大孔吸附树脂分离纯化芡实壳多酚类物质
大孔吸附树脂分离纯化芡实壳多酚类物质[20200408174130]
摘要
本文考察大孔树脂对芡实壳多酚的纯化效果。比较6种大孔树脂（D101、HZ-806、NKA9、HPD-100、AB-8、HZ-801）的吸附和解吸能力，结果发现NKA9的静态吸附率和解析率均最高，故对NKA9的吸附和解吸条件进行优化研究。结果表明最佳工艺条件为：上样流速1.0mL/min，上柱样液浓度75μg/mL，上样液pH2.00，上样液体积232mL，解吸剂为80%乙醇，洗脱流速1.0mL/min。经NKA9纯化所得的芡实壳多酚的回收率高达83.27%。
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关键字:芡实壳多酚大孔树脂
目录
1.前言 1
1.1 芡实的概述 1
1.1.1 芡实的基本性质 1
1.1.2 芡实的分类 1
1.1.3 芡实的药用价值 1
1.2 芡实的功能成分的研究 1
1.3 多酚纯化方法 2
1.3.1 树脂吸附纯化法 2
1.3.2 金属离子沉淀纯化法 2
1.3.3 加絮凝剂法 3
1.3.4 膜分离技术 3
1.3.5 溶剂萃取法 3
1.3.6高效逆流色谱纯化法 3
1.3.7柱层析纯化法 3
2.材料与方法 5
2.1 材料 5
2.1.1 材料与试剂 5
2.1.2 主要仪器 5
2.2 方法 5
2.2.1 芡实壳多酚提取与测定 5
2.2.2 没食子酸标准曲线的制定[20] 5
2.2.3 大孔树脂预处理[21] 6
2.2.4 大孔树脂静态吸附与洗脱试验[10] 6
2.2.5 大孔树脂动态吸附和洗脱实验[10] 7
3.结果与分析 8
3.1 大孔树脂的筛选 8
3.1.1 静态吸附性能的比较 8
3.1.2 静态解析性能的比较 8
3.2 NKA9树脂吸附条件的优化 9
3.2.1 上柱液pH值对吸附的影响 9
3.2.2 上柱液浓度对吸附的影响 10
3.2.3 上柱流速对吸附的影响 10
3.2.4 NKA9树脂动态吸附特性 11
3.3 NKA9树脂洗脱条件的优化 12
3.3.1 乙醇浓度对洗脱效果的影响 12
3.3.2 洗脱流速对洗脱效果的影响 12
3.3.3 NKA9树脂动态洗脱特性 13
4.结论 14
参考文献 15
致谢 16
1.前言
1.1 芡实的概述
1.1.1 芡实的基本性质
芡实是睡莲科(Nymphaeaceae) 芡属植物芡的种仁，俗称鸡头米、雁头米等[1，2]，是我国传统中药材和珍贵的天然补品，有“水中人参”和“水中桂圆”的美誉。芡实是一年生的水生草本植物，栽培品种全株无刺，而野生品种生有刺。芡实叶圆而呈盾形，叶面有裂皱且浮于水面之上，与荷叶相似。
1.1.2 芡实的分类
芡按产地分类，可分为南芡和北芡。南芡也叫做苏芡，品质优良植株个体大，是芡的栽培变种。原先在苏州郊区产出较多，现在主要于湖南、广东、皖南及苏南一带产出。南芡种子大，种仁圆整有糯性，质地较好，但种皮厚且适应性和抗逆性较差。因其除叶背长有刺外，其余部分均十分光滑，故采收方便。北芡又叫做刺芡，有野生和栽培两个品种，于山东、皖北及苏北一带产出。北芡种子小，种仁近圆形呈粳性，质地略次于南芡但种皮薄且适应性较强。北芡全株布满刚刺，故采收困难。芡还可按花色分类，南芡可分为白花、紫花和红花3个品种，北芡可分为紫花和红花2个品种。南芡主要作食用，北芡主要作药用[3]。
1.1.3 芡实的药用价值
