大孔樹(shù)脂分離純化洛神花花色苷的研究

范碧琴,杜靜君,趙 桃

(上海工程技術(shù)大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院,上海 201620)

大孔樹(shù)脂分離純化洛神花花色苷的研究

范碧琴,杜靜君,趙 桃*

(上海工程技術(shù)大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院,上海 201620)

比較了NAK-9,X-5,AB-8,DM130,DA201,Sp850,XAD-7型大孔樹(shù)脂對(duì)洛神花花色苷的吸附純化效果,結(jié)果表明Sp850型大孔樹(shù)脂對(duì)洛神花花色苷具有較好的吸附和解吸能力,在25℃條件下的吸附特征符合Langmuir等溫吸附模型(R2=0.9961)。動(dòng)態(tài)吸附和解吸研究表明,Sp850樹(shù)脂吸附純化洛神花花色苷的最佳參數(shù)為:上柱液溶液pH為2.0,上樣流速2BV/h,此條件下每克Sp850樹(shù)脂可處理14.3mg花色苷;洗脫劑為60%乙醇,解吸流速為2BV/h?？梢?jiàn)光譜和HPLC分析可知純化前后花色苷性質(zhì)未發(fā)生變化,純化后的洛神花花色苷純度增加7.4倍,由5.8%變?yōu)?6.8%,回收率達(dá)到64.9%。

花色苷,大孔樹(shù)脂,洛神花,純化

花色苷是一類廣泛存在于植物的花、果實(shí)、莖、葉和根器官細(xì)胞液中的天然水溶性色素,使植物呈現(xiàn)由紅、紫紅到蘭等不同顏色。近年來(lái)研究發(fā)現(xiàn),花色苷類色素不僅在不同溶劑條件下可呈現(xiàn)紅、綠、棕黃、藍(lán)紫等不同顏色,能滿足不同的著色需求[1],而且安全無(wú)毒,并具有較強(qiáng)的抗氧化[2-5],抗炎癥[6],抗癌[7-9]能力和顯著的心血管保護(hù)能力[10-11]。因此,花色苷在食品、化妝品、醫(yī)藥領(lǐng)域有著巨大應(yīng)用潛力,是替代合成色素的理想材料。

洛神花(HibiscussabdariffaL.)是錦葵科木槿屬一年生植物,主要分布于我國(guó)臺(tái)灣、福建、廣東、廣西、云南等省區(qū)以及東半球熱帶地區(qū)。洛神花花萼中色素含量高,總花色苷含量為干花萼的2.5%(w/w)[12],且色素溶出快,是難得的天然紅色素資源,研究開(kāi)發(fā)價(jià)值極大。

近幾年,天然植物活性成分的提取分離廣泛采用了大孔樹(shù)脂[13]。大孔樹(shù)脂的吸附作用主要是通過(guò)表面吸附、表面電性、氫鍵及分子篩作用等,具有應(yīng)用范圍廣、理化性質(zhì)穩(wěn)定分離性能優(yōu)良、使用方便、溶劑用量少等優(yōu)點(diǎn)[14]。本研究主要對(duì)大孔樹(shù)脂分離純化洛神花花色苷的條件進(jìn)行優(yōu)化,確定最佳吸附樹(shù)脂類型和影響因素,旨在尋找具有一定選擇性、吸附容量大、易于解吸的樹(shù)脂及最佳純化工藝條件,為洛神花天然色素的開(kāi)發(fā)和利用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

洛神花 購(gòu)自杭州藝福茶葉有限公司;實(shí)驗(yàn)所用所有試劑 均為分析純,購(gòu)自國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;NAK-9,X-5,AB-8,DM130,DA201,Sp850型大孔樹(shù)脂 購(gòu)自北京慧德易科技有限公司;XAD-7型大孔樹(shù)脂 購(gòu)自美國(guó)羅門哈斯公司。樹(shù)脂的基本特征如表1所示。

