AB-8樹脂吸附分離蘋果原花青素的研究

■蔣德旗 李慧斌 藍(lán)雪葉 農(nóng)石蓉

(1.玉林師范學(xué)院，廣西玉林 537000；2.南方醫(yī)科大學(xué)珠江醫(yī)院藥劑科，廣東廣州 510282)

原花青素為蘋果的主要酚類成分，具有較強(qiáng)的抗氧化和清除自由基的能力，還有抗衰老、防止動(dòng)脈粥樣硬化、抗腫瘤等功能。提取原花青素的植物原料中，以葡萄最常見，而從蘋果中提取的相關(guān)文獻(xiàn)較少。我國是一個(gè)蘋果生產(chǎn)大國，如能用一種經(jīng)濟(jì)、簡便的方法從低檔蘋果或深加工過程廢棄物中提取原花青素，將會(huì)有廣闊的應(yīng)用前景。大孔吸附樹脂具有吸附容量大、選擇性好、易解吸與再生、效率高等優(yōu)點(diǎn)，已將其廣泛用于生物堿、黃酮、多糖等的提取。因此，為提高吸附效率，降低生產(chǎn)成本，本研究以新鮮蘋果為原料，比較3種常用大孔樹脂對蘋果原花青素的吸附性能，選出適宜樹脂并初步探討其吸附分離的最適條件。

1 材料與方法

1.1 材料和儀器

材料：新鮮蘋果，市售，清洗去雜；D101、AB-8、D113大孔吸附樹脂，南開大學(xué)化工廠；原花青素標(biāo)準(zhǔn)品(UV≧95%)，上海金穗；其它試劑均為分析純。儀器：723N型可見分光光度計(jì)(上海荊和)；FA2004型電子天平(上海精密科學(xué)儀器)；層析柱(17 mm×200 mm)，(GLASSWELL)；RE-52AA旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器(上海亞榮)。

1.2 方法

1.2.1 蘋果提取液制備與樹脂處理

蘋果提取液的制備與樹脂預(yù)處理方法參照黃紅霞等(2009)[7]進(jìn)行。

1.2.2 原花青素含量的測定

取1 ml待測液，加入0.2 ml濃度2.0%硫酸鐵銨(溶于2 mol/l HCl)溶液，6 ml正丁醇鹽酸(正丁醇∶鹽酸=95∶5，V/V)溶液，在沸水浴中加熱40 min后冰浴降溫，測定樣品在546 nm處的吸光值。用無水乙醇將原花青素標(biāo)準(zhǔn)品配成終濃度為0.1、0.2、0.3、0.4、0.5 mg/ml的系列標(biāo)準(zhǔn)溶液。按上述方法測定吸光值，以濃度為橫坐標(biāo)，OD546nm為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，見圖1，對數(shù)據(jù)進(jìn)行線性回歸，得到方程：y=2.193x+0.002 5，R2=0.995 8，n=3。

圖1 原花青素標(biāo)準(zhǔn)曲線

1.2.3 吸附率、解吸率、吸附量的測定

精確稱取1 g樹脂于三角瓶中，往瓶中加入20 ml原花青素提取液，不時(shí)振蕩使吸附均勻，24 h后，過濾，測定濾液吸光值。將過濾得到的樹脂放入原來所在的三角瓶，加入40 ml解吸液，解吸24 h后，測定解吸液吸光值。

吸附率(%)=(原液濃度-吸附后濾液濃度)/原液濃度×100；

解吸率(%)=解吸液濃度×解吸液體積/(原液濃度-吸附后濾液濃度)×濾液體積×100；

吸附量(mg/g樹脂)=(原液濃度-吸附后濾液濃度)×濾液體積/樹脂濕質(zhì)量。

1.2.4 靜態(tài)吸附動(dòng)力學(xué)

稱取1 g樹脂于三角瓶中，往瓶中加入20 ml原花青素提取液，計(jì)時(shí)，振蕩使吸附均勻，每隔一定時(shí)間取樣測定吸光值，連續(xù)測定4 h，計(jì)算各種樹脂吸附量隨時(shí)間的變化情況。

1.2.5 pH值對吸附效果的影響

稱取1 g樹脂于三角瓶中，加入不同pH值的原花青素提取液20 ml，靜態(tài)吸附4 h，過濾，測定吸附后過濾液吸光值。

1.2.6 樣品流速對吸附的作用

將原花青素提取液調(diào)到pH值為7，層析柱中裝入預(yù)處理過的濕樹脂，將提取液以不同的流速(0.5～3.0 ml/min)上柱，按流出液每隔一定體積取樣測定吸光值。

