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大孔吸附树脂纯化皂苷成分的研究

2023-11-27 来源:易榕旅网
河北农业科学,2010,14(4):149—150,153 Journal of Hebei Agricultural Sciences 编辑李布青 大孔吸附树脂纯化皂苷成分的研究 罗世炜 (襄樊职业技术学院,湖北襄樊441021) 摘要:大孔吸附树脂具有表面积较大、交换速度较快、机械强度高、抗污染能力强、热稳定性好等优点,近年 来广泛应用于中草药有效成分的提取和分离。大孔吸附树脂可以用于纯化皂苷成分,如人参总皂苷、桔梗总皂 苷和三七总皂苷等物质。本研究为深入研究中药的活性成分奠定了研究基础。 关键词i大孔吸附树脂;皂苷;纯化 中图分类号:R285,5 文献标识码:A 文章编号:1008—1631(2O LO)04-0149-02 Separation and Purification of Saponin Constituents by Macroporous Adsorption Resin LUO Shi—wei (Xiangfan Vocational and Technical College,Xiangfan 441021,China) Abstract:Macroporous adsorbent resin with larger surface area,faster switching,high mechanical strength,strong anti— pollution ability,and good thermal stability,is widely used in the extraction and separation of effective components in Chinese herbal medicine in recent years.Maeroporous adsorbent resin can be used in the purification of saponin constituents from ginseng,balloonflower and panax notoginseng and SO on. Key words:Macroporous adsorbent resin;Saponin;Purification 大孑L吸附树脂属于功能高分子材料,是近年来发展 骨架结构,通过它巨大的比表面进行物理吸附而工作。 起来的一类有机高聚物吸附剂,由聚合单体与交联剂、 大孔吸附树脂按其极性大小和所选用的单体分子结 致孔剂、分散剂等添加剂经聚合反应制备而成…。大孔 构不同,可分为非极性、中极性和极性3类。 吸附树脂吸附技术最早用于废水处理、医药工业、化学工 1.1非极性大孔吸附树脂 业、分析化学、临床检定和治疗等领域,近年来在我国已 非极性大孔吸附树脂是由偶极矩很小的单体聚合制 广泛应用于中草药有效成分的提取、分离和纯化工作。 得的不带任何功能基,孔表的疏水性较强,可通过与小 皂苷又称碱皂体、皂素、皂甙等,为苷类物质的 分子内的疏水部分作用吸附溶液中的有机物,最适于极 1种,是能形成水溶液或胶体溶液并能形成肥皂状泡沫 性溶剂中吸附非极性物质,也称为芳香族吸附剂,例如 的植物糖苷的统称,其由皂苷元和糖、糖醛酸或其他有 苯乙烯、二乙烯苯聚合物。 机酸组成。皂苷在植物界分布很广,许多中药如人参、 1.2 中等极性大孔吸附树脂 三七、知母、远志、甘草、桔梗、柴胡等都含有皂苷。 中等极性大孔吸附树脂是含酯基的吸附树脂,一般 皂苷具有多种生物活性,如抗肿瘤、抗炎、免疫调节、 用多功能团的甲基丙烯酸酯作为交联剂,其表面兼有疏 抗病毒、抗真菌等作用 。 水和亲水2部分。既可极性溶剂中吸附非极性物质,又 大孔吸附树脂具有表面积较大、交换速度快、机械 可由非极性溶剂中吸附极性物质,也称为脂肪族吸附 强度高、抗污染能力强、热稳定性好等优点,近年来广 剂,例如聚丙烯酸酯型聚合物。 泛应用于中草药有效成分的提取、分离。为此,综述了 1.3极性大孔吸附树脂 大孔吸附树脂在皂苷类成分分离、纯化中的应用。 