大孔樹脂靜態(tài)純化鹽堿地苦菜多酚的工藝研究

王紅玉，趙芳，焦林宏，馬國興，馬婭

大孔樹脂靜態(tài)純化鹽堿地苦菜多酚的工藝研究

王紅玉，趙芳，焦林宏，馬國興，馬婭

（蘭州石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院，甘肅 蘭州 730060）

為了研究大孔樹脂靜態(tài)吸附和解吸純化苦菜多酚的工藝條件，以吸附量和解吸量為指標(biāo)，從六種大孔樹脂中選出最佳樹脂，并研究大孔樹脂靜態(tài)吸附及解吸純化的工藝條件。結(jié)果表明：NKA-Ⅱ型大孔樹脂為鹽堿地苦菜多酚純化的最佳樹脂。純化的最佳條件為：吸附樣液濃度2 mg/mL，吸附pH為1左右，解吸液為體積分?jǐn)?shù)60%的乙醇，解吸pH約為4左右。

苦菜；多酚；純化；靜態(tài)吸附

苦菜是菊科苦苣菜屬一類植物，其資源十分豐富，是一種藥食同源的多年生草本植物[1]。苦菜中多酚類[2-3]化合物含量較高，但相關(guān)純化研究報道比較少。目前關(guān)于多酚類物質(zhì)的分離純化主要采用的是大孔樹脂純化[4-5]，本實驗選取不同型號的大孔樹脂對鹽堿地苦菜多酚液進(jìn)行純化[6]，確定最佳樹脂及靜態(tài)吸附最佳工藝條件。

1 實驗部分

1.1 試劑

苦菜（采于甘肅皋蘭鹽堿地），沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)品（上海麥克林生物科技公司），碳酸鈉（天津市福晨化學(xué)試劑廠），福林酚試劑（上海源葉生物科技有限公司），無水乙醇（利安隆博華醫(yī)藥化學(xué)有限公司），以上試劑均為分析純。XDA-8、D101、NKA-Ⅱ、HPD-500、LX-17、AB-8大孔樹脂（陜西樂博生化科技有限公司）。

1.2 儀器

Master-Q15型實驗室純水機(jī)（上海和泰儀器有限公司），KQ-300DE型臺式數(shù)控超聲波清洗器（東莞市科橋超聲波設(shè)備有限公司），SHZ-D（Ⅲ）型循環(huán)水式多用真空泵（鞏義市予華儀器有限責(zé)任公司），U-2001型紫外可見分光光度計(日本Hitachi)，RE-52AA型真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀（上海亞榮生化儀器廠）。

2 方法與結(jié)果

2.1 苦菜多酚含量的測定

繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線[7]，在765 nm處測定吸光度（A），以A為縱坐標(biāo)，質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)，得線性回歸方程＝136.68+0.105 6（2＝0.998 3）。取一定質(zhì)量的苦菜，在前期研究的最佳工藝條件下，即乙醇體積分?jǐn)?shù)60 %，超聲溫度55 ℃，超聲時間40 min，料液比1∶50（g/mL），提取3次，得到多酚提取液，真空濃縮到?jīng)]有醇味，按照標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制方法，測定A值，計算樣液中多酚濃度。

2.2 大孔樹脂的篩選

取6個150 mL錐形瓶，加入不同型號的大孔樹脂1 g，加入1.04 mg/mL的苦菜多酚濃縮液30 mL，在25 ℃恒溫震蕩培養(yǎng)箱中，130 r/min條件下振蕩12 h，測定上清液的濃度，計算吸附量與吸附率[4]。用蒸餾水將吸附飽和的各樹脂洗至無色，加入60%的乙醇30 mL，同樣的條件下振蕩解吸12 h，計算解吸量和解吸率。公式如下：

公式中：1、2—分別為吸附量、解吸量，mg/g；

—吸附率，%；

—解吸率，%；

0、1、2—分別為樣品吸附前、吸附后、解吸后濃度，mg/mL；

、1—分別為樣液、解吸液體積，mL；

—樹脂質(zhì)量，g。

樹脂篩選結(jié)果如表1，吸附量及吸附率最大的樹脂型號為XDA-8，其次為NKA-Ⅱ。解吸量和解吸率最大的樹脂型號為NKA-Ⅱ，其次為XDA-8。由于兩種樹脂的吸附量差距不大，NKA-Ⅱ型大孔樹脂解吸量及解吸率更大，所以綜合考慮選取最佳樹脂為NKA-Ⅱ型樹脂。

表1 大孔樹脂吸附與解吸結(jié)果

2.3 樹脂靜態(tài)吸附曲線的繪制

稱取NKA-Ⅱ型大孔樹脂2 g，加入30 mL的多酚濃縮液，相同條件下在恒溫振蕩箱中吸附6 h，每隔1 h取0.05 mL上清液測定并計算吸附量，繪制靜態(tài)吸附動力學(xué)曲線。結(jié)果如圖1所示，當(dāng)吸附時間小于4 h時，吸附量上升較快，說明NKA-Ⅱ型樹脂能快速吸附苦菜多酚物質(zhì)。當(dāng)吸附時間大于4 h，上升趨勢平緩，說明樹脂已經(jīng)接近飽和，因此適宜的靜態(tài)吸附時間為4 h。

圖1 NKA-Ⅱ大孔樹脂靜態(tài)吸附曲線

2.4 吸附與解吸單因素實驗

2.4.1 苦菜多酚樣液濃度對吸附效果的影響

稱取NKA-Ⅱ型大孔樹脂1 g，分別取0.5、1、1.5、2、2.25 mg/mL的苦菜多酚樣液30 mL，25 ℃，130 r/min條件下，在恒溫振蕩箱中振蕩4 h，取上清液測定吸光度值，并計算吸附量。結(jié)果如圖2所示，隨著多酚樣液濃度的增加，大孔樹脂的吸附量快速增加，當(dāng)樣液濃度大于2 mg/mL時，吸附量不在增加，說明樣液濃度太大不利于有效成分的吸附，所以最佳吸附樣液濃度為2 mg/mL。

