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天山花楸叶醇提液的絮凝工艺
作者:王鲁妹,张芹,唐辉,马伟伟    
作者单位:1.石河子大学医学院第一附属医院,新疆 石河子 832008;2.省部共建新疆特种植物药资源教育部重点实验室,新疆 石河子 832002

《时珍国医国药》 2009年 第6期

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       【摘要】 
       目的优选壳聚糖用于天山花楸醇提液的纯化工艺。方法以总黄酮损失率、溶液中透光率和固形物收率为指标考察工艺3个因素对絮凝的影响。结果天山花楸醇提液絮凝工艺为:1%壳聚糖溶液加入量8%(V/V),温度50℃,药液pH值为5.0。结论该工艺条件下醇提液澄清效果良好。
       【关键词】  天山花楸 壳聚糖 絮凝
       天山花楸为蔷薇科(Rosaceae)花楸属植物Sorbus tianshanica Rupr,系新疆维吾尔族和哈萨克族民间用药,《新疆维吾尔自治区药品标准》(第一册)记载:民间以嫩枝叶、果实和茎皮入药。嫩枝叶和茎皮:味苦,性寒,无毒;果实:味甘苦,性平。功能:清热利肺,补脾生津,止咳;主治肺结核、哮喘、咳嗽、胃炎、胃痛、维生素A和维生素C缺乏症。
       
       天山花楸叶的醇提液含有鞣质、叶绿素、蛋白质等大分子物质,由于要对天山花楸叶醇提液的有效成分进行分离纯化,必须除去鞣质、叶绿素、蛋白质等大分子物质,因为鞣质、叶绿素、蛋白质等大分子物质能够污染树脂,影响树脂再生,因而需要进行絮凝,以除去鞣质、叶绿素、蛋白质等大分子物质,才能进行分离纯化。
       絮凝澄清专用壳聚糖应用于水质净化、果汁澄清、酒类除浊、废水处理、中药澄清、大分子物质回收等领域,具有天然、安全、无毒、无害且价格合适、实验操作方便等特点。本研究拟采用壳聚糖对其醇提液进行絮凝工艺的研究;絮凝后醇提液采用以透光率高、总黄酮含量变化小并且固形物收率低为指标优选天山花楸叶醇提液的絮凝工艺。
       1  仪器与试剂
       1.1 仪器
       日本岛津UV 2401(PC)紫外光谱仪,德国Sartorius BP211D电子分析天平,上海雷磁PHS-3C酸度计,北京长安HH.S 1-Ni电热恒温水浴锅。
       1.2 试剂与配制 
       冰醋酸、氢氧化钠、硝酸铝、亚硝酸钠、盐酸等均为分析纯,1%壳聚糖溶液(自制)。1%壳聚糖溶液的配制:取2 ml冰醋酸,用蒸馏水将其稀释到50 ml,精密称取1 g壳聚糖放入其中,使其完全溶解,最后用蒸馏水将其定容到100 ml,配制成1%的壳聚糖溶液,待用。
       1.3 供试品的制备
       精密称取10 g天山花楸叶倒入烧瓶中,每瓶加入60%的乙醇液100 ml,进行冷凝回流提取30 min,得醇提液并定容到100 ml,备用。
       2 方法
       2.1 絮凝[1]方法   
       将天山花楸醇提液调至一定的pH值,然后精密移取50.0 ml至比色管中,加入一定量的壳聚糖溶液,混合均匀,静置过夜。然后移取上清液,进行澄清度的透光率的测定和黄酮含量的测定。 
       2.2 杂质透光率的测定 
       天山花楸叶的醇粗提液经全波扫描可知,在665 nm处有一吸收峰,而醇粗提液絮凝后此峰处的[2]吸光度明显降低,可知此峰即为杂质峰,且除杂效果明显,故选择665 nm作为透光率的测定波长;因此,以60%的乙醇为空白,在紫外可见分光光度计上665 nm处测定粗提液、絮凝液均稀释10倍后的透光率。
       2.3 有效成分总黄酮含量的测定[3]
       用移液管精密移取0.2 ml上清液于25 ml的容量瓶中,加入1 ml 5%的亚硝酸钠,6 min后,加入1 ml 10%的硝酸铝,6 min后,加入10 ml  4%的氢氧化钠,然后用蒸馏水定容,15 min后,在510 nm处测定总黄酮吸光度。代入已建立的标准曲线方程:A=0.125 1C+0.018,R2=0.999 9,并计算总黄酮含量。
       2.4 固形物收率的测定[4]
       取各样品液20 ml,按固形物测定方法测定固形物重,并计算其收率。
       3 结果
       3.1  壳聚糖加入量对絮凝效果的影响[5]
       在絮凝温度室温、醇提液pH值为5.5条件下,将1%壳聚糖加入量设定为5个水平,即分别向醇提液中加入1,2,3,4,5 ml壳聚糖溶液。按照以上的实验方法进行实验。结果见表1。表1  壳聚糖加入量对絮凝效果的影响(略)
       综合总黄酮含量、透光率和固形物收率这3项指标,壳聚糖用量为4 ml,即壳聚糖用量相当于粗提液8%时,絮凝效果较好。
       3.2 絮凝温度对絮凝效果的影响 
       设定实验条件如下:醇提液pH值为5.5, 壳聚糖加入量为4ml,絮凝温度设定为5个水平,即20,30,40,50,60℃。按照以上的实验方法进行实验。结果见表2。表2  絮凝温度对絮凝效果的影响(略)
        综合总黄酮含量、透光率和固形物收率这3项指标,絮凝温度在50℃时,絮凝效果较好。
       3.3 醇提液的pH对絮凝效果的影响[6]
       设定实验条件:絮凝温度50℃,壳聚糖加入量为4ml,醇提液pH设定为5个水平即3.5,4.0,4.5,5.0,5.5。按照以上实验方法进行实验。结果见表3。表3  醇提液的pH对絮凝效果的影响(略)
       综合总黄酮含量、透光率和固形物收率这3项指标,醇提液pH在5.0时,絮凝效果较好。
       4 讨论[7]
       由于天山花楸叶的醇提液含有大量的叶绿素、鞣质、蛋白质等大分子物质。在进行大孔树脂纯化前,为了避免污染树脂,影响树脂再生,采用了壳聚糖絮凝法除去叶绿素,糅质等大分子物质,并以絮凝后黄酮含量,透光率(澄清度)和固形物收率为考察指标,对絮凝工艺进行了优化。
       
