大孔树脂对鼠尾草酸的脱色工艺研究

贾国凯 刘佳 罗妹 陈修文

摘 要：目的 研究不同型号大孔树脂对鼠尾草酸的脱色的工艺条件及参数。方法 以静态饱和吸附量、洗脱量、静态洗脱率考察指标，比较了8种大孔树脂，以脱色率、保留率为指标对树脂吸附工艺条件进行了筛选。结果 D101大孔树脂的脱色效果最好，其最佳脱色条件为：洗脱剂pH值为6.0，m（鼠尾草酸）∶m（大孔树脂）=1∶4，洗脱剂浓度为90%，流速为12 BV/h，最优条件下，脱色率和多糖保留率分别为75.65%和93.14%。结论 D101树脂综合性能较好，HPD-100大孔树脂对鼠尾草酸可以获得较高的脱色率和保留率。

关键词：大孔树脂 鼠尾草酸 脱色

中图分类号：TS201.2 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）07（a）-0033-02

近年来研究发现，存在于迷迭香叶中的二萜酚类成分鼠尾草酸作为主要的抗氧化成分，除了具有抗氧化作用，还能发挥抗癌、神经保护、抗炎、减肥、抑菌等多种药理活性[1]。目前，鼠尾草酸在肿瘤治疗、神经保护等方面的研究已经比较深入，加之其作为天然产物的特点，有望开发成为高效低毒的抗肿瘤、神经保护药物；此外，鼠尾草酸具有广泛的应用，可应用于药品、保健品、化妆品、食品添加剂和食用油等行业[2]。

在鼠尾草酸的生产中，其色泽是一个非常重要的指标。目前，常用的脱色方法有用活性碳、醇氨溶液、双氧水等方法，这些方法虽简便易行，但存在损失率高、破坏物质原始结构与活性等缺点[3-5]。但大孔树脂用于鼠尾草酸的脱色研究仍未见报道。大孔树脂是一类以吸附为特点，对有机物具有浓缩、分离作用的新型高分子聚合物，近年来被应用于色素的富集与脱除。大孔树脂脱色技术具有脱色范围广、处理能力大、可再生等特点，能克服传统脱色方法的不足并更好地满足工业上对于脱色的要求[6]，该实验利用大孔吸附树脂对鼠尾草酸进行脱色研究，对不同类型的大孔吸附树脂进行筛选，得到脱色效果最佳的树脂。在此基础上，通过正交试验对其脱色工艺进行优化，得到最佳鼠尾草酸脱色条件。

1 仪器和材料

KQ5200B型超声波清洗器（昆山超声仪器有限公司）；UV-2800型紫外可见分光光度计（上海舜宇恒平科学仪器有限公司）；BS110S电子分析天平（北京赛多利斯天平有限公司）。

鼠尾草酸纯度为98%（上海源叶生物科技有限公司）；鼠尾草酸纯度为20%（湖南和广生物科技有限公司购得）；大孔吸附树脂AB-8型、LKY-02型、HPD750型、MD130型、D101型、HPD450型、HPD5000型、MD131型（均为南开大学化工厂）。

2 方法与结果

2.1 测定方法

（1）保留率的测定。采用紫外分光光度法，测定鼠尾草酸含量，以鼠尾草酸为标准品绘制标准曲线。准确称取鼠尾草酸标准品125.0 mg（含量为98%），置100 mL容量瓶中，加无水乙醇溶解并定容。吸取该储备溶液0、2.0、4.0、6.0、8.0、10.0 mL分别置于标号为0、1、2、3、4、5的50 mL容量瓶中，加无水乙醇定容、摇均，同时以相应的试剂溶液作空白，在波长280 nm处测定各试管中溶液的吸光度，以吸光度A为纵坐标，浓度X为横坐标，绘出标准曲线图，并得回归方程。回归方程为：Y=0.04878X+0.16736，R2 =0.999 97。式中，Y为280 nm处吸光度；X为鼠尾草酸溶液的浓度。

采用紫外分光光度法，根据标准曲线方程，计算脱色前后的鼠尾草酸的含量：

（2）脱色率的测定。对鼠尾草酸标准溶液在200～700 nm进行可见-紫外光谱全波长扫描，确定鼠尾草酸溶液的最大吸收波长。经紫外扫描，鼠尾草酸标准溶液的最大吸收波长为280 nm。在280 nm测定吸光度，按下式计算脱色率。

