大孔樹(shù)脂對(duì)鼠尾草酸的脫色工藝研究

賈國(guó)凱 劉佳 羅妹 陳修文

摘 要：目的 研究不同型號(hào)大孔樹(shù)脂對(duì)鼠尾草酸的脫色的工藝條件及參數(shù)。方法 以靜態(tài)飽和吸附量、洗脫量、靜態(tài)洗脫率考察指標(biāo)，比較了8種大孔樹(shù)脂，以脫色率、保留率為指標(biāo)對(duì)樹(shù)脂吸附工藝條件進(jìn)行了篩選。結(jié)果 D101大孔樹(shù)脂的脫色效果最好，其最佳脫色條件為：洗脫劑pH值為6.0，m（鼠尾草酸）∶m（大孔樹(shù)脂）=1∶4，洗脫劑濃度為90%，流速為12 BV/h，最優(yōu)條件下，脫色率和多糖保留率分別為75.65%和93.14%。結(jié)論 D101樹(shù)脂綜合性能較好，HPD-100大孔樹(shù)脂對(duì)鼠尾草酸可以獲得較高的脫色率和保留率。

關(guān)鍵詞：大孔樹(shù)脂 鼠尾草酸 脫色

中圖分類(lèi)號(hào)：TS201.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2016）07（a）-0033-02

近年來(lái)研究發(fā)現(xiàn)，存在于迷迭香葉中的二萜酚類(lèi)成分鼠尾草酸作為主要的抗氧化成分，除了具有抗氧化作用，還能發(fā)揮抗癌、神經(jīng)保護(hù)、抗炎、減肥、抑菌等多種藥理活性[1]。目前，鼠尾草酸在腫瘤治療、神經(jīng)保護(hù)等方面的研究已經(jīng)比較深入，加之其作為天然產(chǎn)物的特點(diǎn)，有望開(kāi)發(fā)成為高效低毒的抗腫瘤、神經(jīng)保護(hù)藥物；此外，鼠尾草酸具有廣泛的應(yīng)用，可應(yīng)用于藥品、保健品、化妝品、食品添加劑和食用油等行業(yè)[2]。

在鼠尾草酸的生產(chǎn)中，其色澤是一個(gè)非常重要的指標(biāo)。目前，常用的脫色方法有用活性碳、醇氨溶液、雙氧水等方法，這些方法雖簡(jiǎn)便易行，但存在損失率高、破壞物質(zhì)原始結(jié)構(gòu)與活性等缺點(diǎn)[3-5]。但大孔樹(shù)脂用于鼠尾草酸的脫色研究仍未見(jiàn)報(bào)道。大孔樹(shù)脂是一類(lèi)以吸附為特點(diǎn)，對(duì)有機(jī)物具有濃縮、分離作用的新型高分子聚合物，近年來(lái)被應(yīng)用于色素的富集與脫除。大孔樹(shù)脂脫色技術(shù)具有脫色范圍廣、處理能力大、可再生等特點(diǎn)，能克服傳統(tǒng)脫色方法的不足并更好地滿足工業(yè)上對(duì)于脫色的要求[6]，該實(shí)驗(yàn)利用大孔吸附樹(shù)脂對(duì)鼠尾草酸進(jìn)行脫色研究，對(duì)不同類(lèi)型的大孔吸附樹(shù)脂進(jìn)行篩選，得到脫色效果最佳的樹(shù)脂。在此基礎(chǔ)上，通過(guò)正交試驗(yàn)對(duì)其脫色工藝進(jìn)行優(yōu)化，得到最佳鼠尾草酸脫色條件。

1 儀器和材料

KQ5200B型超聲波清洗器（昆山超聲儀器有限公司）；UV-2800型紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)（上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司）；BS110S電子分析天平（北京賽多利斯天平有限公司）。

鼠尾草酸純度為98%（上海源葉生物科技有限公司）；鼠尾草酸純度為20%（湖南和廣生物科技有限公司購(gòu)得）；大孔吸附樹(shù)脂AB-8型、LKY-02型、HPD750型、MD130型、D101型、HPD450型、HPD5000型、MD131型（均為南開(kāi)大學(xué)化工廠）。

2 方法與結(jié)果

2.1 測(cè)定方法

（1）保留率的測(cè)定。采用紫外分光光度法，測(cè)定鼠尾草酸含量，以鼠尾草酸為標(biāo)準(zhǔn)品繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。準(zhǔn)確稱(chēng)取鼠尾草酸標(biāo)準(zhǔn)品125.0 mg（含量為98%），置100 mL容量瓶中，加無(wú)水乙醇溶解并定容。吸取該儲(chǔ)備溶液0、2.0、4.0、6.0、8.0、10.0 mL分別置于標(biāo)號(hào)為0、1、2、3、4、5的50 mL容量瓶中，加無(wú)水乙醇定容、搖均，同時(shí)以相應(yīng)的試劑溶液作空白，在波長(zhǎng)280 nm處測(cè)定各試管中溶液的吸光度，以吸光度A為縱坐標(biāo)，濃度X為橫坐標(biāo)，繪出標(biāo)準(zhǔn)曲線圖，并得回歸方程。回歸方程為：Y=0.04878X+0.16736，R2 =0.999 97。式中，Y為280 nm處吸光度；X為鼠尾草酸溶液的濃度。

