大孔树脂提取番茄红素（共3篇）
大孔树脂提取番茄红素 篇1
番茄红素具有很强的抗氧化、防癌、抗癌、清除香烟和汽车废气中的有毒物质及活化免疫细胞的功能，是一种良好的天然功能色素，可望成为预防癌症的功能食品之一。
本项目采用大孔吸附树脂结合溶剂提取的方法从番茄皮中提取出番茄红素，该项目具有操作简单、投资小、产品收率高、纯度高和成本低的特点，具有较强的市场竞争力和发展前景。
技术原理及流程
该技术是将番茄粉碎后经过溶剂循环浸提、树脂提取、精制和干燥后制得番茄红素成品。该技术的创新点主要是将大孔吸附树脂结合溶剂提取技术将番茄红素提取出来。该技术具有操作简单，收率较高和成本较低的特点。
成果水平及主要技术指标
该技术处于国际水平，已经申请中国发明专利，具有自主的知识产权。
生产规模及产量
年产10吨番茄红素需要投资80万元，其中固定资产60万元，流动资金20万元。
市场分析及效益预测
随着“回归自然”、“以食代药”的呼声的提高，生病服药的概念正在遭受到以预防疾病为主概念的冲击。由于番茄红素具有很强的抗氧化、防癌、抗癌、清除香烟和汽车废气中的有毒物质及活化免疫细胞的功能，因此从番茄中提取番茄红素用于制造预防癌症的功能性食品具有广阔的市场前景。番茄红素可以广泛地出口，用于保健食品的制造等。可见该项目具有较好的市场前景及经济效益。
单位：天津大学科技处
地址：天津市南开区卫津路92号邮编：300072
电话：(022) 27405745
大孔树脂提取番茄红素 篇2
1 仪器与试药
1.1 仪器[1]
高效液相色谱仪 (L-2130) (日本日立公司) ;UV-1810紫外-可见分光光度计 (北京普析通用分析仪器有限责任公司) ;SHA-B型水浴恒温振荡器 (江苏金坛荣华仪器制造公司;RE-52A旋转蒸发器 (上海亚荣生化仪器厂) ;超声波清洗器 (昆山市超声波仪器有限公司) ;ALC-210.4型电子天平 (0.1mg) (德国赛多利斯股份公司) ;SHZ-D (Ⅲ) 循环水式真空泵 (巩义市英峪予华仪器厂) ;玻璃层析柱 (Φ20mm×300mm) 。
1.2 试药
无水乙醇 (天津市富宇精细化工有限公司) ;95%乙醇 (沈阳市富康消毒药剂厂) ;甲醇 (色谱纯) (山东禹王实业有限公司) ;甲醇 (分析纯) (天津市百世化工有限公司) ;乙酸乙酯 (天津博迪化工股份有限公司) ;丙酮 (天津市河东区红岩试剂厂) ;氯仿 (天津市宏顺化工有限公司) ;石油醚 (天津博迪化工股份有限公司) ;二次去离子 (沈阳药科大学分析教研室) 。冬凌草甲素 (98.9%) (中科院云南植物研究所) ;冬凌草全草 (河南省济源市药材供应站) 。树脂:AB-8、X-5、D4020 (南开大学化工厂) ;HPD-100 (安徽三星树脂科技有限公司) ;HZ-803 (上海华震科技有限公司) 。
2 含量测定方法
2.1 叶绿素的含量测定方法
将待测液稀释至一定浓度, 用UV-1810紫外可见分光光度计测量在652nm处的吸光度, 按照式 (1) 计算叶绿素浓度[4,5]。
C=A652×1000/34.5 (mg·L-1) (1)
式中, C-叶绿素浓度;
A-叶绿素在652nm处的吸光度。
2.2 冬凌草甲素的含量测定方法