1.2.7 解吸劑乙醇濃度對解吸的影響

將pH值為7的樣品提取液以流速為2.0 ml/min上柱吸附2 h，然后用水洗脫至洗脫液澄清，再用濃度為40%～70%的乙醇以流速2.0 ml/min進(jìn)行洗脫，按流出液每隔一定體積取樣測定吸光值。

1.2.8 乙醇流速對解吸的作用

將pH值為7的樣品提取液以流速為2.0 ml/min上柱吸附2 h，然后用水洗脫至洗脫液澄清，用60%乙醇分別以0.5～3.0 ml/min進(jìn)行洗脫，按流出液每隔一定體積取樣測定吸光值。

2 結(jié)果與分析

2.1 樹脂優(yōu)選

3種大孔樹脂對原花青素均有吸附與解吸的性能，結(jié)果見圖2，靜態(tài)吸附中AB-8對原花青素的吸附率最大，達(dá)到68.9%，其次是D101，D113的吸附效果最差；但從靜態(tài)解吸效果看，D101最佳為63.1%，AB-8為57.5%，D113的解吸性能最差。所以選擇AB-8及D101進(jìn)行更進(jìn)一步的研究，來篩選出具有最佳吸附及解吸性能的樹脂。

圖2 不同種類樹脂對原花青素吸附與解吸的效果比較

2.2 靜態(tài)吸附動(dòng)力學(xué)（見圖3）

圖3 靜態(tài)吸附動(dòng)力學(xué)曲線

由圖3可以看出，AB-8與D101對原花青素的吸附均屬于快速平衡型，在2 h內(nèi)基本達(dá)到平衡，但AB-8的吸附速率與吸附量(6.42 mg/g樹脂)均比D101大。AB-8樹脂最適宜對原花青素進(jìn)行吸附與解吸，因此以AB-8大孔樹脂為吸附填料進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn)。

2.3 pH值對吸附效果的影響（見圖4）

圖4 pH值對吸附效果的影響

樣品提取液的pH值是影響樹脂吸附性能的重要因素，原花青素在不同pH值時(shí)，其溶解度不同，所以樹脂對其吸附能力也有差異。由圖4可知，當(dāng)pH值為6、7、8時(shí)，AB-8樹脂對原花青素的吸附量基本一致，后續(xù)實(shí)驗(yàn)選擇pH值為7。

2.4 樣品流速對吸附的作用（見圖5）

圖5 樣品流速對吸附的影響

由圖5可知，AB-8樹脂對原花青素的吸附效果隨流速的增加而降低，當(dāng)流速分別為0.5、1.0 ml/min時(shí)，樹脂對原花青素吸附比較完全，當(dāng)流速大于1.0 ml/min時(shí)，由于流速太快，樣品溶液還未吸附完全就隨洗脫液流出，浪費(fèi)樣品溶液。但流速太慢，操作時(shí)間長且效率低，所以選擇樣品流速為1.0 ml/min。

2.5 解吸劑乙醇濃度對分離的影響（見圖6）

由圖6可知，隨著乙醇濃度的增加，洗脫效果也顯著提高。當(dāng)乙醇濃度提高到60%、70%時(shí)，其解吸效果差異不大，因此解吸劑乙醇濃度為60%。

2.6 乙醇流速對解吸的作用（見圖7）

圖6 解吸液乙醇濃度對分離的影響

圖7 乙醇流速對解吸的影響

由圖7可知，乙醇流速越慢，解吸越完全。流速為0.5 ml/min時(shí)，洗脫效果最好，但由于流速過慢，操作時(shí)間長且效率低，流速為1.0 ml/min時(shí)，洗脫曲線較為集中，拖尾現(xiàn)象不明顯；流速大于1.0 ml/min時(shí)，流速較快，洗脫不完全，拖尾現(xiàn)象較為明顯。所以，選擇1.0 ml/min為解吸流速為最佳。

3 結(jié)論

通過比較AB-8、D101、D113三種大孔樹脂對蘋果原花青素的吸附和解吸性能，AB-8優(yōu)于其它兩種，對原花青素具有吸附量大、選擇性強(qiáng)、吸附速率快且易于解吸等優(yōu)點(diǎn)。確定AB-8樹脂是吸附分離蘋果原花青素較為理想的吸附劑，吸附率達(dá)到68.9%，吸附量為6.42 mg/g樹脂。通過對AB-8樹脂吸附分離原花青素條件初步研究，得到最適條件為：pH值為7，上樣流速為1.0 ml/min，解吸劑乙醇濃度為60%，乙醇流速為1.0 ml/min。在后續(xù)的研究中，將通過正交設(shè)計(jì)等方法進(jìn)一步確定最適吸附和解吸分離參數(shù)，為工業(yè)化提取蘋果原花青素提供理論依據(jù)。

（參考文獻(xiàn)若干篇，刊略，需者可函索）