D-101大孔吸附樹(shù)脂純化沙棘葉黃酮的特性研究

黃 莎，劉燕梅，昌 琴，楊 聆，蘇紫艷，楊 娟

（宜賓市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)所，四川宜賓 644002）

沙棘屬胡頹子科的一種果實(shí)，多年生落葉灌木或者小喬木[1]，具有抵御干旱、抵抗寒冷的特性，且生態(tài)適應(yīng)能力較強(qiáng)[2-3]。因富含大量維生素，被稱(chēng)為“天然維生素寶庫(kù)”。沙棘富含多種生理活性物質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)成分，黃酮類(lèi)化合物為主要生物活性物質(zhì)，具有清除自由基、抗氧化、抗腫瘤、抗病毒和調(diào)節(jié)免疫等功能[4-7]。大孔吸附樹(shù)脂具有多孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)和良好的吸附性能，可用于提取分離水溶性成分[8]。湯如瑩[9]等用D101型大孔吸附樹(shù)脂探究分離純化沙苑子總黃酮的工藝。本項(xiàng)目通過(guò)探究大孔吸附樹(shù)脂的特性并得出沙棘黃酮純化的最優(yōu)工藝，為后續(xù)工業(yè)化生產(chǎn)提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試劑與材料

蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品（≥95%）（成都瑞芬思生物科技有限公司）；95%乙醇、亞硝酸鹽、硝酸鋁、硝酸鈉、氫氧化鈉（成都領(lǐng)江化工廠(chǎng)）；D-101大孔吸附樹(shù)脂（西安藍(lán)曉科技有限公司）；沙棘葉。

1.2 儀器與設(shè)備

超聲波粉碎機(jī)（廣東市旭明有限責(zé)任公司）；電子天平（沈陽(yáng)龍騰電子有限公司）；旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀（上海亞榮市生化儀器廠(chǎng)）；真空抽濾機(jī)（鞏義市予華儀器有限公司）；電熱鼓風(fēng)干燥箱（上海瑯玕實(shí)驗(yàn)有限責(zé)任公司）；紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)（上海分析儀器有限公司）。

1.3 方法

1.3.1 實(shí)驗(yàn)步驟

沙棘黃酮浸膏的制備→D-101大孔樹(shù)脂預(yù)處理及裝柱→原液混勻裝柱→對(duì)照品的配制。

1.3.2 沙棘葉黃酮的測(cè)定方法

采用外標(biāo)法，稱(chēng)量蘆丁3 mL于25 mL的比色管中，加60%的乙醇定容到3 mL，依次加入5%亞硝酸鈉，10%硝酸鋁，各1 mL，分別搖勻靜置6 min，再加入10%氫氧化鈉，用30%乙醇定容到25 mL，搖勻靜置15 min在500 nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度（除空白不加氫氧化鈉外，其他都要加）。

1.3.3 靜態(tài)吸附

將活化后的大孔吸附樹(shù)脂2 g（濕重）加30 mL的樣液，振蕩2 h并放置24 h，過(guò)濾并測(cè)定吸光度，計(jì)算靜態(tài)吸附量、吸附率。向吸附后的樹(shù)脂中加入95%的乙醇80 mL，振蕩2 h并靜置24 h，測(cè)定解吸液的吸光度。計(jì)算靜態(tài)解吸量、解吸率。

1.3.4 泄漏曲線(xiàn)

稱(chēng)取12.5 g 20 mL活化后的D-101大孔樹(shù)脂裝柱，以沙棘浸膏質(zhì)量0.01 mg·mL-1、0.02 mg·mL-1、0.04 mg·mL-1的上樣濃度，速度1 BV·h-1（BV為20 mL），采樣80 mL，且每0.5 BV收集1管，收集8管，測(cè)定質(zhì)量濃度，繪制泄漏曲線(xiàn)。