高效液相色谱条件[6]:色谱柱:kromasil C18柱 (200mm×4.6mm i.d, 5μm) ;流动相:甲醇-水 (55∶45) ;流速:0.6mL·min-1;检测波长:238nm;柱温:室温进样量20μL。
以对照品的稀释浓度 (C) 为横坐标, 峰面积 (A) 为纵坐标作图, 线性回归方程为A=38291C+48534, R=0.9999, 线性范围为4.248～42.48μg·mL-1。
3 实验方法和结果
3.1 大孔吸附树脂的预处理[7]
取一定量的树脂于无水乙醇中浸泡24h, 然后用去离子水洗涤至pH值为中性。再用2～3倍树脂体积的NaOH (浓度为0.1mol·L-1) 溶液浸泡4～5h, 再次洗涤至pH值为中性。用2倍树脂体积的HCl (浓度为0.1mol·L-1) 溶液浸泡4～5h, 洗涤至pH值为中性, 将处理完的树脂用无水乙醇浸泡, 备用。使用时将树脂用去离子水洗至中性。
3.2 供试液的制备
将干燥冬凌草粉碎, 称取300g, 用95%乙醇提取两次, 料液比1∶8 (W∶V) 提取温度70℃, 提取时间3h, 合并提取液, 过滤备用。
3.3 大孔吸附树脂的筛选
3.3.1 静态吸附率测定
根据色素的性质初选出5种非极性或弱极性大孔树脂:AB-8、D4020、HZ-803、HPD-100、X-5, 通过静态吸附实验进行筛选。分别精密称取各种型号树脂1.0g, 置于锥形瓶中, 加入冬凌草提取液20mL, 置于恒温摇床中震摇24h, 过滤, 测量在652nm处的吸光度。按 (2) 式计算各种树脂的吸附率。
E%= (C0-Ce) /C0×100% (2)
式中, E-吸附率;
C0-吸附前溶液浓度 (mg·L-1) ;
Ce-吸附后溶液浓度 (mg·L-1) 。
实验结果如表1所示。
表2数据表明:5种树脂中AB-8、HZ-803、X-5三种树脂的吸附率较高, 而D4020、X-5两种树脂的吸附率较低, 所以选择AB-8、HZ-803、X-5三种树脂继续进行树脂筛选实验。
3.3.2 静态吸附动力学曲线
取一定量预处理过的3种树脂AB-8、HZ-803、X-5用去离子水充分洗涤, 分别精密称取各种型号树脂1.0g, 置于锥形瓶中, 分别加入冬凌草提取液10mL, 间隔一定时间用分光光度计测定吸光度, 按 (2) 式计算各种树脂的吸附率, 绘制静态吸附动力学曲线。结果如图1所示。
由图1可见, 色素在3种树脂的动力学过程基本相似。随着吸附时间的增加, 吸附效果增强。在开始阶段吸附率增速较快, 20min吸附率已达70%, 但到90min后, 吸附率增加缓慢, 达到150min后吸附量基本不再增加, 此时色素吸附基本达到平衡。
3.3.3 静态解析率的测定
取预处理过树脂AB-8、HZ-803、X-5, 分别精密称取树脂5.0g, 置于锥形瓶中, 加入提取液50mL, 置于恒温摇床中震摇24h。用分光光度计测量吸光度。然后将每种树脂均匀分成5份, 置于锥形瓶中, 分别加入95%乙醇、丙酮、乙酸乙酯、氯仿、石油醚各10mL, 置于恒温摇床中震摇6h过滤。测量其吸光度。按 (3) 式计算解吸率, 结果如表3所示。
D%=CdVd/ (C0-Ce) Vi×100% (3)