从古代开始人们就研究并应用芡实的药用价值，《本草纲目》中有“芡能止渴益肾，治小便不禁、遗精、白浊、带下”的记载[4]，《本草经百种录》中也有 “鸡头实，甘溃，得土之正味，乃脾肾之药也。脾恶湿而肾恶燥，鸡头实溃渗目香，则不伤于湿，质粘味涩，而又滑泽肥润，则不伤于燥，凡脾肾之药，往往相反，而此则相成，故尤足贵也”的记载。现代一些专家学者的研究也显示，芡实对小便失禁、肾亏脾虚、白带崩下等都有良好的疗效，对慢性腹泻、腰腿关节痛、轻度浮肿等疾病也有显著治疗作用。除了芡实的果实，芡实的根茎叶也可以药用。叶可以用来治疗胎衣不下，茎可以退虚热、止烦渴, 根可以治疝气、无名肿毒。除了药用外，芡的嫩茎叶去掉表皮后因其脆爽的口感、清新的味道，而成为人们日常可食用的蔬菜[5]。由此看来芡实是一种珍贵的药食兼用的植物。
1.2 芡实的功能成分的研究
刘玉鹏等研究学者用乙醇-三氯甲烷分别提取包括芡实在内的30种中草药，并对各种提取液的抗氧化活性进行了分析，结果表明芡实等其他三种中草药的提取液具有较高的抗氧化性能，但对其具体组成成分和发挥主功效的因子没有进行详细分析[6]。李美红等研究学者分别用石油醚、乙酸乙酯和正丁醇作为萃取液对芡实的95%甲醇提取液进行萃取，并采用柱层析法对各萃取液进行分离纯化，利用核磁共振分析和质谱分析的方法分析萃取得到的9种物质，可知该物质分别为两种多肽、两种二氢黄酮、一种木脂素苷和α-、β-、δ-生育酚等物质 [7]。Samarjit Das曾分析过芡实对心肌局部性贫血受损的影响，研究结果显示仅需提取物的0.01%浓度即可清除几乎100%的OH?自由基和93% 的O2?自由基，这表明芡实的水、乙醇提取液具有较强的抗氧化功能和清除OH?自由基、O2?自由基的能力[8]。此外，动物试验结果也证实，芡实提取物可以通过缩小被试老鼠心脏血管中栓塞的尺寸，来缓解心肌局部性贫血受损的症状。
以上研究结果均表明了芡实中的主功能成分不止一种或一类，且芡实药用及保健功能与其提取物的抗氧化性密切相关。结合我国医学史料中记载的“芡实味涩”以及邓宇等学者的研究，可以得知芡实植株中多酚类物质含量丰富[9]。因此，我推测芡实中的多酚类物质就是发挥芡实药用保健功能的主要成分。本文通过实验确定多酚纯化的最佳工艺，提高芡实中多酚的有效利用率。
1.3 多酚纯化方法
1.3.1 树脂吸附纯化法
因某些树脂对多酚具有吸附作用，用适当的洗脱剂洗脱吸附于树脂上的多酚物质，浓缩洗脱液即可得到纯度较高的多酚。大孔树脂是一种比表面积大多孔性高分子吸附分离材料，使用这种材料纯化多酚具有选择性高、吸附量大、吸附率高、洗脱容易、节约成本的优点[10]
1.3.2 金属离子沉淀纯化法
利用某些金属离子具有沉淀提取物的作用，再经过酸转溶消除其他离子干扰，和溶剂萃取等其他过程，得到纯度较高的提取物，这种方法就是金属离子沉淀纯化法，选择合适的沉淀剂是该法的关键步骤 [11]。时国庆等学者研究从葡萄籽中提取原花色素时,曾使用到金属离子沉淀纯化法，他们具体是用溶剂法采取乙醇（70%）-水溶液体系，结合冷却沉淀（4℃ 1h）和盐析，调节pH至3.5，以乙酸乙酯作为萃取剂，对提取物进行分级分离[12]。这种方法增加产品的利用价值和应用范围，同时具备选择性好、提取率高、操作简便的优点，适合进行工业化生产。
1.3.3 加絮凝剂法
该方法是在金属离子沉淀法基础上的提升，酸转溶过程后，在酸转溶液中加入絮凝剂去除咖啡碱，从而进一步纯化多酚物质。杨彩霞等学者将沉淀后茶多酚酸转溶液加入到烧杯后放入磁力加热搅拌器中，控制温度45℃，转速40r/min，然后缓慢少量加入鞣酸，经过一段时间后得到较高纯度的茶多酚[13]。但这种方法也存在弊端，即若反应条件掌握不准确，实验过程中易产生的比较细微的沉淀会堵塞滤纸，使得抽滤过程变得缓慢，从而降低纯化效率。
1.3.4 膜分离技术
膜分离是以膜的选择渗透作用为原理，通过外界能量或化学位差的推动对混合物中溶质和溶剂进行分离、分级、提纯和富集。膜分离技术具有耗能低、分离装置简单、操作方便、工艺适应性强、易回收、污染小的优点 [14]。膜分离技术适合热敏性物质分离，是一种用于澄清、分离、除菌和浓缩等方面的绿色节能的新兴技术。
摘要
