大孔树脂纯化短梗五加果花色苷

 召信儒1，2，郭启慧1，孙海涛1，2，姜瑞平1，徐晶1

  1．通化师范学院长白山食用植物资源开发工程中心，通化师范学院制药与食品科学学院(通化134000)：2．通化师范学院长白山非物质文化遗产传承协同创新中心(通化134000)

摘要采用AB-8型大孔树脂纯化短梗五加果花色苷，以吸附率和解吸率为考察指标，确定短梗五加果花色苷的最佳纯化条件：AB-8型大孔树脂对短梗五加果花色苷的静态吸附平衡时间为4h，静态解吸平衡时间为2 h，上样液pH 2，洗脱液pH 2，洗脱液乙醇体积分数70%,上样流速1mL/min,质量浓度1mg/m L，洗脱液的流速1mL/min。

关键词  短梗五加果；花色苷；大孔树脂：吸附：解吸

 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，对其果开发利用较少。短梗五加果中含有丰富的花色苷类物质，具有抗氧化、抗突变、抗肿瘤、保护心脑血管、保护肝脏等多种生理功能。

 由于短梗五加果花色苷提取物中含有一定的糖类、有机酸、胶质、金属离子、蛋白质等成分，影响花色苷的稳定性，限制了其进一步应用，因此要对花色苷其进行纯化精制。试验选用AB-8大孔树脂对短梗五加果花色苷进行纯化，对其吸附和解吸性能进行研究，为短梗五加果花色苷的开发和利用提供理论依据。

1  试剂与仪器

1.1原料与试剂

 短梗五加果：采自集安；无水乙醇、氢氧化钠、柠檬酸、柠檬酸钠、磷酸氢二钠、氯化钠：天津市致远化学试剂有限公司；盐酸：沈阳华东试剂厂；AB-8型大孔树脂：天津市光复精细化工研究所。

1.2仪器与设备

  722S分光光度计：上海精密科学仪器有限公司；HY-5A回旋式振荡器：江苏省金坛市荣华仪器制造有限公司；雷磁PHS-3C酸度计：上海仪电科学仪器股份有限公司；ME204E分析天平：METTLER TOLEDO国际股份有限公司；TDL80-2B离心机：上海安亭科学仪器厂；KQ-200KDB超声波清洗器：昆山超声仪器有限公司。

2方法

2.1短梗五加果花色苷的制备

 将原料清洗干净，用烘干机50℃烘干，再用粉碎机粉碎过20目，收集备用。精确称取短梗五加果粉末，在料液比1：10( g/m L)、pH 2、体积分数40%的乙醇溶液、60℃的超声温度、160 W的超声功率、超声时间40 min的条件下进行超声波辅助浸提，静置过滤，使用离心机4 000 r/min离心10 min，收集上清液储存于棕色密闭容器内放于阴凉处。在波长为525 nm处测定吸光度。

2.2大孔树脂的活化处理

  用无水乙醇浸泡AB-8型大孔树脂，使其充分溶胀，24 h后除去杂质和破碎的树脂，用无水乙醇冲洗至流出液不浑浊，再用蒸馏水冲洗至中性；用5%HC1浸泡大孔树脂12 h，再用蒸馏水冲洗至中性；用5% N a OH浸泡大孔树脂12 h，再用蒸馏水冲洗至中性，备用。

2.3静态吸附动力学曲线

  取一定量的短梗五加果花色苷提取液，用pH 3的柠檬酸-柠檬酸钠缓冲溶液稀释，在525 nm的波长下测定吸光度；再取活化后的大孔树脂10 m L，置于250mL的具塞三角瓶中，分别加入100 m L稀释后的短梗五加果花色苷，置于回旋式振荡器中，在室温条件下、转速110 r/min振荡，每0.5 h测定一次上清液在525 nm波长下的吸光度，以时间为横坐标，吸附率为纵坐标，绘制静态吸附动力学曲线。

