大孔树脂分离纯化核桃青皮总黄酮的研究
第 42卷第 3期
2008年 5月
生 物 质 化 学 工 程
Biomass Chemical Engineering
Vo1．42 No．3
Mav 2008
大 孔 树 脂 分 离 纯化 核桃 青 皮 总黄 酮 的研 究
翟梅 枝 ，郭 琪 ，贾彩 霞，张新华
(西北农林科技 大学 林 学院，陕西 杨凌 712100)
摘 要 ：以总黄 酮回收率 为考察指标 ，研 究 了大孔树脂分 离纯化核桃青皮 总黄酮的工 艺。结 果表 明 ：DIO1型树脂对核桃
青皮 总黄酮有较好的吸附分 离性能 ，是分 离纯化核桃 青皮总黄 酮的适 宜大孔树脂 ；最佳 工艺条件 为 ：上柱 总黄酮与 干树
脂质量 比为 1：12，上样 液质 量浓度 可在 3．087 5～6．175 g／L范围 内，pH值为 5，6BV(1BV=23．7 mL)的水洗后 用5BV的
70％ 乙醇洗脱。经 DIO1处理后的核桃青皮 总黄酮 回收率在 60％ ，纯度可达 80％ 以上 。该 工艺简便 ，能有效分 离纯化核
桃青皮黄酮类化合物。
关键词 ：核桃 青皮 ；总黄酮 ；大孔吸 附树 脂；分 离纯化
中图分类号 ：TQ91；TQ425 文献标识码 ：A 文章编号 ：1673—5854(2008)03—0021—05
Study on the Separation and Purification of Flavonoids
from W alnut Peel with Macroporous Resin
ZHAI Mei-zhi，GUO Qi，JIA Cai-xia，ZHANG Xin-hua
(College of forest，Northwest Agriculture and Forestry of University，Yangling 7 12100，China)
Abstract：A method for separation and purification of flavonoids from walnut peel with macroporous resin was studied with the
recovery rate of flavonoids as indexes．The results are as flollows：among six types of macroporous adsorption resin choosed，type
macroporous resin DIO1 is the best for separation and purification． The optimum process condition was the loaded amount of
flavonoids to dry resin：1：12，the sample concentration：3．087 5—6．175 s／L，pH：5．After eluted with 6BV of distilled water
and 5 BV of 70％ ethano1．the yield of flavonoids was above 60％ and product purity was ab ove 80％ ．The process is simple and
the flavonoids of walnut peel Can be separated an d purified effectively．
Key words：walnut peel；flavonoids；macroporous adsorption resin；separation an d purification
核桃 (Juglans regia Linn．)是核桃属植 物 中
经济价值最高的一种 ，在我国栽培历史悠久 ，资源
丰 富，到 2004年，我 国 核 桃 树 的栽 培 面 积 约
91．75 hm ，2亿株 左右 ，面积和株数 都居世 界第
一 位 ，年产 坚果 27．424 6万吨 ，核桃青 皮 35万
吨?。目前核桃研究大多集 中在 良种选育、生理
生化 、栽培及病虫害防治 、坚果 的加工利 用等方
