大孔树脂法分离原花色素的初步研究

2010-08-28郑永丽

天津化工 2010年1期

关键词：花色素大孔吸附剂

郑永丽

（天津渤海职业技术学院生物工程系，天津 300402）

大孔树脂法分离原花色素的初步研究

郑永丽

（天津渤海职业技术学院生物工程系，天津 300402）

在静态吸附条件下，考查了原花色素在4种大孔吸附树脂的吸附量，筛选出X-5树脂，进一步测定其动泄露曲线为Q=-41.78C2+64.14C-12.10，解吸率为80%，并考查了X-5树脂的再生能力。

大孔树脂；原花色素；分离

采用大孔树脂进行天然产物的分离纯化，同传统方法如溶剂萃取法相比，溶剂用量大为减少，在操作全过程中一般只使用水与乙醇溶剂，具有无残留，无污染，无副作用等特点。正是由于大孔树脂具有上述优点使得它已成为目前天然植物有效成份分离富集的首选方法。国内外对原花色素的药理作用已进行了较深入的研究，但对其分离与纯化的研究报道还比较少，本实验将大孔树脂应用于原花色素的分离纯化，在原花色素经浸提剂粗提的基础上，采用国产大孔吸附树脂进行分离富集，对分离纯化过程中的操作条件进行了初步研究。

1 实验材料及仪器

实验材料：葡萄籽（河北张家口）；原花色素标准品（天津市尖峰有限公司）；大孔吸附树脂均来自南开大学化工厂；其它试剂均为试剂纯。

仪器：超声波清洗器（昆山市超声仪器有限公司）；恒温槽（北京市医疗设备总厂）；树脂柱（天津金鸽玻璃仪器厂）。

2 实验部分

2.1 吸附树脂的筛选

分别称取预处理过的大孔吸附树脂X-5、AB-8、NKA-9、D3520各2.00 g置于四个锥形瓶中，分别加入10 mL原花色素标准品溶液，封口，室温下，置于超声波清洗器中振荡。每隔10 min从上清液中取样离心后，测其吸光度值以检测原花色素含量，吸附平衡后过滤，并用去离子水冲洗树脂，沥干后加入洗脱剂，按上述操作步骤，再测解吸过程的吸光度变化。

2.2 原花色素在大孔吸附树脂上吸附时间的测定

分别配制一定浓度的原花色素溶液各500 mL，加入2.00 g吸附树脂，静态吸附并间歇振荡，每隔一段时间测定溶液的吸光度，计算原花色素吸附率，对时间作图，得到原花色素的吸附时间曲线。

2.3 树脂吸附量与原花色素浓度的关系的测定

将经过预处理好的X-5型大孔吸附树脂，用蒸馏水洗净，沥干水分后，分别称取树脂2.00 g 5份放入250 mL三角烧瓶中，再加入不同浓度100 mL的原花色素溶液（浓度用A0表示），间歇振荡，待吸附达到饱和后，离心分离，测定原花色素溶液的平衡浓度，计算吸附量，以吸附量对原花色素浓度作图，经计算机拟合，得到树脂吸附量与原花色素浓度的关系。

3 实验结果与讨论

3.1 树脂的筛选

由于葡萄籽提取物具有多酚结构和糖甙链，具有一定的极性和亲水性，生成氢键的能力较强，有利于弱极性和极性树脂的吸附，但是，吸附作用力太强并不利于解吸。NKA-9树脂虽然吸附量大，但是解吸率低，因而不适用于分离；NKA-Ⅱ和D3520树脂可能是由于本身的结构特点，对原花色素的吸附作用较差，因而也不能应用于原花色素的分离。所以实验中采用了X-5树脂作为吸附剂。各种树脂的吸附性能如表1所示：

3.2 吸附时间的确定

由图1可知，吸附平衡时间大约在2 h左右，吸附率达到99.32%。

3.3 解吸曲线

前面通过测定四种树脂的吸附曲线，已将NKA-9和NKA-2型树脂淘汰，由图2可知，X-5型树脂的最终解吸率约为0.8，解吸时间较短，解吸速率较快，解吸效果较好。

表1 不同树脂的物理参数

图1 X-5树脂吸附曲线

图2 X-5树脂的解吸曲线

3.4 浓度对树脂吸附量的影响

对于一定量的吸附质来说，吸附剂用量增大，意味着吸附总表面增大，吸附质在吸附剂上的分布较松散，从而吸附剂对吸附质的物理作用和化学作用加强，吸附量增加。

从图3可以看出，随着溶液浓度的增加树脂对原花色素的吸附量也随之上升，当溶液浓度为2.35 mg/mL后树脂吸附量达到最高，即树脂吸附量达到42.60 mg原花色素/g树脂；原花色素浓度继续上升，而树脂吸附量反而下降，影响因素还有待于进一步研究。根据拟合得出吸附液浓度C(mg/mL)与树脂吸附量Q（mg/mL）具有一定的比例关系：Q=-41.78C2+64.14C-12.10。今后扩大实验时应参考这条曲线来确定合适的树脂用量及原花色素提取液浓度。

3.5 树脂再生性能

吸附树脂除了吸附目标产物之外，还会吸附杂质，而这些杂质会毒化树脂，因此必须在下一次使用时再生树脂。本试验以X-5型树脂为例考察了树脂的再生性能，X-5树脂在连续使用5次后吸附率（%）分别为：91.34、90.89、90.76、86.38、80.26，下降较明显，因而应该每使用5次进行一次再生。X-5型树脂的再生方法是依次用无水乙醇、5%NaOH浸泡，最后用蒸馏水冲洗至中性。经再生后的树脂吸附率可达到91.32%，与新品的吸附能力基本相同，而且树脂可以重复利用50次以上。