大孔吸附樹脂純化玉竹總黃酮工藝研究

鐘方麗 王曉林 王志敏 陳 帥

（吉林化工學院化學與制藥工程學院，吉林 吉林 132022）

玉竹又名葳蕤、萎蕤、女萎，是黃精屬植物玉竹（Rhizoma Polygonati Odorati.）的地下根莖，在《神農本草經》、《本草正義》中均有記載，該藥在中國已有幾千年的用藥歷史，性平，味甘，具有養陰潤燥、生津止渴的功能，用于熱病口燥咽干、干咳少痰、心煩心悸、糖尿病等疾病的治療［1，2］。藥理學研究［3］表明，玉竹還有強心、擴張血管、降血壓、抗腫瘤和增強免疫功能等作用。經研究［4］發現，玉竹中含量較高的是多糖類化合物，一般含量為6.51%～10.27%，此外，還有甾體皂苷、黃酮、生物堿、甾醇、強心苷等活性成分，具有較高的食用與藥用開發價值。玉竹中所含的黃酮及黃酮苷又稱黃堿素類化合物，是存在于植物界的一類天然色素，為許多中草藥的有效成分［5］，玉竹總黃酮能清除二苯基苦味肼基自由基（DPPH），能增強衰老模型小鼠血液中SOD活性，降低肝組織中 MDA含量［6］。

大孔吸附樹脂分離技術是利用大孔吸附樹脂的多孔結構和選擇性吸附功能從中藥提取液中分離精制有效成分或有效部位的技術。D－101型大孔吸附樹脂是一種非極性樹脂，已廣泛應用于天然植物（如桑葉、山楂、槐角、滁菊花）的黃酮類化合物的分離純化［7］，但未見有關玉竹總黃酮純化工藝研究的報道。本試驗擬使用6種不同型號的大孔吸附樹脂分別對玉竹總黃酮進行純化，并優化D－101型大孔吸附樹脂純化玉竹總黃酮的工藝條件，旨在為生產中更有效利用玉竹、發揮其最大經濟效益提供試驗依據。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 材料與試劑

玉竹：中藥飲片，安徽省亳州市華申藥業有限公司；

蘆丁對照品：中國藥品生物制品檢定所；

大孔吸附樹脂：LSA－21、LSA－10、AB－8、LX－36、D－101、LSA－33型，西安藍曉科技有限公司；

硝酸鋁、氫氧化鈉、亞硝酸鈉、無水乙醇：分析純，天津市大茂化學試劑廠。

1.1.2 主要儀器設備

紫外－可見分光光度計：752N型，上海精密科學儀器有限公司；

旋轉蒸發儀：RE－52AA型，上海亞榮生化儀器廠；

循環水真空泵：SHZ－D型，河南省鞏義市英峪儀器一廠；

電熱鼓風干燥箱：CS101－AB型，中國重慶實驗設備廠；

電子天平：JY2002型，上海精密科學儀器有限公司。

1.2 方法

1.2.1 總黃酮含量測定方法

（1）標準曲線的制備：精密稱取蘆丁對照品（于105℃干燥至恒重）10.0mg，置于50mL容量瓶中，加入50%乙醇溶液，超聲使之溶解，并用50%乙醇溶液定容至刻度，制得蘆丁對照品溶液（0.20mg／mL）。精密吸取上述蘆丁對照品溶液0，2.0，4.0，6.0，8.0，10.0，12.0mL分別 置于50mL 容量瓶中，加入5%NaNO2溶液0.4mL，搖勻，放置6min，加入10%Al（NO3）3溶液0.4mL，搖勻，放置6min，加入4%NaOH溶液4.0mL，加入50%乙醇溶液定容至刻度，搖勻，放置15min。以50%乙醇溶液為空白對照，按照紫外分光光度法于512nm波長處測定不同濃度蘆丁對照品溶液的吸光度。以吸光度A為縱坐標，蘆丁對照品溶液的濃度C為橫坐標，進行直線回歸，制備標準曲線［8］，回歸方程為A ＝0.010 72C＋0.009 79，R ＝0.999 8，結果表明蘆丁在0.0～48.0μg／mL濃度范圍內呈良好的線性關系。

（2）樣品含量測定：吸取相應的玉竹總黃酮樣品液、樹脂吸附后的溶液和解吸液各適量，分別置于容量瓶中，按1.2.1（1）的方法，于512nm處測定吸光度，以不加供試品的平行樣為空白。根據標準曲線計算樣品中總黃酮的含量。