AB104-N型分析天平 梅特勒-托利多上海有限公司;SHZ-D(Ⅲ)型循環(huán)水式真空泵 鞏義市英峪予華儀器廠;pHS-2 pH計(jì) 上海分析儀器廠;UV-1800型紫外可見(jiàn)分光光度計(jì) 上海精密儀器儀表有限公司;RE52-99旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀 鞏義市予華儀器有限責(zé)任公司;BT1-100恒流泵 上海琪特分析儀器有限公司;DHG-9023A電熱恒溫鼓風(fēng)干燥機(jī) 上海賀德實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司;81-2電熱恒溫真空干燥機(jī) 上海醫(yī)療器械七廠;SXL-70冷凍水浴恒溫振蕩儀 金壇市佳美儀器有限公司。

表1 實(shí)驗(yàn)所用大孔樹(shù)脂的基本性質(zhì)Table1 Physical properties of the macroporous resins used

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 色素的提取 洛神花花萼磨碎過(guò)50目篩,以蒸餾水為溶劑,在料液比1∶6,50℃條件下水浴提取1h,在前期實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，選擇將提取液過(guò)濾后置于4℃冰箱中避光保存。

1.2.2 色素濃度的測(cè)定 色素濃度的測(cè)定采用pH示差法[15],含量由等量矢車菊素-3-葡萄糖苷(Cyd-3-G)表示,計(jì)算公式如下:

式(1)

式中:C為花色苷濃度(mg/L);A為pH 1.0時(shí)花色苷在520nm與700nm的吸光值之差減去pH4.5時(shí)花色苷在520nm與700nm的吸光值之差;MW為Cyd-3-G的分子量449.2g/mol;DF為稀釋倍數(shù);103為將單位由g轉(zhuǎn)化為mg的倍數(shù);ε為摩爾消光系數(shù)26900L/(mol·cm);1為比色皿寬度(cm)。

1.2.3 樹(shù)脂的預(yù)處理與再生 7種大孔樹(shù)脂,使用前先分別用四倍體積的無(wú)水乙醇浸泡24h,充分溶脹,去除懸浮顆粒。濕法裝柱,用無(wú)水乙醇淋洗直至洗出液無(wú)白色渾濁現(xiàn)象,再用蒸餾水洗至無(wú)乙醇為止,然后過(guò)濾收集樹(shù)脂。

大孔樹(shù)脂的再生方法:把用過(guò)的大孔樹(shù)脂濕法裝柱,以兩倍體積的5% NaOH浸泡10～24h,然后以蒸餾水洗至pH呈中性;再以兩倍體積的5% HCl浸泡4～6h,以蒸餾水洗至pH呈中性;再以兩倍體積的95%乙醇浸泡24h,最后用蒸餾水洗至流出液無(wú)乙醇為止。

1.2.4 樹(shù)脂水分含量的測(cè)定 稱取2g預(yù)處理后的樹(shù)脂,放入烘箱70℃下烘24～48h,至重量不再變化,稱重并計(jì)算樹(shù)脂的水分含量。本研究中所涉及的樹(shù)脂重量均記為換算后的干重質(zhì)量。各樹(shù)脂的含水量見(jiàn)表1。

1.2.5 靜態(tài)吸附和解吸實(shí)驗(yàn) 洛神花色素提取物的靜態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)方法為:將0.1g(干重)預(yù)處理后的樹(shù)脂置于50mL具塞磨口錐形瓶中,加入20mL花色苷提取液,恒溫振蕩器上于25℃、100r/min振蕩24h,充分吸附后,過(guò)濾,用pH示差法測(cè)定濾液的花色苷含量。

靜態(tài)解吸方法為:將濾出的樹(shù)脂用蒸餾水沖洗后,加入20mL乙醇溶液(80%)置恒溫振蕩器上于25℃、120r/min振蕩解吸24h,過(guò)濾,用pH示差法測(cè)定濾液的花色苷含量。

