树脂
中图分类号：S255.5 文献标识码：A 文章编号：1004-874X（2012）21-0108-04
Purification of polyphenol in Amaranthus mangostanus L.
with macroporous resin
ZHOU Xiang-jun1, GAO Yi-xia1, LI Hong-juan1, ZHANG Ji1,2
(1.College of Life Science and Chemistry, Tianshui Normal University, Tianshui 741001, China;
2.Department of Life Science, Northwest Normal University, Lanzhou 730070, China)
Abstract： Purification parameters of polyphenol in Amaranthus mangostanus L. were explored with macroporous resin by absorption
and desorption experiment. The results showed that D-101 was suitable for the purification of polyphenol in Amaranthus mangostanus L.
Absorption equilibrium time was 180 min, desorption equilibrium time 100 min, absorption concentration 0.2 mg/mL, pH=2, ethanol
concentration 60%, elution rate 2 mL/min and elution volume 75 mL. Under these conditions, the absorption and desorption rate was
32.92% and 97.26% , respectively. This method was simple and suitable for large -scale production of polyphenol in Amaranthus
mangostanus L.
Key words： Amaranthus mangostanus L.； polyphenol； purification; macroporousresin
苋菜 （Amaranthus mangostanus L.）为苋科苋属 1 年
生草本植物，富含蛋白质、糖、脂肪酸、维生素 E、K 及锌、
钙等矿物质，素有“长寿菜”之称[1]。 苋菜具有清热解毒、通
利小便、补钙凝血、抗癌、抗肿瘤、降低胆固醇及抗氧化作
用[2-4]。 多酚是一类广泛存在于自然界的酚羟基类化合物，
主要包括黄酮、酚酸、儿茶素、绿原酸、苷类及单宁等化合
物，不仅具有较强的抗氧化性，能清除体内自由基、预防
心血管疾病、延缓人体衰老，还表现出抗肿瘤、抗突变、抗
油脂氧化、抗病毒、降血压等作用 [5-8]。 大孔吸附树脂具有
选择性强、吸附容量大、吸附解吸速度快且条件温和、成
本低等优点， 近年来在天然产物分离纯化中应用越来越
多[9]。 有关大孔吸附树脂纯化多酚的报道已引起科研人员
的关注 [10-12]，但关于大孔吸附树脂纯化苋菜多酚还未见报
道。 本试验利用大孔树脂纯化苋菜多酚，为进一步开发利
用苋菜提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
苋菜采自甘肃天水南山，50℃杀青粉碎过 178 μm 筛
备用；Folin-Ciocaileu（Folin）配制按王岸娜等 [13]的方法稍
作修改： 在 1 L 磨口回流装置内加入 50 g 钨酸钠，12.5 g
钼酸钠，350 mL 蒸馏水，25 mL 85%浓磷酸及 50 mL 37%
浓盐酸， 充分混匀以小火回流 10 h， 加入 75g 硫酸锂，25
mL蒸馏水，30 mL H2O2，开口继续加热至沸，维持 15 min，
驱除多余的溴，溶液呈金黄色，冷却后补足蒸馏水至 500
mL，置于冰箱中冷藏备用，临用时稀释 1倍。
NKA-9、AB-8、D-101 大孔吸附树脂购自天津南开大
学化工厂；其余试剂均为分析纯。
722型分光光度计（上海欣茂仪器有限公司）；UV1800
型紫外分光光度计 （日本岛津有限公司）；AL-204 电子天
平（瑞士梅特勒-托利多仪器有限公司）；RE-52AA 旋转蒸
发仪（上海亚荣生化仪器厂）。
1.2 试验方法
1.2.1 大孔树脂的预处理 AB-8、NKA-9、D-101 大孔吸
附树脂用 95%乙醇室温下密封浸泡 24 h，使之充分溶胀，
用蒸馏水反复冲洗至无白色浑浊，然后加入 4% NaOH 溶
液浸泡 12 h，用蒸馏水洗至中性，再用 4%的盐酸溶液浸
泡 12 h，用蒸馏水洗至中性，滤出树脂备用[14]。
1.2.2 多酚标准曲线的制作及苋菜多酚含量测定 按张
汆等[15]的方法稍作修改。精密称取没食子酸标准品 0.05 g，
溶解定容 100 mL，得 0.5 mg/mL的标准溶液。准确吸取 0、
1、2、3、4、5、6 mL 标准溶液，置于 50 mL 容量瓶中，蒸馏水
定容。 分别从上述不同浓度的标准溶液中移取 5 mL置于
收稿日期：2012-08-02
基金项目：天水师范学院重点学科支持项目（ZD08037）
作者简介：周向军（1980-），男，硕士，讲师，E-mail：zhouxiangjun
125@126.com
通讯作者：张继（1963-），女，博士，研究员，E-mail：egaoxy@126.
