当前位置：文档之家 › 大孔吸附树脂分离纯化核桃壳总黄酮

大孔吸附树脂分离纯化核桃壳总黄酮

  • 格式：docx
  • 大小：42.48 KB
  • 文档页数：10

大孔吸附树脂分离纯化核桃壳总黄酮

宋倩;赵声兰;刘芳;陈朝银;吕昌勇;刘彬球

【摘 要】In this paper,five macroporous adsorption resins were chosen to

compare their adsorption and desorp-tion performances for flavonoids

from Walnut Shell by using static adsorption experiment. The best

performance resin was NKA-9. Its dynamic adsorption performance was

further studied. The excellent technological parameters were; sample pH

value 5.0, velocity 1.0 mL/min, concentration 1.0 mg/mL and 5BV 95%

ethanol. The purity of flavonids was 3. 58% in the crude extracts from

walnut shell, and increased to 62. 3% after purification with NKA-9 resin.

The coefficient of recovery was 88. 9%.%通过比较5种大孔吸附树脂对核桃壳总黄酮的吸附解吸性能,筛选出NKA-9树脂较适合纯化核桃壳总黄酮,并对其进行动态吸附特性研究.所确定优化工艺参数为:上样浓度1.0 mg/mL,pH值5.0,上样流速1.0mL/min,5BV体积分数95％乙醇洗脱效果最佳.核桃壳粗提物中总黄酮纯度为3.58％,经NKA-9树脂纯化后总黄酮纯度为62.3％,回收率达88.9％.

【期刊名称】《食品与发酵工业》

【年(卷),期】2012(038)012

【总页数】5页(P180-184)

【关键词】核桃壳;总黄酮;大孔吸附树脂;分离;纯化

【作 者】宋倩;赵声兰;刘芳;陈朝银;吕昌勇;刘彬球

【作者单位】昆明理工大学,云南昆明,650500 【正文语种】中 文

核桃(Juglans regin Linn.)属胡桃科，主要分布于亚、欧、美等大洲。核桃在我国栽培历史悠久，资源丰富，面积、产量世界第一［1-2］，随之而产生的核桃副产物也相当的可观。国内外研究表明，胡桃青皮黄酮以及楸皮黄酮具有抗氧化、抗菌、降血压、抗肿瘤等生物活性［3-4］。核桃副产物中的核桃壳除了含有大量的碳水化合物和粗纤维外，还含有黄酮类化合物，但是目前核桃壳主要作燃料用，造成资源的浪费，其资源的开发利用尚存在很大潜力。大孔吸附树脂性质稳定，吸附量大，具有较好的选择性，再生处理方便［5-6］，广泛用于中草药中生物活性物质的分离纯化，尤其适用于黄酮类化学物的分离纯化［7］。本实验通过比较 5种大孔吸附树脂［8-10］(NKA-9、AB-8、X-5、HPD-100和D101)对核桃壳总黄酮的吸附解吸性能，筛选出较适合纯化核桃壳总黄酮的树脂，并对其动态吸附特性进行了研究，确定优化工艺参数。

1 材料与方法

1.1 材料

核桃壳，采于云南省昭通市，干燥后粉碎成粉，过60目筛;芦丁标准品，上海同田生物技术股份有限公司;大孔吸附树脂，河北沧州宝恩吸附材料科技有限公司，5种大孔树脂的物理性能见表1。

1.2 仪器

旋转蒸发仪，郑州长城科工贸有限公司;紫外可见分光光度计，Amersham

Biosciences;电子分析天平，上海菁海仪器有限公司;冷冻干燥机，郑州长城科工贸有限公司;BSZ-100自动部分收集器，上海泸西分析仪器厂;HLD-2恒流泵，上海泸西分析仪器厂。

表1 大孔吸附树脂物理性能外观NKA-9 极性 0.3～1.25 250～290 15.5～16.5型号 极性 粒径/mm比表面积/(m2·g-1)孔径/nm微黄色AB-8 弱极性 0.3～1.25

