八角蓮中黃酮類化合物的分離純化工藝研究

陳仕學，萬 鵬，楊雙雙，許佐娟

（銅仁學院材料與化學工程學院，貴州銅仁 554300）

·科學研究·

八角蓮中黃酮類化合物的分離純化工藝研究

陳仕學，萬 鵬，楊雙雙，許佐娟

（銅仁學院材料與化學工程學院，貴州銅仁 554300）

研究了八角蓮中黃酮類化合物的分離純化工藝。考察各種因素對樹脂吸附和洗脫效果的影響，確定了AB-8型大孔樹脂分離純化八角蓮中黃酮類化合物的最佳工藝參數(shù)。最佳工藝參數(shù)為：靜態(tài)吸附，樹脂與樣液比為1：20 g／mL、吸附時間為3 h，靜態(tài)解吸過程解吸液（乙醇）體積分數(shù)為70%、樹脂與解吸液的比例為1∶50 g／mL；動態(tài)吸附中動態(tài)流速為0.5mL／min、靜置時間為80min，動態(tài)解吸中洗脫液（乙醇）的體積分數(shù)為60%、樹脂與洗脫液的比例為1∶40 g／mL。

八角蓮；黃酮類化合物；分離純化；大孔樹脂

八角蓮為小檗科八角蓮屬植物，全世界約有7種，為我國特有屬種，主要分布于湖南、湖北、貴州等地［1］。八角蓮以干燥根莖入藥，具有清熱解毒、活血散瘀的功效，用于腮腺炎癥、乳腺癌腫等疾病的治療［2］。近年的植物化學研究從八角蓮屬植物中分離、提取鑒定了約25個已知結(jié)構的成分，分別屬于木質(zhì)素和黃酮類成分［3］。八角蓮中含有大量的黃酮類化合物，本實驗采用大孔吸附樹脂法對其黃酮類化合物進行分離純化工藝研究，為本地八角蓮開發(fā)利用提供一定的理論依據(jù)。

1 試驗過程

1.1 材料、試劑與儀器

材料：八角蓮采于梵凈山，洗凈、切碎，于60℃電熱鼓風干燥箱中烘干，粉碎，室溫保存?zhèn)溆谩?/p>

試劑：AB-8型、DM101型和DM130型大孔樹脂（勤實科技大孔樹脂）；亞硝酸鈉（成都金山化學試劑有限公司）；硝酸鋁（天津市恒興化學試劑制造有限公司）；氫氧化鈉（天津石英鐘廠霸州化工分廠）；無水乙醇（天津市富宇精細化工有限公司）；石油醚（天津市富宇精細化工有限公司）；鹽酸（衡陽市凱信化工試劑有限公司）；以上試劑均為分析純。

儀器：PL602-S型電子天平（梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司）；101-3型電熱鼓風干燥箱（北京科偉永興儀器有限公司）；FW80型高速萬能粉碎機（北京科偉永興儀器有限公司）；HH-2型數(shù)顯恒溫水浴鍋（國華電器有限責任公司）；SHZ-D（Ⅲ）循環(huán)水式真空泵（鞏義市子華儀器有限責任公司）；RE-2000A型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀（上海豫康科教儀器設備有限責任公司）；KR800型醫(yī)用低速離心機（常州市康仁醫(yī)療器械有限公司）；2004（C）紫外可見分光光度計（北京普析通用儀器有限責任公司）；GL-3250B型磁力攪拌器、98-Ⅱ-B型磁力攪拌電熱套（天津市泰斯特儀器有限公司）。

1.2 實驗方法

1.2.1 蘆丁標準溶液曲線的配制及標準曲線的繪制

精密稱取干燥至恒重的蘆丁標準品10.0 mg，加體積分數(shù)為80%的乙醇溶解，水浴中微微加熱，定容至100 mL容量瓶中，搖勻制成 0.1

mg／mL標準溶液［4］。分別取上述蘆丁標準溶液0、0.2、0.5、1.0、2.0、3.0、4.0 mL于10 mL容量瓶中，加5 g／mL亞硝酸鈉0.4mL，放置6 min，加10 g／100 m L硝酸鋁0.4 mL，放置6 min，再加4 g／100 mL氫氧化鈉4 mL。加蒸餾水至刻度，搖勻，放置15min。取1mL稀釋10倍，在510 nm波長下分別測其吸光度，用空白試劑作對照；以蘆丁標準樣品質(zhì)量濃度ρ（mg／m L）為橫坐標，吸光度A為縱坐標繪制標準曲線。見圖1，得回歸方程：A＝0.084ρ-0.004，相關系數(shù)R＝0.999。

