鄭永麗
(天津渤海職業(yè)技術(shù)學(xué)院生物工程系,天津 300402)
大孔樹(shù)脂法分離原花色素的初步研究
鄭永麗
(天津渤海職業(yè)技術(shù)學(xué)院生物工程系,天津 300402)
在靜態(tài)吸附條件下,考查了原花色素在4種大孔吸附樹(shù)脂的吸附量,篩選出X-5樹(shù)脂,進(jìn)一步測(cè)定其動(dòng)泄露曲線(xiàn)為Q=-41.78C2+64.14C-12.10,解吸率為80%,并考查了X-5樹(shù)脂的再生能力。
大孔樹(shù)脂;原花色素;分離
采用大孔樹(shù)脂進(jìn)行天然產(chǎn)物的分離純化,同傳統(tǒng)方法如溶劑萃取法相比,溶劑用量大為減少,在操作全過(guò)程中一般只使用水與乙醇溶劑,具有無(wú)殘留,無(wú)污染,無(wú)副作用等特點(diǎn)。正是由于大孔樹(shù)脂具有上述優(yōu)點(diǎn)使得它已成為目前天然植物有效成份分離富集的首選方法。國(guó)內(nèi)外對(duì)原花色素的藥理作用已進(jìn)行了較深入的研究,但對(duì)其分離與純化的研究報(bào)道還比較少,本實(shí)驗(yàn)將大孔樹(shù)脂應(yīng)用于原花色素的分離純化,在原花色素經(jīng)浸提劑粗提的基礎(chǔ)上,采用國(guó)產(chǎn)大孔吸附樹(shù)脂進(jìn)行分離富集,對(duì)分離純化過(guò)程中的操作條件進(jìn)行了初步研究。
實(shí)驗(yàn)材料:葡萄籽(河北張家口);原花色素標(biāo)準(zhǔn)品(天津市尖峰有限公司);大孔吸附樹(shù)脂均來(lái)自南開(kāi)大學(xué)化工廠(chǎng);其它試劑均為試劑純。
儀器:超聲波清洗器(昆山市超聲儀器有限公司);恒溫槽(北京市醫(yī)療設(shè)備總廠(chǎng));樹(shù)脂柱(天津金鴿玻璃儀器廠(chǎng))。
2.1 吸附樹(shù)脂的篩選
分別稱(chēng)取預(yù)處理過(guò)的大孔吸附樹(shù)脂X-5、AB-8、NKA-9、D3520各2.00 g置于四個(gè)錐形瓶中,分別加入10 mL原花色素標(biāo)準(zhǔn)品溶液,封口,室溫下,置于超聲波清洗器中振蕩。每隔10 min從上清液中取樣離心后,測(cè)其吸光度值以檢測(cè)原花色素含量,吸附平衡后過(guò)濾,并用去離子水沖洗樹(shù)脂,瀝干后加入洗脫劑,按上述操作步驟,再測(cè)解吸過(guò)程的吸光度變化。
2.2 原花色素在大孔吸附樹(shù)脂上吸附時(shí)間的測(cè)定
分別配制一定濃度的原花色素溶液各500 mL,加入2.00 g吸附樹(shù)脂,靜態(tài)吸附并間歇振蕩,每隔一段時(shí)間測(cè)定溶液的吸光度,計(jì)算原花色素吸附率,對(duì)時(shí)間作圖,得到原花色素的吸附時(shí)間曲線(xiàn)。
2.3 樹(shù)脂吸附量與原花色素濃度的關(guān)系的測(cè)定
將經(jīng)過(guò)預(yù)處理好的X-5型大孔吸附樹(shù)脂,用蒸餾水洗凈,瀝干水分后,分別稱(chēng)取樹(shù)脂2.00 g 5份放入250 mL三角燒瓶中,再加入不同濃度100 mL的原花色素溶液(濃度用A0表示),間歇振蕩,待吸附達(dá)到飽和后,離心分離,測(cè)定原花色素溶液的平衡濃度,計(jì)算吸附量,以吸附量對(duì)原花色素濃度作圖,經(jīng)計(jì)算機(jī)擬合,得到樹(shù)脂吸附量與原花色素濃度的關(guān)系。
3.1 樹(shù)脂的篩選