2.4静态解吸动力学曲线

  取吸附饱和的大孔树脂10 m L，置于250 m L的具塞三角瓶中，分别加入100 m L pH 3，体积分数70%的乙醇溶液，置于回旋式振荡器中，在室温条件下、转速110 r/min振荡，每0.5 h测定一次上清液在525 nm波长下的吸光度，以时间为横坐标，解吸率为纵坐标，绘制静态解吸动力学曲线。

  式中：A0-----稀释后的短梗五加果花色苷吸光度；A1——吸附饱和的树脂上清液吸光度；A2——吸附饱和的树脂解吸后上清液吸光度。

2.5吸附液pH对静态吸附的影响

  取活化后的大孔树脂10 m L，置于250 m L的具塞三角瓶中，分别加入质量浓度为1.0 mg/m L，pH分别为1.0，2.0，3.0，4.0，5.0和6.0的短梗五加果花色苷100 m L，置于回旋式振荡器中，在室温条件下、转速110 r/min振荡8h，每0.5 h测定一次上清液在525 nm波长下的吸光度，计算其吸附率。

2.6洗脱液pH对静态解吸的影响

  取吸附饱和的大孔树脂10 m L，置于250 m L的具塞三角瓶中，分别加入pH l.0，2.0，3.0，4.0，5.0和6.0的体积分数为70%乙醇溶液100 m L，置于回旋式振荡器中，在室温条件下、转速110 r/min振荡8h，每0.5h测定一次上清液在525 nm波长下的吸光度，计算解吸率。

2.7洗脱液的体积分数对静态解吸的影响

  取吸附饱和的大孔树脂10 m L，置于250 m L的具塞三角瓶中，加入100 m L pH 2.0，体积分数分别为20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%和90%的乙醇溶液，置于回旋式振荡器中，在室温条件下、转速110 r/min振荡8h，每0.5 h测定一次上清液在525 nm波长下的吸光度，计算解吸率。

2.8吸附液流速对动态吸附的影响

 取活化后的大孔树脂10 m L，采用湿法装柱，配制质量浓度为0.5 mg/m L，pH 2的短梗五加果花色苷溶液，分别以0.5，1.0，1.5和2.0 m L/min的流速通过树脂柱进行吸附，用收集器接收流出液，每10 m L收集一次，在525 nm波长下测流出液的吸光度，计算吸附率。

2.9吸附液质量浓度对动态吸附的影响

 取活化后的大孔树脂10 m L，采用湿法装柱，用pH 2的缓冲溶液分别配制质量浓度为0.25，0.5，1.0和2.0 mg/m L的短梗五加果花色苷，采用上述最佳流速使不同质量浓度短梗五加果花色苷通过树脂柱，用收集器接收流出液，每10 m L收集一次，在525 nm波长下测流出液的吸光度，计算吸附率。

2.10洗脱液流速对动态解吸的影响

 取吸附饱和的大孔树脂10 m L，采用湿法装柱，按照上述最佳条件使树脂吸附饱和，先用蒸馏水冲洗一遍，除去多糖和无机盐等杂质，然后用一定量的pH2、体积分数为70%的乙醇溶液，分别以0.5，1.0，1.5和2.0 m L/min的流速通过树脂柱，进行解吸，用收集器接收流出液，每10 m L收集一次，在525 nm波长下测流出液的吸光度。

3结果与分析

3.1静态吸附动力学曲线

 图1为大孔树脂对短梗五加果花色苷静态吸附的动力学曲线，由图1可知吸附率随着吸附时间的变化较为明显，大孔树脂对短梗五加果花色苷的吸附属于快速平衡型。0～2 h内吸附速率较快、吸附率增加明显；2～4 h，吸附率增加变缓；4h后吸附率变化不明显。因此，大孔树脂对短梗五加果花色苷静态吸附的平衡时间为4h。

3.2静态解吸动力学曲线

 由图2可知，在解吸开始的1 h内，解吸率随解吸时间变化十分明显，1～2 h内解吸率变化缓慢，2h后解吸逐渐趋于平稳，所以可认为大孔树脂对短梗五加果花色苷的解吸属于快速平衡型，静态解吸的平衡时间为2h。