480～520 13～14 白色D101 非极性 0.3～1.25 ≥400 10～11 白色X-5 非极性

0.3～1.25 500～600 29～30 乳白色HPD-100 非极性 0.3～1.2 650～700 8.5～9.0 白色

1.3 实验方法

1.3.1 标准曲线和回归方程的建立

本实验采用 NaNO2-Al(NO3)3比色法［11］测定芦丁标准曲线。称取10mg芦丁标准品于50 mL容量瓶，60%乙醇定容，得芦丁标准液质量浓度为0.20

mg/mL。吸取芦丁标准溶液0、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0 mL于10 mL容量瓶中，加入0.3 mL质量分数5%的NaNO2溶液，反应6 min，再加入0.3mL质量分数10%的Al(NO3)3溶液络合6 min，加入4 mL 4%的NaOH，最后用30%乙醇定容，摇匀，显色15 min，测定510 nm处吸光值，得到芦丁溶液浓度c(mg/mL)与吸光度A的回归方程为:A=12.395c+0.0027，R2=0.999 9。

图1 芦丁标准曲线

1.3.2 核桃壳总黄酮供试液制备

取粉碎好的核桃壳，干燥后过60目筛备用。提取条件:提取液为体积分数60%乙醇，料液比1∶30(g∶mL)、温度80℃、回流2 次(1.5 h/次)，合并滤液，按照1.3.1方法测定滤液中黄酮含量，减压旋转蒸发浓缩，冻干制成核桃壳黄酮粗提物备用。

供试液:取核桃壳黄酮粗提物4 g，溶于1 000 mL蒸馏水中，按照1.3.1的方法测定供试液中总黄酮的浓度为c0。供试液浓度为4 mg/mL，在实验过程中按要求进行稀释。

1.3.3 大孔树脂预处理

大孔吸附树脂浸泡在体积分数95%的乙醇中，充分溶胀，湿法装柱，用95%乙醇清洗至流出液加适量蒸馏水无混浊，再用蒸馏水洗至流出液无醇味。质量分数5%HCl溶液酸洗，蒸馏水洗至中性，质量分数5%NaOH溶液碱洗，蒸馏水洗至中性，树脂备用。

1.3.4 静态吸附实验

1.3.4.1 静态吸附和解吸实验

称取预处理后的5种树脂各5 g(滤纸吸干)分别装入100 mL的锥形瓶中，加入4

mg/mL的核桃壳供试液20 mL，室温下振荡吸附12 h，分别吸取上清液2 mL，按1.3.1方法测定吸光值为c1。将吸附饱和的树脂抽滤后，蒸馏水洗涤一次，移入100 mL的锥形瓶，加入70%乙醇50 mL，振荡解吸6 h，吸取上清液2 mL，测定吸光值为c2。

其中:c0为起始浓度(mg/mL);c1为平衡浓度(mg/mL);c2为解吸液浓度(mg/mL)，V为吸附液体积(mL)，m为树脂质量(g)。

1.3.4.2 静态吸附动力学特性的测定

综合考虑各树脂的吸附率和解吸率，选择最适合的树脂测定其静态吸附动力学曲线。准确称取大孔树脂5 g(滤纸吸干)装入锥形瓶中，加入4 mg/mL的核桃壳供试液20 mL，恒温振荡，在7 h内每小时取上清液2 mL，测定吸光值，绘制静态吸附动力学曲线。

1.3.4.3 上样液pH值的确定

准确称取静态实验所筛选树脂5 g于三角瓶中，分别加入不同pH值的核桃壳供试液20 mL，恒温振荡，达到吸附饱和后取上清液2 mL，测定吸光值。

1.3.5 动态吸附试验

将预处理好的树脂装入1.2 cm×20 cm的色谱柱中，装柱体积为20 mL。将核桃壳供试液调整到最适pH值上柱，对上样浓度、流速、洗脱液浓度等进行动态吸附与解吸实验。实验中待样液全部通过树脂柱后，用去离子水洗至流出液无色，再用不同浓度的乙醇以一定速度洗脱，收集洗脱液，测定总黄酮含量。