1.2.6 動(dòng)態(tài)吸附和解吸實(shí)驗(yàn) 樹(shù)脂的動(dòng)態(tài)吸附和解吸實(shí)驗(yàn)使用玻璃交換柱進(jìn)行。將1.5g(干重)Sp850樹(shù)脂濕法裝柱,樹(shù)脂的柱體積(BV)為6mL。分別以1、2、3BV/h的流速上樣,上樣液濃度為22.0mg/L。每隔1BV測(cè)定流出液中花色苷的濃度,繪制泄露曲線。至流出液中花色苷的濃度增加為22.0mg/L,此時(shí)樹(shù)脂已達(dá)到吸附飽和。

上樣結(jié)束后用蒸餾水沖洗,以便洗下樹(shù)脂中水溶性的雜質(zhì)、糖、蛋白質(zhì)。待水洗流出液為無(wú)色后,用80%的乙醇溶液沖洗樹(shù)脂吸附柱,洗脫液分別以1、2、3BV/h的速度洗脫,收集洗脫液,每5mL測(cè)定一次流出液的花色苷含量,并繪制洗脫曲線。

1.2.7 樹(shù)脂吸附、解吸能力,吸附率和解吸率的計(jì)算 樹(shù)脂的吸附、解吸能力,吸附率和解吸率分別按照下列公式計(jì)算[16]。

吸附能力的測(cè)定:

式(2)

式(3)

式中:qe為吸附平衡時(shí)的吸附能力(mg/g樹(shù)脂);E為吸附率,即吸附平衡時(shí)吸收的花色苷與原液中花色苷含量的比值(%);C0和Ce為吸附前和吸附平衡后溶液中花色苷的濃度(mg/L);Vi為色素樣品的初體積(L);W為樹(shù)脂的干重(g)。

解吸能力的測(cè)定:

式(4)

式中,D為解吸率(%);Cd為吸解吸液中花色苷含量(mg/L);Vd為解吸液的體積(L);C0,Ce和Vi與式(2)(3)中相同。

1.2.8 吸附等溫線的測(cè)定 取不同初始濃度(7.7,15.4,30.9,61.9,123.8,247.5,495.0mg/L)的洛神花花色苷提取液各20mL,加入0.1g樹(shù)脂,在恒溫振蕩器上于25℃、100r/min振蕩24h,充分吸附后,測(cè)定樹(shù)脂吸附平衡后溶液中花色苷的濃度(mg/L),計(jì)算吸附能力qe(mg/g樹(shù)脂),繪制吸附等溫線。

1.2.9 回收率的測(cè)定 在實(shí)驗(yàn)確定的最佳純化條件下(上樣pH2.0,上樣流速2BV/h,洗脫液40%乙醇,洗脫流速2BV/h),測(cè)定Sp850樹(shù)脂純化玫瑰茄花色苷的樣品的回收率,并按式(5)計(jì)算:

式(5)

式中,Y為回收率(%);C0為原液濃度(mg/L);Cd為洗脫液濃度(mg/L);Ca為流出液(即流出的上樣液)中花色苷濃度(mg/L);Vd為洗脫液體積(L);Vp為上樣液體積(L)。

1.2.10 富集效果測(cè)定 在最佳純化條件下,分析了Sp850樹(shù)脂對(duì)洛神花花色苷的純化效果。分別取10mL純化和未純化的洛神花提取液,測(cè)定其花色苷含量,然后在100℃條件下烘干提取液,測(cè)定其干物質(zhì)(粉末)重量,并計(jì)算花色苷所占干重。

1.2.11HPLC檢測(cè) 分析所用色譜柱為WatersSunfireC18(2.1×150mm,5μm);流動(dòng)相:A為0.1% 三氟乙酸,B為乙腈。線性梯度洗脫條件為[17]:0～5min,10%B;5～20min,10%～15%B;20～25min,15%B;25～30min,15%～18%B。流速:0.5mL/min,進(jìn)樣量20μL,檢測(cè)波長(zhǎng)520nm。

