分離純化甜葉菊甙樹脂的篩選

李洪飛，孫大慶，張麗萍

(黑龍江八一農墾大學 黑龍江省農產品加工工程技術研究中心，黑龍江 大慶 163319)

甜葉菊甙，又稱甜菊糖甙，是從菊科草本植物甜葉菊中提取的由各種雙萜配基構成的配糖體混合物，甜度為蔗糖的300倍，是一種天然甜味劑［1，2］，具有高甜度、低熱量、無毒、無副作用等特點，對高血壓、糖尿病等有顯著療效［3，4］，被譽為“世界第三糖源”。甜葉菊甙提取液含有大量的雜質，需分離純化［5］。在分離純化介質中，大孔吸附樹脂的孔徑與比表面積都比較大，樹脂內部是三維空間立體孔結構，有很多優點［6］。目前最有效的方法是利用大孔吸附樹脂對甜葉菊甙提取液進行提純。本研究對提純甜葉菊甙樹脂的吸附、脫色及提純性能進行綜合分析，以期找到一種適合分離純化甜葉菊甙的固定相。

1 材料與方法

1．1 主要試劑與儀器

大孔吸附樹脂(ADS-7、ADS-8、ADS-17、AB-8、D-06，天津南開大學樹脂廠)，電子天平(AR2140，梅特勒-托利儀器有限公司)，制備色譜分離系統(DKS24，大慶三星機械制造有限公司)，紫外可見分光光度計(北京普析通用儀器有限責任公司)，安捷倫1200s液相色譜儀(德國)，pH 計(Seven Multi，梅特勒-托利儀器有限公司)，蒽酮、硫酸、無水乙醇、氫氧化鈉、鹽酸等均為分析純，乙腈為色譜純。

1．2 檢測方法

1．2．1 甜葉菊甙純度的測定方法

采用高效液相色譜法［7］。

1．2．2 樹脂吸附量計算

樹脂吸附量的計算公式如下:

式中Q為吸附量(mg/mL);ρ0為吸附前樣液中甜葉菊甙的質量濃度(mg/mL);ρe為吸附平衡后樣液中甜葉菊甙的質量濃度(mg/mL);Vi為樣液的體積(mL);V為濕樹脂的體積(mL)。

1．2．3 解吸率計算

解吸率的計算公式如下:

式中 ρd為解吸液中甜葉菊甙的質量濃度(mg/mL);Vd為解吸液的體積(mL);Q為樹脂的吸附量;V為樹脂柱中濕樹脂的體積(mL);D為解吸率(%)。

1．2．4 脫色率計算

采用紫外分光光度計法［8］，甜葉菊甙提取液的脫色率計算公式如下:

式中A0為甜葉菊甙提取液脫色前吸光度，A1為脫色后吸光度，X為脫色率(%)。

1．3 實驗方法

1．3．1 大孔吸附樹脂的預處理

將干樹脂置于95%的乙醇中浸泡24 h，使之充分溶脹，去除上層漂浮的雜質和破碎的樹脂，以去離子水充分漂洗至中性，備用。

1．3．2 不同樹脂對甜葉菊甙靜態吸附性能的研究

委員會的工程師，以及撰寫美國地質調查局補充公告的工程師（見 Humphrey，1907）很快認識到幾個原理。第一個原理是架構良好的高層鋼結構建筑（由私人公司建造的一般商業建筑）在地震中表現相當好，特別是那些在較低樓層有很好支撐的鋼結構（Humphrey，1907）。第二個原理是深樁作為 “人造土地地基結構的價值”。盡管軟土中的震動強度更強，但他們注意到許多被液化毀壞的街道上的纜車軌道（深樁基礎支撐）通常都保持暢通（并充當人行道）。類似的還有，他們報告說，人造土地上的 “一流現代建筑”“建在深樁上而板架結構并不受其墻或框架損傷的威脅”（Ⅰ卷，235頁）。

分別稱取預處理后的濕樹脂ADS-8、ADS-7、ADS-17、AB-8和D-06各10 mL，置于250 mL具塞三角瓶中，加入50 mL甜葉菊甙提取液，于180 r/min、28℃ 的搖床中振搖10 h，使樹脂充分吸附甜葉菊甙，吸附結束后，減壓過濾，濾出殘液。測定吸附前后溶液中的甜葉菊甙含量，計算樹脂吸附量。

