大孔吸附樹脂分離純化麥麩中阿魏酸的研究

劉樹興 王 蓓 朱莉莉

（陜西科技大學生命科學與工程學院，西安 710021）

大孔吸附樹脂分離純化麥麩中阿魏酸的研究

劉樹興*王 蓓 朱莉莉

（陜西科技大學生命科學與工程學院，西安 710021）

利用大孔樹脂純化麥麩中阿魏酸的粗提液，篩選出合適的大孔樹脂對阿魏酸進行富集純化，提高產(chǎn)品質量。結果表明，選用HPD-100型號的樹脂對麥麩中阿魏酸的進行純化效果較好，并通過吸附-解吸動力學研究確定了最佳的純化工藝。

阿魏酸；大孔吸附樹脂；純化

研究發(fā)現(xiàn)，阿魏酸是小麥麩皮中含量最高的酚酸，他主要通過酯鍵與多糖和木質素交聯(lián)，或自身酯化或醚化形成二阿魏酸。利用堿液對麩皮的強裂解性、乙醇對阿魏酸的高溶解力再輔以超聲波破碎，提取麥麩中的阿魏酸。大孔吸附樹脂具有吸附性能強，解吸附容易，可反復使用和流體阻力小，價格便宜，操作簡單等優(yōu)點，近年來廣泛應用于物質的分離純化中。本試驗研究不同型號的大孔吸附樹脂對麥麩中阿魏酸粗提液的吸附和解吸性能，篩選出最佳的樹脂，并對影響阿魏酸吸附和解吸的因素進行了探討。

1 材料與儀器

1.1 材料與試劑

阿魏酸標準品：中國藥品生物制品檢定所；α－淀粉酶、堿性蛋白酶：北京奧博星生物技術有限公司；氫氧化鈉、體積濃度95%乙醇等均為分析純；D101、AB-8、NKA-9、HPD-100、HPD-722型大孔吸附樹脂：滄州寶恩化工有限公司；小麥麩皮：市售。

1.2 儀器

DK-98-1型電熱恒溫水浴鍋：天津市泰斯特儀器有限公司；101-2型鼓風干燥箱：北京科偉永興儀器有限公司；TDL-40B型離心機：上海安亭科學儀器廠；2600型紫外可見分光光度計：上海尤尼柯儀器有限公司；KQ-520TDV高頻數(shù)控超聲波清洗器：昆山市超聲儀器有限公司；層析柱（φ2 cm×30 cm）。

2 試驗方法與結果

2.1 阿魏酸含量測定方法

采用紫外分光光度法測定阿魏酸含量。用體積濃度95%乙醇配制成0.001 mg/mL、0.002 mg/mL、0.003 mg/mL、0.004 mg/mL、0.005 mg/mL、0.006mg/mL、0.007 mg/mL、0.008 m g/mL的阿魏酸標樣溶液，以餾水作空白，于320 nm波長下進行測定，得到阿魏酸標準曲線為 D （λ）=66.35 ρ-0.004 3，R2=0.999。

2.2 大孔吸附樹脂純化阿魏酸的工藝條件

2.2.1 阿魏酸粗提液的制備工藝

稱取100 g麩皮，經(jīng)蛋白酶和淀粉酶除去部分蛋白質和淀粉后烘干，然后在氫氧化鈉質量分數(shù)為4%、堿醇體積比為2∶1、料液質量比為1∶12、超聲功率為200 W、超聲溫度為80℃的條件下提取30 min，反應結束后離心，水洗兩次，收集上清液，調節(jié)pH至4，然后減壓濃縮并除去乙醇，使得溶液中阿魏酸質量濃度為0.2 mg/mL，反復過濾，制得阿魏酸粗提液（上樣液），備用。