com
广东农业科学 2012 年第 21 期108
DOI:10.16768/j.issn.1004-874x.2012.21.006
表 1 3种大孔树脂的基本特性
树脂
类型
D-101
AB-8
NKA-9
外观
乳白色
乳白色不透明球状颗粒
乳白色不透明球状颗粒
极性
非极性
弱极性
极性
比表面积
（m2/g）
600~700
480~520
250~290
孔径
（nm）
20~22
13~14
15.5~16.5
吸
附
率
（ %
）
30
25
20
15
10
5
0
时间（min）
图 2 苋菜多酚吸附曲线
0 50 100 150 200 250 300
AB-8
D-101
NKA-9
AB-8
D-101
NKA-9
60
50
40
30
20
10
0
解
吸
率
（ %
）
时间（min）
图 3 苋菜多酚解吸附曲线
0 50 100 150 200 250 300
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0
OD
值
0 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30
y=3.2536x-0.0123
R2=0.9994
没食子酸质量（mg）
图 1 没食子酸标准曲线
50 mL容量瓶中，各加入 25 mL 蒸馏水，4 mL Folin-试剂，
摇匀， 静置 4~5 min 后各加入 8 mL 10% Na2CO3溶液，蒸
馏水定容，置于 75℃恒温水浴锅中 10 min，显色后于 765
nm 波长处测定吸光度。以吸光度为纵坐标，没食子酸质量
为横坐标，绘制标准曲线。 取一定体积苋菜多酚液，同标
准曲线操作，计算多酚含量。
1.2.3 大孔树脂的筛选 按高丽威等[16]方法进行，稍作修
改。
Q= （C1-C2）W ×V A
（%）= （C1-C2）C1
×100
式中：Q 为吸附量（mg/g），C1为起始浓度（mg/mL），C2为平
衡浓度 （mg/mL），V 为吸附液体积 （mL），W 为树脂重量
（g），A为吸附率（%）。
D（%）= （C3-V）W×Q ×100
式中：Q为吸附量（mg/g），C3为解吸后溶液多酚浓度（%），V
为解吸液体积（mL），W为树脂重量（g），D为解吸率（%）。
1.2.4 多酚吸附浓度和 pH的选择 称取一定质量的 D-
101 树脂转入具塞锥形瓶， 分别加入不同体积的多酚样
液， 使其终浓度分别为 0.05、0.15、0.2、0.25、0.35 mg/mL，
28℃振荡（120 r/min）吸附，测定多酚含量，计算吸附率；将
苋菜多酚调节至不同 pH值，在上述确定的条件下进行静
态吸附试验，测定多酚含量，计算吸附率，确定吸附最佳
pH值。
1.2.5 洗脱剂的选择 以 60%甲醇、60%乙醇、 丙酮和蒸
馏水为洗脱剂，加入至饱和吸附的 D-101 树脂，28℃振荡
解吸附（120 r/min），测定解吸率，考察不同洗脱剂对洗脱
效果的影响。
1.2.6 乙醇浓度的选择 以 40%、50%、60%、70%、80%、
90%乙醇为洗脱剂对饱和吸附的 D-101 树脂进行解吸
附，测定解吸液多酚浓度，计算解吸率，考察乙醇浓度对
苋菜多酚解吸率的影响。
1.2.7 洗脱流速的选择 取预处理的 D-101 大孔树脂装
入层析柱（1 cm×30 cm），用 0.5 mL/min 流速上柱，前述最
佳条件下吸附和解吸附，测定不同流速（1、2、3 mL/min）下
苋菜多酚的解吸率，确定适宜的洗脱流速。
1.2.8 洗脱曲线的制作 取 1 g 已饱和吸附苋菜多酚的
树脂在确定的最佳条件下进行吸附解吸附试验， 制作洗
脱曲线图。
2 结果与分析
2.1 多酚标准曲线的制作
标准曲线方程见图 1，y=3.2536x-0.0123，y 为吸光值，
x 为没食子酸质量（mg），R2=0.9994，可用于苋菜多酚含量
测定。
2.2 大孔树脂的筛选
研究表明，大孔树脂的结构、极性、比表面积、粒径、孔
结构、表面化学性质及被吸附分子的极性、分子大小等是
影响树脂吸附能力的主要因素[17]。 AB-8、D-101及 NKA-9
大孔树脂的基本特性见表1。 多数多酚类化合物具有糖苷
键等结构，分子极性并不太高，在弱极性或非极性树脂上
有很好的吸附效果。由图 2和图 3可知，180 min 后 3种树
脂吸附达到饱和，100 min 后解吸附达到平衡， 这说明 3
种树脂均属于快速平衡型，可缩短生产周期，对工业有利[18]。
由表 1 可知 D-101 树脂比表面积最大， 对苋菜多酚表现
出最高的吸附率，因此比表面积在苋菜多酚吸附能力方面
起部分决定作用； 同时吸附率较高的是非极性的 D-101
（28.42%）， 可能是提取得到的苋菜多酚主要成分为苷类