采用紫外分光光度法，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線方程，計(jì)算脫色前后的鼠尾草酸的含量：

（2）脫色率的測(cè)定。對(duì)鼠尾草酸標(biāo)準(zhǔn)溶液在200～700 nm進(jìn)行可見(jiàn)-紫外光譜全波長(zhǎng)掃描，確定鼠尾草酸溶液的最大吸收波長(zhǎng)。經(jīng)紫外掃描，鼠尾草酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的最大吸收波長(zhǎng)為280 nm。在280 nm測(cè)定吸光度，按下式計(jì)算脫色率。

DR（%）=×

式中：DR為脫色率；A1為脫色前的吸光度值；A2為脫色后的吸光度值。

2.2 靜態(tài)吸附試驗(yàn)

（1）大孔吸附樹(shù)脂的篩選。分別精密稱(chēng)取ADS-7、AB-8、DM-130、HPD-750、X-5、D-101這6型樹(shù)脂各2.0 g，預(yù)處理后用濾紙吸干表面水分，置于100 mL具塞錐形瓶中，分別加入10 mg/mL、用稀鹽酸調(diào)pH為5的鼠尾草酸供試品溶液，密塞，放入恒溫25 ℃，轉(zhuǎn)速為110 r/min的振蕩器中震蕩24 h，靜置，離心，取上清液測(cè)定吸光度，并按2.1中的（1）和（2）中的方法計(jì)算脫色率和保留率。結(jié)果，選擇D101樹(shù)脂為最佳樹(shù)脂。各種大孔吸附樹(shù)脂對(duì)鼠尾草酸的脫色率和保留率見(jiàn)表1。

（2）洗脫劑pH對(duì)鼠尾草酸脫色的影響。分別精密稱(chēng)取D101大孔吸附樹(shù)脂2.0 g4份，各加入5 mL濃度為10 mg/mL鼠尾草酸溶液，調(diào)pH分別為3、4、5、6，恒溫水浴25 ℃靜置脫色12 h，離心后取濾液測(cè)定吸光度，并按2.1中的（1）和（2）的方法計(jì)算脫色率和多糖保留率。結(jié)果，當(dāng)pH為6時(shí)鼠尾草酸的脫色效果最好，保留率較高。pH值對(duì)D101大孔吸附樹(shù)脂吸附效果的影響見(jiàn)表2。

2.3 動(dòng)態(tài)吸附和解吸試驗(yàn)

（1）洗脫濃度對(duì)D101樹(shù)脂吸附效果的影響。分別采用80%、85%、90%和95%濃度乙醇作為洗脫劑，將洗脫液和吸附時(shí)的流出液合并，測(cè)定吸光度，并按2.1中的（1）和（2）中的方法計(jì)算脫色率和保留率。結(jié)果，用90%濃度乙醇洗脫可以得到較高的脫色率和保留率。見(jiàn)表3。

（2）不同流速對(duì)D101樹(shù)脂吸附效果的影響。將4份5 mL濃度為200 mg/mL鼠尾草酸溶液，稀鹽酸調(diào)pH為5，用4 g大孔樹(shù)脂裝柱，研究不同流速（10 BV/h、12 BV/h、15 BV/h、20 BV/h）下的動(dòng)態(tài)吸附效果。每隔10 min測(cè)定接收液的吸光度，并按2.1中（1）和（2）的方法計(jì)算脫色率和保留率。結(jié)果，為了獲得較好的脫色效果，選擇12 BV/h的流速進(jìn)行試驗(yàn)，見(jiàn)表4。

2.4 驗(yàn)證試驗(yàn)

D101大孔樹(shù)脂的脫色效果最好，其最佳脫色條件為：洗脫劑pH值為6.0，m（鼠尾草酸）∶m（大孔樹(shù)脂）=1∶4，洗脫劑濃度為90%，流速為12 BV/h，最優(yōu)條件下，平行試驗(yàn)為3次。獲得的脫色率和回收率平均值分別為75.65%和93.14%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為2.07%和1.45%，驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果和正交試驗(yàn)結(jié)果相近，說(shuō)明該最佳工藝條件穩(wěn)定。

3 討論

pH考察時(shí)，當(dāng)洗脫劑pH為3時(shí)，脫色率和保留率都要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其他條件，可能是鼠尾草酸為弱酸性，在強(qiáng)酸性條件下不溶解以及發(fā)生結(jié)構(gòu)變化，使得實(shí)驗(yàn)結(jié)果不理想；另一原因可能是在強(qiáng)酸性條件下洗脫，將大孔樹(shù)脂已經(jīng)吸附牢固的色素洗脫下來(lái)。洗脫濃度考察時(shí)，乙醇濃度較低，鼠尾草酸不能溶解完全，導(dǎo)致不能得到高效率的脫色；如果乙醇濃度太高，使得吸附在大孔樹(shù)脂上的色素又被解吸附流出來(lái)。

參考文獻(xiàn)

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