极性大孔吸附树脂是指含酰胺基、氰基、酚羟基等 1大孑l吸附树脂介绍 含氮、氧、硫极性功能基的吸附树脂,它们通过静电相 互作用吸附极性物质,如丙烯酰胺 。 大孔吸附树脂是1种不含离子交换基团,具有大孔 按照类似物吸附类似物的原则,根据被吸附物质的 结构的高分子吸附剂,其吸附性能与活性炭相似,依靠 极性大小选择不同类型的大孔吸附树脂。极性较大的化 它和被吸附的分子(吸附质)之间的范德华引力,通 合物一般适合在中极性的大孔吸附树脂上分离,极性小 过表面吸附、表面电性或形成氢键等作用达到分离、提纯 的化合物适合在非极性的大孔吸附树脂上分离 ,若树 的目的。一般是以苯乙烯和丙烯酸为单体,加入乙烯苯为 脂和化合物之间产生氢键作用,吸附作用也将增强。通 交联剂,甲苯、二甲苯为致孔剂,相互交联聚合形成多孔 常用于皂苷分离纯化的是极性DIO1,如用于人参皂苷、 三七皂苷、苦玄参皂苷等,人参皂苷也可采用极性的 收稿日期:2010-03.24 DIO1和非极性的DAIO1混合树脂分离、纯化。江涛涛 基金项目:2007年湖北省教育厅B类重点项目(B200772001) 等 对大孔树脂吸附纯化生首乌中二苯乙烯苷的工艺参 作者简介:罗世炜(1971一),男,湖北襄樊人,硕士,副教授,主 数进行筛选,优选出s.8树脂对二苯乙烯苷的吸附性能 要从事生物技术方面的研究。E—mail:lswlyy@163.com。 ・150・ 河北农业科学 2010矩 最好。曲文华 在西洋参皂苷Rb!分离、纯化工艺的研 究中,采用D101、LSA.10、LSA一20型3种大孔吸附树 脂对西洋参人参皂苷进行吸附纯化,通过采用静态吸附 法测定吸附量和解吸液中人参皂苷Rbl的含量发现,在 95%以上。表明AB一8树脂精制柴芩两解汤工艺简单、 稳定、可控。 3大孔吸附树脂纯化皂苷的优点和缺点 3.1优点 静态吸附试验中3种树脂的吸附量无明显差别,但在静 态洗脱试验中D101树脂对人参皂苷的总洗脱量和总洗 脱率均高于其他2种树脂。 工艺简便,树脂再生容易,无需特殊设备,而且成 本低,利于工业化。相比较传统的溶剂法提取,如采用 正丁醇、乙醚、乙酸乙酯、丙酮等有机物质,容易残 留,而用吸附树脂提取、用乙醇和水洗脱,对皂苷的活 大孔吸附树脂纯化皂苷成分的应用 蔡雄等 以人参总皂苷的洗脱率和精制度以及总皂 性没有影响,且由于其吸附了色素、糖类等物质而提高 苷含量测定为考察指标,考察大孑L树脂富集、纯化人参 总皂苷的吸附性能和洗脱参数,并最终确定用人参提取 液45 mL(5.88 mg/mL)上大孔树脂柱(干重2.52 g), 用蒸馏水100 mL、50%乙醇100 mL依次洗脱,人参总 皂富集于50%乙醇洗脱液部分,且除杂质能力强。结 果表明,通过大孔树脂富集与纯化后人参总皂苷洗脱率 在90%以上,50%乙醇洗脱液干燥后总同物中人参总皂 苷纯度可达60.1%。杨献文等 为研究桔梗总皂苷的 提取分离工艺,采用了ZTC21大孔吸附树脂,用不同浓 度乙醇洗脱提纯桔梗总皂苷,平均产率为2.05%,操作 简单、得率高、成本低。姜换荣等 把大孔吸附树脂用 于赤芍总苷分离,结果收率为5.4%,其中芍药苷的含 量占赤芍总苷的75%,得率高且稳定可靠。刘可越 等 叫研究认为,利用D101型大孔吸附树脂富集纯化粟 米草总皂苷的工艺为:洗脱溶剂用体积分数为60%的乙 醇,料液质量浓度为o.5 g/mL,洗脱速率为2.0BV/h,树 脂与药材质量比为2:1。许舒雯等 研究得出以D101 大孔吸附树脂纯化苜蓿皂苷的优化工艺条件为:蒸馏 水、4个柱体积的25%稀醇、4个柱体积的60%乙醇, 以1 BV/h速度1次洗脱,收集60%乙醇洗脱液部位, 回收乙醇,浓缩,真空减压干燥后得苜蓿皂苷。宓晓 黎 报道用非极性大孔吸附树脂法从复方中药制剂 “降压胶囊”中提取分离黄酮类、皂苷类等有效成分的 研究,正确地选择大孔吸附树脂及吸附和解吸条件,得 出可获得高纯度的有效组分。安丰堂等 采用大孔树 脂富集、纯化三七总皂苷,考察了大孔树脂静态/动态 的各项吸附及洗脱性能,以及无机盐对其吸附性能的影 响,从而优选出最佳精制工艺,确定D101大孔树脂加 入NaC1后上样,4 BV的水洗涤除去杂质及无机盐, 4BV体积的50%醇洗脱,提取并得到了三七皂苷。