大孔树脂静态纯化盐碱地苦菜多酚的工艺研究

王红玉，赵芳，焦林宏，马国兴，马娅

大孔树脂静态纯化盐碱地苦菜多酚的工艺研究

王红玉，赵芳，焦林宏，马国兴，马娅

（兰州石化职业技术学院，甘肃 兰州 730060）

为了研究大孔树脂静态吸附和解吸纯化苦菜多酚的工艺条件，以吸附量和解吸量为指标，从六种大孔树脂中选出最佳树脂，并研究大孔树脂静态吸附及解吸纯化的工艺条件。结果表明：NKA-Ⅱ型大孔树脂为盐碱地苦菜多酚纯化的最佳树脂。纯化的最佳条件为：吸附样液浓度2 mg/mL，吸附pH为1左右，解吸液为体积分数60%的乙醇，解吸pH约为4左右。

苦菜；多酚；纯化；静态吸附

苦菜是菊科苦苣菜属一类植物，其资源十分丰富，是一种药食同源的多年生草本植物[1]。苦菜中多酚类[2-3]化合物含量较高，但相关纯化研究报道比较少。目前关于多酚类物质的分离纯化主要采用的是大孔树脂纯化[4-5]，本实验选取不同型号的大孔树脂对盐碱地苦菜多酚液进行纯化[6]，确定最佳树脂及静态吸附最佳工艺条件。

1 实验部分

1.1 试剂

苦菜（采于甘肃皋兰盐碱地），没食子酸标准品（上海麦克林生物科技公司），碳酸钠（天津市福晨化学试剂厂），福林酚试剂（上海源叶生物科技有限公司），无水乙醇（利安隆博华医药化学有限公司），以上试剂均为分析纯。XDA-8、D101、NKA-Ⅱ、HPD-500、LX-17、AB-8大孔树脂（陕西乐博生化科技有限公司）。

1.2 仪器

Master-Q15型实验室纯水机（上海和泰仪器有限公司），KQ-300DE型台式数控超声波清洗器（东莞市科桥超声波设备有限公司），SHZ-D（Ⅲ）型循环水式多用真空泵（巩义市予华仪器有限责任公司），U-2001型紫外可见分光光度计(日本Hitachi)，RE-52AA型真空旋转蒸发仪（上海亚荣生化仪器厂）。

2 方法与结果

2.1 苦菜多酚含量的测定

绘制标准曲线[7]，在765 nm处测定吸光度（A），以A为纵坐标，质量浓度为横坐标，得线性回归方程＝136.68+0.105 6（2＝0.998 3）。取一定质量的苦菜，在前期研究的最佳工艺条件下，即乙醇体积分数60 %，超声温度55 ℃，超声时间40 min，料液比1∶50（g/mL），提取3次，得到多酚提取液，真空浓缩到没有醇味，按照标准曲线的绘制方法，测定A值，计算样液中多酚浓度。

2.2 大孔树脂的筛选

取6个150 mL锥形瓶，加入不同型号的大孔树脂1 g，加入1.04 mg/mL的苦菜多酚浓缩液30 mL，在25 ℃恒温震荡培养箱中，130 r/min条件下振荡12 h，测定上清液的浓度，计算吸附量与吸附率[4]。用蒸馏水将吸附饱和的各树脂洗至无色，加入60%的乙醇30 mL，同样的条件下振荡解吸12 h，计算解吸量和解吸率。公式如下：

公式中：1、2—分别为吸附量、解吸量，mg/g；

—吸附率，%；

—解吸率，%；

0、1、2—分别为样品吸附前、吸附后、解吸后浓度，mg/mL；

、1—分别为样液、解吸液体积，mL；

—树脂质量，g。

树脂筛选结果如表1，吸附量及吸附率最大的树脂型号为XDA-8，其次为NKA-Ⅱ。解吸量和解吸率最大的树脂型号为NKA-Ⅱ，其次为XDA-8。由于两种树脂的吸附量差距不大，NKA-Ⅱ型大孔树脂解吸量及解吸率更大，所以综合考虑选取最佳树脂为NKA-Ⅱ型树脂。

表1 大孔树脂吸附与解吸结果

2.3 树脂静态吸附曲线的绘制

称取NKA-Ⅱ型大孔树脂2 g，加入30 mL的多酚浓缩液，相同条件下在恒温振荡箱中吸附6 h，每隔1 h取0.05 mL上清液测定并计算吸附量，绘制静态吸附动力学曲线。结果如图1所示，当吸附时间小于4 h时，吸附量上升较快，说明NKA-Ⅱ型树脂能快速吸附苦菜多酚物质。当吸附时间大于4 h，上升趋势平缓，说明树脂已经接近饱和，因此适宜的静态吸附时间为4 h。