1.2.2 大孔吸附樹脂的預處理 取6種樹脂LSA－21、LSA－10、AB－8、LX－36、D－101、LSA－33各10g加入柱中，先以95%乙醇連續洗滌數次約2h，至流出液加水（1∶5）不渾濁為止，后用蒸餾水洗至無醇味；然后用5%HCl浸泡4h后以4～6BV／h洗滌2h后用蒸餾水洗至中性；最后用2%NaOH溶液浸泡6h后以4～6BV／h洗滌2h后用蒸餾水洗至中性，處理完畢后置于密閉容器中備用［9］。

1.2.3 玉竹總黃酮樣品液的制備 稱取干燥的玉竹120g于圓底燒瓶中，加入960mL 80%的乙醇熱回流3次，每次2h，過濾，合并以上3次的濾液，濃縮，80%乙醇定容于容量瓶中作為玉竹總黃酮樣品液，待用。

1.2.4 大孔吸附樹脂的選擇 各取2g 6種處理后的樹脂至100mL具塞三角瓶中，再加入0.635 9mg／mL的玉竹總黃酮樣品液40mL［10］，間隔10min振搖1次，每次約30s，共2h，靜止48h，分別精密吸取6種樹脂吸附后的溶液1.0mL，按1.2.1（1）的方法，于512nm處測定吸光度A，將靜態吸附的樹脂抽濾至干，然后將上述樹脂加入到具塞三角瓶中，于室溫條件下加入100mL 95%乙醇進行解吸，間隔10min振搖1次，每次約30s，共2h，靜置48h，分別精密吸取各解吸液5.0mL，按1.2.1（1）的方法，于512nm 處測定吸光度A，從而計算各種樹脂對玉竹總黃酮的吸附率和解吸率。計算公式見式（1）～ （3）［11］：

式中：

R1—— 吸附率，%；

R2—— 解吸率，%；

R3—— 純度，%；

C0——起始玉竹總黃酮樣品液中總黃酮的濃度，mg／mL；

C1——吸附48h后玉竹總黃酮樣品液中總黃酮的濃度，mg／mL；

C2——解吸液中玉竹總黃酮的濃度，mg／mL；

V1—— 玉竹總黃酮樣品液的體積，mL；

V2—— 解吸液的體積，mL；

m1——解吸液干燥后干浸膏的質量，mg；

m2—— 解吸液中總黃酮的質量，mg。

1.2.5 靜態吸附和解吸的單因素試驗

（1）吸附時間的確定：稱取D－101型大孔樹脂2g，共稱取7份，置于6個干燥的100mL三角瓶中，各加入20mL 0.356 5mg／mL的玉竹總黃酮樣品液，分別振蕩吸附1，2，3，4，5，6，7h，每10min振搖1次，每次振搖30s，過濾，各取吸附后液4.0mL于7個10mL容量瓶中，測定溶液中總黃酮的含量，計算吸附率。

（2）解吸液乙醇濃度的確定：稱取D－101型大孔樹脂2g，共稱取5份，置于5個干燥的100mL三角瓶中，各加入20mL供試品溶液，振蕩吸附3h，每10min振搖1次，每次振搖30s。吸附結束后用蒸餾水洗滌并用吸水紙吸干殘留于樹脂上的液體，然后向裝有樹脂的三角瓶中分別加50mL 10%，30%，50%，70%，90%的乙醇，振搖解吸，過濾，過濾后的解吸液各取4.0mL于5個10mL容量瓶中，測定溶液中總黃酮的含量，計算解吸率。

（3）解吸液乙醇用量的確定：稱取D－101型大孔樹脂2g，共稱取7份，置于7個干燥的100mL三角瓶中，各加入20mL供試品溶液，振蕩吸附3h，每10min振搖1次，每次振搖30s。然后向裝有樹脂的三角瓶中分別加入20，30，40，50，60，70，80mL的90%乙醇，振搖解吸，過濾，過濾后的解吸液分別移取4.0mL于7個25mL容量瓶中，測定溶液中總黃酮的含量，計算解吸率。

（4）解吸時間的確定：稱取D－101型大孔樹脂2g，共稱取7份，置于7個干燥的100mL三角瓶中，各加入20mL供試品溶液，振蕩吸附3h，每10min振搖1次，每次振搖30s。吸附結束后用蒸餾水洗滌并用吸水紙吸干殘留于樹脂上的液體，然后向裝有樹脂的三角瓶中分別加入70mL 90%的乙醇，分別振搖解吸1.0，1.5，2.0，2.5，3.0，3.5，4.0h，過濾后的解吸液各移取4.0mL于7個10mL容量瓶中，測定溶液中總黃酮的含量，計算解吸率。