式中, D-解吸率;
C0-吸附前溶液浓度 (mg·L-1) ;
Ce-吸附后溶液浓度 (mg·L-1) ;
Vi-上样溶液体积 (mL) ;
Cd-解吸液浓度 (mg·L-1) ;
Vd-解吸液体积 (mL) 。
由表3可见解吸效果:石油醚>乙酸乙酯>氯仿>丙酮>95%乙醇, 由于石油醚的极性最小, 所以解吸效果最好, 但是考虑到石油醚的挥发性大, 且用乙醇冲除石油醚的量要大于乙酸乙酯, 氯仿毒性大且易挥发, 综合考虑, 选择乙酸乙酯作为解吸剂。
综合静态吸附和解吸实验结果, 树脂HZ-803吸附效果好, 较易解吸, 所以确定HZ-803作为脱色用树脂。
3.4 流速对吸附解吸效果的影响
3.4.1 流速对脱色效果的影响
选取3个流速梯度分别为1BV·h-1、3BV·h-1、5BV ·h-1的流速通过装有20.0gHZ-803树脂的玻璃层析柱中, 考察不同流速对树脂吸附率的影响。每0.16BV流出液为一个检测单位, 测量吸光度, 按 (2) 式计算吸附率。考察流速对树脂脱色性能的影响。结果如图2所示。
由图2可以看出, 流速低时, 脱色效果较好。这是由于流速低有利于提取液中的色素分子在树脂床层中充分进行粒扩散和膜扩散。但会使作业周期增长, 不利于工业化生产。随着流速的增加, 脱色率降低, 流出液中色素浓度增大。流速的增加会导致穿透时间提前, 其原因是随着流速的增加, 溶液在柱中的平均停留时间缩短, 溶质随着溶液很快被带走。流速的选择需要考虑多方面的因素, 既要满足单位时间的处理能力, 又要使流出液的色泽满足要求。综上所述, 本实验的动态吸附流速以3BV·h-1为宜。
3.4.2 流速对解析效果的影响
对吸附了4BV提取液的20.0gHZ-803树脂用乙酸乙酯进行解吸, 分别用3BV·h-1、5BV·h-1、7BV ·h-1的流速通过层析柱, 测定流出液的吸光度, 按 (1) 式计算流出液中叶绿素的浓度, 绘制树脂解吸曲线。考察解吸剂流速对再生树脂效果的影响。结果如图3所示。
由图3可知, 采用同样体积的解吸剂, 流速为5BV·h-1的洗脱液中的叶绿素含量较多, 洗脱较为集中。洗脱流速慢时使生产周期延长, 洗脱流速快时, 为达到相同的洗脱效果, 洗脱溶剂的用量就要相应增大。所以解吸剂流速确定为5BV·h-1。
3.5 动态吸附及解析实验
将冬凌草提取液通入装有20.0gHZ-803树脂的玻璃层析柱, 吸附流速为3BV·h-1, 每0.16BV流出液为一个检测单位, 测量吸光度, 直至流出液浓度与加入液浓度相同时停止实验。按 (1) 式计算流出液中叶绿素的浓度, 按 (2) 式计算吸附率, 绘制BV与叶绿素浓度和吸附率的曲线。结果如图4所示。
从图4流出曲线可知, 上样11 BV之后, 树脂对提取液中色素的吸附量达到饱和, 说明此时叶绿素开始明显泄露。以流出液中色素平均吸附率90%为指标, 上样液量约为4 BV。此时流出液中色素吸附率达到75%, 继续进行吸附, 吸附率快速下降, 溶液颜色变绿色。以平均吸附率90%即上样液4BV为好, 一方面因为叶绿素脱色较完全, 有利于进一步分离纯化;另一方面, 树脂容易进行再生且循环使用次数多。