化合物，其属于有一定亲水性的弱极性化合物，因此有利
于弱极性或非极性树脂的吸附[19]。NKA-9和 AB-8树脂比
表面积和非极性均小于或弱于 D-101 树脂， 其吸附率均
低于 D-101，且两者吸附率相差不大。 3 种树脂解吸附相
差不大，D-101 树脂解吸率最大，为 58.56%，兼顾吸附和
109
解
吸
率
（ %
）
100
94
88
82
1 2 3
洗脱速度（mL/min）
图 7 洗脱速度的选择
70
60
50
40
30
解
吸
率
（ %
）
乙醇浓度（%）
图 6 乙醇浓度的选择
40 50 60 70 80 90
吸
附
率
（ %
）
10
8
6
4
2
0
0 0.1 0.2 0.3 0.4
多酚浓度（mg/mL）
吸
附
率
（ %
）
25
20
15
10
5
1 3 5 7
pH值
图 4 苋菜多酚浓度及 pH对吸附率的影响
A B
解
吸
率
（ %
）
60
50
40
30
20
10
0
洗脱剂
图 5 不同洗脱剂的选择
乙醇 甲醇 丙酮 水
解吸附两个因素， 选择 D-101 大孔树脂作为苋菜多酚纯
化的最佳树脂。
2.3 吸附质量浓度和 pH的选择
由图 4A 可知，随着多酚质量浓度的增加，吸附率逐
渐增加，但当多酚浓度达到 0.2 mg/mL 后，吸附率基本不
变， 这说明多酚与杂质同时竞争对树脂的吸附而达到动
态平衡， 同时高质量浓度的多酚样液溶解性降低将不利
于其与树脂的结合， 且易造成上样困难和增加控制其他
条件恒定的难度[20-21]。 因此吸附质量浓度选择 0.2 mg/mL。
由图 4B 可知，在 pH 值 1~2 范围内，D-101 树脂对苋
菜多酚的吸附率随 pH 值升高逐渐增加，原因是多酚化合
物中的苷类在溶液过酸时主要以烊盐存在， 离子化合物
不易被大孔树脂吸附，当 pH 值低于一定值后多酚几乎完
全以分子状态存在，继续降低 pH 值反而降低了树脂的选
择性吸附 [22]；随后，随 pH 值进一步增大，树脂吸附容量反
而出现明显下降，原因是多酚类化合物具有酚羟基结构，
具有一定的酸性，其-OH基团上的 H+可解离出来，以离子
形式存在水中，此时不易被树脂吸附[23-24]。 因此选择 pH=2
作为苋菜多酚吸附最适 pH值。 最佳条件下测得吸附率为
32.92%。
2.4 洗脱剂的选择
大孔树脂常用洗脱剂主要有乙醇、丙酮、甲醇和水。
由图 5 可知，60%甲醇解吸率均低于 60%乙醇和丙酮，但
考虑到丙酮的毒性较大，对后续处理不利，而水几乎检测
不到解吸作用，因此从安全、简便角度考虑，本试验选择
60%乙醇作为苋菜多酚的解吸剂。
2.5 乙醇浓度的选择
由图 6 可知，随乙醇体积分数的增加，多酚解吸率
逐渐增大；当乙醇体积分数为 60%时 ，解吸率最大 ，为
64.81%；当乙醇体积分数大于 60%时，解吸率反而出现
下降趋势，原因可能是乙醇浓度大于 60%时，其他醇溶
性杂质容易一起洗脱下来影响解吸液中多酚化合物的
含量 [25]，因此选择 60%乙醇体积分数作为最佳的乙醇
浓度。
2.6 洗脱速度的选择
洗脱速度对洗脱效果有明显的影响， 洗脱流速太
快， 洗脱剂来不及与已吸附的苋菜多酚进行充分作用，
使得解吸率降低； 洗脱速率太慢则使作业周期过长，故
应该综合考虑解吸率和时间两个因素。 由图 7 可知，当
洗脱速率在1 mL/min 时洗脱效果最好，在洗脱速率 1~2
mL/min 范围内解吸率相差不大， 当达到 2 mL/min 时，
为 98.58%，流速过低导致整个周期延长，因此本试验选
择 2 mL/min。
2.7 洗脱曲线
由图 8 可知，随着洗脱体积的不断增大，多酚浓度逐
110
多
酚
浓
度
（ m
g/
m
L）
洗脱体积（mL）
图 8 多酚洗脱曲线
0.25
0.20
0.15
0.10
0.05
0
0 20 40 60 80
渐增大， 当洗脱体积增至 15 mL 时， 多酚浓度达到最大
值，为 0.213 mg/mL。 随后多酚浓度开始下降，当洗脱体积
为 75 mL 时，多酚浓度为 0.0138 mg/mL，基本上能够洗脱
大部分已吸附的多酚。因此选择 75 mL作为洗脱体积。最
佳条件下，解析率为 97.26%。
3 结论
对 3种大孔树脂进行筛选， 最终确定 D-101 树脂作
为苋菜多酚纯化的最佳树脂。 最佳的静态吸附条件为：吸
附质量浓度为 0.2 mg/mL，pH=2。最佳动态解吸附条件为：
洗脱剂乙醇浓度为 60%，流速为 2 mL/min，洗脱体积为 75
mL。 在此条件下吸附率和解吸率分别为 32.92%和
97.26%。 结果表明，D-101 树脂对苋菜多酚具有吸附快、
解吸附易、操作简便、周期短等特点，适合大规模纯化苋
菜多酚。
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