大孔树脂分离纯化黑米花色苷的研究

104

功能性食品

!

"与油

%

2021

2

34

大孔树

脂

分离纯化黑米花色•的研究

王

琳

，

隋昌

海

(

吉林工程职业学院生物工程学院

，

吉林四平

136000

)

摘

要

：

利用大孔树脂法分离纯化黑米花色昔

。

考察树脂类型

、

洗脱液乙醇浓度

、

上样液的浓度

、

洗

脱液的流速等因素对分离纯化效果的影响

，

确定了大孔树脂法分离纯化黑米花色昔的工艺条

件

：大孔树脂

选用

D101

、mg/mL、

乙醇洗脱液的体积分数

60

%

、

上样液中花色昔的质量浓度

12.0

上样液

pH3.0

、

洗脱速度

3.5

mL/min

、

D101

大孔树脂上样液中花色昔最大量

7.2mg/g

。

在此条件

下

，分离

经

大孔树脂分离纯化后所得纯化物中花色昔的纯度达到，

62

%

证明利用

D101

大

黑米花色昔的方法可行。

关键词

：

黑米花色昔

；

大孔树脂

；

分离纯化

Slrdy

on

earation

and

puritcation

of

antdocyanins

from

blach

ricc

by

macroporous

resin

WANG

Lit

,

SUI

Chang-fai

(,

Biological

EngineeringEngineeringJilin

Deeartmeet

Jilin

Vocational136000

College

, ,,

SipingChina

)

Abstract

:

Usingparate

macapoaus

resin

to

and

purify

thein

anthocyanins

blackTheof

/co.

eXects

ewomacoopooou=oe=on=eype=,eheeoueoonehe

ooquodeoaeoa

o

ee

ehano

oconcen

eoon,eoon,

ehe

=ampoe

concen

eoueoon

speed,and

oeheooneouenceeaceooson

puooeocaeooncondo-

omumpaoaeoon

eoonsoeanehocyanonson

boack

ooceusongmacoopooousoeson

weoeao

o

ws

：

eypeoemacoopooousoeson

was

D101,volumeelution

the60the

concentration

of

ethanolmg/mL,

waswas

%

,

sample

concentration

12.0

pHsample

waswasamountwas

3.0,

2

elution

speed

3macapoaus

--

5

mL/min,

and

the

7

mg/g

asin.

Afer

paration

and

puri/cationb-

macapoaus

resinwith

thethe

optimum

conditions,

putty

of

nthocy-

anins and

inupindicated

extract

waswasto

to

62an-

%

,which

that

b

feasible

paraterico

purify

black

ihocyanonswoih

D101

macoopooouso2son.

Key

words

:

anthocyanins

fam

black

rice;and

macapoaus

resin;

paration

purification

中图分类号

：

TS201.1

文献标志码

：

A

文章编号

：

1008

-9578

(

2021

)

02

-0104

-05

化

47

—

'

利用大孔

黑米

营养丰富

，

是一种特殊的

稻

米

，

因其含有

成分而黑色

、

深

我

［

1

］

'

《

草

纲目

》

中

记

载

黑米

具有暖肝

“

滋阴补

肾

、

目活血”现代具有

等功

。

［

］

树

离纯化黑

米

的研究

少

，

侯丽等

方

［

8

］

通过

5

种大

树

黑米花

、

佳一析了

。

和

的分离

，

确定了

AB-8

大

在此基

树

证明

,

黑米

「

人

员

所关注

D101

的

离大

，

人体有益的成分其中

，

的

AB-8

2

树

了证其具有抗氧化

黑米

黑米

有益成分之一

，、

抗

、

、

洗

的

数

、

液质量浓度

理用

2

—

3

，

因此黑

［

］米

物质的

洗

而

定大

艺条件'

，

为

黑米

黑米

的

树脂吸附法和

离纯化

的

，

从

的

优工

和分离纯化

了一定的

'

目前大

树

离

化

黑米

逆

谱

泛用于

，

类多易于工业化转化等优吸附量大

,性好

利用提供基础

成分的分离纯化

，

其中大孔树脂吸附法具有稳定

、

、

树

1

与

1

.

1

试验材料

黑米市售大孔大孔

,

;吸附

ABP

树脂

、

D101

吸

点应用于

，

、

、

成的分离纯

收稿日期

：

2020-03-17

作者简介

：

（

1982—女

）,

，，

硕士讲师研究方向为生物技术

，

。

通信作者

：

海1981博士

（

—资

）

,

，副教授，

，

研究方向为

长

白山作物（

源开发与利用

2021

34

2

!"

与油

%

105

附树脂

，

东鸿化工有限公司

；

矢车菊素

丁

-葡萄糖昔

缩液

2.5

mL

，、

稀释成质量浓度分别为

3.0

6.09.0

、、

12

、

15

mg/mL；

，

pH

为

3.