1.3.5 動(dòng)態(tài)吸附行為考察

稱(chēng)取12.5 g 20 mL活化后的D-101大孔樹(shù)脂裝柱，以1 BV·h-1的速度進(jìn)樣20 mL 0.04 g·mL-1浸膏，再以4 BV蒸餾水，1 BV·h-1的流速?zèng)_洗填柱，每隔0.5 BV收集沖洗液（同時(shí)記錄消耗時(shí)間），測(cè)定其中的黃酮含量（同時(shí)測(cè)量沖洗液體積并記錄）。以柱體積（BV）為橫坐標(biāo)，黃酮含量為縱坐標(biāo)繪制動(dòng)態(tài)吸附曲線(xiàn)。

1.3.6 洗脫劑與洗脫體積的選擇

采 用 不 同 濃 度 的 乙 醇（10%、30%、50%、70%、）各100 mL（5 BV），流速為1 BV·h-1沖洗，填柱，且每隔0.5 BV收集沖洗液（同時(shí)記錄消耗時(shí)間），測(cè)定其中的黃酮含量（同時(shí)測(cè)量沖洗液體積并記錄）。

1.3.7 計(jì)算公式

（1）純化物總黃酮含量的計(jì)算。公式為

式中：m1—純化物總黃酮含量，g/100 g；m—由外標(biāo)算得被測(cè)液中黃酮量，mg；V1—測(cè)定用試樣體積，mL；V2—試樣定容總體積，mL。

（2）吸附量、吸附率、解吸量和解吸率的計(jì)算。公式依次為

式中：ρ1—上樣液中總黃酮的質(zhì)量濃度，mg·g-1；ρ2—水洗液中總黃酮的質(zhì)量濃度，mg·g-1；ρ3—醇洗液中總黃酮的質(zhì)量濃度，mg·g-1；V1—上樣液的體積，mL；V2—水洗液的體積，mL；V3—醇洗液的體積，mL；M—樹(shù)脂的質(zhì)量，g。

2 結(jié)果與分析

2.1 靜態(tài)吸附黃酮結(jié)果

上樣浸膏黃酮的含量為（4.23±0.07）mg·mL-1，其結(jié)果如下（見(jiàn)表1）。

表1 靜態(tài)吸附黃酮吸附量、吸附率、解吸量、解吸率

2.2 動(dòng)態(tài)吸附泄漏曲線(xiàn)

由圖1～圖3可得，不同濃度的浸膏含量對(duì)泄漏曲線(xiàn)的影響較大；隨濃度增大，泄漏點(diǎn)體積呈逐漸減小且趨于平穩(wěn)趨勢(shì)。浸膏濃度0.01 g·mL-1時(shí)，在0.5～3.5 BV時(shí)，所測(cè)得的黃酮含量增幅較小，在4 BV時(shí)，黃酮含量峰面積明顯增大，黃酮此時(shí)發(fā)生泄漏，4 BV為其泄漏點(diǎn)。浸膏含量為0.02 g·mL-1時(shí)，在0.5～1.0 BV時(shí)，所測(cè)得的黃酮值偏小且穩(wěn)定。在1.5 BV時(shí)，黃酮含量峰面積明顯增大，黃酮此時(shí)發(fā)生泄漏。浸膏含量為0.04 g·mL-1，在0.5～1.0 BV時(shí)，黃酮含量呈增大趨勢(shì)，但隨樣液體積增大，在1.5 BV時(shí)，峰面積明顯增大，1.5 BV為其泄漏點(diǎn)。此后，隨樣液體積增大，黃酮含量緩慢增加。以相同流速上樣時(shí)泄漏點(diǎn)越低，說(shuō)明樹(shù)脂對(duì)黃酮的吸附能力越好，從效率角度出發(fā)，濃度越大黃酮的吸附效果更好，故選取0.04 g·mL-1浸膏為上樣的最佳濃度。

圖1 0.01 g·mL-1浸膏泄漏曲線(xiàn)