1.3.6 核桃壳黄酮回收率和纯度的测定

将核桃壳供试液按最佳工艺上柱洗脱，收集洗脱液，检测黄酮浓度，减压旋转浓缩后冻干，计算核桃壳黄酮的回收率和纯度。

其中:c0为上样浓度(mg/mL)，c3为洗脱液中黄酮浓度(mg/mL)，V0为上样体积(mL)，V3为洗脱液体积(mL)，G为洗脱液冻干后质量(mg)。

1.3.7 数据分析

实验数据用OriginPro7.5统计软件进行分析统计。

2 结果与讨论

2.1 核桃壳总黄酮含量以及供试液黄酮浓度

按照上述提取方法得核桃壳粗提物的提取率为10.68%，核桃壳中总黄酮含量为3.38 mg/g，供试液浓度为4 mg/mL时，供试液中黄酮的浓度为0.143 mg/mL，经计算粗提物中黄酮纯度为3.58%。

表2 核桃壳中总黄酮含量核桃壳质量/g 提取液体积/mL 总黄酮浓度/(mg·mL-1)

总黄酮质量/mg 粗体物干重/g粗体物提取率/% 核桃壳黄酮含量/(mg·g-1)100 6

000 0.063 378.39 10.68 10.68 3.78

表3 供试液总黄酮浓度粗体物质量/g 溶剂体积/mL 供试液黄酮浓度/(mg·mL-1)

供试液黄酮质量/mg 粗体物黄酮纯度/%4 1 000 0.143 143 3.58

2.2 不同大孔树脂的吸附率和解吸率

由表4可以看出，极性树脂和弱极性树脂对于核桃壳总黄酮吸附能力较强，非极性树脂的吸附能力相对较差，可能核桃壳黄酮具有一些多酚结构或糖苷键结构，有一定的极性和亲水性，比较容易吸附于弱极性和极性树脂上。AB-8和NKA-9吸附率比较高，解吸效果也比非极性树脂好，说明核桃壳黄酮与非极性树脂结合的比较紧密，较难洗脱;虽然AB-8的解吸率最好，可是从吸附率和解吸率综合考虑，NKA-9是较适合于核桃壳黄酮的分离纯化的大孔吸附树脂。

表4 不同树脂对核桃壳总黄酮的吸附率与解吸率树脂类型吸附前总黄酮质量浓度/(mg·mL-1)吸附饱和后总黄酮质量浓度/(mg·mL-1)解析后总黄酮质量浓度/(mg·mL-1)吸附量/(mg·g-1) 吸附率/% 解吸率/%D101 0.143 0.039 0.046

0.416 72.7 44.2 HPD-100 0.143 0.037 0.045 0.424 74.1 42.5 X-5 0.143 0.034

0.067 0.436 76.2 61.5 AB-8 0.143 0.026 0.085 0.468 81.8 72.6 NKA-9 0.143

0.017 0.089 0.504 88.1 70.6

2.3 NKA-9树脂静态吸附动力学特征

由吸附率和解吸率选择较为合适的NKA-9树脂进行静态吸附动力学实验，其静态吸附动力学曲线如图2所示。

图2 NKA-9静态吸附核桃壳黄酮动力学曲线

由图2可以看出，吸附时间3h后NKA-9树脂的吸附量随时间的增加变化很小，即树脂已基本达到吸附饱和平衡。在较短的时间达到吸附平衡，说明这种树脂对核桃壳黄酮的吸附属于快速平衡型，快速吸附意味着可以缩短生产周期，这在工业上是很有利的。

2.4 上样液pH值的影响

由图3可以看出，随着pH值的降低吸附量逐渐升高，说明一定的酸性条件有利于核桃壳黄酮的吸附，其原因可能是黄酮类化合物含有酚羟基和糖苷键，当pH值较小时以分子状态存在，主要依靠范德华力与树脂进行物理吸附;而在碱性条件下，以离子状态存在，吸附比较困难［12］。但是实验过程中发现，pH值为3和4时在吸附过程中有絮状沉淀产生，极易吸附在树脂上，在上柱过程中就会容易阻塞树脂柱，反而影响黄酮的吸附，综合考虑选择pH值为5作为上样液的最适pH值。

