離子交換樹(shù)脂對(duì)五味子的脫色效果研究

摘要：對(duì)比研究D296R、D152、D280、122、001×16、D941離子交換樹(shù)脂的脫色效果，以期從中篩選出適合五味子（Schisandra chinensis）果實(shí)提取物的最佳脫色劑。采用紫外—可見(jiàn)分光光度法檢測(cè)五味子果實(shí)溶液吸光度，高效液相色譜法測(cè)定五味子果實(shí)中木脂素含量，分別計(jì)算五味子果實(shí)樣品的脫色率和木脂素的保留率。結(jié)果表明，D941對(duì)五味子果實(shí)提取物脫色效果較好，脫色率可達(dá)87.8%，并且對(duì)五味子木脂素的保留率可達(dá)87.0%，研究所建立的優(yōu)化工藝簡(jiǎn)單可行，可為工業(yè)生產(chǎn)提供理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：離子交換樹(shù)脂；五味子（Schisandra chinensis）；脫色；木脂素

中圖分類(lèi)號(hào)：S567.9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2016）12-3168-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2016.12.041

Abstract： Comparative study was conducted on the decolorizing effect of ion exchange resins： D296R、D152、D280、122、001×16、D941， in order to select the most suitable decolorant for fruit extract of Schisandra chinensis. Decoloring solution of fruit from S. chinensis was determined by UV-VIS spectrophotometry. The content of schizandrin was determined by HPLC， the decolorization rate and retention rate of schizandrin was calculated. The results showed that D941 had the best decolorization effect for the fruit extract solution of S. chinensis，the decolorization rate can reach 87.8%，and the retention rate of schizandrin was 87.0%. The purification and decolorization process was simple， practicable and available for industrial production.

Key words： ion exchange resins； Schisandra chinensis； decolorization； lignans

近年來(lái)，五味子（Schisandra chinensis）果實(shí)在食品、化妝品、保健品等領(lǐng)域的應(yīng)用價(jià)值日益受到人們的重視，研究證實(shí)五味子果實(shí)提取物具有保肝[1]、鎮(zhèn)靜催眠[2]、降糖[3]、清除自由基[4]、抑菌[5]的作用，五味子提取液在化妝品行業(yè)被廣泛應(yīng)用為天然添加劑制備防曬護(hù)膚品[6]，五味子木脂素類(lèi)是具有良好的紫外線防護(hù)功能的天然產(chǎn)物，不僅對(duì)紫外線有吸收功能，還對(duì)紫外線的損害有修護(hù)功能。但五味子果實(shí)提取液中常含有大量的色素，添加到化妝品中常出現(xiàn)色澤深等問(wèn)題，限制了五味子果實(shí)提取液的應(yīng)用。如何有效地脫除五味子果實(shí)色素成為五味子果實(shí)提取液制備的關(guān)鍵技術(shù)之一。本試驗(yàn)利用離子交換樹(shù)脂對(duì)五味子果實(shí)提取液進(jìn)行脫色處理，根據(jù)不同的離子交換樹(shù)脂對(duì)提取液的脫色及對(duì)活性成分的吸附性能，確定脫色所用的最佳離子交換樹(shù)脂，為五味子果實(shí)提取液的工業(yè)化生產(chǎn)提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

五味子果實(shí)2014年10月采自吉林農(nóng)業(yè)科技學(xué)院，經(jīng)吉林農(nóng)業(yè)科技學(xué)院教授張影鑒定為五味子的干燥果實(shí)。D296R（天津南大樹(shù)脂科技有限公司）；D152（安徽三星樹(shù)脂有限公司）；D280（鄭州勤實(shí)科技有限公司）；122、001×16、D941（山東魯抗立科藥物化學(xué)有限公司）；樹(shù)脂性能見(jiàn)表1；五味子醇甲標(biāo)準(zhǔn)品（上海源葉生物科技有限公司，批號(hào)：ZJ0109BA13）；其他試劑為國(guó)產(chǎn)分析純?cè)噭?/p>

