大孔吸附树脂分离纯化麦麸中阿魏酸的研究

刘树兴 王 蓓 朱莉莉

（陕西科技大学生命科学与工程学院，西安 710021）

大孔吸附树脂分离纯化麦麸中阿魏酸的研究

刘树兴*王 蓓 朱莉莉

（陕西科技大学生命科学与工程学院，西安 710021）

利用大孔树脂纯化麦麸中阿魏酸的粗提液，筛选出合适的大孔树脂对阿魏酸进行富集纯化，提高产品质量。结果表明，选用HPD-100型号的树脂对麦麸中阿魏酸的进行纯化效果较好，并通过吸附-解吸动力学研究确定了最佳的纯化工艺。

阿魏酸；大孔吸附树脂；纯化

研究发现，阿魏酸是小麦麸皮中含量最高的酚酸，他主要通过酯键与多糖和木质素交联，或自身酯化或醚化形成二阿魏酸。利用碱液对麸皮的强裂解性、乙醇对阿魏酸的高溶解力再辅以超声波破碎，提取麦麸中的阿魏酸。大孔吸附树脂具有吸附性能强，解吸附容易，可反复使用和流体阻力小，价格便宜，操作简单等优点，近年来广泛应用于物质的分离纯化中。本试验研究不同型号的大孔吸附树脂对麦麸中阿魏酸粗提液的吸附和解吸性能，筛选出最佳的树脂，并对影响阿魏酸吸附和解吸的因素进行了探讨。

1 材料与仪器

1.1 材料与试剂

阿魏酸标准品：中国药品生物制品检定所；α－淀粉酶、碱性蛋白酶：北京奥博星生物技术有限公司；氢氧化钠、体积浓度95%乙醇等均为分析纯；D101、AB-8、NKA-9、HPD-100、HPD-722型大孔吸附树脂：沧州宝恩化工有限公司；小麦麸皮：市售。

1.2 仪器

DK-98-1型电热恒温水浴锅：天津市泰斯特仪器有限公司；101-2型鼓风干燥箱：北京科伟永兴仪器有限公司；TDL-40B型离心机：上海安亭科学仪器厂；2600型紫外可见分光光度计：上海尤尼柯仪器有限公司；KQ-520TDV高频数控超声波清洗器：昆山市超声仪器有限公司；层析柱（φ2 cm×30 cm）。

2 试验方法与结果

2.1 阿魏酸含量测定方法

采用紫外分光光度法测定阿魏酸含量。用体积浓度95%乙醇配制成0.001 mg/mL、0.002 mg/mL、0.003 mg/mL、0.004 mg/mL、0.005 mg/mL、0.006mg/mL、0.007 mg/mL、0.008 m g/mL的阿魏酸标样溶液，以馏水作空白，于320 nm波长下进行测定，得到阿魏酸标准曲线为 D （λ）=66.35 ρ-0.004 3，R2=0.999。

2.2 大孔吸附树脂纯化阿魏酸的工艺条件

2.2.1 阿魏酸粗提液的制备工艺

称取100 g麸皮，经蛋白酶和淀粉酶除去部分蛋白质和淀粉后烘干，然后在氢氧化钠质量分数为4%、碱醇体积比为2∶1、料液质量比为1∶12、超声功率为200 W、超声温度为80℃的条件下提取30 min，反应结束后离心，水洗两次，收集上清液，调节pH至4，然后减压浓缩并除去乙醇，使得溶液中阿魏酸质量浓度为0.2 mg/mL，反复过滤，制得阿魏酸粗提液（上样液），备用。

2.2.2 树脂预处理

将大孔吸附树脂置于容器中用自来水冲洗2～3次，去除多余的树脂保护剂。用体积浓度95%的乙醇浸泡24 h，使其充分溶胀，然后以乙醇湿法转移至柱内并继续用乙醇流动清洗，不时检查流出的乙醇，至一份体积乙醇液加三份体积入水不产生白色浑浊，再用水洗净树脂中的乙醇。然后用质量分数5%的HCl浸泡24 h后水洗至中性，再用质量分数5%的NaOH溶液浸泡24 h后水洗至中性，备用。

2.2.3 静态吸附解吸试验

大孔树脂类型的优选采用静态吸附法，通过测定吸附残液和解吸液的阿魏酸含量筛选最适树脂。选择 D-101、HPD-100、HPD-722、AB-8、NKA-9这5种树脂（各树脂性质见表1），以阿魏酸的吸附量和解吸率为指标，筛选最适的大孔吸附树脂。准确称取处理后的各型号树脂1 g，加入阿魏酸粗提液100 mL，置于25℃、120 r/min的恒温振荡摇床上振荡吸附24 h后，测定阿魏酸的含量。用蒸馏水冲洗树脂后，加入体积浓度95%乙醇50 mL于25℃、120 r/min的恒温振荡摇床上振荡解吸附24 h，测定解吸液中阿魏酸的含量，计算各树脂的吸附量和解析率，结果见表2。

