應用大孔樹脂分離純化管花肉蓯蓉中苯乙醇苷研究

劉朋龍， 王 亮

（1.新疆天潤生物科技股份有限公司，新疆烏魯木齊 830088；2.新疆大學生命科學與技術學院，新疆烏魯木齊 830046）

管花肉蓯蓉（Cistanchetubulosa（Schenk）Wight）為列當科肉蓯蓉屬、多年生寄生草本植物，在醫藥上主要是用其根部[1]。管花肉蓯蓉別名為南疆大蕓、管花大蕓、紅柳大蕓，其莖入藥，具有補精血、益腎壯陽、潤腸通便的效用，被稱之為“沙漠人參”[2]。肉蓯蓉的主要藥用成分為苯乙醇苷類物質[3]。由于苯乙醇苷有的較高的應用價值，管花肉蓯蓉苯乙醇苷類成分的提取、分離純化都具有顯著意義。

大孔樹脂是一類不溶于酸、堿和各種有機溶劑的有機高聚物吸附劑，因其具有選擇性好、操作簡單、適用范圍廣、樹脂可再生等特點，在很多領域都有廣泛的應用[4]。近年來，大孔吸附樹脂天然藥物純化應用較為廣泛，是分離純化中藥有效成分的一種行之有效的方法[5]。

試驗在前期提取管花肉蓯蓉苯乙醇苷研究的基礎上，應用AB-8型大孔樹脂分離純化管花肉蓯蓉苯乙醇苷，確定了最佳的純化工藝，為管花肉蓯蓉苯乙醇苷的分離純化提供一定的理論基礎。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 材料

管花肉蓯蓉苯乙醇苷提取液，實驗室自制；AB-8型大孔樹脂，常熟理工學院提供；氫氧化鈉、鹽酸、丙酮、乙醇，均為分析純。

1.1.2 儀器

HK-20B 1000 g搖擺式高速中藥粉碎機，廣州市旭朗機械設備有限公司產品；CW-2000型超聲-微波協同萃取儀（固定頻率40 kHz，功率50 W），上海新拓分析儀器科技有限公司產品；ME204E型電子分析天平（0.000 1 g），深圳市盛美儀器有限公司產品；Z-326K型臺式冷凍離心機，靖江市新大機電設備制造有限公司產品；THZ-82型恒溫振蕩器，常州國華電器有限公司產品；UV-2450PC型紫外可見分光光度計，上海勝斯貿易有限公司產品；冷凍干燥機，寧波生化儀器有限公司產品。

1.2 試驗方法

1.2.1 管花肉蓯蓉中苯乙醇苷提取及含量測定

（1）管花肉蓯蓉中苯乙醇苷提取。將新疆管花肉蓯蓉粉碎，過80目篩，按照丙酮體積分數50%，料液比1∶14（g∶mL），微波功率100 W進行提取，抽濾去上清液，以轉速3 000 r/min離心10 min，取上清液，減壓濃縮，冷凍干燥2 d，得到肉蓯蓉苯乙醇苷類物質備用。

（2）管花肉蓯蓉中苯乙醇苷含量測定[6]。在前期研究基礎上得到松果菊苷標準曲線為Y=0.008 6X-0.022 7，R2=0.997 4。根據松果菊苷標準曲線建立的回歸方程計算管花肉蓯蓉中苯乙醇苷含量，然后按公式（1）計算出苯乙醇苷得率：

1.2.2 管花肉蓯蓉苯乙醇苷的粗純化

將管花肉蓯蓉中苯乙醇苷提取液進行濃縮，將濃縮液與無水乙醇按照1∶9的比例醇沉，于4℃條件下靜置過夜；離心過濾，除去沉淀，旋轉蒸發，除去有機試劑，得到管花肉蓯蓉苯乙醇苷，備用[7]。

1.2.3 大孔樹脂預處理

將AB-8型大孔樹脂顆粒充分溶脹后再用95%乙醇繼續沖洗直到沖洗液無白色或褐色渾濁為止，然后繼續用蒸餾水洗至中性；再用5%鹽酸溶液浸泡12 h，用蒸餾水洗至中性，最后用2%的氫氧化鈉溶液浸泡12 h，蒸餾水洗至中性備用[8-11]。

