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AB-8大孔树脂分离纯化腊梅花总黄酮的研究
作者:杨铭 余林 江道冠 梁志坚 梁绍鉴 陈润升 黎彧    
作者单位:1.广东轻工职业技术学院,广东 广州 510300; 2.广东工业大学轻工化工学院,广东 广州 510006

《时珍国医国药》 2009年 第4期

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       【摘要】 
       目的对用大孔树脂提取腊梅花总黄酮的新工艺进行研究。方法用大孔树脂分别在不同的提取工艺条件下做平行实验,测量各样品的吸光度A。结果确定AB-8为腊梅花总黄酮的吸附树脂。其最佳静态吸附工艺条件为:温度30℃,吸附时间3 h;最佳动态解吸工艺条件:流速2.6 ml/min,上样液pH为4.3,30 ml的70%乙醇洗脱。结论AB-8大孔树脂提取腊梅花总黄酮是非常有效的,且条件易满足,成本低,提取分离效果明显,可工业化推广。
       【关键词】  大孔树脂 吸附 解吸 总黄酮
       
       腊梅花是腊梅科植物腊梅(Chamelacium uncinatum)的蓓蕾,价廉易得,广泛分布于广东、浙江等地。腊梅花中含有花色苷和芦丁、槲皮素等黄酮类化合物[1]。黄酮类化合物是植物中的抗氧化活性成分之一,近年来,人们对黄酮类化合物的抗氧化功能和机理进行了比较深入的研究,证实黄酮类化合物是一种很强的活性氧自由基清除剂[2],所以黄酮类化合物的研究日益引起了人们的重视。
        目前富集分离黄酮类的方法主要有有机溶剂萃取法和树脂吸附分离法。由于有机溶剂法存在溶剂残留和生产成本高的缺点,而大孔吸附树脂由于具有物理化学稳定性高、吸附选择性好强、富集效果好、解吸附条件温和、再生方便以及使用周期长等优点,因此,近些年来树脂吸附法被广泛地应用在天然产物的分离纯化。目前采用大孔吸附树脂分离纯化腊梅花总黄酮的研究尚未见文献报道,本文对此进行了研究,以期为工业大生产奠定基础[3]。
       1  器材
        1.1  树脂与试剂大孔吸附树脂,AB-8,NKA,NKA-9,X-5,D101(均购于南开大学化工厂);腊梅花,购于广州,在50℃的烘箱烘3 h,经粉碎后过60目筛,用石油醚(沸程60~90℃)脱脂放冷后置干燥器备用;其它试剂均为分析纯。
        1.2  仪器Galanz WD800微波炉;上海UV-7540(A)紫外可见分光光度计;北京赛多斯电子分析天平;索氏提取器;PHILPS-7120S粉碎机;数显水浴锅(上海锦屏仪器表有限公司);SHB-III循环水式多用真空子水洗尽醇,再用5%的盐酸浸泡3 h后用去离子水洗至中性,再用5%氢氧化钠溶液浸泡3 h,同样洗至中性,尽量滤去水溶液,烘干备用。
       2  方法与结果
        2.1  树脂的预处理[4]首先用无水乙醇充分浸泡24 h,然后用乙醇洗至洗出液加适量水时无白色混浊现象,然后用去离子水洗尽醇,再用5%的盐酸浸泡3 h后用去离子水洗至中性,再用5%氢化钠溶液浸泡3 h,同样洗至中性,尽量滤去水溶液,烘干备用。
        2.2  黄酮总含量的测定[5]黄酮类化合物具有特定的紫外吸收带,其结构中的肉桂酰环产生的I带在300~400 nm内,而苯甲酰环产生在240~285 nm之内,不同的黄酮在这两个吸收带的吸收强度不同,可直接于最大的吸收波长处测定其吸光度,以芦丁为标准样品计算其含量。实验中选择最大吸收波长为359 nm,回归方程为:A=0.000 405 4+0.027 18 C [A为吸光度,C为浓度(mg/L)],r=0.999 7。
        2.3  大孔吸附树脂的确定
        2.3.1  大孔吸附树脂对腊梅花总黄酮的吸附率的测定称取预处理好的树脂2.0 g于具塞磨口三角瓶中,准确加入腊梅花黄酮类水溶液30 ml,在室温下置振荡器上振荡24 h,充分吸附后,测定滤液中剩余黄酮的浓度,按照下式计算吸附率(%):
        吸附率(%)=(C1-C2)/C1×100%
        式中:C1-吸附前浓度(mg/L);C2-吸附后剩余液的浓度(mg/L)
        2.3.2  大孔吸附树脂对腊梅花总黄酮的脱附率的测定取“2.3.1”项中得到的饱和树脂,准确加入50 ml 95%的乙醇,在室温下置振荡器上振荡24 h,充分解脱后,测定滤液中黄酮的浓度,按照下式计算脱附率(%)
        脱附量=C3V1/m