用乙酸乙酯进行洗脱, 流速5 BV·h-1, 每0.16BV流出液为一个检测单位, 测量吸光度, 按 (1) 式计算流出液中叶绿素的浓度, 绘制树脂解吸曲线。解吸曲线如图5所示。
从图5解吸流出曲线可知, 1.6 BV的乙酸乙酯可以基本上将树脂吸附的叶绿素洗脱下来。
3.6 冬凌草甲素的回收率
将冬凌草提取液及脱色后的提取液稀释至一定浓度, 按照2.2的条件测定冬凌草甲素含量, 计算冬凌草甲素的回收率为92.8%。表明HZ-803树脂对于色素具有较好的选择吸附特性, 符合工艺要求。
3.7 HZ-803树脂稳定性实验
在最佳吸附-解吸工艺条件下 (冬凌草提取原液, 吸附流速为3BV·h-1, 解吸流速5BV·h-1, 乙酸乙酯为解吸剂) , 将冬凌草提取液通入装有20.0g的HZ-803树脂的玻璃吸附柱中, 每次上柱提取液4BV。重复进行吸附-解吸实验, 考察树脂吸附-解吸性能的稳定性。结果如图6所示。
从图6可以看出, HZ-803树脂使用15次吸附率在70%以上, 具有较好的吸附稳定性, 用于脱除冬凌草提取液中的叶绿素效果比较理想。
4讨论
通过静态吸附-解吸和动态吸附-解吸实验, 确定HZ-803树脂作为脱色用树脂, 最佳脱色条件为:上样量为4BV, 吸附流速为3BV·h-1。乙酸乙酯为解吸剂, 解吸剂用量为1.6BV, 解吸流速5BV·h-1。通过稳定性实验表明, 树脂经15次循环使用, 吸附率在70%以上, 吸附效果稳定。脱色后冬凌草甲素的回收率为92.8%, 损失较少, 表明该树脂对于色素具有较好的选择吸附特性。该工艺保证了冬凌草甲素的稳定性和回收率, 有利于进一步纯化处理。树脂可再生利用, 工艺简单, 操作容易, 可以进行规模生产, 具有工业化的可行性;另外, 大孔吸附树脂吸附的叶绿素, 经洗脱再生得到的叶绿素可以加以利用。
摘要：目的:探索大孔树脂脱除冬凌草提取物中色素的可行工艺。方法:以冬凌草中叶绿素的含量为指标, 采用静态吸附-解吸和动态吸附-解吸实验, 对5种树脂的脱色效果、脱色条件、树脂再生方法进行比较和筛选。结果:确定HZ-803为脱色用树脂, 乙酸乙酯作为洗脱剂。在吸附流速为3 BV.h-1, 解吸流速为5 BV.h-1, 脱色率可达90%, 经过15次循环使用, 脱色率仍在70%以上。结论:HZ-803大孔吸附树脂对冬凌草提取物中色素具有良好的吸附和解吸性能。
关键词：冬凌草,叶绿素,大孔吸附树脂,吸附,解吸
参考文献
[1]刘净, 梁敬钰, 谢韬.冬凌草研究进展[J].海峡药学, 2004, 16 (2) :1.
[2]郭萍, 李玉山, 郭远强.冬凌草化学成分和药理活性研究进展[J].药物评价研究, 2010, 33 (2) :144-147.
[3]袁珂, 杨中汉.冬凌草提取物脱色除杂方法的研究[J].林产化学与工程, 2005, 25 (3) :25-28.
[4]张永乐.比色分析原理与叶绿素含量测定的关系[J].中国林副特产, 1996 (3) :54-56.
[5]刘秀丽, 宋平, 孙成明.植物叶绿素测定方法的再讨论[J].江苏农业研究, 1999, 20 (3) :46-47.
[6]金珠, 周丽莉.高效液相色谱法测定冬凌草中冬凌草甲素及冬凌草乙素的含量[J].时珍国医国药, 2004, 15 (6) :321-322.