合集下载

山核桃多酚物质提取及抗氧化研究进展

山核桃多酚物质提取及抗氧化研究进展

2011, Vol. 32, No. 05食品科学※专题论述336

山核桃多酚物质提取及抗氧化研究进展

郜海燕1，李兴飞1,2，陈杭君1,*，房祥军1

(1.浙江省农业科学院食品科学研究所，浙江 杭州 310021；2.浙江师范大学化学与生命科学学院，浙江 金华 321004)

摘 要：山核桃多酚是一大类物质，它既是山核桃稳定口感风味的一个重要因素，又是其表现生理活性、抵御外

界伤害的主要次生代谢物质；对山核桃抗氧化性的相关研究涉及到多酚物质的提取纯化及有效成分鉴定等方面。文

章综述国内外近年来对山核桃多酚提取、分离纯化及抗氧化活性的研究进展，旨在为山核桃等坚果功能活性物质的

提取和综合利用提供一定的参考和借鉴。

关键词：山核桃；多酚物质；提取纯化；研究进展

Research Progress on Extraction and Antioxidant Activity of Phenolic Compounds from Carya (Carya cathayensis)

GAO Hai-yan1，LI Xing-fei1,2，CHEN Hang-jun1,*，FANG Xiang-jun1(1. Institute of Food Science, Zhejiang Academy of Agricultural Science, Hangzhou 310021, China；2. College of Chemistry and Life Sciences, Zhejiang Normal University, Jinhua 321004, China)

Abstract ：The phenolic compounds in carya (Carya cathayensis) include a big category of compounds. They play a key role

in stabilizing the taste, as well as maintaining the secondary metabolites that are involved in a variety of physiological activities

大孔树脂吸附在黄酮及皂苷类成分分离纯化中的应用

大孔树脂吸附在黄酮及皂苷类成分分离纯化中的应用

大孔树脂吸附在黄酮及皂苷类成分分离纯化中的应用

【关键词】 大孔

关键词：大孔吸附树脂； 黄酮； 皂苷； 分离纯化

1 大孔吸附树脂概述

1.1 大孔吸附树脂技术基本原理大孔树脂包括大孔吸附树脂和大孔离子交换树脂，是一种不含交联基团的、具有大孔结构的高分子吸附剂，多为白色球状颗粒。大孔吸附树脂本身由于范德华力或氢键的作用具有吸附性，又具有网状结构和很高的比表面积，而有筛选性能，是一类不同于离子交换树脂的吸附和筛性能相结合的分离材料［1］。

1.2 大孔吸附树脂的型号选择大孔树脂可分为非极性和极性两大类，根据极性的大小还可以分为弱极性、中等极性和强极性等。分离的化合物分子量较大时，应选择大孔径树脂，分子量小的化合物，则可选用小孔径而表面积大的树脂，以增加吸附力。物理性能方面，大孔树脂一般不溶于水、酸碱溶液和常用的有机溶剂，在水和有机溶剂中可以吸收溶剂而膨胀。目前国内外均有商品生产，美国

RohmHass 公司 Amberlite XAD 系列吸附树脂，主要应用于化工、治金、食品等领域较多。其中 XAD4 型吸附树脂常用来除消毒副产品达到净化饮用水的目的［2］，也应用于除去工业等排放污水中的有毒 Cr(VI)离子［3］。国产吸附树脂主要用于食品和中药的提取分离纯化；常用树脂型号有D101型、DA201型、D型、SIP系列、X5型、AB8型、GDX104型、LD605型、LD601型、CAD40型、DM130型、RA型、CHA111型、WLD型(混合型)、H107型、NKA9型等［4］。