圖1 蘆丁標準曲線Fig.1 Rutin standard graph

1.2.2 大孔吸附樹脂的預處理

分別稱取一定量的3種大孔吸附樹脂，用4倍體積95%的乙醇浸泡24 h以后，用95%的乙醇反復洗脫，洗至洗脫液與水（體積比為1∶5）混合不產(chǎn)生白色渾濁為止，再用蒸餾水反復洗至無醇味，再用4倍體積的2%NaOH溶液浸泡3 h，再反復用蒸餾水洗脫至洗脫液呈中性，再用4倍體積的0.5%HCl溶液浸泡3 h后，用水洗至呈中性，后抽濾去水分備用［5-7］。

1.2.3 樣品溶液的制備

將八角蓮樣品置于廣口瓶中，按1∶3（g／mL）的比例加入石油醚，浸泡4 h后，除去色素，抽濾后烘干，將烘干后的粉末與60%乙醇按1∶20（g／mL）比例放入錐形瓶中，將錐形瓶放入70℃恒溫水浴鍋中，加熱1.5 h，冷卻后抽濾，將所得的濾液在60℃下進行旋蒸，將旋蒸出的溶液在離心機中離心分離（3000 r／min）10 min，冷藏備用。測定黃酮類化合物含量［8-9］。

2 結(jié)果與分析

2.1 樹脂類型的選擇

采用靜態(tài)吸附法測定各樹脂對八角蓮黃酮類化合物的吸附率，通過吸附率高低選擇樹脂類型。實驗結(jié)果見圖2。

圖2 大孔樹脂吸附實驗結(jié)果Fig.2 Macroporous resin adsorption experiments

由圖2知，AB-8型大孔樹脂對八角蓮黃酮類化合物的吸附率高于其他兩種樹脂。由于吸附率越高，其靜態(tài)吸附率也越大［10］。所以選擇AB -8型大孔樹脂進行吸附實驗。

2.2 靜態(tài)吸附與解吸實驗

2.2.1 靜態(tài)吸附條件選擇

（1）樹脂與樣液比對靜態(tài)吸附的影響

分別準確稱取經(jīng)預處理過的樹脂1 g于5個100m L具磨口三角瓶中，分別加入10、20、30、40、50 mL黃酮溶液，25℃ 恒溫振蕩24 h充分吸附后，抽濾，吸取1 m L溶液，測定濾液中黃酮濃度。實驗結(jié)果見圖3。樹脂對八角蓮黃酮的吸附率按（1）式計算。

式中q為吸附率（mg／g）；ρ0為提取液原液質(zhì)量濃度（mg/mL）；ρ1為吸附后剩余溶液質(zhì)量濃度（mg/m L）；V為提取液體積（mL）；m為樹脂質(zhì)量（g）。

圖3 樹脂與樣液比對靜態(tài)吸附的影響Fig.3 Effect of resin-sam p le liquid ratio on static adsorption

吸附后黃酮溶液中的黃酮濃度越低，說明被吸附的黃酮越多。由圖3可知，當樹脂與樣液比為1∶20 g／m L時，吸附后黃酮濃度最低，所以樹脂與樣液的最佳比例為1∶20 g／mL。

（2）吸附時間對靜態(tài)吸附的影響

圖4 吸附時間對靜態(tài)吸附的影響Fig.4 Effect of adsorption time on static adsorption

由圖4知，吸附時間在3 h前時，吸附率逐漸增加，在3 h時達到頂峰，3 h后吸附率逐漸降低，所以吸附時間3 h為最佳。

2.2.2 靜態(tài)解吸條件選擇

（1）洗脫液體積分數(shù)對靜態(tài)解吸的影響

將按最佳樣液比和最佳吸附時間下得到的吸附有總黃酮的樹脂，分別用40%、50%、60%、70%、80%的乙醇溶液洗脫，恒溫振蕩3 h后，抽濾，測定濾液的總黃酮含量，計算解吸率，根據(jù)解吸率選擇洗脫液（乙醇）的最佳體積分數(shù)。實驗結(jié)果見圖5。