1.2.4 AB-8型大孔樹脂對管花肉蓯蓉苯乙醇苷靜態吸附動力學研究

（1）管花肉蓯蓉苯乙醇苷濃度對吸附效果的影響。取2 g處理過的大孔樹脂若干份于100 mL帶塞錐形瓶中，分別加入原液稀釋5，10，15，25倍濃度的管花肉蓯蓉苯乙醇苷提取液50 mL，將錐形瓶置于恒溫振蕩器中，于25℃，以轉速200 r/min振蕩24 h，測定吸附過后提取液的質量濃度，平行3次，按照公式（2） 和公式（3）[12]，計算吸附率，以吸附率和吸附量為縱坐標，繪制大孔樹脂吸附曲線圖。

式中：C1——吸附前濾液質量濃度，mg/mL；

C0——吸附后濾液質量濃度，mg/mL；

V——加入樣液和乙醇體積，mL。

（2）時間對吸附效果的影響。取2 g處理過的大孔樹脂，加入吸附最佳的管花肉蓯蓉苯乙醇苷提取液質量濃度置于恒溫振蕩器中，于25℃條件下，以轉速200 r/min振蕩，每隔1 h測定1次質量濃度，測3組平行樣，計算吸附率，直至吸附飽和為止。以時間為橫坐標、吸附率為縱坐標，繪制大孔樹脂吸附曲線圖。

（3）時間對解析效果的影響。將預處理好的大孔樹脂2 g若干份于100 mL帶塞錐形瓶中，各自加入50mL吸附最佳的管花肉蓯蓉苯乙醇苷提取液，置于恒溫振蕩器中，于25℃條件下，以轉速200 r/min振蕩，每隔1 h測定1次質量濃度，測3組平行樣，計算解析率按公式 （4），直至解析率基本不變為止。

式中：C1——吸附前濾液質量濃度，mg/mL；

C0——吸附后濾液質量濃度，mg/mL；

C2——解析后濾液質量濃度，mg/mL。

1.2.5 AB-5型大孔樹脂對管花肉蓯蓉苯乙醇苷動態吸附試驗

（1） 上樣流速對吸附效果的影響。準確稱取5份預處理好的AB-8型大孔樹脂，采用乙醇濕法裝柱（3 cm×30 cm），樹脂填裝高度為200 mm，將原樣進行上樣，流速分別為1.0，1.5，2.0，2.5，3.0 BV/h，對上樣流速進行考查，以上樣流速為橫坐標、管花肉蓯蓉苯乙醇吸附率為縱坐標作圖。

（2） 解析劑體積分數對解析效果影響。上述（1.2.5（1）） 管花肉蓯蓉苯乙醇苷完全吸附后，分別用20%，30%，40%，50%，70%的乙醇進行洗脫，流速為2 BV/h，流出液每1 BV收集1份，分別測定管花肉蓯蓉苯乙醇苷的質量濃度，直至樣液中的管花肉蓯蓉苯乙醇苷完全被洗脫下來為止，以乙醇體積分數為橫坐標、管花肉蓯蓉苯乙醇苷解析率為縱坐標作圖。

（3）洗脫流速對吸附效果的影響。管花肉蓯蓉苯乙醇苷提取液在大孔樹脂中完全吸附后，用50%的乙醇以不同的洗脫速率1.0，1.5，2.0，2.5，3.0 BV/h進行洗脫，并繪制解析曲線，選取最佳洗脫速度，以洗脫速率為橫坐標、管花肉蓯蓉苯乙醇苷解析率為縱坐標作圖。

1.2.6 管花肉蓯蓉苯乙醇苷純度計算

將純化好的管花肉蓯蓉苯乙醇苷提取液測定管花肉蓯蓉苯乙醇苷的質量濃度，冷凍干燥并烘干至恒質量，按照公式（5）[13]進行計算。

式中：C——純化后管花肉蓯蓉苯乙醇苷質量濃度，mg/mL；

n——稀釋倍數；

V——樣液體積，mL；

M——純化后管花肉蓯蓉苯乙醇烘干質量，g。

2 結果與分析

2.1 AB-8型大孔樹脂對管花肉蓯蓉苯乙醇苷靜態吸附試驗結果

2.1.1 管花肉蓯蓉苯乙醇苷質量濃度對吸附效果的影響

管花肉蓯蓉苯乙醇苷質量濃度對吸附量和吸附率的影響見圖1。

圖1 管花肉蓯蓉苯乙醇苷質量濃度對吸附量和吸附率的影響

由圖1可知，管花肉蓯蓉苯乙醇苷質量濃度在不斷升高的同時，吸附量也在不斷升高，吸附率卻在一直降低，這表明在質量濃度增大的時候，管花肉蓯蓉苯乙醇苷的含量增多，吸附量隨著增大，但由于達到了樹脂吸附的飽和狀態，不能夠被完全吸附，質量濃度越大，不被吸附的含量就會越大，吸附率就會降低。因此，為了保證吸附量最大又不浪費管花肉蓯蓉苯乙醇苷，此次研究選用最佳管花肉蓯蓉苯乙醇苷質量濃度為1.2 mg/mL。