2 在黄酮类成分分离纯化中的应用

大孔吸附树脂技术是近年来新发展起来的精制技术，在医药领域中广为应用，是提取精制中草药中水溶性有效成分的一种有效方法。黄酮的提取分离、精制纯化常用此技术。曹群华等［5］在研究大孔树脂吸附纯化沙棘籽渣总黄酮的条件及参数中，发现D101大孔树脂对沙棘籽渣总黄酮的吸附性能最好。最佳条件为30%乙醇为洗脱剂，树脂投量与生药比2∶1，径高比1∶10，溶剂用量与生药比10∶1，吸附时间3 h；以沙棘籽渣总黄酮的得率和纯度为考察指标，得率达2.39%，纯度达64.81%。结论为该纯化方法可取，工艺简便。纪兴等［6］对地锦草的提取工艺进行了研究，也选用D101型大孔树脂，以地锦草总黄酮含量为考察指标，采用L9(34)正交试验表，结果10 mL样品液上柱、静置吸附30 min、用95%乙醇洗脱地锦草总黄酮为最佳工艺；洗脱液干燥后总固体物中的地锦草总黄酮含量大于16%，高于乙醇提取干浸膏的7.61%，且洗脱率大于93%。结论为采用此法可以较好地富集地锦草中的有效成分。潘廖明等［7］比较了9种不同型号的大孔树脂对大豆异黄酮的吸附性质，对其中效果较好的LSA8型树脂进行了吸附动力学及热力学特性研究。通过对其吸附等温线、吸附动力学曲线、静态吸附曲线、动态吸附透过曲线和解吸曲线的分析得知，该树脂在35℃时对大豆异黄酮具有较好的吸附效果，其动态最大吸附量为204.6 mg/g干树脂；采用体积分数70%乙醇溶液解吸5 h，其大豆异黄酮含量可达57.0%，比原样提高了48倍。实验结果可为研究大豆异黄酮的提取分离方法提供参考。薛长晖等［8］通过比较D101A，D138，DM130这3种大孔树脂和聚酰胺树脂对苦荞粉提取液中黄酮类化合物的静态、动态吸附及解吸性能，其相应的静态吸附动力学过程和黄酮类化合物的吸附能力非常接近，可用作为黄酮类化合物的吸附剂。以DM130树脂为代表研究了动态吸附及解吸，发现黄酮类化合物较易被解吸；研究黄酮类化合物浓度对DM130树脂的吸附性能的影响，发现当黄酮类化合物的质量浓度为180～220 mg/ml时，DM130树脂的吸附量最大；研究了DM130树脂的吸附等温线，发现其吸附方式可能是多层吸附，这为树脂吸附法成功地应用于黄酮类化合物的分离奠定了基础。陈强等［9］选择10种大孔吸附树脂，比较其对葛根黄酮的吸附率与解吸率，筛选较优的葛根黄酮吸附剂。研究结果表明，AB8树脂较宜于葛根黄酮的提纯，经AB8树脂吸附分离后，提取物中黄酮含量提高近1倍。何琦等［10］通过对部分国内外大孔吸附树脂的银杏黄酮吸附性能筛选，确定出性能较佳的D140树脂。实验结果表明，D140树脂12个周期反复使用的平均银杏黄酮吸附率达66.61%，产物收率为3.54%，产物黄酮含量为24.54%，是一种综合性能较佳的银杏黄酮专用吸附树脂，已成功地用于工业生产。综上所述，大孔吸附树脂对中药有效化学成分�D黄酮进行定性、定量检测实验，或者纯化精制的工艺研究等应用中，都取得较好的效果。实验结果说明了采用大孔吸附树脂法提取中药有效成分，不仅使得产品纯度高、质量稳定，而且同传统方法相比，其制备工艺更易操作、节省溶剂，另有人通过实验发现，除无机矿物质外，其他中药有效部位(黄酮、生物碱、水溶性化合物)均可不同程度地被树脂吸附纯化［11］。

大孔吸附树脂分离纯化黄酮类化合物的研究进展

大孔吸附树脂分离纯化黄酮类化合物的研究进展

大孔吸附树脂分离纯化黄酮类化合物的研究进展

摘 要: 黄酮类化合物是在植物中分布非常广泛的一类天然产物, 具有多种生物活性。大孔吸附树脂纯化是一项不需复杂设备、操作条件温和的新型分离技术。综述了大孔吸附树脂分离纯化黄酮类化合物的研究进展。