       壳聚糖加入量对絮凝液澄清度的影响很大,分析其原因可能是因为当壳聚糖加入量较少时,不足以和叶绿素,蛋白质,鞣酸等杂质分子发生较强的吸附架桥和电中和作用,因此形成的絮凝物体积较小,不能沉淀到溶液底部,而是悬浮于溶液中,故溶液较混浊,透光率低。随着壳聚糖加入量的增加,吸附架桥和电中和作用得到加强,絮凝效果逐渐达到最佳,但是,由于壳聚糖是长链高分子化合物[8] ,当加入量过高时,提取液中的微粒反而会被壳聚糖包围,以致失去其在微粒间发挥的架桥作用,胶体表面发生二次吸附,微粒处于再稳定状态,不易沉降,因此壳聚糖加入量不是越多越好。
       絮凝时,絮凝温度对絮凝效果有一定的影响。随着温度的升高,沉淀的体积有变小的趋势[9] ,絮凝液的澄清度下降。分析其原因可能是温度升高,沉淀不易聚集而悬浮于溶液中,使透光率降低。
       醇提液的pH值[10] 对透光率影响较大,但表现出先升高后降低的趋势。可能是因为壳聚糖是一种阳离子型絮凝剂,在酸性条件下,壳聚糖分子中的氨基与氢离子结合成阳离子,与溶液中的微粒发生架桥与电中和作用,从而使杂质聚集而沉淀下来,故醇提液的pH值要调到酸性条件下。但是,当溶液pH值过低时,壳聚糖会发生水解,导致絮凝效果下降,而且酸度过高会导致醇提液自身的稳定性下降,包括黄酮在内的许多组分就不能稳定的存在于溶液中,导致黄酮含量下降。
       用壳聚糖作为絮凝剂,不仅实验操作方便,而且价格便宜,澄清效果好,无毒,无害,具有广阔的应用前景。
       【参考文献】
           [1]刘星生,黄国林.絮凝法处理甘蔗渣蒸煮黑液[J].化工进展,2006,25(4):428.
       
       [2]张延安,豆志河.用壳聚糖脱除废水中的铜离子[J].东北大学学报(自然科学版),2006,27(2):203.
       
       [3]封士兰.甘草黄酮的提取分离和含量测定[J] .兰州医学院学报,1998,24(4):20.
       
       [4]朱才庆,余华.草珊瑚浸膏的絮凝和膜分离纯化研究[J].中草药,2006,37(1):45.
       
       [5]朱启忠,赵亮云.壳聚糖处理印染废水的研究[J].四川环境,2006,25(1):17.
       
       [6]王威,叶龙风.正交试验法优选射干提取工艺的研究[J].中成药,2000,22(4):259.
       
       [7]李冬梅,施周.絮凝条件对絮体分形结构的影响[J].环境科学,2006,27(3):488.
       
       [8]林静雯,高丹,胡筱敏,等.壳聚糖-丙烯酰胺接枝共聚及其絮凝性能[J].应用化学,2006,23(1): 38.
       
       [9]王广华,王晓昌.无机悬浮颗粒的混凝特性和絮凝体形态学研究[J].水处理技术,2006,32(5):30.
       
       [10]刘祥义,徐晓军.元宝枫水提取液的絮凝研究[J].中药现代化技术,2006,23(1):47.

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