大孔樹脂對鼠尾草酸的脫色工藝研究

賈國凱 劉佳 羅妹 陳修文

摘 要：目的 研究不同型號大孔樹脂對鼠尾草酸的脫色的工藝條件及參數。方法 以靜態飽和吸附量、洗脫量、靜態洗脫率考察指標，比較了8種大孔樹脂，以脫色率、保留率為指標對樹脂吸附工藝條件進行了篩選。結果 D101大孔樹脂的脫色效果最好，其最佳脫色條件為：洗脫劑pH值為6.0，m（鼠尾草酸）∶m（大孔樹脂）=1∶4，洗脫劑濃度為90%，流速為12 BV/h，最優條件下，脫色率和多糖保留率分別為75.65%和93.14%。結論 D101樹脂綜合性能較好，HPD-100大孔樹脂對鼠尾草酸可以獲得較高的脫色率和保留率。

關鍵詞：大孔樹脂 鼠尾草酸 脫色

中圖分類號：TS201.2 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）07（a）-0033-02

近年來研究發現，存在于迷迭香葉中的二萜酚類成分鼠尾草酸作為主要的抗氧化成分，除了具有抗氧化作用，還能發揮抗癌、神經保護、抗炎、減肥、抑菌等多種藥理活性[1]。目前，鼠尾草酸在腫瘤治療、神經保護等方面的研究已經比較深入，加之其作為天然產物的特點，有望開發成為高效低毒的抗腫瘤、神經保護藥物；此外，鼠尾草酸具有廣泛的應用，可應用于藥品、保健品、化妝品、食品添加劑和食用油等行業[2]。

在鼠尾草酸的生產中，其色澤是一個非常重要的指標。目前，常用的脫色方法有用活性碳、醇氨溶液、雙氧水等方法，這些方法雖簡便易行，但存在損失率高、破壞物質原始結構與活性等缺點[3-5]。但大孔樹脂用于鼠尾草酸的脫色研究仍未見報道。大孔樹脂是一類以吸附為特點，對有機物具有濃縮、分離作用的新型高分子聚合物，近年來被應用于色素的富集與脫除。大孔樹脂脫色技術具有脫色范圍廣、處理能力大、可再生等特點，能克服傳統脫色方法的不足并更好地滿足工業上對于脫色的要求[6]，該實驗利用大孔吸附樹脂對鼠尾草酸進行脫色研究，對不同類型的大孔吸附樹脂進行篩選，得到脫色效果最佳的樹脂。在此基礎上，通過正交試驗對其脫色工藝進行優化，得到最佳鼠尾草酸脫色條件。

1 儀器和材料

KQ5200B型超聲波清洗器（昆山超聲儀器有限公司）；UV-2800型紫外可見分光光度計（上海舜宇恒平科學儀器有限公司）；BS110S電子分析天平（北京賽多利斯天平有限公司）。

鼠尾草酸純度為98%（上海源葉生物科技有限公司）；鼠尾草酸純度為20%（湖南和廣生物科技有限公司購得）；大孔吸附樹脂AB-8型、LKY-02型、HPD750型、MD130型、D101型、HPD450型、HPD5000型、MD131型（均為南開大學化工廠）。

2 方法與結果

2.1 測定方法

（1）保留率的測定。采用紫外分光光度法，測定鼠尾草酸含量，以鼠尾草酸為標準品繪制標準曲線。準確稱取鼠尾草酸標準品125.0 mg（含量為98%），置100 mL容量瓶中，加無水乙醇溶解并定容。吸取該儲備溶液0、2.0、4.0、6.0、8.0、10.0 mL分別置于標號為0、1、2、3、4、5的50 mL容量瓶中，加無水乙醇定容、搖均，同時以相應的試劑溶液作空白，在波長280 nm處測定各試管中溶液的吸光度，以吸光度A為縱坐標，濃度X為橫坐標，繪出標準曲線圖，并得回歸方程。回歸方程為：Y=0.04878X+0.16736，R2 =0.999 97。式中，Y為280 nm處吸光度；X為鼠尾草酸溶液的濃度。

采用紫外分光光度法，根據標準曲線方程，計算脫色前后的鼠尾草酸的含量：

（2）脫色率的測定。對鼠尾草酸標準溶液在200～700 nm進行可見-紫外光譜全波長掃描，確定鼠尾草酸溶液的最大吸收波長。經紫外掃描，鼠尾草酸標準溶液的最大吸收波長為280 nm。在280 nm測定吸光度，按下式計算脫色率。