3.3  吸附液pH对静态吸附的影响

 由图3可知，pH对短梗五加果花色苷吸附率的影响较显著，吸附率随pH的增大而降低，当pH 1和pH 2时吸附效果较好，pH 3～6时，吸附率下降较大。这是因为随着上样液pH的增大，短梗五加果花色苷的羟基电离氢质子易于碱结合，使大孔树脂对短梗五加果花色苷的氢键吸附能力减弱，导致吸附率下降。此外考虑到pH 1的酸度过高，在实际生产中对设备要求较高。因此，选择pH 2作为大孔树脂对短梗五加果花色苷吸附的pH。

3.4洗脱液pH对静态解吸的影响

 由图4可以发现，随着pH的升高解吸率逐渐下降，并且趋势明显。但pH酸度过高，且较高pH对短梗五加果花色苷有一定的增色作用，影响结果判断。所以，选择pH 2作为洗脱液对短梗五加果花色苷解吸的pH。

3.5洗脱液体积分数对静态解吸的影响

 由图5可知，洗脱液乙醇的体积分数对解吸效果有较大的影响，随着体积分数的增大，短梗五加果花色苷的解吸率逐渐升高。这是因为乙醇可使大孔树脂溶胀，乙醇通过与大孔树脂对短梗五加果花色苷进行竞争吸附。当体积分数为70%～90%时，解吸情况较好，但解吸率差异不显著，考虑到试剂的合理利用及成本，选择70%的乙醇体积分数为短梗五加果花色苷洗脱液。

3.6吸附液流速对动态吸附的影响

 在动态吸附过程中，流速是决定泄漏点何时出现的重要因素，当流出液的吸光度达到短梗五加果花色苷上样液吸光度的1/10时，则认为大孔树脂吸附已饱和，开始出现泄漏。由图6可知，大孔树脂对短梗五加果花色苷的吸附率随上样流速的增加而下降，当上样流速为1.5和2 m L/min时，吸附率相对较低，上样液体积为280 m L时出现泄漏，即柱体积为28 BV；当吸附流速为0.5和1 m L/min时，吸附率相对较高，上样液体积分别为400 m L和360 m L时出现泄漏，即柱体积为40 BV和36 BV，泄漏点出现的相差不大。考虑到时间的节省情况，选择短梗五加果花色苷上样流速为1mL/min。

3.7吸附液质量浓度对动态吸附的影响

 由图7的结果分析可知，大孔树脂对短梗五加果花色苷的吸附率随着短梗五加果花色苷质量浓度的升高而降低。当短梗五加果花色苷质量浓度为0.25，0.5和1 mg/m L时，吸附率变化相对较小，当短梗五加果花色苷质量浓度为2 mg/m L时，吸附率降低趋势显著。这是因为大孔树脂对短梗五加果花色苷的吸附使需要一定的平衡时间，短梗五加果花色苷质量浓度过高时，短梗五加果花色苷尚未完全被树脂吸附就流出，造成短梗五加果花色苷的浪费；但短梗五加果花色苷质量浓度过低，导致生产效率降低。因此，从节约短梗五加果花色苷和生产效率两方面综合考虑，吸附液质量浓度为1 mg/m L较适合。

3.8洗脱液流速对动态解吸的影响

  由图8可知，随着洗脱液流速的增加，洗脱液对短梗五加果花色苷的解吸效果有所下降，采用0.5和1 m L/min的流速进行洗脱时，解吸效果较好，洗脱峰集中，无拖尾现象，且两者差别不大，当洗脱液体积为70 m L时，99%的短梗五加果花色苷被解吸下来；采用1.5和2 m L/min的流速进行洗脱时，洗脱峰型较宽，且有明显的拖尾现象。综合考虑洗脱效果和试验周期，选择洗脱液的流速为1 m L/min对短梗五加果花色苷进行解吸。

4结论

  AB-8型大孔树脂对短梗五加果花色苷静态吸附的平衡时间为4h，静态解吸的平衡时间为2h；最佳分离纯化条件为：上样液pH 2，洗脱液pH 2，洗脱液乙醇体积分数为70%，上样流速为1 m L/min，质量浓度为1 mg/m L，洗脱液的流速为1 m L/min。