面 ，核桃青皮是核桃生产中的副产品，一直作为废
弃物弃之不用 ，废弃的青皮不仅污染环境 ，也是 自
然资源的浪费。近年来大孔吸附树脂 已广泛应用
于植物有效成分的富集和分离_2 ]，有关核桃 青
皮黄酮类化合物 的研究 目前未见报道 ，为了充分
利用这一植物资源 ，本研究以总黄酮 回收率为考
察指标 ，对大孔树脂分离纯化核桃青皮中的总黄
酮进行 了研究 。
l 实 验
1．1 材 料 、试 剂与 仪器
核桃青皮 ：采 自渭北核桃主产区黄龙县 ，自然
晾干后 ，在 45℃ 左右的烘箱中烘干 ，粉碎过孔径
0．84 mm筛 ，然后密封 于塑料 袋 内，备用 ；D101、
LSA一21、LSA一40、XDA一1型树脂购于西安蓝晓树
脂公 司；LS300、LS303型树脂购 于西安蓝深树脂
公司；芦丁对照品，中国药品生物制品检定所 ；所
有试剂均为西安化学试剂厂分析纯；层析玻璃柱
( 15 mm×400 mm)；UV1810型紫外一可见分光
收稿 日期 ：2007—10—30
基金项 目：国家 自然科学基金 (30571494)；中国博士后基金 (2004035689)；西北农林科技大学优秀人才专项基金(04ZR005)
作者简介 ：翟梅枝 (1963一)，女 ，河南西平人 ，副教授 ，博士 ，主要从 事林产 资源综合利用研究 ；E-mail：plum—zhai@163．con。
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生 物 质 化 学 工 程 第 42卷
光度计 ，北京普析通用仪器有限责任公司 ；RE一52
型旋转蒸发仪，上海医械专机厂 ；SHZ一11I循环 水
真空泵 ，上海锦华层析设备厂。
1．2 方 法
1．2．1 总黄酮量测定 采 用NaNO 一A1(NO )
比色法 ，以芦丁为标准 品，测得标 准 曲线 回归
方程为：Y：0．133 5+0．000 1X，r=0．999 6。
1．2．2 核桃青皮上样液制备及其 总黄酮量 测定
取核桃青皮粉 1 kg，用 70％ 的乙醇 回流提 取 4
次 ，抽滤 ，合并滤液，回收 乙醇至无醇味 ，并用蒸馏
水定容至 5 000 mL，取少量按照 1．2．1节的方法
测定其总黄酮量(以质量浓度计 ，下同)。
1．2．3 大孔树脂的预 处理 本实验根据树脂生
产厂家提供资料 ，以 95％ 乙醇浸泡 24 h后 ，4倍
体积 95％ 乙醇洗脱，控制流速 1 mL／min，再以大
量蒸馏水洗至中性 ，备用。
1．2．4 不 同型 号树脂 筛选 的研 究
1．2．4．1 静态吸附解吸实验 准确称取一定量
处理好的各种树脂 ，置于 100 mL锥形瓶 中，分别
加入 总 黄 酮 质 量 浓 度 为 4．635 g／L的 上 样 液
50 mL，每隔 10 min振摇 20 S，持续 2 h，静止 24 h
后 ，过滤 ，得液体样品，按 1．2．1节操作测定其吸
附后滤液质量浓度 。将滤出后的树脂用蒸馏水洗
去树脂表面的上样液 ，另置 100 mL锥形瓶 中，精
确加入 7O％ 乙醇 20 mL，每隔 10 min振摇 20 S，
24 h后，过滤，得液体样品，按照 1．2．1节 的方法
测定解吸后滤液质量浓度。按照下式计算各树脂
对核桃青皮总黄酮的静态饱和吸附量(mg／g)、解
吸量(mg／g)和解吸率(％ )。
饱和吸附量 =(样液质量浓度 一吸附后滤液
质量浓度)×样液体 于树脂质量 ；
解吸量 =解 吸后滤液质量浓 度 ×解 吸液体
于树脂质量；
解吸率 =解吸量／饱和吸附量 ×100％
1．2．4．2 动态吸附解吸实验 准确称取一定量
处理好的各种树脂 ，湿法装柱，吸取总黄酮质量浓
度为 5．186 g／L的上样液 100 mL，上样吸附，过柱
液重吸附一次，静置 12 h，蒸馏水洗 脱至无色后 ，
用 7O％ 乙醇洗脱 ，将各 吸附后残 液、水洗液 、醇
洗脱液浓缩至一定体积 ，按照 1．2．1节 的方法测
定各部分的总黄酮量。按下列公式计算 比吸附量
(mg／g)、比洗脱量(mg／g)和总黄酮回收率 (％)。
比吸附量 =(上柱总黄酮质量 一残液 中总黄
酮质量 一水洗液 中总黄酮质量)／于树脂质量 ；