0

的上样液

，

上样后静置

标准品

，

上海源叶生物科技有限公司

无水乙醇

、

盐

酸等,均为分析纯

'

1

.2

仪器和设备

TU-1810

紫外可见分光光度计

，

北京普析通用

0.

5

h

,

用

2050

mL

蒸

J

水冲洗后

，

再用

mL

体积分

数

60

%

的乙醇洗脱,流速为

2.5

mL/min

，

收集流出

液以及洗脱液并测定其吸光度值

。

1

.对果的影响

4

.

5

液

pH

态附

仪器有限责任公司

;

PHS-CC

型

pH

计

，

上海精密科

学仪器有限公司

;

THZC2A

型气浴恒温振荡器

，

上

海博讯医疗生物仪器股份有限公司

。

1

-

3

黑米花色昔浓缩液的制备

取

10

g

预处理好的树脂

,

湿法上柱

。

取

5

份

2.5

mL20

浓缩液

，

分别加入

mL

jJ

水,调节

pH

分

别为

1.0

、、

2.0

、

3.0

4.0

、

5.0

，

以

2.5

mL/min

的流速

称取黑米适量

，

以体积分数

50

%

的乙醇为提取

上样

，

静置

0.5

h

后再用

20

mL

jJ

水冲洗

，

后以

溶剂

，

固液比为

1

：

20

(

g/mL

)

，

温度为

70

C

,水浴振

荡提取

2060

mN

，，

提取

2

次

。

合并

2

次提取液

在

C

下减压浓缩制成浓缩液并根据试验需要进行稀

，

释或用盐酸

/

氢氧化钠溶液调节

pH

[

9

]

o

1

-4

花色昔分离纯化条件的筛选

1

.4.1

树脂的筛选

1

.4.1.1

吸附

分别取活化好的，

ABC

和

D101

大孔树脂

用滤

纸吸干多余水分

，

每种树脂称取

2

a

。

准确吸取

1-0

mL

样品浓缩液用

蒸

憎水定容到

100

mL

得稀释

样品液

。

将

100

mL

稀释样品液倒入树脂中,在温度

25120

Ch

、

振荡速度

r/min

的条件下振荡

5

，

每

0.5

h

测定稀释液吸光度

，。

绘制吸附曲线

1

.4.1.2

解吸

吸附完毕后

，将上述稀释样液滤出

，

以蒸

J

水

反复冲洗的乙醇

，

后将

100

mL

的体积分数为

60

%

加入到吸附后的树脂中

，

在

25

C

下

，

振荡解吸

3.5

h

，

每

0.5

h

测定解吸液吸光度

，

绘制解吸曲线

。

1

.4.2

解吸液乙醇浓度的筛选

称取

5

份选定的大孔树脂各

2

g

，

分别加入浓缩

后的提取液各

3.0

mL

、

蒸水

J

40

mL

，

充分吸附

6

h

后将样液滤出

，

以水冲洗树脂后分别加入水或体积

分数为

6040

%%%

((的乙醇

7090

%

(

80

mL

，

在

25120

C

、，

振荡速度为

r/min

的条件下进行解吸

每

0.5

h

测定其吸光度

，

绘制解吸曲线

。

1.4.3

上样量的筛选

取

10

g

预处理好的树脂

，

湿法上柱

。

将

pH

3.0

、

质量浓度

0.60

mg/mL

的稀释样品液缓慢注入

吸附柱中

，

以

2.

5

mL/min

的速度流出

，

每

4

min

收

集一次

，

并测定其吸光度值

。

当流出液的质量浓度

达到初始液质量浓度的

10

%

时

，

则达到大孔树脂柱

的泄漏点

。

以上样量及流出液的吸光度为横坐标

和纵坐标绘制泄漏曲线

。

1

.4.4

样液质量浓度对动态吸附效果的影响

取

10

g

预处理好的树脂

，

湿法上柱

。

分别取浓

50mL60

的体积分数为

%

的乙醇进行洗脱,流速为

2.5

mL/min

，

收集流出液及洗脱液并测定其吸光

度值

。

1.6

4

.

洗

脱液流

速

对动态解吸效果的影响

取

10

g

预处理好的树脂

，

湿法上柱

。

取

2.5

mL

浓缩液

，

分别加入

20

mL

蒸

J

水

，，

调节

pH

为

3.0

上

柱

，

静置

0.5

h

后用

20mL

@-

蒸憎水冲洗

，

再用

50

体积分数为

60

%

的乙醇分别以

1.5

、

2.5

、

3.5

、

4.5

、

5.5

mLLmon

的

集洗

洗

，测定其

液

吸光度值

。

1

.

