荔枝皮多酚純化工藝的優化研究

周秋艷 唐方華 蔣旭紅 鄭志鵬 謝小燕

摘要?[目的]以荔枝皮為原料，優化荔枝皮多酚的純化工藝，提高荔枝多酚資源利用率。[方法]以多酚純度及收率為衡量指標，通過對比7種大孔樹脂的靜態吸附與解吸，確定純化荔枝皮多酚的最佳樹脂;通過大孔樹脂動態吸附與洗脫，考察吸附量、洗脫溶劑、洗脫溶劑用量、洗脫速度等因素，確定荔枝皮多酚純化的最佳工藝。[結果]篩選出DM21大孔樹脂作為最佳純化材料，DM21純化荔枝皮多酚的最佳工藝如下：吸附量93.4 mg/mL、洗脫溶劑為90%乙醇、洗脫溶劑用量1.5 BV、洗脫速度1.5 BV/h。在此最優條件下，荔枝皮多酚平均純度為32.27%，平均轉化率為69.03%。[結論]大孔樹脂DM21純化荔枝皮多酚效果良好，值得推廣應用。

關鍵詞?荔枝皮多酚;純化;大孔樹脂;靜態吸附與解吸;動態吸附與洗脫

中圖分類號?TS209文獻標識碼?A

文章編號?0517-6611（2019）22-0187-03

Abstract?[Objective]To optimize the purification process of polyphenols from litchi pericarp by using litchi pericarp as raw material，and improve the utilization rate of litchi polyphenols.[Method]Based on the purity and yield of polyphenols，the best resin for purifying polyphenols from litchi pericarp was determined by comparing the static adsorption and desorption of seven kinds of macroporous resins.Based on the dynamic adsorption and elution of macroporous resin，the adsorption amount，elution solvent，elution solvent dosage and elution rate were investigated to determine?the optimal process for purifying polyphenols of litchi pericarp.[Result]The macroporous resin DM21 was selected as the best purification material.The optimal process for purifying polyphenols from litchi pericarp by DM21 was as follows：adsorption amount 93.4 mg/mL，elution solvent 90% ethanol，the dosage of elution solvent 1.5 BV，elution rate 1.0 BV/h.Under these optimal conditions，the average purity of polyphenols from litchi pericarp was 32.27%，and the average yield was 69.03%.[Conclusion]The purification of polyphenols from litchi pericarp by using macroporous resin DM21 is effective，which is worthy of popularization and application.

Key words?Polyphenols from litchi pericarp;Purification;Macroporous resin;Static adsorption and desorption;Dynamic adsorption and elution

植物多酚（plant polyphenols），又稱植物單寧或鞣質（tannins），是一類廣泛存在于高等植物體內的多元酚類化合物[1]，其結構復雜，已被證實具有多種功效，如抗氧化作用[2]，能有效預防高血脂、高血糖、心腦血管等慢性疾病[3]，還具有抵抗神經性疾病和降低癌癥風險等作用[4]，食品、藥品、營養保健等眾多領域均能得到廣泛應用[5]。

荔枝（Litchi chinensis Sonn.）為無患子科（Sapindacea）荔枝屬植物荔枝的果實，主要生長在亞熱帶地區。我國是荔枝生產大國，主要產地為廣東、福建、廣西、海南等。荔枝果皮目前作為荔枝加工的生產廢棄物，尚未得到有效利用。研究表明，荔枝果皮含有多酚物質，為荔枝主要功能成分之一，已有報道稱荔枝酚類物質具有多種生物活性，如降血糖、抗氧化、抗腫瘤等[6-8]。

分離純化多酚類物質的方法有很多，常見的方法包括有溶劑萃取法、沉淀分離法、大孔樹脂吸附法、膜分離技術及逆流色譜技術等[9]。其中，大孔樹脂吸附法具有生產效率高、成本低且操作簡便易行、選擇性好、吸附容量大、樹脂可再生重復利用等優點，將廣泛應用于工業化制備天然產物中[10]。采用大孔樹脂分離純化多酚類物質的研究已有大量報道，如大孔樹脂分離純化蘋果多酚、葡萄多酚、棗類多酚等[11-13]，但關于荔枝皮多酚類物質的分離純化則鮮見報道。

筆者以荔枝皮為原料，采用大孔樹脂對荔枝皮中多酚類物質的分離純化工藝進行了研究，以期開發一種具有良好生理活性的、新的植物多酚材料，同時為拓展荔枝深加工產品領域、綜合利用荔枝資源提供一條有效途徑 。

1?材料與方法

1.1?原料和試劑

1.1.1?原料?！盎粗Α逼贩N荔枝皮，取自廣州市從化區明珠市場的荔枝整果。

1.1.2?試劑。沒食子酸，購自中國食品藥品檢定研究院;福林酚，購自中國食品藥品檢定研究院;大孔樹脂LSA-12、XDA-8、LX-T28、LX-8、D101，購自西安藍曉科技新材料股份有限公司;大孔樹脂DM21、DM28，購自艾美科?。ㄖ袊┥镝t藥有限公司;95%乙醇，分析純，購自天津市大茂化學試劑廠;甲醇，分析純，購自天津市大茂化學試劑廠;碳酸鈉，分析純，購自天津市大茂化學試劑廠。