圖2 樣液濃度對吸附效果的影響

2.4.2 苦菜多酚樣液pH對吸附效果的影響

稱取NKA-Ⅱ型大孔樹脂1 g，取2 mg/mL的多酚樣液30 mL，調(diào)節(jié)pH為1、2、3、4、5、6、7，在25 ℃，130 r/min條件下，振蕩4 h，計算吸附量。結(jié)果如圖3所示，pH對吸附效果影響比較大，酸性有利于樹脂對多酚的吸附，當(dāng)pH=1時，1 g NKA-Ⅱ型大孔樹脂吸附量高達(dá)26.5 mg。隨著pH的增加，吸附量整體呈下降趨勢。所以吸附樣液pH應(yīng)調(diào)節(jié)為1左右。

圖3 樣液pH對吸附效果的影響

2.4.3 解吸劑濃度對解吸效果的影響

取最佳吸附條件下吸附飽和的樹脂1 g，分別加入15%、30%、45%、60%、75%、90%的乙醇溶液，在25 ℃，130 r/min條件下，振蕩4 h，計算解吸量。結(jié)果如圖4所示，隨著乙醇濃度的增加，解吸量先快速增加后緩慢下降，當(dāng)乙醇濃度為60%時，解吸量最大，說明60%的乙醇極性可能與苦菜多酚物質(zhì)的極性最接近。所以選擇乙醇濃度為60%。

圖4 乙醇濃度對解吸效果的影響

圖5 乙醇pH對解吸效果的影響

2.4.4 解吸劑pH對解吸效果的影響

取最佳吸附條件下吸附飽和的樹脂1 g，60%的乙醇為解吸劑，調(diào)節(jié)解吸劑的pH為1、2、3、4、5、6、7，在25 ℃，130 r/min條件下，振蕩4 h，計算解吸量，結(jié)果如圖5所示。pH為1到5時，解吸量變化幅度不大，pH大于5時，解吸量迅速下降，說明酸性環(huán)境有利于解吸，堿性環(huán)境不利。因為60%的乙醇濃度本身pH就在4左右，所以pH不再調(diào)節(jié)。

3 結(jié) 論

通過對6種不同型號、不同極性的大孔樹脂對苦菜多酚的靜態(tài)吸附與解吸實驗，發(fā)現(xiàn)NKA-Ⅱ型大孔樹脂適合純化鹽堿地苦菜多酚，靜態(tài)吸附純化苦菜多酚的最佳工藝條件為：吸附樣液濃度2 mg/mL，吸附pH為1左右，吸附時間為4 h，解吸液為體積分?jǐn)?shù)60%的乙醇，解吸pH約為4左右。在此條件下，NKA-Ⅱ型大孔樹脂的吸附率達(dá)到88.3%，解吸率達(dá)到81.5%。

［1］王紅玉，本蓮芳，焦林宏，等.苦菜中總黃酮的研究現(xiàn)狀[J].山東化工，2018，7(21):1-2.

［2］王艷萍，曹發(fā)昊，楊晶華.超聲波提取苦菜葉、根中總多酚的工藝研究[J].食品研究與開發(fā)，2016，37(18):90-94.

［3］韓彥軍，權(quán)美平.正交試驗設(shè)計對苦菜總酚提取工藝的優(yōu)化[J].湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014，53(3):644-646.

［4］張卉，王亞茹，劉洋峰.XAD-7型大孔樹脂純化黑果腺肋花楸多酚條件優(yōu)化[J].食品研究與開發(fā)，2019，40(8):159-163.

［5］袁野，朱仕豪，凌志輝，等.瓜蔞皮多酚純化工藝及抗氧化活性[J].湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2019，45(4):420-424.

［6］鄭翠萍，田呈瑞，馬婷婷，等.大孔樹脂純化苦菜多酚及其組成分析[J].食品與機(jī)械，2016，32(4):176-180+186.

［7］李文飛，趙江林，唐曉慧，等.苦蕎芽多酚提取工藝優(yōu)化及抗氧化活性研究[J].成都大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)，2018，37(1):15-19.

Study on Static Purification of Polyphenols From Sonchus Oleraceus With Macroporous Resin

（Lanzhou Petrochemical College of Vocational Technology, Gansu Lanzhou 730060, China）

In order to study the purification process of polyphenols from Sonchus Oleraceus by static adsorption and desorption of macroporous resin, according to the adsorption capacityand desorption performance, the best resin was screened out from six kinds of macroporous resin. And the technological conditions of static adsorption and desorption purification of macroporous resins were studied. The results showed that NKA-II macroporous resin was the best resin for purifying polyphenols. The optimum conditions for purification were determined as follows: the concentration of the sample solution 2 mg/mL, the adsorption pH about 1, the desorption solution 60% ethanol, and the desorption pH about 4.

sonchus oleraceus; total polyphenol; purification; static adsorption

校級項目，項目號：KJ2018-09。

2019-10-09

王紅玉（1987-），女，講師，碩士，甘肅省蘭州市人，2013年畢業(yè)于蘭州理工大學(xué)化學(xué)工程專業(yè)，研究方向：從事石油化工生產(chǎn)方面的教學(xué)工作和天然產(chǎn)物方面的研究工作。

TQ041+.7

A

1004-0935（2020）01-0022-03