5

附

解

吸附率

=

S

；

S

x

100

%

(

1

)

1

解吸率

=

SS

S

x

100

%(

2

)

12

式中

：

S

为吸附前样液中花色昔的质量浓度

,

mg/mL

;

^

2

为吸附后流出液中花色昔的质量浓度

,

mg/mL

;

S

3

为洗脱液中花色昔的质量浓度

,

mg/mL

。

1.6

黑米花色昔纯化物纯度的测定

标准曲线的绘制:以含

2

%

的盐酸乙醇溶液为溶

剂

,

配制质量浓度为

0-

25

mg/mL

矢车菊素丁

-葡萄糖昔

标准溶液

，

摇匀备用

。按照文献

[

9

]

绘制标准曲线，

得回

归

方程

：

Q

=18.412

@

"-0.026

9

,

"

单位为

m/mL

,

2

=

0.

998005

8

，。

线性范围为

0.

0020

5

~0.

mg/mL

纯度测定:称取纯化物

0.05

g

置于

50mL

容量

瓶中

，

盐酸乙醇溶液定容

，

适当稀释后按照标准曲

线方法测定和计算

，

花色昔纯度计算公式如式

(

3

)

。

式中:

C

为稀释液中花色昔质量浓度

,

mg/mL

;

A

为

样品定容体积

,;

mL

＜

为样液稀释倍数;

？

为样品质

量

，

g

。

2

结果与分析

2

.

1

的

选

由图之前

1

可知:在

2.5

h

,

2

种大孔树脂对花

106

!"

与油脂

的吸附率逐渐增大

，

在

3h

基完成对目标

2021

2

34

吸液

，米

而的

当当

体

数会直接

目标分离物质的洗

:

离成分的吸附

，

且两

树脂对黑米吸附性

能差异不大

。

黑

。

由

3

:

数增大时

，

解吸率随之增大

。

由

2D101

2

大渐

树吸率

:

随

的延长

，

和

AB-8

的

，

吸率

2

h

数为

50

%%

，

数为

60

%%

，

；

大 ，

数

确定以

数

60

%

的

2

.

3

量

的

的

吸率为

75.4

；

当乙

的

吸率为

76.3

基本完成解吸

。

2

大

树脂的

吸率

小

。

因此

为解吸液

。

为

82

%

和

74

%

，

由

大

树

基于

的解吸效

D101

，

D101

大孔树脂优于

AB-8

大

树脂

。综

两种

的吸附和

吸

，

98

r

42

-

28

-

14—

-

—

AB-8

M

—

D101

°

0.53.5

2.0 3.0

1.0

1.5

2.5

时间

/h

图

2

2

种大孔树

脂

静态

解

吸曲线

利用解吸液可以将大孔树脂所吸附的目标分

离物质

洗

来

，

目标分离物质的

。

解

0.00

10

~

___

|~

___

|||||

~

5090170

II

_

~~

130

~~

_

__

_

上样量

/mL

图

4

动态泄漏曲线

大孔树

利用自身与被吸附

的范德

华力相用

，

以它较大的比表面积来吸附筛选相

应的物质

〔

⑹

。当吸附量

饱

和时

，

会超过大

树脂的吸附能力

。

黑

米

量对大孔树

的

量的

曲线如图

4

。

由

4

:

随

力口

，当

吸附

液的吸光度值随之逐渐增大

，

量

时

120

nL

，

吸光度为

0.07

,

始质

量浓度的

10120

%

，

在

mL

之后随

量的增

大

，

，

液的吸光度值

力口

。

因

120

mL

为最大

即当样液中含有

，

的总

量为，

72.0

n/

时

10

/

D101

大孔树脂的

。

2

.4

上样液质量浓度的确定

液的质量浓

大孔树脂完成分离纯化

过程的一个重要因素

。

液的质量浓度过大会

离物质没有被树脂吸附完全就从其

中

;

而当了

质量浓度过小时

,

虽然树

充分的吸附，

则会变大

，出寸

延长了

，

因

择

的

液质量浓

离纯

化效率的重要因素

。

液

质量浓

吸

附率的

5

。

由

，

吸附率随

液质

量浓度的增大

大

小的

。

当

液

质量浓

米

12.0

mgLmL

，

黑

的吸附

率

大值

78.6

%

。

液

质量浓度超过

12.0m//mL

时

，

大树脂的吸附率变小

。

能是

液质量浓

的

大

液在没有

大充

树

吸附

，

从

中

吸附率

从而

2021

2

34

!"

与油脂

107

，

因

疋上样液

质量浓度为

12.0

my/mL

o

洗脱液会的

需选择

洗脱液

大

过

，，

吸

的增加

，

延长

因

的洗脱液

。

由:

7

为

3.