大孔树脂提取番茄红素 篇3
玉米须(stigma maydis)是禾本科植物玉蜀黍的花柱和柱头,是一种传统的中草药,在《全国中草药汇编》《中药大辞典》等当代中医药典籍中都有记载,其性味甘、平,有降压、利尿、泄热、平肝、利胆等功效。现代药理研究证实玉米须有显著的利尿、降血糖、抑菌、抗肿瘤、治疗胆汁淤积性肝病等作用[1,2,3,4,5,6],玉米须含有多种化学成分,如挥发油、皂苷、黄酮、多糖、有机酸、维生素K3、维生素E及少量的生物碱[2,6]。玉米须提取物中总黄酮、多糖的含量测定已有文献报道[7,8,9],总皂苷的含量测定尚未见文献报道。玉米须提取物治疗糖尿病取得了较好的效果[10,11,12,13],玉米须总皂苷是其降糖的主要活性部位之一[5,14,15,16],测定玉米须提取物中总皂苷的含量,有助于玉米须提取物的量化研究,也有助于深入探讨玉米须总皂苷降糖的机制。文献对中药成分中总皂苷的含量测定报道较多[17],大孔吸附树脂-比色法是近10多年来发展起来的一种新方法,其去除干扰成分效果好,样品损失少,操作简便,本文建立了一种大孔吸附树脂-比色法测定玉米须提取液中总皂苷含量的方法。
1 材料和方法
1.1 仪器
AL204电子分析天平(METTLER TOLEDO上海天平仪器厂),WH-90A微型混合器(上海亚荣生化仪器厂),FW80高速万能粉碎机(天津市泰斯特仪器有限公司),Beckman Allegra TM64R离心机,Millipore纯水仪,CQ-250型超声仪(上海超声波仪器厂),78HW-2恒温磁力搅拌器(杭州仪表电机有限公司),GM-0.15II隔膜真空泵(天津市腾达过滤器件厂),SHB-IIIA循环水式多用真空泵(河南省太康科教仪器厂),UV-160紫外分光光度仪(日本岛津),CS-9301薄层色谱扫描仪(日本岛津),RE-52A旋转蒸发器(上海亚荣生化仪器厂)。
1.2 试剂
玉米须(中国杭州胡庆余堂医药集团公司供应,山东产),乙醇(杭州化学试剂有限公司,AR),甲醇(杭州化学试剂有限公司,AR),香草醛(上海双喜香料助剂厂,AR),高氯酸(上海金鹿化工有限公司,AR),醋酸、氢氧化钠(杭州化学试剂有限公司,AR),D101大孔吸附树脂(天津海光化工有限公司),微孔滤膜(直径50 mm,0.45μm,上海亚东核级树脂有限公司),人参皂苷Rb1(中国药品生物制品检定所,批号110704-200318),水为18.2ΜΩ超纯水,其他试剂均为分析纯。
1.3 样品处理
取玉米须,除杂后,80℃干燥至恒重,粉碎备用。
1.4 玉米须提取液的制备
采用水回流提取方法,取已处理的玉米须10g,用超纯水100 m L浸泡1 h,装入索氏提取柱中,烧瓶中再加入50 m L超纯水。沸水浴1 h,稍冷,加超纯水100 m L,提取30 min。收集提取液,高速离心,滤膜过滤,收集滤液,即得玉米须提取液。
1.5 大孔吸附树脂柱的制作
取D101大孔吸附树脂5 g,用95%乙醇浸泡过夜后,湿法装柱(1.0 cm×28.0 cm),随即用95%乙醇进行洗脱至流出物与水混合(1︰1)不发生浑浊,然后用蒸馏水洗至无醇味。
1.6 玉米须总皂苷的纯化与富集
将玉米须提取液以流速为2 m L/min通过大孔吸附树脂柱,待溶液全部进柱后,分步用2个柱体积蒸馏水、1.5个柱体积0.1%Na OH溶液、1个柱体积的15%乙醇进行洗脱,以除去糖类、黄酮类等水溶性杂质,弃去洗脱液。再以70%乙醇洗脱至无玉米须皂苷洗出[18](薄层色谱法检查:硅胶H-CMC-Na板,正丁醇-乙酸乙酯-水(4︰1︰5)上层,5%磷钼酸乙醇液,110℃显色)。收集洗脱液,将洗脱液旋转蒸发浓缩,回收乙醇,得清膏10 m L。
1.7 对照品溶液及供试品溶液的配制
1.7.1 对照品溶液