表1 大孔吸附树脂的物理性质及含水量

表2 各类型大孔吸附树脂对阿魏酸的吸附量和解析率

由表2可知，以上几种大孔吸附树脂中，HPD-722和HPD-100大孔树脂的吸附量和解析率较高，解吸效果较好，但是HPD-100具有较大的吸附量和解析量，因此，本试验选用HPD-100大孔吸附树脂。

2.2.4 上样量的确定

通过测定阿魏酸泄露曲线确定上样量。取一定量预处理过的HPD-100大孔吸附树脂湿法装柱，约5 cm高，即1 BV=15 mL。将阿魏酸粗提液以2BV/h的流速上柱进行动态吸附，每1 BV收集一份流出液，测定每份洗脱液中阿魏酸的含量。以流出液倍床体积为横坐标，阿魏酸泄露量为纵坐标，绘制阿魏酸泄露曲线，见图2。

由图2可知，在流出液为第4倍床体积时就开始轻微泄露，到7倍床体积时泄露加速，越往后阿魏酸泄露的越多。因此在考虑经济成本和时间效率，选择上样量为7倍床体积左右。

2.2.5 吸附流速的确定

将阿魏酸粗提液上柱进行动态吸附，选择1BV/h、2BV/h、3BV/h三种流速进行动态吸附，每1 BV收集一份流出液，测量其中阿魏酸的含量，结果见图3。

由图3可知，吸附流速越大，树脂的处理量越小，3BV/h的吸附流速只能处理11BV的上柱液，而1BV/h和2BV/h的处理量分别为14BV和13BV，相差不大。考虑到经济性，选择2BV/h的吸附流速。

2.2.6 洗脱液体积浓度的确定

配置不同体积浓度的乙醇溶液作为洗脱液，在最佳上样量和最佳吸附流速的条件下进行动态吸附达到吸附饱和后，静置过夜，然后用2BV的蒸馏水进行洗脱除去多糖等杂质，再用不同的洗脱液以1BV/h的流速进行洗脱，每1BV收集一份流出液，测量其中阿魏酸的含量，结果见图4。

如图4所示，用体积浓度40%的乙醇洗脱时，所需的洗脱液体积较多，不利于后续的浓缩处理。体积浓度60%的乙醇只需用7 BV就可将阿魏酸洗脱完全，洗脱峰也较集中；体积浓度80%的乙醇在洗脱时颜色较深，证明过高的乙醇体积浓度会将色素等杂质一并洗脱。从洗脱效果和经济方面考虑，选择体积浓度60%乙醇溶液作为洗脱液。

2.2.7 洗脱流速的确定

分别采用0.5 BV/h、1 BV/h、2 BV/h的洗脱流速对已经吸附饱和的树脂进行洗脱，每1 BV收集一份流出液，测量其中阿魏酸的含量，结果见图5。

结果表明，流速越慢越洗脱效果越好，因为洗脱液流速越慢越有利于树脂中的阿魏酸溶解于洗脱液中。由图5可知，在0.5BV/h，1BV/h的洗脱流速下，洗脱峰较集中，6BV的洗脱液就可以洗脱完全。考虑到0.5BV/h，1BV/h的洗脱效果差别不大，从经济效率方面考虑，选择1BV/h的洗脱流速。

2.3 验证试验

纯化0.2 mg/mL的阿魏酸粗提液时，上样量为7倍床体积，上样流速选择2BV/h，达到吸附饱和后，静置过夜，然后用2BV的蒸馏水冲洗以除去杂质，用体积浓度60%的乙醇溶液以1BV/h的流速进行解吸，解吸液浓缩，真空低温干燥后取样测定阿魏酸的量，平行进行3次试验，结果产品中阿魏酸的平均质量分数为23.4%，而原料中仅为0.42%，说明采用大孔吸附树脂纯化小麦麸皮中的阿魏酸的效果良好。

3 结论

a）大孔吸附树脂具有选择性好、吸附容量大、再生处理方便、吸附迅速、解吸容易等特点，通过静态吸附解吸试验结果，选择HPD-100大孔吸附树脂纯化阿魏酸。

b）采用HPD-100大孔吸附树脂纯化小麦麸皮中的阿魏酸的最佳工艺条件为：上样液质量浓度为0.2 mg/mL，上样量为7 BV，吸附流速为2 BV/h，吸附饱和后，先用2BV的蒸馏水冲洗除去杂质，再用体积浓度60%的乙醇溶液在洗脱流速为1 BV/h下进行解吸，可显著富集和纯化提取液中的阿魏酸。

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Purification of ferulic acid in wheat bran by macroporous adsorption resin

LIUShu-xing*WANGBei ZHULi-li
（College oflife science&engineering,Shanxi universityofscience&technology,Xi'an 710021,China）

To select a suitable macroporous adsorption resin for enrichment and purification of ferulic acid from wheat bran to improve product quality.Results showed that by the use of resin HPD-100 to purify ferulic acid in wheat bran， and through adsorption-desorption dynamics study，the best purification technologywas determined.

ferulic acid； macroporous adsorption resin；purification

TS213.2+1

A

1673-6004（2011）03-00036-04

*刘树兴，男，1962年出生，1988年毕业于陕西科技大学应用化学专业，硕士，教授。

王蓓，通讯作者，女，Email：baby041254@126.com.

2011-07-25