本文考察大孔树脂对芡实壳多酚的纯化效果。比较6种大孔树脂（D101、HZ-806、NKA9、HPD-100、AB-8、HZ-801）的吸附和解吸能力，结果发现NKA9的静态吸附率和解析率均最高，故对NKA9的吸附和解吸条件进行优化研究。结果表明最佳工艺条件为：上样流速1.0mL/min，上柱样液浓度75μg/mL，上样液pH2.00，上样液体积232mL，解吸剂为80%乙醇，洗脱流速1.0mL/min。经NKA9纯化所得的芡实壳多酚的回收率高达83.27%。
*查看完整论文请 +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
关键字:芡实壳多酚大孔树脂
目录
1.前言 1
1.1 芡实的概述 1
1.1.1 芡实的基本性质 1
1.1.2 芡实的分类 1
1.1.3 芡实的药用价值 1
1.2 芡实的功能成分的研究 1
1.3 多酚纯化方法 2
1.3.1 树脂吸附纯化法 2
1.3.2 金属离子沉淀纯化法 2
1.3.3 加絮凝剂法 3
1.3.4 膜分离技术 3
1.3.5 溶剂萃取法 3
1.3.6高效逆流色谱纯化法 3
1.3.7柱层析纯化法 3
2.材料与方法 5
2.1 材料 5
2.1.1 材料与试剂 5
2.1.2 主要仪器 5
2.2 方法 5
2.2.1 芡实壳多酚提取与测定 5
2.2.2 没食子酸标准曲线的制定[20] 5
2.2.3 大孔树脂预处理[21] 6
2.2.4 大孔树脂静态吸附与洗脱试验[10] 6
2.2.5 大孔树脂动态吸附和洗脱实验[10] 7
3.结果与分析 8
3.1 大孔树脂的筛选 8
3.1.1 静态吸附性能的比较 8
3.1.2 静态解析性能的比较 8
3.2 NKA9树脂吸附条件的优化 9
3.2.1 上柱液pH值对吸附的影响 9
3.2.2 上柱液浓度对吸附的影响 10
3.2.3 上柱流速对吸附的影响 10
3.2.4 NKA9树脂动态吸附特性 11
3.3 NKA9树脂洗脱条件的优化 12
3.3.1 乙醇浓度对洗脱效果的影响 12
3.3.2 洗脱流速对洗脱效果的影响 12
3.3.3 NKA9树脂动态洗脱特性 13
4.结论 14
参考文献 15
致谢 16
1.前言
1.1 芡实的概述
1.1.1 芡实的基本性质
芡实是睡莲科(Nymphaeaceae) 芡属植物芡的种仁，俗称鸡头米、雁头米等[1，2]，是我国传统中药材和珍贵的天然补品，有“水中人参”和“水中桂圆”的美誉。芡实是一年生的水生草本植物，栽培品种全株无刺，而野生品种生有刺。芡实叶圆而呈盾形，叶面有裂皱且浮于水面之上，与荷叶相似。
1.1.2 芡实的分类
芡按产地分类，可分为南芡和北芡。南芡也叫做苏芡，品质优良植株个体大，是芡的栽培变种。原先在苏州郊区产出较多，现在主要于湖南、广东、皖南及苏南一带产出。南芡种子大，种仁圆整有糯性，质地较好，但种皮厚且适应性和抗逆性较差。因其除叶背长有刺外，其余部分均十分光滑，故采收方便。北芡又叫做刺芡，有野生和栽培两个品种，于山东、皖北及苏北一带产出。北芡种子小，种仁近圆形呈粳性，质地略次于南芡但种皮薄且适应性较强。北芡全株布满刚刺，故采收困难。芡还可按花色分类，南芡可分为白花、紫花和红花3个品种，北芡可分为紫花和红花2个品种。南芡主要作食用，北芡主要作药用[3]。
1.1.3 芡实的药用价值
从古代开始人们就研究并应用芡实的药用价值，《本草纲目》中有“芡能止渴益肾，治小便不禁、遗精、白浊、带下”的记载[4]，《本草经百种录》中也有 “鸡头实，甘溃，得土之正味，乃脾肾之药也。脾恶湿而肾恶燥，鸡头实溃渗目香，则不伤于湿，质粘味涩，而又滑泽肥润，则不伤于燥，凡脾肾之药，往往相反，而此则相成，故尤足贵也”的记载。现代一些专家学者的研究也显示，芡实对小便失禁、肾亏脾虚、白带崩下等都有良好的疗效，对慢性腹泻、腰腿关节痛、轻度浮肿等疾病也有显著治疗作用。除了芡实的果实，芡实的根茎叶也可以药用。叶可以用来治疗胎衣不下，茎可以退虚热、止烦渴, 根可以治疝气、无名肿毒。除了药用外，芡的嫩茎叶去掉表皮后因其脆爽的口感、清新的味道，而成为人们日常可食用的蔬菜[5]。由此看来芡实是一种珍贵的药食兼用的植物。