解吸率（%）＝ρ2*V2*100／（ρ0-ρ1）*V1（2）

式中，ρ0為原液質(zhì)量濃度（mg／mL）；V1為原液體積（mL）；ρ1為吸附后溶液質(zhì)量濃度；ρ2為解吸后剩余溶液質(zhì)量濃度；V2為洗脫液體積。

圖5 洗脫液體積分數(shù)對靜態(tài)解吸的影響Fig.5 Effect of elution volume fraction on static desorption

由圖5可知，解吸率在乙醇體積分數(shù)為60%之前一直下降，當乙醇體積分數(shù)為70%時達到到最大值，隨后又降低，所以最佳乙醇體積分數(shù)為70%。

（2）洗脫液用量對靜態(tài)解吸的影響

電子設計自動化技術即EDA技術，主要包含兩個方面的內(nèi)容，一是電子系統(tǒng)仿真，二是電子系統(tǒng)設計，都是借助相應的軟件在計算機上完成。常見的軟件如EWB，Protel，PSpice，由于它能增強感性認識，有利于驗證與分析理論，易于發(fā)揮學生的想象力，因而日益受到大家的重視。在高校實驗教學中，EDA技術也已成為教學的一項主要內(nèi)容。一些學校和專業(yè)教學指導委員會已將EDA技術列為主干課程，作為主要教學活動進行研究。

用70%乙醇按照1∶20、1∶30、1∶40、1∶50、1∶60 g／mL樹脂和洗脫液的比例，恒溫振蕩3 h，抽濾，測定濾液的黃酮含量，計算解吸率。實驗結(jié)果見圖6。

圖6 樹脂與洗脫液的比例對靜態(tài)解吸的影響Fig.6 Effect of ratio of resin and an eluent on static desorption

由圖6知，隨著樹脂與解吸液的比例逐步增大時，解吸率呈逐漸上升趨勢，在樹脂與解吸液的比例為1∶50 g／m L時達到最大，所以1∶50 g／mL為最佳的樹脂與洗脫液的比例。

2.3 動態(tài)吸附與解吸實驗

2.3.1 動態(tài)吸附條件選擇

（1）動態(tài)流速對動態(tài)吸附作用的影響

準確稱取與處理好的樹脂裝柱，通過恒流泵將樣品液流經(jīng)樹脂柱床，流速分別為0.1、0.5、1.0、1.5 mL／min?？刂屏魉?，每10 min收集一流分，檢測黃酮濃度，計算其吸附率，吸附率高的流速為最佳流速。實驗結(jié)果見圖7。

圖7 動態(tài)流速對動態(tài)吸附的影響Fig.7 Effect of dynam ic velocity on dynam ic adsorption

由圖7知，流速在0.5 mL／min以前，吸附率逐漸增加，在流速為0.5mL／min時吸附率達到最大值。之后呈下降趨勢，所以流速為0.5 m L／min是最佳的動態(tài)流速。

（2）靜置時間對動態(tài)吸附的影響

確定黃酮的初始濃度，將樹脂與原液比1∶20的溶液分別靜置40、60、80、100、120 min，將溶液以最佳流速流出，取1 mL流出液測黃酮含量，根據(jù)吸附率，確定最佳靜置時間。實驗結(jié)果見圖8。

圖8 靜置時間對動態(tài)吸附的影響Fig.8 Effect of standing time on the dynam ic adsorption

由圖8知，80 min以前吸附率隨靜置時間的增加而增加，在80 min時達到最高，之后呈下降趨勢，所以最佳靜置時間為80 min。

2.3.2 動態(tài)解吸條件選擇

1）解吸液體積分數(shù)對動態(tài)解吸的影響

稱取2.0 g樹脂，吸附完全后，依次用不同體積分數(shù)的乙醇溶液洗脫，收集并測定洗脫液中黃酮含量，計算解吸率，考察乙醇體積分數(shù)對解吸率的影響。實驗結(jié)果見圖9。