（5）吸附液pH的確定：稱取D－101型大孔樹脂2g，共6份，置于6個干燥的100mL三角瓶中，各加入20mL 0.356 5mg／mL的玉竹總黃酮樣品液，分別用5%HCl和5%NaOH調pH 為4，5，6，7，8，9，然后振蕩吸附3h，每10min振搖1次，每次振搖30s，過濾，過濾后的吸附后液，各取4mL于6個10mL容量瓶中，測定溶液中總黃酮的含量，計算不同吸附pH的吸附率。

1.2.6 靜態吸附和解吸的正交試驗 在單因素試驗基礎上，以解吸率為考察指標，選擇主要考察因素進行正交試驗以進一步優化工藝。在所有試驗中，每次試驗取用的大孔樹脂為2g。

2 結果與分析

2.1 大孔吸附樹脂的選擇結果

在相同的試驗條件下，6種不同型號的大孔吸附樹脂經過靜態吸附與解吸附試驗，分別得到各種樹脂對玉竹總黃酮的靜態吸附率及解吸率，結果見表1。

由表1可知，LSA－33型樹脂的吸附率最高，LX－36型樹脂的吸附率最低，但6種樹脂的吸附率差別較小；從解吸率角度看，D－101型樹脂的解吸率最高，達到了40.50%，而LSA－33和LSA－10型樹脂的解吸率只有20%左右，試驗結果表明D－101型大孔樹脂對玉竹總黃酮的解吸率最高。故選用D－101型大孔樹脂作為進一步試驗所用的樹脂型號。

2.2 靜態吸附和解吸工藝的優化

根據單因素試驗結果，確定了吸附液pH值、吸附時間、解吸液濃度、解吸液用量／樹脂質量（V／m）及解吸時間的水平值，各因素的水平表設計見表2，正交試驗結果見表3。

由表3可知，D－101型大孔樹脂純化玉竹總黃酮的最佳試驗條件為A2B4C2D1E3，即最佳純化工藝為吸附時間5h，解吸時間3.5h，解吸液用量／樹脂質量25（V／m），解吸液乙醇濃度60%，最佳樣品液pH值8，在該條件下，大孔樹脂純化玉竹總黃酮的靜態解吸率最大。

表1 6種大孔樹脂對玉竹總黃酮的吸附率與解吸率的測定結果Table 1 Experimental result of adsorption and desorption rate of total flavonods with six types macroporous resins

表2 因素水平表Table 2 Table of factors and levers

2.3 工藝驗證性實驗

為了考察上述優化工藝的穩定性，進行了3次驗證性實驗結果見表4。由表4可知，3次實驗的吸附率和解吸率分別為 81.15%，80.25%，81.58% 和 48.29%，49.78%，48.17%，平均吸附率和解吸率分別為80.99%和48.75%，具有較好的重現性。

2.4 玉竹干浸膏的制備及浸膏中總黃酮含量的測定

稱取D－101型大孔樹脂6g，共3份，置于3個干燥的250mL三角瓶中，分別加入60mL玉竹樣品液（總黃酮濃度為0.368 7mg／mL，其浸膏中總黃酮含量為 4.075mg／g），振蕩吸附5h，每10min振搖1次，每次振搖30s，然后向帶有樹脂的3個三角瓶中各加入60%的乙醇溶液150mL，振蕩解吸3.5h，過濾，各取4.0mL過濾后的解吸液于3個具塞試管中，按1.2.1項下方法測定溶液中總黃酮的含量。再取50mL總黃酮濃度為0.368 7mg／mL的玉竹樣品液和100mL解吸液置于稱重后的蒸發皿中水浴濃縮至干，然后放入電熱鼓風干燥箱中（60℃）干燥至恒重，稱重，計算干浸膏及其總黃酮的含量。結果見表4。

表3 正交試驗結果Table 3 Experimental results of orthogonal test

表4 驗證實驗結果Table 4 Experimental results of purification process validation of total flavonods in Rhizoma Polygonati Odorati.with D－101 macroporous resins

由表4可知，經D－101型大孔吸附樹脂處理玉竹提取液后，干膏中總黃酮含量由大約4mg／g提高到21mg／g左右。

3 結論

采用D－101型大孔樹脂可以對玉竹總黃酮進行初步純化，但由于玉竹所含化學成分復雜，除了少量的黃酮類化合物外，還含有大量的植物多糖及甾體皂苷、生物堿、甾醇、鞣質、黏液質和強心苷等多類成分，所以純化后玉竹干浸膏中的總黃酮純度較低，這主要是由于玉竹中黃酮類化合物含量太低所造成的。若要使玉竹提取物中總黃酮的純度進一步提高，則需要采用必要的方法提高玉竹總黃酮樣品液的含量，然后再采用D－101型大孔吸附樹脂對其進行分離純化，上述試驗結果為玉竹提取物的工業化生產提供了理論依據。

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