潘 林梅等 在以AB.8树脂精制柴芩两解汤的最佳工艺研 究中,采用Lq(3 )正交设计,以HPLC法测定其中黄 芩苷和栀子苷的吸附、解析率为指标,分别考察动态吸 附中药液浓度、树脂量、流速对吸附的影响,以及解析 液浓度、体积、流速3个因素对解析的影响。结果显 示,吸附药液浓度为生药0.15 g/mL,树脂用量为3倍 药材量,速度10 mL/min;解析液为75%乙醇,10倍药 材量,流速10 mL/mim,黄芩苷及栀子苷的解析率可达 了皂苷的纯度。与传统的除杂方法和工艺相比,能提高中 药内在质量和制剂水平,能增强产品的稳定性,缩短生产 周期。该技术免去了静置沉淀、浓缩等耗时多的工序。 3.2缺点 大孔树脂吸附法,处理量小,操作周期长,不能连 续生产,吸附效果易受流速和样品浓度等因素影响。大 孑L吸附树脂应用于皂苷,特别是复方总皂苷的分离纯 化,还存在树脂本身的质量和使用方法的规范化问题。 主要是国产树脂质量较低,颗粒大小不均匀,杂质较多 且易破碎,型号众多但参差不齐,还没有1个统一的质 量检验标准¨ 。鉴于以上问题,当务之急是先制定1个 质量检验和操作的规范化标准。相信随着此方面的逐渐 完善,大孑L树脂的应用技术会越来越成熟。 皂苷是广泛存在于植物界的一类活性化合物,近年 来随着提取分离技术的显著提高,各种分析手段的创 新,大大加快了对皂苷物质提纯的研究,为我国中药的 深人研究奠定了良好基础。 参考文献: [1]张建,毛晓英,李宝坤.大孑L树脂吸附纯化粗提葡萄 梗单宁研究[J].安徽农业科学,2008,36(36): l5767—15769. 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[6]刘洁等.纤维素酶活力测定方法评述[J].工业微生物, t994,24(4):27—32. 采用较简单的方法,而不需要很高的准确性。在工业生 产实践中,主要是利用纤维素酶将纤维素转化为葡萄糖 用于lT业发酵生产,此时葡萄糖的产量是最重要的指 [7]李建武,萧 能,余瑞元.生物化学实验原理和方法 [M].北京:北京大学出版社,1997. [8]蒋芳,曾林子,刘成君,等.饲用细菌纤维素酶的发酵条 件优化与性质研究[J].中国饲料,2O06,(6):6—9. 标,因此,可以选择高纯度的底物如滤纸、脱脂棉等。 但同时也需要考虑工业生产的巨大工作量,可采用一些 较为简便的方法。 3.3展望 [9]张瑞萍.纤维素酶活力测定方法[J].印染,2002, (8):38—39. 纤维素是我国年产量很大的可再生资源,能成功地 开发利用这一资源,对可持续发展有非常重要的意义。 在对环境生态问题高度重视的当今社会,如何成功利用 [1O]施特尔马赫B(著).钱嘉渊(译).酶的测定方法 [M].北京:中国轻工业出版社,1992:84—112. [11]湖北省微生物研究所纤维素酶组.快速测定纤维素酶中 CMC液化活力法[J].微生物学通报,1979,(5):11. 纤维素酶将纤维素降解,是研究者研究的主要目标。而 对纤维素酶活力的测定方法研究是整个研究的重点。能 找到1种简单、快速、准确的酶活力测定方法,将会为 [12]杨涛,马美湖.生物质降解酶酶活的测定方法[J]. 中国酿造,2006,(11):67—69. [1 3]Wood T M.The cellulase of fusarium solani puriifcation and speciifcity of the p一(1,4)一glucanase and the B—D・glucosi・ 整个纤维素酶的研究打开1扇大门,使纤维素酶的研究 进人1个新的空间。 参考文献: [1]岳思君,李学斌,李爱华,等.高酶活纤维素分解菌分 离筛选的研究[J].安徽农业科学,2009,37(1): 11—12,15. dase components l J 1.Biochem J,1971,121:353. 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