圖9 解吸液體積分數(shù)對動態(tài)吸附解吸的影響Fig.9 Effect of desorption liquid fraction on the adsorption and desorption

由圖9可得，在乙醇體積分數(shù)為60%之前其解吸率呈上升趨勢，在60%時達到最高，以后解吸率逐漸下降，所以乙醇的體積分數(shù)為60%。

2）洗脫液用量對動態(tài)解吸的影響

用60%體積分數(shù)的乙醇溶液按照1∶20、1∶30、1∶40、1∶50、1∶60 g／m L樹脂和解吸液的比例進行解吸，計算解吸率，確定最佳的洗脫劑用量。實驗結(jié)果見圖10。

圖10 樹脂和解吸液的比例對動態(tài)解吸的影響Fig.10 Effect of ratio of resin and desorption fluid on dynam ic desorption

由圖10可知，樹脂與解吸液的比例在1∶40 g／mL以前，解吸率隨樹脂與解吸液的比例增加而增加，到1∶40 g／mL時達到最大，之后有下降趨勢，所以樹脂與解吸液的比例為1∶40 g／mL解吸率最大。

3 結(jié)論

AB-8型大孔樹脂對八角蓮中黃酮類化合物具有良好的吸附性，能較好的分離純化八角蓮中黃酮。其最佳工藝參數(shù)靜態(tài)吸附為樹脂與樣液比為1∶2 g／mL、吸附時間為3 h，靜態(tài)解吸過程解吸液（乙醇）的體積分數(shù)為70%、樹脂與解吸液的比例為1∶50 g／mL；動態(tài)吸附中動態(tài)流速為0.5 m L／min、靜置時間為80 min，動態(tài)解吸中洗脫液（乙醇）的體積分數(shù)為60%、樹脂與洗脫液的比例為1∶40 g／mL。

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［4］ 陳仕學，龔孝芳，馮勝蓉，等，超聲波輔助提取八角蓮黃酮類化合物的初步研究［J］.廣州化工，2014，24（21）：99-101.

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離純化大葉金花草總黃酮［J］.食品科學，2011，32 （16）：31-35.

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Studies on Separation and Purification of Flavonoids in Dysosma Versipellis

CHEN Shi-xue，WAN Peng，YANG Shuang-shuang，XU Zuo-juan

（School ofmaterials and chemical engineering，Tongren University，Tongren 554300，China）

Through the investigation of various factors on the resin adsorption and elution effect，the best separation parameter extraction and purification process of flavonoid compounds in Dysosma versipellis with AB-8 macroporous resin are determined.The optimum process parameters for static adsorption resin and sample liquid ratiowas1：20 g／mL，the adsorption time is3h，the static desorption as eluate volume fraction is70%，the ratio of desorption solution and the resin was1：50 g／mL，dynamic adsorption and dynamic velocity is 0.5m L／m in，holding time is80min，the dynamic desorption elution volume fraction is60%，ratio of resin and eluate is1：40 g／mL.

Dysosma versipellis；flavonoids；separation and purification；macroporous resin

R284

A

1004-275X（2015）03-0001-05

12.3969／j.issn.1004-275X.2015.03.001

收稿：2015-03-24

地方高校國家級大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃項目（201310977003）；貴州省大學生創(chuàng)新訓練計劃項目（201310977003）；六盤水市煤系固體廢棄物資源化利用創(chuàng)新團隊（52020-2012-04-01-02）

楊樂浩（1993-），男，山東濟南人，六盤水師范學院2012級化學工程與工藝專業(yè)本科生。

*通信聯(lián)系人：孔德順（1974-），男，山東臨沂人，教授，主要從事礦產(chǎn)資源的深加工與利用研究。

收稿：2015-05-21

基金項目：貴州省科學技術基金項目：黔科合LH字〔2014〕7493；貴州省教育廳特色實驗室建設項目“梵凈山特色動植物資源重點實驗室”〔黔教合KY字（2011）005〕；院級學生項目（trxyS1410）。

作者簡介：陳仕學（1976-），女，貴州銅仁人，蒙古族，碩士，副教授，主要從事生化分離及天然藥物研究。E-mail：tongrencsx01＠126.com