1.2 儀器

LC-20AT型高效液相色譜儀、檢測(cè)器SPD-20、Waters C18柱（4.6 mm×150 mm）、UV-1700型分光光度計(jì)（日本島津公司）；密理博Synergy超純水儀（蘇州賽恩斯儀器有限公司）；METTLER TOLEDO電子天平（Switzerland SNR）；DK-98-IIA型電熱恒溫水浴鍋（天津市泰斯特儀器有限公司）；RE-52C型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀（上海青浦滬西儀器廠）；SHB-III型循環(huán)水式多用真空泵（鄭州長(zhǎng)城科工貿(mào)有限公司）；超聲清洗器（昆山超聲波廠）。

1.3 方法

1.3.1 五味子果實(shí)待測(cè)液的制備 將五味子果實(shí)置于55 ℃烘箱中烘至恒重，粉碎，過(guò)40目篩后精密稱(chēng)取五味子果實(shí)粉末100.0 g，用50%乙醇在60 ℃，100 Hz的條件下超聲波處理30 min，濃縮，定容至1 000 mL容量瓶中。

1.3.2 樹(shù)脂預(yù)處理 將新樹(shù)脂裝入燒杯中，用去離子水浸泡24 h后，再以去離子水反復(fù)沖洗直至去離子水清亮。陽(yáng)（陰）離子樹(shù)脂首先用3倍于樹(shù)脂體積的4%NaOH（4%HCl）溶液浸泡2～3 h后，用去離子水洗至pH中性，再用3倍于樹(shù)脂體積的4%HCl（4%NaOH）溶液浸泡2～3 h后，用去離子水洗至pH中性。依上述步驟進(jìn)行5次循環(huán)，最后用去離子水清洗至pH中性備用。

1.3.3 動(dòng)態(tài)脫色試驗(yàn) 稱(chēng)取5.0 g處理好的樹(shù)脂裝入玻璃層析柱，將25 mL五味子果實(shí)提取液流經(jīng)離子交換樹(shù)脂柱，控制流速1 BV/h（BV表示樹(shù)脂床體積）進(jìn)行脫色。樹(shù)脂吸附色素飽和后，為避免五味子果實(shí)中木脂素的損失，用2 BV水淋洗飽和樹(shù)脂；將脫色后的流出液和水淋洗液合并減壓，使用甲醇定容至50 mL容量瓶中，檢測(cè)脫色率和五味子木脂素含量，每種大孔樹(shù)脂做3次重復(fù)，取其平均值。

1.3.4 樣品脫色率的測(cè)定 以蒸餾水作為參比，脫色后的五味子果實(shí)在527 nm波長(zhǎng)下測(cè)定吸光度，計(jì)算脫色率[7]。脫色率計(jì)算公式如下。

脫色率=（A1-A2）/A1×100%

式中，A1為脫色前吸光度，A2為脫色后吸光度。

1.3.5 溶液的制備

1）標(biāo)準(zhǔn)品溶液的制備。精密稱(chēng)量五味子木脂素標(biāo)準(zhǔn)品適量，置于10 mL容量瓶中，用甲醇溶解并稀釋至刻度，搖勻，即得標(biāo)準(zhǔn)品溶液，濃度為59 μg/mL，置于4 ℃冰箱中保存。

2）供試品溶液制備。精密量取脫色后五味子果實(shí)和五味子藤莖溶液10 μL，采用HPLC檢測(cè)五味子木脂素含量。

1.3.6 色譜條件 色譜柱為Waters （4.6 mm×250 mm，5 μm）；流動(dòng)相為乙腈-水，梯度洗脫（0～30 min，45%～75%乙腈；30～45 min，75%～100%乙腈）；體積流量1 mL /min；檢測(cè)波長(zhǎng)為254 nm；柱溫25 ℃；進(jìn)樣量10 μL。

2 結(jié)果與分析

2.1 色譜情況

對(duì)五味子木脂素標(biāo)準(zhǔn)品、五味子果實(shí)未脫色溶液和脫色液樣品進(jìn)行測(cè)試，色譜情況見(jiàn)圖1。由圖1中可以看出，所使用的色譜條件對(duì)五味子木脂素的分離效果較好。