DR（%）=×

式中：DR為脫色率；A1為脫色前的吸光度值；A2為脫色后的吸光度值。

2.2 靜態吸附試驗

（1）大孔吸附樹脂的篩選。分別精密稱取ADS-7、AB-8、DM-130、HPD-750、X-5、D-101這6型樹脂各2.0 g，預處理后用濾紙吸干表面水分，置于100 mL具塞錐形瓶中，分別加入10 mg/mL、用稀鹽酸調pH為5的鼠尾草酸供試品溶液，密塞，放入恒溫25 ℃，轉速為110 r/min的振蕩器中震蕩24 h，靜置，離心，取上清液測定吸光度，并按2.1中的（1）和（2）中的方法計算脫色率和保留率。結果，選擇D101樹脂為最佳樹脂。各種大孔吸附樹脂對鼠尾草酸的脫色率和保留率見表1。

（2）洗脫劑pH對鼠尾草酸脫色的影響。分別精密稱取D101大孔吸附樹脂2.0 g4份，各加入5 mL濃度為10 mg/mL鼠尾草酸溶液，調pH分別為3、4、5、6，恒溫水浴25 ℃靜置脫色12 h，離心后取濾液測定吸光度，并按2.1中的（1）和（2）的方法計算脫色率和多糖保留率。結果，當pH為6時鼠尾草酸的脫色效果最好，保留率較高。pH值對D101大孔吸附樹脂吸附效果的影響見表2。

2.3 動態吸附和解吸試驗

（1）洗脫濃度對D101樹脂吸附效果的影響。分別采用80%、85%、90%和95%濃度乙醇作為洗脫劑，將洗脫液和吸附時的流出液合并，測定吸光度，并按2.1中的（1）和（2）中的方法計算脫色率和保留率。結果，用90%濃度乙醇洗脫可以得到較高的脫色率和保留率。見表3。

（2）不同流速對D101樹脂吸附效果的影響。將4份5 mL濃度為200 mg/mL鼠尾草酸溶液，稀鹽酸調pH為5，用4 g大孔樹脂裝柱，研究不同流速（10 BV/h、12 BV/h、15 BV/h、20 BV/h）下的動態吸附效果。每隔10 min測定接收液的吸光度，并按2.1中（1）和（2）的方法計算脫色率和保留率。結果，為了獲得較好的脫色效果，選擇12 BV/h的流速進行試驗，見表4。

2.4 驗證試驗

D101大孔樹脂的脫色效果最好，其最佳脫色條件為：洗脫劑pH值為6.0，m（鼠尾草酸）∶m（大孔樹脂）=1∶4，洗脫劑濃度為90%，流速為12 BV/h，最優條件下，平行試驗為3次。獲得的脫色率和回收率平均值分別為75.65%和93.14%，相對標準偏差分別為2.07%和1.45%，驗證試驗結果和正交試驗結果相近，說明該最佳工藝條件穩定。

3 討論

pH考察時，當洗脫劑pH為3時，脫色率和保留率都要遠遠低于其他條件，可能是鼠尾草酸為弱酸性，在強酸性條件下不溶解以及發生結構變化，使得實驗結果不理想；另一原因可能是在強酸性條件下洗脫，將大孔樹脂已經吸附牢固的色素洗脫下來。洗脫濃度考察時，乙醇濃度較低，鼠尾草酸不能溶解完全，導致不能得到高效率的脫色；如果乙醇濃度太高，使得吸附在大孔樹脂上的色素又被解吸附流出來。

參考文獻

[1] Ibanez E，Kubatova A，Senorans FJ，et al. Subcritical water extraction of antioxidant compounds from rosemary plants[J].Agric Food Chem，2003，51（2）：375-382.

[2] Moran L，Andres S，Bodas R，et al.Meat texture and anti-oxidant status are improved when carnosic acid is included in the diet of fattening lambs[J].Meat Science，2012，91（4）：430-434.

[3] 謝紅旗，周春山.香菇多糖脫色工藝研究[J].離子交換與吸附，2007，23（2）：158-165.

[4] 周利亙，王君虹，陳新峰.大豆蛋白酶解液脫色工藝的優化[J].浙江農業報，2005，17（3）：130-133.

[5] 劉振家，朱科學，彭偉，等.小麥胚芽制備抗氧化肽脫色工藝研究[J].中國油脂，2009，12（34）：18-21.

[6] 付學鵬，楊曉杰.植物多糖脫色技術的研究[J].食品研究與開發，2007，28（11）：166-169.