准确称取干燥至恒重的标准品Rb161 60 mg于10 m L容量瓶中,用甲醇定容,得质量浓度为6.160 mg/m L标准贮备液,装入棕色瓶中保存备用。吸取5 m L标准贮备液,用甲醇稀释定容至50 m L,得浓度为0.616 mg/m L的标准溶液备用。
1.7.2 供试品溶液
取5 m L容量瓶,精密称定,取已制备的清膏适量置容量瓶中,精密称定,得清膏重,加5m L甲醇,超声振荡15min(温度为25℃);3 500r/min离心20 min,取上清液。用甲醇定容至5 m L。放冷,过0.45μm滤膜,待用。
1.8 测定波长的选择
精密吸取对照品溶液及供试品溶液各0.5 m L,按“1.9”项下操作,分别在400～800 nm进行扫描,结果显示,对照品及样品均在530 nm处有最大吸收峰,故确定测定波长为530 nm。见图1。
1.9 标准曲线的制备
精密吸取对照品溶液0.40、0.60、0.80、1.00和1.20 m L置玻塞刻度试管中,挥去溶剂,加新配制的5%香草醛-冰乙酸0.5 m L,高氯酸0.8 m L,于60℃水浴中加热15 min,立即放入冰浴中冷却,加冰乙酸稀释到5 m L,摇匀,得质量浓度分别为0.05、0.07、0.10、0.12和0.15 mg/m L的系列溶液,室温放置10min,在530 nm处测定吸收度,同时以试剂为空白。以浓度为纵坐标,吸收值为横坐标,得回归方程:Y=0.1291,X=0.0018,(r=0.9918),线性范围:0.05～0.15 mg/m L。见图2。
2 结果
2.1 样品的测定
配制供试品溶液9份,精密吸取25μL,挥去溶剂,加新配制的5%香草醛-冰乙酸0.5 m L,高氯酸0.8 m L,于60℃水浴中加热15 min,立即放入冰浴中冷却,加冰乙酸稀释到5 m L,摇匀,室温放置10min,在530 nm处测定吸收度,结果见表1。
2.2 精密度试验
取“1.9”项下浓度为0.05、0.10和0.15 mg/m L的溶液各1份,分别重复测定6次,记录A值进行统计分析,RSD分别为3.92%、3.05%和4.24%,表明本方法具有良好的重现性,分析测试条件合理。
2.3 加样回收率试验
取3份已知皂苷含量的清膏适量,分别置于已精密称定容量瓶中,精密称定总重量,得清膏重;精密称取人参皂苷Rb1标准品0.02 g,加入到上述容量瓶中,按“2.1”项进行操作,测定回收率。结果见表2。
3 讨论
玉米须作为玉米的副产物,资源十分丰富,但对它的开发利用非常有限,大部分被白白浪费掉,随着近年来对玉米须的研究加深,表明其在医药、食品方面均有很好的应用前景。总皂苷是玉米须提取物降糖的主要活性部位,可提高小鼠糖尿病模型的糖耐量,对小鼠糖尿病模型胰岛细胞及肾脏均有保护作用[5,10,14]。文献对玉米须总皂苷研究均采用重量法,其中干扰成分未经有效去除,含量也未经准确测定,将对试验结果造成一定的偏差。样品测定结果显示,玉米须提取液中总皂苷的含量存在较大差异,提示测定玉米须总皂苷含量,对深入探讨其药理作用,确定给药剂量等有重要意义。本法样品处理简单,准确度高,精密度好,分离效能高,适合玉米须中总皂苷含量的测定。
摘要：目的 建立玉米须中总皂苷含量的定量测定方法。方法 以中国药品生物制品检定所出品的人参皂苷Rb1标准品为对照进行比色法测定,样品加新配制的5%香草醛-冰乙酸0.5mL,高氯酸0.8mL,于60℃水浴中加热15min,显色,530nm测定A值。结果 玉米须中总皂苷吸收度A与浓度C呈良好的线性关系,回归方程为Y=0.1291,X=0.0018,相关系数r=0.9918。平均加样回收率为98.38%,RSD为1.57%。结论 该方法样品处理简单,准确度高,精密度好,分离效能高,适合玉米须中总皂苷含量的测定。