2.2 方法學(xué)考察

2.2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制 精密量取標(biāo)準(zhǔn)品溶液4、8、12、16、20 μL注入高效液相色譜儀。以峰面積（Y）為縱坐標(biāo)，質(zhì)量濃度（X，μg/mL）為橫坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，計(jì)算回歸方程為Y=180.99X+14 448 （r=0.999 7，n=5），表明五味子木脂素在236～1 180 μg/mL的濃度范圍內(nèi)，其濃度與峰面積成良好的線性關(guān)系。

2.2.2 精密度試驗(yàn) 分別精密吸取標(biāo)準(zhǔn)品溶液10 μL，重復(fù)進(jìn)樣5次，按“1.3.6”色譜條件進(jìn)行HPLC分析，記錄峰面積，五味子木脂素的RSD為0.33%（n=5），表明本試驗(yàn)儀器的精密度良好。

2.2.3 重復(fù)性試驗(yàn) 取同一批樣品3份，按“1.3.1”方法制備成供試品溶液，按“1.3.6”色譜條件進(jìn)行HPLC分析，計(jì)算五味子木脂素峰面積的RSD為0.96%（n=3），表明該方法重復(fù)性良好。

2.2.4 穩(wěn)定性試驗(yàn) 取同一果實(shí)脫色后供試品溶液分別在0、2、4、6、8、12、24 h后按“1.3.6”色譜條件進(jìn)樣測(cè)定，記錄峰面積。果實(shí)脫色液中五味子木脂素RSD為1.32%，表明供試品溶液在24 h內(nèi)穩(wěn)定。

2.2.5 加樣回收率試驗(yàn) 取已測(cè)定的五味子果實(shí)（五味子木脂素質(zhì)量濃度為10.537 mg/g）0.3 g，置于具塞三角瓶中，精密加入五味子木脂素（質(zhì)量濃度分別為59 μg/mL）與標(biāo)準(zhǔn)品混合，超聲波處理1 h，取出放冷，定容至25 mL容量瓶中。吸取加樣供試品溶液10 μL，注入高效液相色譜儀，測(cè)定五味子木脂素的量，五味子木脂素平均加樣回收率RSD為1.78%，符合定量測(cè)定要求，表明本方法準(zhǔn)確可靠。

2.3 離子交換樹(shù)脂對(duì)五味子果實(shí)木脂素脫色效果的影響

D296R、D941、D280、D152、122、001×16對(duì)五味子果實(shí)脫色效果的影響見(jiàn)表2。木脂素保留率[8]計(jì)算公式為木脂素保留率=脫色后木脂素含量/脫色前木脂素含量×100%。

從表2中可以看出，堿型陰離子交換樹(shù)脂脫色效果明顯好于酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂，具有丙烯酸系骨架的弱堿性陰離子交換樹(shù)脂D941脫色效果最好，并且對(duì)五味子提取液中五味子木脂素的保留率較高，表明樹(shù)脂結(jié)構(gòu)對(duì)脫色有較大影響，大孔球粒離子交換樹(shù)脂的脫色效果明顯好于凝膠球粒樹(shù)脂。

3 討論

對(duì)D296R、D941、D280、D152、122、001×16 6種離子交換樹(shù)脂進(jìn)行色素吸附篩選試驗(yàn)，根據(jù)樹(shù)脂對(duì)色素吸附率和對(duì)五味子木脂素保留率的比較，選擇 D941弱堿性陰離子交換樹(shù)脂作為進(jìn)一步研究的對(duì)象。通過(guò)單因素試驗(yàn)篩選脫色效果較好的離子交換樹(shù)脂作為脫色劑，在試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，雖然吸附脫色劑確定了，但溶液流速、樹(shù)脂用量和色素類(lèi)型等因素都會(huì)影響產(chǎn)品質(zhì)量，所以在研究中，這些因素也應(yīng)考慮。本試驗(yàn)采用的試劑均無(wú)毒且成本較低，適用于工業(yè)化大生產(chǎn)，可為五味子在化妝品和醫(yī)藥行業(yè)的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)和利用提供理論依據(jù)。

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