图1 NKA-Ⅱ大孔树脂静态吸附曲线

2.4 吸附与解吸单因素实验

2.4.1 苦菜多酚样液浓度对吸附效果的影响

称取NKA-Ⅱ型大孔树脂1 g，分别取0.5、1、1.5、2、2.25 mg/mL的苦菜多酚样液30 mL，25 ℃，130 r/min条件下，在恒温振荡箱中振荡4 h，取上清液测定吸光度值，并计算吸附量。结果如图2所示，随着多酚样液浓度的增加，大孔树脂的吸附量快速增加，当样液浓度大于2 mg/mL时，吸附量不在增加，说明样液浓度太大不利于有效成分的吸附，所以最佳吸附样液浓度为2 mg/mL。

图2 样液浓度对吸附效果的影响

2.4.2 苦菜多酚样液pH对吸附效果的影响

称取NKA-Ⅱ型大孔树脂1 g，取2 mg/mL的多酚样液30 mL，调节pH为1、2、3、4、5、6、7，在25 ℃，130 r/min条件下，振荡4 h，计算吸附量。结果如图3所示，pH对吸附效果影响比较大，酸性有利于树脂对多酚的吸附，当pH=1时，1 g NKA-Ⅱ型大孔树脂吸附量高达26.5 mg。随着pH的增加，吸附量整体呈下降趋势。所以吸附样液pH应调节为1左右。

图3 样液pH对吸附效果的影响

2.4.3 解吸剂浓度对解吸效果的影响

取最佳吸附条件下吸附饱和的树脂1 g，分别加入15%、30%、45%、60%、75%、90%的乙醇溶液，在25 ℃，130 r/min条件下，振荡4 h，计算解吸量。结果如图4所示，随着乙醇浓度的增加，解吸量先快速增加后缓慢下降，当乙醇浓度为60%时，解吸量最大，说明60%的乙醇极性可能与苦菜多酚物质的极性最接近。所以选择乙醇浓度为60%。

图4 乙醇浓度对解吸效果的影响

图5 乙醇pH对解吸效果的影响

2.4.4 解吸剂pH对解吸效果的影响

取最佳吸附条件下吸附饱和的树脂1 g，60%的乙醇为解吸剂，调节解吸剂的pH为1、2、3、4、5、6、7，在25 ℃，130 r/min条件下，振荡4 h，计算解吸量，结果如图5所示。pH为1到5时，解吸量变化幅度不大，pH大于5时，解吸量迅速下降，说明酸性环境有利于解吸，碱性环境不利。因为60%的乙醇浓度本身pH就在4左右，所以pH不再调节。

3 结 论

通过对6种不同型号、不同极性的大孔树脂对苦菜多酚的静态吸附与解吸实验，发现NKA-Ⅱ型大孔树脂适合纯化盐碱地苦菜多酚，静态吸附纯化苦菜多酚的最佳工艺条件为：吸附样液浓度2 mg/mL，吸附pH为1左右，吸附时间为4 h，解吸液为体积分数60%的乙醇，解吸pH约为4左右。在此条件下，NKA-Ⅱ型大孔树脂的吸附率达到88.3%，解吸率达到81.5%。

［1］王红玉，本莲芳，焦林宏，等.苦菜中总黄酮的研究现状[J].山东化工，2018，7(21):1-2.

［2］王艳萍，曹发昊，杨晶华.超声波提取苦菜叶、根中总多酚的工艺研究[J].食品研究与开发，2016，37(18):90-94.

［3］韩彦军，权美平.正交试验设计对苦菜总酚提取工艺的优化[J].湖北农业科学，2014，53(3):644-646.

［4］张卉，王亚茹，刘洋峰.XAD-7型大孔树脂纯化黑果腺肋花楸多酚条件优化[J].食品研究与开发，2019，40(8):159-163.

［5］袁野，朱仕豪，凌志辉，等.瓜蒌皮多酚纯化工艺及抗氧化活性[J].湖南农业大学学报（自然科学版），2019，45(4):420-424.

［6］郑翠萍，田呈瑞，马婷婷，等.大孔树脂纯化苦菜多酚及其组成分析[J].食品与机械，2016，32(4):176-180+186.

［7］李文飞，赵江林，唐晓慧，等.苦荞芽多酚提取工艺优化及抗氧化活性研究[J].成都大学学报(自然科学版)，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

校级项目，项目号：KJ2018-09。

2019-10-09

王红玉（1987-），女，讲师，硕士，甘肃省兰州市人，2013年毕业于兰州理工大学化学工程专业，研究方向：从事石油化工生产方面的教学工作和天然产物方面的研究工作。

TQ041+.7

A

1004-0935（2020）01-0022-03