2.1.2 吸附時間對吸附效果的影響

吸附時間對吸附率的影響見圖2。

圖2 吸附時間對吸附率的影響

由圖2可知，隨著吸附時間的延長，吸附率也不斷的升高，在0～1 h時升高的速率最快，樹脂吸附達到了飽和狀態，隨后增長緩慢，基本保持不變，這是因為隨著吸附時間不斷延長，樹脂達到了吸附飽和狀態，為了提高試驗的效率，選擇最佳吸附時間為1.5 h。

2.1.3 吸附時間對解析效果影響

吸附時間對解析率的影響見圖3。

圖3 吸附時間對解析率的影響

由圖3可知，隨著吸附時間的延長，解析率也在不斷的升高，在0～4 h時，解析速率最快，隨后增長緩慢，直至基本保持不變。這是因為隨著吸附時間不斷延長，被吸附的管花肉蓯蓉苯乙醇苷被完全解析。因此，此次選擇最佳的吸附時間為4 h。

2.2 大孔樹脂對管花肉蓯蓉苯乙醇苷的動態吸附試驗結果

2.2.1 上樣流速對吸附效果的影響

上樣流速對吸附率的影響見圖4。

圖4 上樣流速對吸附率的影響

由圖4可知，隨著上樣流速的增大，吸附率不斷降低。這是由于在動態吸附過程中，吸附率流速快慢與樹脂對管花肉蓯蓉苯乙醇苷吸附效果直接相關。上樣液的流速越慢，樣液中的管花肉蓯蓉苯乙醇苷與樹脂接觸的時間越長，大孔樹脂就可以吸附更多的管花肉蓯蓉苯乙醇苷，但是流速過慢，會使生產周期延長，生產效率降低。為了提高工業生產的效率，又要保證對吸附率大小的影響較小，因此選擇上樣流速為1.5 BV/h。

2.2.2 乙醇體積分數對解析效果的影響

乙醇體積分數對解析率的影響見圖5。

由圖5可知，隨著乙醇體積分數的增大，解析率不斷升高，在20%～40%時解析速率最快，之后基本保持不變。在實際生產中，為了更大限度地節省生產成本，最佳洗脫的乙醇體積分數為40%。

2.2.3 洗脫流速對解析效果的影響

洗脫流速對解析效果的影響見圖6。

圖5 乙醇體積分數對解析率的影響

圖6 洗脫流速對解析率的影響

由圖6可知，隨著洗脫流速的增大，解析率先增大再降低，最后基本保持不變。在1.0～1.5 BV/h時解析率最快，解析率在一直增加；隨后在1.5～2.5 BV/h時解析率在不斷地降低，2.5～3.0 BV/h時解析率基本保持不變。這可能是因為洗脫速率不斷增大，使得洗脫液不能與樹脂完全接觸，不能使其完全解析。因此最佳的洗脫流速為1.5 BV/h。

2.3 管花肉蓯蓉苯乙醇苷純度計算結果

將AB-8型大孔樹脂純化后的洗脫液收集100 mL，取少量測定質量濃度，計算其總含量，再將其濃縮放入冷凍干燥機中干燥，稱質量，并計算其純度，得到其純度達到80%，純化前為42.5%，比純化前增加了37.5%。

3 結論

應用AB-8型大孔樹脂分離純化管花肉蓯蓉苯乙醇苷，其最優工藝為上樣液質量濃度1.2 mg/mL，上樣流速1.5 BV/h，吸附時間1.5 h，解析時間4 h，洗脫的乙醇體積分數40%，洗脫流速1.5 BV/h。收集洗脫液，減壓濃縮后冷凍干燥，得到管花肉蓯蓉中苯乙醇苷的初步純化物，其純度達到80%，純化前純度為42.5%，比純化前增加了37.5%。此次研究在一定程度上實現了管花肉蓯蓉苯乙醇苷的分離純化，為其今后研究提供一定的理論依據。