圖2 0.02 g·mL-1浸膏泄漏曲線(xiàn)

圖3 0.04 g·mL-1浸膏泄漏曲線(xiàn)圖

2.3 水洗除雜動(dòng)態(tài)洗脫曲線(xiàn)

取0.04 g·mL-1的浸膏濃度，黃酮的濃度為（5.60±0.07）mg·mL-1，取樣體積為0.1 mL。由圖4可知，黃酮吸附量隨著水洗液體積的變化呈先降低后升高并趨于穩(wěn)定，其中水洗體積在1 BV時(shí)黃酮和大量的雜質(zhì)被水洗液水洗出，吸附量最低；當(dāng)水洗體積達(dá)到3 BV后，水洗液中黃酮含量不再增大，此時(shí)大孔吸附樹(shù)脂所吸附的黃酮含量趨于穩(wěn)定，故選取3 BV為最佳水洗體積。

圖4 0.04 mg·mL-1浸膏動(dòng)態(tài)洗脫曲線(xiàn)

2.4 洗脫劑濃度的選擇和醇洗脫體積選擇

由圖5可知，隨著濃度的增大，解吸的峰值呈先增大后減小趨勢(shì)，根據(jù)所測(cè)黃酮峰值大小，綜合考慮成本，可選擇50%和70%醇洗脫劑，不同濃度的乙醇溶液在醇洗液體積為3 BV時(shí)所測(cè)含量趨于穩(wěn)定，大孔吸附樹(shù)脂中的黃酮絕大多數(shù)被洗脫出來(lái)，因此3 BV為最佳的解吸體積。

圖5 不同乙醇濃度對(duì)黃酮吸附的影響

2.5 醇洗脫濃度和體積的確定

由圖6可知，隨著濃度的增加，被解吸的黃酮總量呈先增加后下降趨勢(shì)，濃度為50%時(shí)為最高值。洗脫液3 BV與5 BV條件下，黃酮解吸含量差異較小，為考慮工藝成本可選擇3 BV的洗脫體積。

圖6 不同濃度乙醇洗脫液中的黃酮總量比較

2.6 動(dòng)態(tài)吸附黃酮驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)

采 用0.04 g·mL-1浸 膏， 黃 酮 含 量 在（5.67±0.27）mg·mL-1，上樣體積1 BV，水洗體積3 BV、水洗速度1 BV·h-1，醇洗濃度50%、體積3 BV，速度1 BV·h-1。其結(jié)果如表2所示。

表2 動(dòng)態(tài)吸附黃酮吸附量、吸附率、解吸量、解吸率

3 結(jié)論

大孔吸附樹(shù)脂可分為靜態(tài)吸附和動(dòng)態(tài)吸附兩種方式，其型號(hào)根據(jù)其孔徑顆粒的大小及其吸附的范德華力的不同，分為不同的種類(lèi)和型號(hào)，在國(guó)內(nèi)有9AB-8、ADs-8[10-11]等類(lèi)型。本項(xiàng)目通過(guò)研究D-101大孔吸附樹(shù)脂對(duì)沙棘黃酮的吸附情況，得出了動(dòng)態(tài)吸附方式優(yōu)于靜態(tài)吸附。當(dāng)上樣濃度為0.04 mg·mL-1浸膏、上樣體積1 BV、水洗體積3 BV、醇濃度50%、醇洗體積3 BV、上樣流速1 BV·h-1、洗脫流速1 BV·h-1，此工藝下動(dòng)態(tài)吸附量為8.04 mg·g-1，吸附率為87.04%，解吸量為8.18 mg·g-1，解吸率為92.00%。因此，后續(xù)相關(guān)研究中可采用不同型號(hào)大孔樹(shù)脂對(duì)黃酮的吸附情況進(jìn)行研究，以期得到更好的工藝條件，并運(yùn)用于工業(yè)化生產(chǎn)中。