关键词: 黄酮; 大孔吸附树脂; 分离纯化; 进展

正文

1 前言

黄酮类化合物(Flavonoids) 是在植物中分布非常广泛的一类天然产物, 其在植物体内大部分与糖结合成苷类, 也有一部分以游离态(苷元) 形式存在, 对植物的生长、发育、开花、结果及防菌防病等起着重要的作用。黄酮类化合物是许多中草药的有效成分, 具有抗氧化、抗肿瘤、抗炎、抗病毒、免疫调节、解毒护肝、细胞保护、防治心血管疾病、调节机体内分泌和代谢、影响细胞生长等多种生物活性, 近年来国内外学者对其颇为重视。近十年来, 黄酮类化合物的研究倾向于其药用价值的开发, 更多地涉及提取分离纯化方法、含量测定及制剂研究等。

黄酮类化合物的分离包括黄酮类化合物与非黄酮类化合物的分离、黄酮类化合物中的单体分离。黄酮类化合物与非黄酮类化合物的分离方法主要有提取法、色谱法、超临界萃取法、膜分离法、双水相萃取分离法等;单体分离方法主要是色谱法, 除经典的柱色谱法和薄层色谱法外,还有高效液相色谱法(HPLC)、高速逆流色谱法(HSCCC)等。本文在此仅对大孔吸附树脂分离纯化黄酮类化合物的研究进展进行综述。

2 大孔吸附树脂分离纯化黄酮类化合物

2 1 黄酮类化合物与非黄酮类化合物的分离纯化

大孔吸附树脂于20世纪70年代末逐步应用于中草药有效成分的提取分离。大孔吸附树脂的型号有HP-30、D101、DA-201、AB-8、XAD-4、XAD-16 等, 其特点是吸附容量大、再生简单、效果可靠, 尤其适用于黄酮类、皂苷类等成分的分离纯化及其大规模生产]21[、。

李兆龙]3[等用日本产非极性大孔吸附树脂(如Diaion HP-10、HP-20、HP-21)

大孔吸附树脂技术简介

大孔吸附树脂技术简介

大孔吸附树脂技术简介

大孔吸附树脂是一种具有多孔立体结构人工合成的聚合物吸附剂，是在离子交换剂和其它吸附剂应用基础上发展起来的一类新型树脂，是依靠它和被吸附的分子（吸附质）之间的范德华引力，通过它巨大的比表面进行物理吸附而工作的。在实际应用中对一些与其骨架结构相近的分子如芳香族环状化合物尤具很强的吸附能力。

大孔吸附树脂广泛应用于制药及天然植物中活性成分如皂甙、黄酮、内脂、生物碱等大分子化合物的提取分离。对人参皂甙、三七皂甙、绞股兰皂甙、薯蓣皂甙、甜菊皂甙、甘草甜素、银杏黄酮内脂，山楂黄酮、黄芪皂甙、橙皮甙、淫羊藿黄酮、大豆异黄酮、茶多酚、洋地黄强心甙、麻黄精粉、柚甙、毛冬青黄酮甙、红豆杉生物碱、多种天然色素、中药复方药物提取等以及生物化学制品的净化、分离、回收都有良好的效果。并在抗生素、维生素、氨基酸、蛋白质提纯,生化制药方面有很广泛的应用。

大孔树脂吸附分离工艺是对中药提取工艺影响大、带动面最广的技术之一。该工艺操作简便，成本较低，树脂可反复使用，适合工业生产。按日投产3吨生药计算，增加固定资产的投资15万元，而每年因此节约的能耗、辅料、包装材料、储藏、运输费用至少在百万以上。因此，它具有很强的推广应用价值,将对中药提取技术的跳跃式进步起到促进作用。

同时，大孔吸附树脂对工业废水，废液的处理也有着广泛的应用。如废水中含苯、硝基苯、氯苯、氟苯、苯酚、硝基酚、氨基苯酚、双酚A、对甲酚、奈酚、苯胺、邻苯二胺、对苯二胺、水杨酸、2，3酸、奈磺酸等有机物均具有很好的吸附、回收净化作用。且对废液中有害物质的浓度含量适应性强，并可作到一次性达标。可实现工业生产中有害物质回收再用、化害为利、变废为宝的目的。

1.大孔吸附树脂产品介绍

相应标准号：GB/T601-88，GB/T602-88，GB/T603-88，GB/T642-86，GB/T6679-86，Q/CBN01-2000