AB-8树脂吸附分离苹果原花青素的研究

■蒋德旗 李慧斌 蓝雪叶 农石蓉

(1.玉林师范学院，广西玉林 537000；2.南方医科大学珠江医院药剂科，广东广州 510282)

原花青素为苹果的主要酚类成分，具有较强的抗氧化和清除自由基的能力，还有抗衰老、防止动脉粥样硬化、抗肿瘤等功能。提取原花青素的植物原料中，以葡萄最常见，而从苹果中提取的相关文献较少。我国是一个苹果生产大国，如能用一种经济、简便的方法从低档苹果或深加工过程废弃物中提取原花青素，将会有广阔的应用前景。大孔吸附树脂具有吸附容量大、选择性好、易解吸与再生、效率高等优点，已将其广泛用于生物碱、黄酮、多糖等的提取。因此，为提高吸附效率，降低生产成本，本研究以新鲜苹果为原料，比较3种常用大孔树脂对苹果原花青素的吸附性能，选出适宜树脂并初步探讨其吸附分离的最适条件。

1 材料与方法

1.1 材料和仪器

材料：新鲜苹果，市售，清洗去杂；D101、AB-8、D113大孔吸附树脂，南开大学化工厂；原花青素标准品(UV≧95%)，上海金穗；其它试剂均为分析纯。仪器：723N型可见分光光度计(上海荆和)；FA2004型电子天平(上海精密科学仪器)；层析柱(17 mm×200 mm)，(GLASSWELL)；RE-52AA旋转蒸发器(上海亚荣)。

1.2 方法

1.2.1 苹果提取液制备与树脂处理

苹果提取液的制备与树脂预处理方法参照黄红霞等(2009)[7]进行。

1.2.2 原花青素含量的测定

取1 ml待测液，加入0.2 ml浓度2.0%硫酸铁铵(溶于2 mol/l HCl)溶液，6 ml正丁醇盐酸(正丁醇∶盐酸=95∶5，V/V)溶液，在沸水浴中加热40 min后冰浴降温，测定样品在546 nm处的吸光值。用无水乙醇将原花青素标准品配成终浓度为0.1、0.2、0.3、0.4、0.5 mg/ml的系列标准溶液。按上述方法测定吸光值，以浓度为横坐标，OD546nm为纵坐标绘制标准曲线，见图1，对数据进行线性回归，得到方程：y=2.193x+0.002 5，R2=0.995 8，n=3。

图1 原花青素标准曲线

1.2.3 吸附率、解吸率、吸附量的测定

精确称取1 g树脂于三角瓶中，往瓶中加入20 ml原花青素提取液，不时振荡使吸附均匀，24 h后，过滤，测定滤液吸光值。将过滤得到的树脂放入原来所在的三角瓶，加入40 ml解吸液，解吸24 h后，测定解吸液吸光值。

吸附率(%)=(原液浓度-吸附后滤液浓度)/原液浓度×100；

解吸率(%)=解吸液浓度×解吸液体积/(原液浓度-吸附后滤液浓度)×滤液体积×100；

吸附量(mg/g树脂)=(原液浓度-吸附后滤液浓度)×滤液体积/树脂湿质量。

1.2.4 静态吸附动力学

称取1 g树脂于三角瓶中，往瓶中加入20 ml原花青素提取液，计时，振荡使吸附均匀，每隔一定时间取样测定吸光值，连续测定4 h，计算各种树脂吸附量随时间的变化情况。

1.2.5 pH值对吸附效果的影响

称取1 g树脂于三角瓶中，加入不同pH值的原花青素提取液20 ml，静态吸附4 h，过滤，测定吸附后过滤液吸光值。

1.2.6 样品流速对吸附的作用

将原花青素提取液调到pH值为7，层析柱中装入预处理过的湿树脂，将提取液以不同的流速(0.5～3.0 ml/min)上柱，按流出液每隔一定体积取样测定吸光值。

1.2.7 解吸剂乙醇浓度对解吸的影响

将pH值为7的样品提取液以流速为2.0 ml/min上柱吸附2 h，然后用水洗脱至洗脱液澄清，再用浓度为40%～70%的乙醇以流速2.0 ml/min进行洗脱，按流出液每隔一定体积取样测定吸光值。