1.3 數(shù)據(jù)分析

所有實(shí)驗(yàn)均設(shè)置3次重復(fù),文中數(shù)據(jù)取重復(fù)實(shí)驗(yàn)平均值。統(tǒng)計(jì)學(xué)分析采用SPSS11.5forWindows軟件進(jìn)行。

2 結(jié)果與分析

2.1 大孔樹(shù)脂的篩選

從表2可以看出,7種大孔樹(shù)脂吸附率大小為Sp850>DM130>AB-8>X-5>XAD-7>DA201>NKA-9。從樹(shù)脂極性來(lái)看,非極性和弱極性的樹(shù)脂,如Sp850、DM130、AB-8、X-5對(duì)花色苷類色素的吸附能力較強(qiáng)。從樹(shù)脂的比表面積來(lái)看,比表面積增加,吸附量提高。Sp850的吸附能力大于樹(shù)脂AB-8、DM130、X-5;XAD-7的吸附能力也大于DA201。這是由于大孔樹(shù)脂的吸附原理主要為物理吸附,產(chǎn)生的吸附只是分子間的引力,因此表面積增加分子間作用力加強(qiáng),對(duì)吸附有利。供試7種大孔樹(shù)脂的解吸能力為:Sp850>DM130>AB-8>X-5>XAD-7>DA201>NKA-9,與其吸附能力一致。

表2 不同樹(shù)脂的吸附和解吸性能Table 2 Results of adsorption capacities,adsorptionand desorption ratios of different resins

由于花色苷類物質(zhì)在溶液中的結(jié)構(gòu)受pH影響顯著,選擇了吸附和解吸效果最好的Sp850,DM130,AB-8三種樹(shù)脂,考察不同pH下它們對(duì)洛神花色素的吸附效果,以便進(jìn)一步篩選合適的樹(shù)脂,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖1所示。由圖可知,Sp850、DM130、AB-8在各自最佳pH下的吸附能力為Sp850>AB-8>DM130。Sp850在pH為2.0時(shí)吸附效果最佳。在不同pH的水溶液中,花色苷存在不同分子結(jié)構(gòu)的平衡。在pH為1.0時(shí)主要以花鎓陽(yáng)離子結(jié)構(gòu)存在,在pH為2.0左右在溶液中保持分子形式,隨著pH的進(jìn)一步增加,花色苷分子逐步發(fā)生去質(zhì)子化,并最終開(kāi)環(huán)形成醌式脫水堿和查爾酮混合物[18]。因此,洛神花花色苷在pH2.0～3.0時(shí)的吸附量最大,說(shuō)明實(shí)驗(yàn)所用三種樹(shù)脂對(duì)花色苷類物質(zhì)的吸附主要依靠氫鍵。由于Sp850樹(shù)脂對(duì)洛神花花色苷具有最佳靜態(tài)吸附和解吸能力,故用于進(jìn)行隨后的深入研究。

圖1 樣品pH對(duì)樹(shù)脂吸附能力的影響Fig.1 Effect of pH value of sample solution on the adsorption capacities of resins

2.2 樹(shù)脂的吸附飽和曲線

通過(guò)測(cè)定溶液中殘留的花色苷濃度研究Sp850 樹(shù)脂對(duì)洛神花花色苷的靜態(tài)吸附動(dòng)力曲線。由圖2可知,在最初的1.5h,Sp850對(duì)洛神花花色苷的吸附速率迅速上升,隨后逐漸下降,并在5h左右到平衡,因此Sp850的靜態(tài)吸附飽和時(shí)間為5h。

圖2 Sp850吸附洛神花花色苷的動(dòng)力曲線Fig.2 Adsorption kinetics curve for roselle anthocyanins on Sp850

2.3 吸附等溫線

在25℃條件下Sp850對(duì)洛神花花色苷的吸附等溫線如圖3所示。洛神花花色苷的溶液的初始濃度分別為7.7,15.4,30.9,61.9,123.8,247.5,495.0mg/L。如圖3所示,Sp850對(duì)洛神花花色苷的吸附量隨初始溶液濃度上升,至247.5mg/L達(dá)到飽和。

