离子交换树脂纯化杜仲叶绿原酸条件的筛选

绿原酸又名咖啡鞣酸, 属酚类化合物, 是植物体在有氧呼吸过程中经莽草酸途径形成的一种苯丙素类物质[1]。绿原酸 (Chlorogenic acid) 是我国传统名贵中药杜仲的主要活性成分其半水合物为针状结晶, 具有利胆、抗菌、抗病毒、降压、增高白细胞及兴奋中枢神经系统等多种药理作用, 是保健品、食品、药品、化妆品等重要原料[2,3]。近年的研究表明, 杜仲叶中绿原酸含量丰富, 可达1%～5.5%。杜仲叶中绿原酸的分离方法, 目前常用的有萃取法、沉淀法和聚酰胺柱层析法等, 这些方法多存在成本高、收率低、操作烦琐、材料不易再生等缺点。近年来, 离子交换树脂吸附法用于中草药中活性性成分的提取与纯化取得取得很好的效果, 日益受到人们的重视[4]。本试验以杜仲叶为原料, 采用水提法对杜仲叶绿原酸进行粗提, 然后采用不同离子交换树脂对杜仲叶绿原酸的吸附性能进行比较, 旨在筛选出一种吸附性能和收率高的树脂用于替代传统绿原酸提取方法。

1 材料

杜仲叶:采于重庆市荣昌县直升镇道观村5组;绿原酸标准品 (中国药品生物制品检定所, 批号:110753-200413) ;Amberlite FPA98CL树脂、Amberlite FPA958CL树脂均由北京大学生命科学院宋加宾教授提供;强碱性苯乙烯系阴离子交换树脂 (杭州争光树脂厂, 批号:ZGA307) ;TU-1901型双波束紫外可见分光光度计 (北京普析通用仪器有限责任公司) 、2004型恒温水浴锅 (常州国华电器有限公司) 、ESJ120-4型电子分析天平 (沈阳龙腾电子有限公司) 。

2 方法

2.1 杜仲叶绿原酸粗提液的制备

粉碎新鲜杜仲叶后, 按1∶12的料液比加入蒸馏水, 在50℃恒温水浴浸提3次, 每次2h, 合并3次浸提液, 将浸提液减压浓缩1/2, 再将浓缩液中加入1%壳聚糖絮凝, 过滤, 滤液用活性碳脱色, 得到杜仲叶绿原酸粗提液。

2.2 树脂预处理及再生

将Amberlite FPA98CL树脂、Amberlite FPA958CL树脂、强碱性苯乙烯交换树脂分别用蒸馏水水溶胀, 然后用lmol/L的NaOH溶液搅拌浸泡4h, 蒸馏水洗至中性, 然后用0.5mo l/L的HC l搅拌浸泡4h, 用蒸馏水洗至中性待用。

2.3 树脂静态吸附实验

准确称取预处理的Amberlite FPA98CL、Amberlite FPA958CL、苯乙烯离子交换树脂各50g, 按1∶1000加入粗提液于2000ml三角瓶在25℃的恒温水浴振荡器上振摇吸附8h, 用100目尼龙布过滤树脂, 一倍树脂量的40%乙醇50℃下搅拌洗脱8h, 洗脱液中经甲醇重结晶得绿原酸纯品。计算出杜仲叶中绿原酸收率 (mg/Kg) 。

三种树脂的对绿原酸的吸咐率依下式计算[8]:

Co为吸附前溶液的浓度 (mg/ml) ;C1为吸附后溶液的浓度 (mg/ml) ;V0为吸附前溶液的体积 (m1) ;V1吸附后溶液的体积 (ml) ;W为树脂重量 (g) 。

2.4 数据处理

应用SPSS11软件对三种树脂杜仲叶绿原酸提取率和树脂吸附率进行显著性t检验, 比较组间差异性。

3 结果

3.1 三种树脂对杜仲叶提取液绿原酸吸附容量

结果见:表1所示, 三种树脂对杜仲叶中绿原酸吸附容量 (绿原酸mg/g树脂) Amberlite FPA98CL型树脂、Amberlite FPA958CL型树脂吸的附容量接近差异不显著, 而苯乙烯离子交换树脂吸附低容量, 不能用于杜仲叶中绿原酸的提取。