1.2.8 乙醇流速对解吸的作用

将pH值为7的样品提取液以流速为2.0 ml/min上柱吸附2 h，然后用水洗脱至洗脱液澄清，用60%乙醇分别以0.5～3.0 ml/min进行洗脱，按流出液每隔一定体积取样测定吸光值。

2 结果与分析

2.1 树脂优选

3种大孔树脂对原花青素均有吸附与解吸的性能，结果见图2，静态吸附中AB-8对原花青素的吸附率最大，达到68.9%，其次是D101，D113的吸附效果最差；但从静态解吸效果看，D101最佳为63.1%，AB-8为57.5%，D113的解吸性能最差。所以选择AB-8及D101进行更进一步的研究，来筛选出具有最佳吸附及解吸性能的树脂。

图2 不同种类树脂对原花青素吸附与解吸的效果比较

2.2 静态吸附动力学（见图3）

图3 静态吸附动力学曲线

由图3可以看出，AB-8与D101对原花青素的吸附均属于快速平衡型，在2 h内基本达到平衡，但AB-8的吸附速率与吸附量(6.42 mg/g树脂)均比D101大。AB-8树脂最适宜对原花青素进行吸附与解吸，因此以AB-8大孔树脂为吸附填料进行后续实验。

2.3 pH值对吸附效果的影响（见图4）

图4 pH值对吸附效果的影响

样品提取液的pH值是影响树脂吸附性能的重要因素，原花青素在不同pH值时，其溶解度不同，所以树脂对其吸附能力也有差异。由图4可知，当pH值为6、7、8时，AB-8树脂对原花青素的吸附量基本一致，后续实验选择pH值为7。

2.4 样品流速对吸附的作用（见图5）

图5 样品流速对吸附的影响

由图5可知，AB-8树脂对原花青素的吸附效果随流速的增加而降低，当流速分别为0.5、1.0 ml/min时，树脂对原花青素吸附比较完全，当流速大于1.0 ml/min时，由于流速太快，样品溶液还未吸附完全就随洗脱液流出，浪费样品溶液。但流速太慢，操作时间长且效率低，所以选择样品流速为1.0 ml/min。

2.5 解吸剂乙醇浓度对分离的影响（见图6）

由图6可知，随着乙醇浓度的增加，洗脱效果也显著提高。当乙醇浓度提高到60%、70%时，其解吸效果差异不大，因此解吸剂乙醇浓度为60%。

2.6 乙醇流速对解吸的作用（见图7）

图6 解吸液乙醇浓度对分离的影响

图7 乙醇流速对解吸的影响

由图7可知，乙醇流速越慢，解吸越完全。流速为0.5 ml/min时，洗脱效果最好，但由于流速过慢，操作时间长且效率低，流速为1.0 ml/min时，洗脱曲线较为集中，拖尾现象不明显；流速大于1.0 ml/min时，流速较快，洗脱不完全，拖尾现象较为明显。所以，选择1.0 ml/min为解吸流速为最佳。

3 结论

通过比较AB-8、D101、D113三种大孔树脂对苹果原花青素的吸附和解吸性能，AB-8优于其它两种，对原花青素具有吸附量大、选择性强、吸附速率快且易于解吸等优点。确定AB-8树脂是吸附分离苹果原花青素较为理想的吸附剂，吸附率达到68.9%，吸附量为6.42 mg/g树脂。通过对AB-8树脂吸附分离原花青素条件初步研究，得到最适条件为：pH值为7，上样流速为1.0 ml/min，解吸剂乙醇浓度为60%，乙醇流速为1.0 ml/min。在后续的研究中，将通过正交设计等方法进一步确定最适吸附和解吸分离参数，为工业化提取苹果原花青素提供理论依据。

（参考文献若干篇，刊略，需者可函索）