比洗脱量 =醇洗脱液 中总黄酮质量／于树脂
质量 ；
总黄酮 回收率 ：醇洗脱液 中总黄酮质量／上
柱总黄酮质量 ×100％
1．2．5 D101树脂分离纯化核桃青皮总黄酮的工
艺 优 化
1．2．5．1 上样量 的确定 取处理好 的树脂 6份
(相当于于树脂约 4．4 g，下 同)，湿法装柱，分别
吸取总黄酮质量浓度为 6．175 g／L的上样液 3O、
4O、5O、6O、7O和 120 mL，上柱 吸附完全后用 6BV
(BV为柱床体积 ，相当于 23．7 mL，下 同)的蒸馏
水洗柱 ，再用 5BV的 70％的乙醇洗脱 ，将醇洗脱
液浓缩至一定体积 ，测定总黄酮量和回收率。
1．2．5．2 上样液浓度 的确定 取处理好 的树脂
5份 ，湿法装柱 ，再取上样液 60 mL5份 ，一份浓缩
至 30 mL，一份不处理 ，另 3份分别加水稀释 1、2
和 3倍 ，质 量 浓 度 依 次 为 12．350 0、6．175 0、
3．087 5、2．058 3和 1．5440 g／L。上柱吸附完全
后 ，用 6BV的蒸馏水洗柱 ，再用 5BV的 7O％ 乙
醇洗脱 ，将醇洗脱液浓缩至一定体积 ，测定总黄酮
量和回收率。
1．2．5．3 上样液 pH值 的确定 取处理好 的树
脂 7份 ，湿法装柱，取上样液 60 mL用 1 mol／L的
HC1或 1 mol／L的 NaOH，分别调 pH值为 2、3、4、
5、6、7和 8，上柱吸附完全后 ，用 6BV的蒸馏水
洗柱 ，再用 5BV的 7O％ 乙醇洗脱 ，将醇洗脱液浓
缩至一定体积 ，测定总黄酮量和 回收率。
1．2．5．4 乙醇体积分数对总黄酮 回收率及纯度
的影响 取处 理 好 的树 脂 5份，湿 法装 柱 ，取
60 mL上样液上柱 吸附完全后 ，用 6BV蒸馏水洗
柱后 ，再分别用 1O％ 、3O％、5O％ 、7O％ 、9O％
乙醇洗脱 ，每种洗脱液收集 5BV，浓缩各部分液体
样品，测定总黄酮量和回收率。
1．2．5．5 水洗体积对总黄酮 回收率及纯度的影
响 取处理好的树脂 4份，湿法装柱 ，取 60 mL上
样液上柱吸附完全后 ，分别用 2、4、6和 8BV的蒸
馏水洗脱 ，再用 5BV 的 7O％ 乙醇洗脱 ，将 水洗
液、醇洗液浓缩到一定体积 ，测定各部分的总黄酮
量，计算总黄酮纯度。
纯度 =洗脱液 中总黄酮质量／于物质质量 ×
1o0％
1．2．5．6 洗脱终点的确定 取处理好的树脂适
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第 3期 翟梅枝 ，等 ：大孔树脂分 离纯化 核桃青 皮总黄酮的研究
量 ，湿法装 柱 ，取 60 mL上样液 吸 附完 全后 ，用
6BV蒸馏水洗柱 ，再用 70％ 的乙醇洗脱 ，按 柱床
体积收集 ，共收集 8个洗脱份 ，测定每个洗脱份 的
总黄酮量 。
2 结果与讨 论
2．1 6种树 脂 的静态一动态 吸附解 吸结 果
用 6种树脂对核桃青皮粗 提液进行处理 ，其
静态和动态的饱和吸附量 、解吸率 、总黄酮回收率
如表 1、表 2所 示。大孔树脂对有效成分 的吸附
具有可逆性 ，在静态和动态吸附解吸实验 中，由于
树脂的极性 、孔径 、比表面积的不 同，对总黄酮吸
附作用 力强 弱不 同 ，解 吸难 易也 不 同。LSA21、
LS303、D101三种树脂在静态吸附解 吸中具有较
大的吸附量和解吸量 。在动态吸附解吸时 ，D101
型树脂无论是在比吸附量 、70％ 乙醇洗脱总黄酮
质量 、比洗脱量 、总黄酮回收率均优于其他类型的
树脂 ，70％ 乙醇洗脱的总黄酮质量和总黄酮回收
率为 253．78 mg和 48．93％ ，比 LSA40型树脂 的
洗脱量 169．75 mg和 回收率 32．73％ 分别 高 出
84．03 mg，16．2％ 。故选 用 D101型树脂作 为分
离纯化核桃青皮总黄酮的适宜树脂。
表 1 6种树脂静态 吸附量和解 吸率测定结果 (n=3)
Table 1 The static adsorption and desorption ratio
、：lrith six types of macroporous resins(n=3)