1．3．3 不同樹脂對甜葉菊甙動態吸附性能的研究

分別將 ADS-8、ADS-7、ADS-17、AB-8 和 D-06 吸附樹脂裝入色譜柱(500 mm×16 mm)中，將色譜柱充填飽滿，用乙醇洗至流出液加水不混濁為止，去離子水洗至流出液不含乙醇。以2 BV/h的流速將制備的甜葉菊甙提取液泵入色譜柱中進行吸附，待流出液與甜葉菊甙提取液相同時，停止吸附，此時樹脂吸附飽和，記錄各樹脂吸附飽和時間。

1．3．4 不同樹脂對甜葉菊甙提取液脫色性能的研究濕法填充色譜柱500 mm×10 mm一根，填料分別為 ADS-8、ADS-7、ADS-17、AB-8 和 D-06 樹脂。將甜葉菊甙提取液，以2 BV/h的流速流經色譜柱，分段收集流出液，直至樹脂吸附飽和，計算提取液中呈色物質的脫色率。

1．3．5 不同樹脂對甜葉菊甙提取液提純性能的研究濕法填充色譜柱500 mm×10 mm一根，填料為五種樹脂。將甜葉菊甙提取液，以2 BV/h的流速流經色譜柱，直至樹脂吸附飽和，然后用去離子水將色譜柱沖洗干凈，用70%乙醇進行解吸，收集解吸液，用高效液相色譜法測定甜葉菊甙的純度。

2 結果與分析

2．1 大孔樹脂的篩選結果

通過靜態吸附、動態吸附和脫色實驗來選擇最適合的大孔樹脂，技術參數見表1。

表1 大孔樹脂型號及物理參數

2．1．1 樹脂靜態吸附結果

圖1 五種樹脂對甜葉菊甙靜態吸附能力的比較

2．1．2 樹脂動態吸附結果

在不同樹脂動態吸附試驗的五點三次重復的因素分析中，采用SAS8.2統計系統進行分析，得出F=329.01、P＜0.001，說明不同樹脂對甜葉菊甙吸附量的影響顯著。在樹脂量、甜葉菊甙濃度一定的條件下，達到飽和吸附的時間越短，說明樹脂吸附能力越弱，由表2可知，樹脂的吸附能力由強到弱為:AB-8＞ADS-7＞D-06＞ADS-8＞ADS-17。

表2 五種樹脂的飽和吸附時間

2．1．3 樹脂脫色性能研究結果

由圖2可知，大孔吸附樹脂對甜葉菊甙提取液都有一定的脫色效果，其中以強極性樹脂ADS-7脫色效果最好，當流出液為1 BV時脫色率為87.6%，當流出液為6 BV時吸附飽和時脫色率保持在72.8%，中級性樹脂ADS-17脫色性能次之，弱極性樹脂AB-8和非極性樹脂ADS-8、D-06較差。樹脂的極性對脫色率有較大的影響，表明甜葉菊甙提取液中的色素可能以強極性色素為主，ADS-7樹脂的吸附能力最強，在工藝生產中可極大節省脫色的成本，增加產值。

圖2 五種樹脂脫色性能的比較

2．1．4 樹脂提純性能研究結果

由表3可知，五種樹脂裝填的色譜柱解吸液中，甜葉菊甙的純度由高到低順序為ADS-7＞ADS-17＞AB-8＞ADS-8＞D-06，說明ADS-7樹脂對色素具有很強的吸附能力，由于其有適量堿性基團，在用乙醇解吸時只有少量的色素被洗脫下來。ADS-7色譜柱解吸液中甜葉菊甙的純度最高為80.23%，提純能力最強。

樹脂靜態、動態和脫色提純實驗數據進一步證明ADS-7樹脂的優越性，盡管其吸附量不是最大，但考慮到脫色和提純能力，確定ADS-7樹脂為吸附提純甜葉菊甙的固定相。

表3 五種樹脂提純性能比較

3 結論

通過對樹脂的靜態吸附、動態吸附、脫色與提純能力的考察，以吸附量、脫色率和甜葉菊甙純度為指標，確定ADS-7樹脂為提純甜葉菊甙的最佳固定相。實際上，關于提純甜葉菊甙的研究成果有很多，其中采用AB-8樹脂［9］對甜葉菊甙進行提純，純度可達到64.1%;以M-35樹脂為固定相進行甜葉菊甙的分離純化，純度可達到75.6%［10］;采用709型吸附樹脂對甜葉菊甙提取液進行提純［11］，純度可達到74.1%。本研究采用ADS-7樹脂，分離的甜葉菊甙純度達到80.23%，比之前的研究有較大提高。

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