2.2.2 樹脂預處理

將大孔吸附樹脂置于容器中用自來水沖洗2～3次，去除多余的樹脂保護劑。用體積濃度95%的乙醇浸泡24 h，使其充分溶脹，然后以乙醇濕法轉移至柱內并繼續(xù)用乙醇流動清洗，不時檢查流出的乙醇，至一份體積乙醇液加三份體積入水不產(chǎn)生白色渾濁，再用水洗凈樹脂中的乙醇。然后用質量分數(shù)5%的HCl浸泡24 h后水洗至中性，再用質量分數(shù)5%的NaOH溶液浸泡24 h后水洗至中性，備用。

2.2.3 靜態(tài)吸附解吸試驗

大孔樹脂類型的優(yōu)選采用靜態(tài)吸附法，通過測定吸附殘液和解吸液的阿魏酸含量篩選最適樹脂。選擇 D-101、HPD-100、HPD-722、AB-8、NKA-9這5種樹脂（各樹脂性質見表1），以阿魏酸的吸附量和解吸率為指標，篩選最適的大孔吸附樹脂。準確稱取處理后的各型號樹脂1 g，加入阿魏酸粗提液100 mL，置于25℃、120 r/min的恒溫振蕩搖床上振蕩吸附24 h后，測定阿魏酸的含量。用蒸餾水沖洗樹脂后，加入體積濃度95%乙醇50 mL于25℃、120 r/min的恒溫振蕩搖床上振蕩解吸附24 h，測定解吸液中阿魏酸的含量，計算各樹脂的吸附量和解析率，結果見表2。

表1 大孔吸附樹脂的物理性質及含水量

表2 各類型大孔吸附樹脂對阿魏酸的吸附量和解析率

由表2可知，以上幾種大孔吸附樹脂中，HPD-722和HPD-100大孔樹脂的吸附量和解析率較高，解吸效果較好，但是HPD-100具有較大的吸附量和解析量，因此，本試驗選用HPD-100大孔吸附樹脂。

2.2.4 上樣量的確定

通過測定阿魏酸泄露曲線確定上樣量。取一定量預處理過的HPD-100大孔吸附樹脂濕法裝柱，約5 cm高，即1 BV=15 mL。將阿魏酸粗提液以2BV/h的流速上柱進行動態(tài)吸附，每1 BV收集一份流出液，測定每份洗脫液中阿魏酸的含量。以流出液倍床體積為橫坐標，阿魏酸泄露量為縱坐標，繪制阿魏酸泄露曲線，見圖2。

由圖2可知，在流出液為第4倍床體積時就開始輕微泄露，到7倍床體積時泄露加速，越往后阿魏酸泄露的越多。因此在考慮經(jīng)濟成本和時間效率，選擇上樣量為7倍床體積左右。

2.2.5 吸附流速的確定

將阿魏酸粗提液上柱進行動態(tài)吸附，選擇1BV/h、2BV/h、3BV/h三種流速進行動態(tài)吸附，每1 BV收集一份流出液，測量其中阿魏酸的含量，結果見圖3。

由圖3可知，吸附流速越大，樹脂的處理量越小，3BV/h的吸附流速只能處理11BV的上柱液，而1BV/h和2BV/h的處理量分別為14BV和13BV，相差不大?？紤]到經(jīng)濟性，選擇2BV/h的吸附流速。

2.2.6 洗脫液體積濃度的確定

配置不同體積濃度的乙醇溶液作為洗脫液，在最佳上樣量和最佳吸附流速的條件下進行動態(tài)吸附達到吸附飽和后，靜置過夜，然后用2BV的蒸餾水進行洗脫除去多糖等雜質，再用不同的洗脫液以1BV/h的流速進行洗脫，每1BV收集一份流出液，測量其中阿魏酸的含量，結果見圖4。

如圖4所示，用體積濃度40%的乙醇洗脫時，所需的洗脫液體積較多，不利于后續(xù)的濃縮處理。體積濃度60%的乙醇只需用7 BV就可將阿魏酸洗脫完全，洗脫峰也較集中；體積濃度80%的乙醇在洗脫時顏色較深，證明過高的乙醇體積濃度會將色素等雜質一并洗脫。從洗脫效果和經(jīng)濟方面考慮，選擇體積濃度60%乙醇溶液作為洗脫液。