圖3 25℃條件下Sp850吸附洛神花花色苷的動(dòng)力曲線Fig.3 Adsorption isotherm for roselle anthocyanins on Sp850 at 25℃

采用Langmuir和 Freundlich模型研究花色苷與樹(shù)脂之間的相互作用。其中,Langmuir模型適用于研究單層吸附,假定吸附能量均一地分配,吸附劑和吸附質(zhì)之間沒(méi)有相互作用,而Freundlich模型假定在不同的吸附位置和能量下存在非均一的吸附,被廣泛用于不同的吸附體系,可研究單層以及多層吸附行為。

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)用Langmuir方程式(6)進(jìn)行擬合:

式(6)

其中K為吸附平衡常數(shù);q0為經(jīng)驗(yàn)常數(shù);qe,Ce同式(2)。

根據(jù)Ce和Ce/qe繪制線性曲線,分別從截距和斜率得到K和q0值。

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)同時(shí)采用Freundlich方程(7)進(jìn)行擬合:

式(7)

其中:K為Freundlich常數(shù),可用于判定吸附能力;n為經(jīng)驗(yàn)常數(shù),與吸附力的數(shù)量級(jí)相關(guān)[19],Ce同式(2)。

式(7)可轉(zhuǎn)化為線性公式(8):

lnqe=lnK+nlnCe

式(8)

根據(jù)lnCe和lnqe繪制線性回歸曲線,分別從截距和斜率得到K和n值。

如表3所示,Langmuir和Freundlich模型對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合的相關(guān)系數(shù)R2均達(dá)0.9以上,其中Langmuir的相關(guān)系數(shù)R2最高,達(dá)到0.9961,說(shuō)明此模型更適用于研究Sp850樹(shù)脂對(duì)洛神花花色苷的吸附。一般認(rèn)為當(dāng)Freundlich方程中n的值在0.1～0.5范圍內(nèi)時(shí)吸附較易進(jìn)行,當(dāng)n在0.5～1范圍內(nèi)時(shí)吸附較難發(fā)生,該值超過(guò)1時(shí),很難進(jìn)行吸附[20]。從表3中可知,Sp850樹(shù)脂吸附洛神花花色苷時(shí)的n值為0.3477,即25℃時(shí)該吸附反應(yīng)較易進(jìn)行。

表3 25℃條件下Sp850吸附洛神花花色苷的吸附等溫參數(shù)Table 3 Langmuir and Freundlich adsorption isothermparameters for roselle anthocyanins on Sp850 at 25℃

2.4 洗脫液對(duì)靜態(tài)解吸的影響

樹(shù)脂的靜態(tài)解吸實(shí)驗(yàn)按照1.2.5中的方法進(jìn)行。樹(shù)脂吸附平衡以后,用蒸餾水洗凈樹(shù)脂表面的雜質(zhì),過(guò)濾。將濾出的樹(shù)脂加入20mL不同濃度(0%,20%,40%,60%,80%,95%)的酸化乙醇(含0.1% HCl)溶液進(jìn)行解吸,所得結(jié)果如圖4所示,使用40%～60%左右的酸化乙醇即可達(dá)到>90%以上的洗脫率,但根據(jù)隨后對(duì)色素動(dòng)態(tài)洗脫曲線的測(cè)定,發(fā)現(xiàn)在相同的流速條件下,使用60%的乙醇洗脫速度更快,且洗脫成分相對(duì)集中,有利于純化和富集(結(jié)果另文發(fā)表),故確定最佳靜態(tài)解吸乙醇濃度為60%。

圖4 乙醇濃度對(duì)靜態(tài)洗脫率的影響Fig.4 Effect of ethanol concentration on the static desorption ratio