5

mL/min

时

，大值

吸率

大洗脱液

会使

随

吸率

小

。

吸率

当洗脱液

81.8

%

。

降低

，

由此确定

洗脱液

根

述结

'

369

为

3.5

mL/min

。

定黑米花色苛分离纯化

3.5

mL/min

、

上

条件:选用

*101

大孔树脂

、

上样液

pH

3.0

，

洗脱液

12

15

上样液花色

昔质量浓度

/

(mg/mL)

的

数

60

%

、

洗

液中花色苛的质量浓度

12.0

my/mL

o

在此条件下

，

图

5

上样液花色•浓度对吸附

率

的影响

2

-

5

上样液

pH

的确定

图

6

pH

对吸附率的影响

由于

在不同

pH

条件下离子状态不同

,

所以

液的

pH

对大孔树

离纯化

有很

大的

。

由

6

:

随

pH

的变化

，

吸

附率大

小

,

当

液

pH

于时

3.0

，

大孑

L

树。

黑米

的吸附率

,

78.6

%

当

pH

大于

3.0

时

,

随

pH

的增大

，

大

树脂的吸附

率有所下降

，

因

液的

pH

选择

3.0

o

2

.6

洗脱液流速的确定

8

2J

81

-

.o

.O

8

O

79.

2.5

3.5

4.5

5.5

洗脱液流速

/

(mL/min)

图率

7

洗脱液流速对黑米花色•解吸

的影响

洗

的

会

目标分离物质解吸率

的大小

。

洗

液

过快会

大孔树脂没有解

吸洗 ；

完全时

，

液

，

从而使解吸率

D101

大

树

大吸附量为

72.

0

my/g

o

2

.7

黑米花色昔分离纯化结果

按照上述所得黑米

大孔树

离纯化

条件，

放大

3

3g

证

。

取

30

处理后的

D101

树

，

通过湿

，

以述确定

条件

离纯化

。液

洗

，

干

黑米

化物

,

经测定

其花

为

62

%

。

由

证明:此工

条件可以提高

化物中黑米

的

，

具备

性

。

3结论

定了大孔树

离纯化黑米

，

苛的工艺条件

。

通过静态吸附和解吸效垛

D101

和

AB-8

2

种树

的吸附和解吸性

能

，

经过

综

析大

定

*101

树脂用于

黑米

。

的分离纯化

通过静态解吸

析

不

数的

的

吸

定

用

洗

数为

的

60

%

液

为

液

。

通

过液

态

量

、

液质量浓

、

pH

以及洗脱液

大孔树

离纯化黑米

，

苛

的

大 大上

，

确定

1

y

的

D101

树脂的

样量为

7.2

my

、

洗脱速度为

3

-

5

mL/min

、

上样液中

花色苛的质量浓度为

12.0

my/mL

。

按照此条件进

黑米

所

的

离

化

，

化物中

的

62

%

。

证

，

利用大孔树

离纯

化黑米

以的

，

为黑米

的进一 利用

。

〔

参考文献

〕

[1]

马先红

，

许黑米的营养保健价值及研

海侠韩昕纯

，

-

究进展食品工业

[]•

，

2018,

29(3)

：

264

-267.

J

2]

王

，，

陈进

,

韩豪

等.黑米花青昔药理学作用研究

[J].

大麦与谷类科

学

，

2016,

33(

3)5

：

-

8.

[

3

]

张名位性成分及其作用机

-

黑米抗氧

化与

的

活

理：

[D].

广州

华南师范大学

，

2003

-

(下转第

112

页

)

112

!"

与油

%

表

5

响应面试验结果方差分析

2021

2

34

种量为

13.07

mL/100

g

干基

，

在此发酵条件下

,0

-

方差来源

模型.

F.

G

方和

自由度

9

6

45

0

63

0

.

06

0

.C

29

0

.

24

0

.41

方

0

>>

72

0

>>>

634802

0

>>

06

显著性

<

值值

5

58

><01

32

000

**

**

胡萝卜素产量为比优化前提高

2.71

mg/kg

干基

,

了

70

%

o

1

1

1

1

1

51

4

>

7008

000

066

00010

>

>>

9

00

>

>>

003

3

004133

>

000

7

AB

29

2419

>

2318

13

〔〕

参考文献

**

**

**

[

1

]

曲蕙名

.

三抱布拉氏霉

菌

产

！

胡萝卜素抗氧化活性的

FC

>

32

研究

[D].

济南山东师范大学

：

，

2018.

[

2

]

NBRAND

GLORIA

F,

SOARES

N,C,

al.

ct

Lycopene

GC

1.

.

23

v10

_3

F

2

3

>

3774

G1.

2

.v10

44_3

1>>

>

22

0086

>

-3

0

>

100761

>

5

11

>

23

v10

3

>>>

37

273

<01

000

1

-3

0

>12

0

>

742

1

11

>

44

v10

99

>

50

<01

000

1