1.2 芡实的功能成分的研究
刘玉鹏等研究学者用乙醇-三氯甲烷分别提取包括芡实在内的30种中草药，并对各种提取液的抗氧化活性进行了分析，结果表明芡实等其他三种中草药的提取液具有较高的抗氧化性能，但对其具体组成成分和发挥主功效的因子没有进行详细分析[6]。李美红等研究学者分别用石油醚、乙酸乙酯和正丁醇作为萃取液对芡实的95%甲醇提取液进行萃取，并采用柱层析法对各萃取液进行分离纯化，利用核磁共振分析和质谱分析的方法分析萃取得到的9种物质，可知该物质分别为两种多肽、两种二氢黄酮、一种木脂素苷和α-、β-、δ-生育酚等物质 [7]。Samarjit Das曾分析过芡实对心肌局部性贫血受损的影响，研究结果显示仅需提取物的0.01%浓度即可清除几乎100%的OH?自由基和93% 的O2?自由基，这表明芡实的水、乙醇提取液具有较强的抗氧化功能和清除OH?自由基、O2?自由基的能力[8]。此外，动物试验结果也证实，芡实提取物可以通过缩小被试老鼠心脏血管中栓塞的尺寸，来缓解心肌局部性贫血受损的症状。
以上研究结果均表明了芡实中的主功能成分不止一种或一类，且芡实药用及保健功能与其提取物的抗氧化性密切相关。结合我国医学史料中记载的“芡实味涩”以及邓宇等学者的研究，可以得知芡实植株中多酚类物质含量丰富[9]。因此，我推测芡实中的多酚类物质就是发挥芡实药用保健功能的主要成分。本文通过实验确定多酚纯化的最佳工艺，提高芡实中多酚的有效利用率。
1.3 多酚纯化方法
1.3.1 树脂吸附纯化法
因某些树脂对多酚具有吸附作用，用适当的洗脱剂洗脱吸附于树脂上的多酚物质，浓缩洗脱液即可得到纯度较高的多酚。大孔树脂是一种比表面积大多孔性高分子吸附分离材料，使用这种材料纯化多酚具有选择性高、吸附量大、吸附率高、洗脱容易、节约成本的优点[10]
1.3.2 金属离子沉淀纯化法
利用某些金属离子具有沉淀提取物的作用，再经过酸转溶消除其他离子干扰，和溶剂萃取等其他过程，得到纯度较高的提取物，这种方法就是金属离子沉淀纯化法，选择合适的沉淀剂是该法的关键步骤 [11]。时国庆等学者研究从葡萄籽中提取原花色素时,曾使用到金属离子沉淀纯化法，他们具体是用溶剂法采取乙醇（70%）-水溶液体系，结合冷却沉淀（4℃ 1h）和盐析，调节pH至3.5，以乙酸乙酯作为萃取剂，对提取物进行分级分离[12]。这种方法增加产品的利用价值和应用范围，同时具备选择性好、提取率高、操作简便的优点，适合进行工业化生产。
1.3.3 加絮凝剂法
该方法是在金属离子沉淀法基础上的提升，酸转溶过程后，在酸转溶液中加入絮凝剂去除咖啡碱，从而进一步纯化多酚物质。杨彩霞等学者将沉淀后茶多酚酸转溶液加入到烧杯后放入磁力加热搅拌器中，控制温度45℃，转速40r/min，然后缓慢少量加入鞣酸，经过一段时间后得到较高纯度的茶多酚[13]。但这种方法也存在弊端，即若反应条件掌握不准确，实验过程中易产生的比较细微的沉淀会堵塞滤纸，使得抽滤过程变得缓慢，从而降低纯化效率。
1.3.4 膜分离技术
膜分离是以膜的选择渗透作用为原理，通过外界能量或化学位差的推动对混合物中溶质和溶剂进行分离、分级、提纯和富集。膜分离技术具有耗能低、分离装置简单、操作方便、工艺适应性强、易回收、污染小的优点 [14]。膜分离技术适合热敏性物质分离，是一种用于澄清、分离、除菌和浓缩等方面的绿色节能的新兴技术。
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