2.5 樹(shù)脂動(dòng)態(tài)泄露曲線的測(cè)定

大孔樹(shù)脂的吸附達(dá)到泄漏點(diǎn)時(shí),樹(shù)脂的吸附力減弱甚至消失,溶質(zhì)會(huì)從樹(shù)脂中泄漏出來(lái)。因此在樹(shù)脂純化過(guò)程中,通過(guò)泄漏曲線來(lái)確定所需樹(shù)脂的量,上樣體積和合適的上樣流速是非常必要的[16]。一般認(rèn)為當(dāng)流出液的濃度達(dá)到上樣液濃度的10%時(shí),樹(shù)脂的吸附量已經(jīng)達(dá)到飽和,此時(shí)的上樣體積為最佳上樣體積。

在不同的上樣流速條件下檢測(cè)了Sp850大孔樹(shù)脂的動(dòng)態(tài)泄露曲線,每6mL檢測(cè)一次流出液中的花色苷含量。由圖5可知,在相同濃度下,以1BV/h為流速時(shí),最佳上樣體積為168mL;當(dāng)流速為2BV/h時(shí),最佳上樣體積為162mL;當(dāng)流速為3BV/h時(shí),最佳上樣體積為120mL。由此可得,在1、2BV/h流速下,最佳上樣體積相近,而2BV/h流速時(shí)更節(jié)約時(shí)間,效率更高,故最佳上樣流速為2BV/h。在此流速條件下,6mL(1.5g干重)濕樹(shù)脂可以處理162mL濃度為132.6mg/L洛神花花色苷提取液,即每克樹(shù)脂可純化14.3mg花色苷,可見(jiàn)采用Sp850樹(shù)脂純化洛神花花色苷是一個(gè)高效經(jīng)濟(jì)的方法。

圖5 不同流速條件下Sp850樹(shù)脂 吸附洛神花花色苷的動(dòng)態(tài)泄露曲線Fig.5 Dynamic breakthrough curves of roselle anthocyanins packed with Sp850 resin at different flow rates

2.6 動(dòng)態(tài)洗脫曲線

為了選擇最佳的洗脫流速,對(duì)1、2、3BV/h三種流速進(jìn)行了測(cè)定。由圖6可知,流速較慢時(shí)(1BV/h)出峰時(shí)間較慢,導(dǎo)致整個(gè)制備周期的延長(zhǎng)。在流速提高至2BV/h和3BV/h時(shí),出峰時(shí)間相似,但2BV/h的解吸曲線對(duì)稱性更好,洗脫成分相對(duì)集中,有利于純化和富集。因此在2BV/h流速條件下,從Sp850樹(shù)脂解吸洛神花花色苷效果更好。

圖6 不同流速條件下Sp850樹(shù)脂 吸附洛神花花色苷的動(dòng)態(tài)洗脫曲線Fig.6 Dynamic desorption curves of roselle anthocyanins packed with Sp850 resin at different flow rates

2.7 純化效果分析

2.7.1 回收率 根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果計(jì)算可知,在最佳純化條件下,利用Sp850樹(shù)脂純化玫瑰茄花色苷的回收率Y達(dá)64.9%。

2.7.2 富集效果 由表4可知,純化前花色苷的百分含量為5.8%,純化后的花色苷的百分含量為36.8%,花色苷富集倍數(shù)為7.4。

表4 純化前后洛神花提取物中花色苷的百分含量Table 4 Anthocyanins in raw roselle extract before and after purification with Sp850

2.7.3 純化工藝對(duì)洛神花花色苷性質(zhì)的影響 為考察純化工藝對(duì)洛神花花色苷性質(zhì)是否有影響,在可見(jiàn)光區(qū)400～800nm對(duì)其進(jìn)行了全波長(zhǎng)掃描和HPLC分析。全波長(zhǎng)掃描結(jié)果發(fā)現(xiàn),純化后花色苷的波形及其最大吸收波長(zhǎng)λmax沒(méi)有發(fā)生改變,均位于花色苷類物質(zhì)的最大可見(jiàn)吸收波長(zhǎng)518nm(圖7)。

圖7 純化前后洛神花提取物的可見(jiàn)吸收光譜Fig.7 Absorption spectra of roselle extract before and after purification