由于葡萄籽提取物具有多酚結(jié)構(gòu)和糖甙鏈,具有一定的極性和親水性,生成氫鍵的能力較強(qiáng),有利于弱極性和極性樹(shù)脂的吸附,但是,吸附作用力太強(qiáng)并不利于解吸。NKA-9樹(shù)脂雖然吸附量大,但是解吸率低,因而不適用于分離;NKA-Ⅱ和D3520樹(shù)脂可能是由于本身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),對(duì)原花色素的吸附作用較差,因而也不能應(yīng)用于原花色素的分離。所以實(shí)驗(yàn)中采用了X-5樹(shù)脂作為吸附劑。各種樹(shù)脂的吸附性能如表1所示:
3.2 吸附時(shí)間的確定
由圖1可知,吸附平衡時(shí)間大約在2 h左右,吸附率達(dá)到99.32%。
3.3 解吸曲線(xiàn)
前面通過(guò)測(cè)定四種樹(shù)脂的吸附曲線(xiàn),已將NKA-9和NKA-2型樹(shù)脂淘汰,由圖2可知,X-5型樹(shù)脂的最終解吸率約為0.8,解吸時(shí)間較短,解吸速率較快,解吸效果較好。
表1 不同樹(shù)脂的物理參數(shù)
圖1 X-5樹(shù)脂吸附曲線(xiàn)
圖2 X-5樹(shù)脂的解吸曲線(xiàn)
3.4 濃度對(duì)樹(shù)脂吸附量的影響
對(duì)于一定量的吸附質(zhì)來(lái)說(shuō),吸附劑用量增大,意味著吸附總表面增大,吸附質(zhì)在吸附劑上的分布較松散,從而吸附劑對(duì)吸附質(zhì)的物理作用和化學(xué)作用加強(qiáng),吸附量增加。
從圖3可以看出,隨著溶液濃度的增加樹(shù)脂對(duì)原花色素的吸附量也隨之上升,當(dāng)溶液濃度為2.35 mg/mL后樹(shù)脂吸附量達(dá)到最高,即樹(shù)脂吸附量達(dá)到42.60 mg原花色素/g樹(shù)脂;原花色素濃度繼續(xù)上升,而樹(shù)脂吸附量反而下降,影響因素還有待于進(jìn)一步研究。根據(jù)擬合得出吸附液濃度C(mg/mL)與樹(shù)脂吸附量Q(mg/mL)具有一定的比例關(guān)系:Q=-41.78C2+64.14C-12.10。今后擴(kuò)大實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)參考這條曲線(xiàn)來(lái)確定合適的樹(shù)脂用量及原花色素提取液濃度。
3.5 樹(shù)脂再生性能
吸附樹(shù)脂除了吸附目標(biāo)產(chǎn)物之外,還會(huì)吸附雜質(zhì),而這些雜質(zhì)會(huì)毒化樹(shù)脂,因此必須在下一次使用時(shí)再生樹(shù)脂。本試驗(yàn)以X-5型樹(shù)脂為例考察了樹(shù)脂的再生性能,X-5樹(shù)脂在連續(xù)使用5次后吸附率(%)分別為:91.34、90.89、90.76、86.38、80.26,下降較明顯,因而應(yīng)該每使用5次進(jìn)行一次再生。X-5型樹(shù)脂的再生方法是依次用無(wú)水乙醇、5%NaOH浸泡,最后用蒸餾水沖洗至中性。經(jīng)再生后的樹(shù)脂吸附率可達(dá)到91.32%,與新品的吸附能力基本相同,而且樹(shù)脂可以重復(fù)利用50次以上。
圖3 原花色素濃度同樹(shù)脂吸附量關(guān)系
在靜態(tài)吸附條件下,X-5樹(shù)脂對(duì)原花色素的吸附率為99.32%,進(jìn)一步測(cè)定其動(dòng)泄露曲線(xiàn)為Q=-41.78C2+64.14C-12.10,解吸率為80%。
[1]李杰濱,譚秀濱,梁云霞.大孔吸附樹(shù)脂在藥物分離提取方面的應(yīng)用[J].制劑技術(shù),2002,11(12)14.
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10.3969/j.issn.1008-1267.2010.01.016
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2009-10-12