3.2 三种树脂对杜仲叶提取液绿原酸提取率

采用三种树脂吸附后, 杜仲叶绿原酸的提取率 (绿原酸mg/100g杜仲叶) 相差较大, 结果如表2所示, 采用Amberlite FPA98CL型树脂的绿原酸收率最高, 与其余两种树脂比较差异显著。

3.3 Amberlite FPA98CL树脂吸附的最适条件

为适应工业化的生产, 我们采用静态吸附方法, 而树脂的用量是最大影响因素之一。本试验采用不同类型的树脂下进行吸附实验, 结果表明, 在pH值为4, 树脂用量2.34g/100ml吸附效果最好。

4 分析与讨论

大孔吸附树脂具有吸附量大、选择性好、易解吸、易再生、成本低、效率高, 特别适用水溶性化合物的提取分离等优点, 国内外学者已广泛将其用于生物碱、皂甙、黄酮、多糖等的提取, 取得了显著的效果[9]。本试验利用大孔吸附树脂分离杜仲叶绿原酸, 其工艺较简单、成本低, 产率高。

从试验的结果看出, Amberlite FPA98CL和Amberlite FPA958CL树脂都对绿原酸具有较强的吸附作用, 而苯乙烯系阴离子交换树脂则吸附效果较差, 但从收率来讲Amberlite FP A98C L树脂收率又远高于Am ber li te FPA958CL树脂, 这和Amberlite FPA98CL树脂特性有关, 它除有离子交换作用外还具有分子筛功能, 既能有效的和绿原酸进行吸附又能快速的洗脱而脱吸附。

Amberlite FPA98CL树脂对绿原酸最适吸附pH值为4。绿原酸作为多羟基酚酸在酸性条件下易被吸附。因为在酸性条件下, 绿原酸以分子形式存在, 树脂对其吸附作用增强;在强酸条件下, 以内酯形式存在的绿原酸容易水解;在碱性条件下, 以离子形式存在的绿原酸则不易被吸附。

树脂吸附法用于杜仲叶中绿原酸提取是一种操作简便、节约有机溶剂, 较高收率的提取方法, 罗门哈斯公司Amber lite FP A98C L在pH 4条件下, 树脂用量2.34 g100ml, 能够达到鲜叶最大3.04%的收率。

摘要：目的:探讨采用离子交换树脂对杜仲叶绿原酸提取液进行纯化的工艺条件。方法:本实验利用静态吸附法, 分别采用AmberliteFPA98CL、Amberlite FPA958CL、强碱性苯乙烯离子交换树脂 (AMBERLITE FPA90Cl) 三类树脂对杜仲叶绿原酸粗提液进行纯化。结果:通过比较绿原酸的提取率和树脂吸附率筛选出最适合纯化绿原酸的工艺条件即采用罗门哈斯公司Amberlite FPA98CL树脂在pH4条件下, 与其它两种树脂相比, 对绿原酸的收率最高, 能够达到鲜叶绿原酸的最大收率为3.04%。结论:采用罗门哈斯公司Amberlite FPA98CL树脂分离杜仲叶绿原酸可到达收率较高、纯度较好的分离效果。

关键词：离子交换树脂,杜仲叶,绿原酸

参考文献

[1] 高锦明, 张鞍灵, 张康健.绿原酸分布、提取与生物活性研究综述[J].西北林学院学报, 1999, 14 (2) :73～82.

[2] 张风云.毛细管区带电泳法筛选提取杜仲叶中绿原酸的方法[J].西北药学杂志, l996, 11 (2) :66～67.

[3] Nishibe.Kinoshita H, Takeda H.et a1.phenolic compounds fromstem bark ofAcanthopanax senticosas and theirpharmaco1ogica1 effect in chronicswimming stressed rats.chem.pharm.bul1, 1990, 38 (6) :1767～1765.

[4] 钱骅.杜仲叶有效成分提取工艺的研究[J].中国野生资源, 1999, l8 (1) :32～3 4.

[5] 余建平, 林燕, 滕莉丽, 等.微波法提取金银花中的绿原酸[J].江西化工, 2005, 3:99～101.

[6] 林丹, 赵国玲, 刘佳佳.金银花不同提取方法的绿原酸比较研究[J].天然产物研究与开发, 2003, 15 (2) :124～126.

[8] 刘军海, 裘爱泳.杜仲叶绿原酸提取纯化工艺的研究[J].中药材, 2004, 27 (2) :942～945.

[9] 李萍.大孔吸附树脂在中草药有效成分研究中的应用[J].天津药学, 2002, 14 (3) :9～11.