2.2.7 洗脫流速的確定

分別采用0.5 BV/h、1 BV/h、2 BV/h的洗脫流速對已經(jīng)吸附飽和的樹脂進行洗脫，每1 BV收集一份流出液，測量其中阿魏酸的含量，結果見圖5。

結果表明，流速越慢越洗脫效果越好，因為洗脫液流速越慢越有利于樹脂中的阿魏酸溶解于洗脫液中。由圖5可知，在0.5BV/h，1BV/h的洗脫流速下，洗脫峰較集中，6BV的洗脫液就可以洗脫完全?？紤]到0.5BV/h，1BV/h的洗脫效果差別不大，從經(jīng)濟效率方面考慮，選擇1BV/h的洗脫流速。

2.3 驗證試驗

純化0.2 mg/mL的阿魏酸粗提液時，上樣量為7倍床體積，上樣流速選擇2BV/h，達到吸附飽和后，靜置過夜，然后用2BV的蒸餾水沖洗以除去雜質，用體積濃度60%的乙醇溶液以1BV/h的流速進行解吸，解吸液濃縮，真空低溫干燥后取樣測定阿魏酸的量，平行進行3次試驗，結果產(chǎn)品中阿魏酸的平均質量分數(shù)為23.4%，而原料中僅為0.42%，說明采用大孔吸附樹脂純化小麥麩皮中的阿魏酸的效果良好。

3 結論

a）大孔吸附樹脂具有選擇性好、吸附容量大、再生處理方便、吸附迅速、解吸容易等特點，通過靜態(tài)吸附解吸試驗結果，選擇HPD-100大孔吸附樹脂純化阿魏酸。

b）采用HPD-100大孔吸附樹脂純化小麥麩皮中的阿魏酸的最佳工藝條件為：上樣液質量濃度為0.2 mg/mL，上樣量為7 BV，吸附流速為2 BV/h，吸附飽和后，先用2BV的蒸餾水沖洗除去雜質，再用體積濃度60%的乙醇溶液在洗脫流速為1 BV/h下進行解吸，可顯著富集和純化提取液中的阿魏酸。

［1］李昌文，歐陽韶暉.小麥麩皮的綜合利用［J］.糧油加工與食品機械，2003（7）：55-56.

［2］AISANCHO，BBARTOLOMET，CGOMEZ-CORDOVEST，et a1.Release of ferulic acid from cereal residues by barley enzymaticextract［J］.Fottmalofcerealscience，2001，34：173-179.

［3］韓瑞亭，宋新麗.超聲法水提當歸中阿魏酸的工藝研究［J］.黑龍江醫(yī)藥，2006（19）：14-15.

［4］金汝城，李貴文，馬素麗.大孔吸附樹脂法分離純化當歸中阿魏酸的工藝［J］.中草藥，2008，39（9）：1 324-1 326.

［5］張莉力，遲玉杰.利用麥麩制備阿魏酸條件研究［J］.糧食與油脂，2005（4）：25-26.

Purification of ferulic acid in wheat bran by macroporous adsorption resin

LIUShu-xing*WANGBei ZHULi-li
（College oflife science&engineering,Shanxi universityofscience&technology,Xi'an 710021,China）

To select a suitable macroporous adsorption resin for enrichment and purification of ferulic acid from wheat bran to improve product quality.Results showed that by the use of resin HPD-100 to purify ferulic acid in wheat bran， and through adsorption-desorption dynamics study，the best purification technologywas determined.

ferulic acid； macroporous adsorption resin；purification

TS213.2+1

A

1673-6004（2011）03-00036-04

*劉樹興，男，1962年出生，1988年畢業(yè)于陜西科技大學應用化學專業(yè)，碩士，教授。

王蓓，通訊作者，女，Email：baby041254@126.com.

2011-07-25