洛神花色素提取液的HPLC分析結(jié)果如圖8所示。由文獻(xiàn)可知,洛神花中主要含有飛燕草素-3-和矢車菊-3-桑布雙糖苷[21],分別對(duì)應(yīng)為圖中的兩個(gè)主要吸收峰。純化前后兩個(gè)吸收峰的出峰時(shí)間和峰型沒(méi)有發(fā)生改變。由光譜分析和HPLC結(jié)果,可以推測(cè)采用Sp850樹(shù)脂純化過(guò)程,未對(duì)花色苷的組成產(chǎn)生明顯影響。

圖8 純化前后洛神花提取物的HPLC圖譜Fig.8 HPLC spectra of roselle extract before and after purification

3 結(jié)論

本研究對(duì)7種不同性質(zhì)的大孔樹(shù)脂對(duì)洛神花花色苷的吸附解吸能力進(jìn)行了測(cè)定,結(jié)果發(fā)現(xiàn)Sp850樹(shù)脂具有較好的吸附和解吸能力。在25℃條件下,吸附數(shù)據(jù)對(duì)Langmuir和Freundlich模型都擬合良好。實(shí)驗(yàn)確定的分離純化最佳條件為:上柱液溶液pH為2.0,上樣流速2BV/h,此條件下每克Sp850樹(shù)脂可處理14.3mg花色苷;洗脫劑為60%乙醇,解吸流速為2BV/h?？梢?jiàn)光譜和HPLC分析可知純化前后花色苷性質(zhì)未發(fā)生變化,純化后的洛神花花色苷純度增加7.4倍,由5.8%變?yōu)?6.8%,回收率達(dá)到64.9%。研究結(jié)果表明了Sp850大孔樹(shù)脂對(duì)洛神花花色苷進(jìn)行純化的工藝是經(jīng)濟(jì)有效的,為洛神花色素工業(yè)化生產(chǎn)提供了理論基礎(chǔ)。

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Separation of anthocyanins from roselle by macroporous resins

FAN Bi-qin,DU Jing-jun,ZHAO Tao*

(School of Chemistry and Chemical Engineering,Shanghai University of Engineering Sciences,Shanghai 201620,China)

The absorption and desorption properties of total roselle anthocyanins on macroporous resins including NAK-9,X-5,AB-8,DM130,DA201,Sp850 and XAD-7 were compared. According to the results,Sp850 resin offered better absorption and desorption capacity for roselle anthocyanins than other resins,and its adsorption data at 25℃ fit the best to the Langmuir isotherm. Dynamic adsorption and desorption experiments were carried out on the Sp850 resin packed column to optimize the separation process of anthocyanins from roselle extracts. The optimum parameters for adsorption were as follows:sample pH2.0,flow rate 2BV/h,14.3mg anthocyanin/g resin;for desorption were:elution solvent 60% ethanol and flow rate 2BV/h. Based on the visible spectrum and HPLC results,the anthocyanin compositions didn’t change through the separation process. After be treated with Sp850 resin,the anthocyanins content in the product was increased 7.4-fold from 5.8% to 36.8%,with a recovery yield of 64.9%.

anthocyanins;macroporous resin;roselle;purification

2014-04-03

范碧琴(1992-),女,本科,研究方向:制藥工程。

*通訊作者:趙桃(1982-),女,博士,副教授,研究方向:天然產(chǎn)物。

上海工程技術(shù)大學(xué)高水平項(xiàng)目培育基金(2012gp10);上海工程技術(shù)大學(xué)大學(xué)生創(chuàng)新活動(dòng)計(jì)劃(cs1104018);上海市大學(xué)生創(chuàng)新活動(dòng)計(jì)劃(cs1204011);國(guó)家大學(xué)生創(chuàng)新活動(dòng)計(jì)劃(cx1204012)。

TS201.2

B

1002-0306(2015)01-0220-06

10.13386/j.issn1002-0306.2015.01.037