DR（%）=×

式中：DR为脱色率；A1为脱色前的吸光度值；A2为脱色后的吸光度值。

2.2 靜态吸附试验

（1）大孔吸附树脂的筛选。分别精密称取ADS-7、AB-8、DM-130、HPD-750、X-5、D-101这6型树脂各2.0 g，预处理后用滤纸吸干表面水分，置于100 mL具塞锥形瓶中，分别加入10 mg/mL、用稀盐酸调pH为5的鼠尾草酸供试品溶液，密塞，放入恒温25 ℃，转速为110 r/min的振荡器中震荡24 h，静置，离心，取上清液测定吸光度，并按2.1中的（1）和（2）中的方法计算脱色率和保留率。结果，选择D101树脂为最佳树脂。各种大孔吸附树脂对鼠尾草酸的脱色率和保留率见表1。

（2）洗脱剂pH对鼠尾草酸脱色的影响。分别精密称取D101大孔吸附树脂2.0 g4份，各加入5 mL浓度为10 mg/mL鼠尾草酸溶液，调pH分别为3、4、5、6，恒温水浴25 ℃静置脱色12 h，离心后取滤液测定吸光度，并按2.1中的（1）和（2）的方法计算脱色率和多糖保留率。结果，当pH为6时鼠尾草酸的脱色效果最好，保留率较高。pH值对D101大孔吸附树脂吸附效果的影响见表2。

2.3 动态吸附和解吸试验

（1）洗脱浓度对D101树脂吸附效果的影响。分别采用80%、85%、90%和95%浓度乙醇作为洗脱剂，将洗脱液和吸附时的流出液合并，测定吸光度，并按2.1中的（1）和（2）中的方法计算脱色率和保留率。结果，用90%浓度乙醇洗脱可以得到较高的脱色率和保留率。见表3。

（2）不同流速对D101树脂吸附效果的影响。将4份5 mL浓度为200 mg/mL鼠尾草酸溶液，稀盐酸调pH为5，用4 g大孔树脂装柱，研究不同流速（10 BV/h、12 BV/h、15 BV/h、20 BV/h）下的动态吸附效果。每隔10 min测定接收液的吸光度，并按2.1中（1）和（2）的方法计算脱色率和保留率。结果，为了获得较好的脱色效果，选择12 BV/h的流速进行试验，见表4。

2.4 验证试验

D101大孔树脂的脱色效果最好，其最佳脱色条件为：洗脱剂pH值为6.0，m（鼠尾草酸）∶m（大孔树脂）=1∶4，洗脱剂浓度为90%，流速为12 BV/h，最优条件下，平行试验为3次。获得的脱色率和回收率平均值分别为75.65%和93.14%，相对标准偏差分别为2.07%和1.45%，验证试验结果和正交试验结果相近，说明该最佳工艺条件稳定。

3 讨论

pH考察时，当洗脱剂pH为3时，脱色率和保留率都要远远低于其他条件，可能是鼠尾草酸为弱酸性，在强酸性条件下不溶解以及发生结构变化，使得实验结果不理想；另一原因可能是在强酸性条件下洗脱，将大孔树脂已经吸附牢固的色素洗脫下来。洗脱浓度考察时，乙醇浓度较低，鼠尾草酸不能溶解完全，导致不能得到高效率的脱色；如果乙醇浓度太高，使得吸附在大孔树脂上的色素又被解吸附流出来。

参考文献

[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] 谢红旗，周春山.香菇多糖脱色工艺研究[J].离子交换与吸附，2007，23（2）：158-165.

[4] 周利亘，王君虹，陈新峰.大豆蛋白酶解液脱色工艺的优化[J].浙江农业报，2005，17（3）：130-133.

[5] 刘振家，朱科学，彭伟，等.小麦胚芽制备抗氧化肽脱色工艺研究[J].中国油脂，2009，12（34）：18-21.

[6] 付学鹏，杨晓杰.植物多糖脱色技术的研究[J].食品研究与开发，2007，28（11）：166-169.