        脱附率(%)=脱附量/吸附量
        式中:C3—解脱后溶液的浓度(mg/L); V1—解脱剂的体积(L);m—树脂的质量(g)        
        2.3.3  大孔树脂吸附率与脱附率测定结果见表1~2。表1  5种树脂静态饱和吸附量测定结果表2  5种树脂解吸量测定结果从表1~2可以看出,相同条件下,以上5种树脂对腊梅花总黄酮都有一定的吸附能力,其中AB-8的吸附率比X-5的要小但是较其他的都要大,但AB-8的脱附率较其他4种的都要高,从而得知AB-8大孔树脂对腊梅花总黄酮具有良好的吸附与脱附能力,因此,确定AB-8为腊梅花中总黄酮的吸附树脂。
        2.4  AB-8大孔树脂对腊梅花总黄酮吸附的实验结果
        2.4.1  最佳静态吸附条件的选择
        温度的选择:其他条件固定的前提下,控制温度为25,30,40,50℃进行吸附实验,计算吸附量。由图1可见,当温度为30℃时的吸附量较其他几个温度的高,而且30℃容易达到和控制,另外也由于温度较高黄酮性质不稳定,故选择30℃为最佳吸附温度。
        图1  AB-8对腊梅花总黄酮的吸附量与温度的关系
        吸附时间的选择:其他条件固定的前提下,选择吸附时间分别为1,2,3,4,5 h进行吸附实验,计算其吸附量。由图2可见,当吸附3 h后,树脂达到饱和状态,因此选择3 h为最佳吸附时间。
        图2  AB-8对腊梅花总黄酮的吸附量与时间的关系
        2.4.2  最佳动态解吸条件的选择
        流速的选择:其他条件固定的前提下,控制流速为2.1,2.6,3.7,5.4和9 ml/min进行动态脱附实验,由图3可以看出,当流速为2.6 ml/min时,脱附量最大,故选择2.6 ml/min为最佳流速。
        图3  流速对脱附量的影响
        pH值的选择:其他条件固定的前提下,用酸和碱将黄酮提取液调成pH值分别为3.0,4.3,5.0,6.0,进行脱附实验,计算其脱附量。由图4可以看出,当pH为4.3时脱附量最大,为0.94 mg/g。因此选择4.3为最佳pH值。
        洗脱剂浓度的选择:乙醇毒性低,而且易购买、易回收,在其他条件固定的前提下,选择体积分数为30%,50%,70%,90%,100%的乙醇进行脱附实验,计算解脱后溶液的浓度。由图5可见,当用70 %的乙醇进行解脱时解脱量高,因此选择70%为最佳洗脱剂浓度。
        图4  pH值对脱附量的影响
        图5  洗脱剂浓度对脱附量的影响
        洗脱剂用量的选择:其他条件固定的前提下,分别用20,30,40,60,80,100 ml洗脱剂进行洗脱实验,计算解脱后溶液的浓度。由图6可见,当用30 ml的乙醇进行解脱时,解脱后溶液总黄酮浓度最高,并从节省方面考虑,选出30 ml为最佳洗脱用量。
        图6  洗脱剂用量对脱附量的影响
       3  结论
        通过对5种树脂进行吸附试验,可以得出AB-8大孔树脂对腊梅花总黄酮有良好的吸附和解吸效率,是一种比较适合的腊梅花总黄酮的吸附树脂。其最佳静态吸附工艺条件为:温度30 ℃,吸附时间3 h;最佳动态解吸工艺条件,流速2.6 ml/min,上样液pH为4.3,30 ml的70%乙醇进行洗脱。实验证明,采用AB-8大孔树脂纯化分离工艺对腊梅花总黄酮的分离是非常有效的,且条件易满足,成本低,纯化分离效果明显,可工业化推广。
       【参考文献】
         [1] 王 晓,李福伟,耿岩玲,等.腊梅花提取物抗氧化作用研究[J].食品科学,2005,26(9):518.
       
       [2] 汪秋安,周 冰.天然黄酮类化合物的抗氧化活性和提取技术研究进展[J].化工生产与技术,2004,11 (5): 29.
       
       [3] 查 磊,任顺成,罗浪峰.大孔树脂对玉米花粉黄酮类的吸附分离特性研究[J].河南工业大学学报(自然科学),2007,28(1):21.
       
       [4] 贝伟剑,彭文烈,罗 杰.柿叶黄酮的大孔吸附树脂分离提纯富集[J].中草药,2005,3:257.
       
       [5] 黎 彧,李 双,李国梁,等.不同产地腊梅花总黄酮含量的测定[J].上海中医药杂志,2007,41(5):77.

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