树脂型号 和吸
，
解吸
、 解吸率／％
resin type Lm
．
g ‘g 一
．
【mg
．
g 一
．
eluti0n rati0
adsoption capacity desorD|lOn capaclty
表 2 6种树脂 动态 吸附量和总黄酮 回收率测定结果 (n=3)
Table 2 The dynamic adsorption and desorption ratio with six types of macroporous resins(n=3)
2．2 D101型树脂 吸附分 离核桃 青皮 总黄 酮 的 工
艺 优化
2．2．1 上样 量对 总黄 酮 回收 率 的影 响 表 3显
示 ，当树脂量一定 ，增加上柱量 ，由于吸附不完全 ，
过柱液和水洗液造成总黄酮流失 ，总黄酮回收率
明显降低 ，同时还会导致吸附选择性变差 ；若上柱
量过少即吸附剂用量过多 ，虽总黄酮 回收率较高 ，
但会使成本增高 ，所 以上柱量与树脂量要有合理
的比例关系。当上柱量与干树脂质量 比为 1：12
时 ，总黄酮回收率即可达 50％ 以上 ，综合以上因
素选用上柱量与干树脂质量 比 1：12为宜。
2．2．2 上样液 质 量 浓 度 对 总黄 酮 回收 率 的影 响
图 1表明 ，在上样液总黄酮量 固定 的情况下 ，当
上样液的浓度增大时 ，总黄酮回收率不断增大 ，但
是当质量浓度增大到 12．35 g／L时 ，因浓度过大 ，
发生絮凝和沉淀 ，回收率下降 ；而上样液浓度偏低
时 ，时间增加 ，工效降低 ；在原液和稀释一倍 的浓
度下 ，总黄酮回收率相差不大 ，实际中，上样液质
量浓度可在 3．087 5～6．175 g／L范围内，所以，在
本研究不考察其他 因素时 ，选择制备好 的上样液
(质量浓度 6．175 g／L)直接上样 ，不必稀释。
表 3 上样量对 D101大 孔树脂 分离纯 化核桃青皮
总黄酮 回收率的影响
Table 3 Effect of loaded amount on th e purification
of walnut peel flavonoids by using D101 resin
上柱总黄酮 上柱量 与 70％乙醇洗脱 总黄酮
质量 rI】g 干树脂质量 比 总黄酮质量／mg 回收率／％
loaded amount flavonoids ary flavonoids eluted recovery rale
of flavonoids resin ratio with 70％ Et0H of flavonoids
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第 3期 翟梅枝 ，等 ：大孔树脂分离纯化核桃青皮总黄酮的研究
表 4
Table 4
不同洗脱体 积总黄酮 回收率
The flavonoids recovery rate of
each elution volum e
表 5 D101大孔树脂重复使用次数的考察
Table 5 Reusing tim es of D101 macroporous resin
由表 5可看 出，大孔树脂连续使用 5次 以后 ，
由于核桃青皮提取物 中含有 大量色素 ，树脂颜色
变深 ，残 留在树脂上 的杂质较多 ，使 吸附能力减
弱 ，核桃青皮总黄酮的回收率和纯度都有所下降 ，
需要进行再生处理。
3 结 论
3．1 D101型大孔树脂对核桃青皮总黄酮具有 良
好的吸附和解吸性 能，用其纯化核桃青皮 总黄酮
是可行的。
3．2 D101型大孔树脂分离纯化核桃青皮总黄酮
的最佳 条件是 ：上样 液 总黄酮与干 树脂质 量 比
1：12，上样液质量浓度为 3．087 5～6．175 g／L范
围内，pH值为 5，依次用 6倍体积蒸馏水、5倍体
积 70％ 乙醇 洗 脱 ，总 黄 酮 回收率 60％ ，纯 度
80％ 以上。该工艺具有收率高、成本低 、操作简
便 、溶剂安全等特点，适宜在大规模生产中选用 。
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大孔树脂分离纯化核桃青皮总黄酮的研究.pdf