1.2?主要儀器與設備

DMF-10A多功能搖擺式粉碎機（浙江溫嶺市銘大藥材機械設備有限公司）、DMF-4B手提式高速中藥粉碎機（浙江溫嶺市銘大藥材機械設備有限公司）、2WAJ阿貝折射儀（上海儀電物理光學儀器有限公司）、LT-1002電子天平（常熟市天量儀器有限責任公司）、ATX224分析天平（島津制作所）、TD-5M離心機（山東博科科學儀器有限公司）、SP-752PC紫外分光光度計（上海光譜儀器有限公司）、5L旋轉蒸發器（上海大顏儀器設備有限公司）、EXRE-2002旋轉蒸發器（鞏義市宇翔儀器有限公司）、DHG-9240A電熱鼓風干燥箱（上海一恒科學儀器有限公司）、DZF-6053真空干燥箱（上海一恒科學儀器有限公司）。

1.3?荔枝皮提取濃縮液的制備

新鮮荔枝皮60 ℃烘8 h，粉碎至粗粉，備用。荔枝皮第1次提?。簻囟?0 ℃、70%乙醇、料液比1∶7，提取60 min。藥渣第2次提?。簻囟?0 ℃、70%乙醇、料液比1∶6，提取60 min。然后，合并2次提取液。60 ℃減壓濃縮至無醇后，濃縮液4 000 r/min離心6 min，得到荔枝皮提取濃縮液，冷藏保存備用。

1.4?沒食子酸標準曲線的繪制

準確稱?。?.110±0.010）g 沒食子酸，用蒸餾水溶解，然后定容至100 mL，即為沒食子酸標準儲備溶液。準確量取1.0、2.0、3.0、4.0、5.0 mL標準儲備溶液置于100 mL容量瓶中，定容至刻度，搖勻，濃度分別為10、20、30、40、50 μg/mL，即為沒食子酸工作液。準確量取1.0 mL沒食子酸工作液置于刻度試管中，分別加入5.0 mL 10%福林酚試劑，搖勻，反應3～8 min;加入4.0 mL 7.5% Na2CO3溶液，搖勻，室溫下放置60 min，于765 nm波長下使用紫外可見分光光度計測定吸光度（A），繪制標準曲線?？瞻子谜麴s水代替沒食子酸標準溶液。

1.5?多酚含量的檢測

稱取待檢測樣品置于10 mL離心管中，加入70 ℃預熱過的70%甲醇溶液5 mL，攪拌均勻，立即移入70 ℃水浴10 min，冷卻至室溫，3 500 r/min轉速離心10 min，將上清液轉移至10 mL容量瓶;將沉淀再加入5 mL 70%甲醇溶液，重復以上操作;合并提取液定容至10 mL，搖勻，再準確量取1.0 mL置于100 mL容量瓶中，搖勻，待測。從100 mL容量瓶中準確量取1.0 mL樣品溶液置于刻度試管中，分別加入5.0 mL 10%福林酚試劑，搖勻，反應3～8 min后，加入4.0 mL7.5% Na2CO3溶液，搖勻后室溫下放置60 min，空白用蒸餾水代替樣品溶液。在765 nm波長下測定樣品吸光度，計算樣品中多酚的含量。

1.6?大孔樹脂的預處理

95%乙醇浸泡大孔樹脂24 h，使其充分溶脹，然后將大孔樹脂裝柱，用95%乙醇沖洗，直至洗出液加適量純化水后無白色渾濁現象出現，再用純化水洗至無醇，即可使用。

1.7?大孔樹脂的靜態吸附

取荔枝皮提取濃縮液適量，用純化水稀釋至固形物≤5%，得到荔枝皮提取稀釋液，備用;

將預處理過的型號分別為LSA-12、XDA-8、LX-T28、LX-8、D101、DM21、DM28樹脂中每種樹脂各取5份，每份重量為16.0 g，共計35份，分別置于250 mL錐形瓶中，然后分別加入100 mL荔枝皮提取稀釋液，于搖床中振蕩吸附12 h（振速為150?r/min）后抽濾，并用純化水沖洗至抽濾液為無色為止，合并同一樹脂型號抽濾液，并分別向抽濾后樹脂中加入100 mL體積分數70%的乙醇振蕩解吸12 h，分別收集抽濾液，檢測，以荔枝皮多酚純度和收率為考察指標，篩選出分離純化荔枝皮多酚的大孔樹脂。

1.8?大孔樹脂的動態吸附

量取荔枝皮提取濃縮液，用純化水稀釋至固形物≤5%，得到稀釋液，備用;?采用大孔樹脂法對荔枝皮多酚進行純化。將靜態吸附試驗篩選出的樹脂濕法裝柱，進行試驗確定大孔樹脂吸附量，考察洗脫溶劑、洗脫溶劑用量、洗脫速度等因素對多酚多酚純度以及收率的影響。

2?結果與分析

2.1?沒食子酸的標準曲線

以沒食子酸濃度為橫坐標，以吸光度（A）為縱坐標，繪制標準曲線，得到標準曲線方程：y=0.011 5x+0.005 4（R2=0.998 7）。沒食子酸的標準曲線見圖1。

2.2?大孔樹脂的靜態吸附

7種大孔樹脂對荔枝皮多酚的純度和收率見圖2。從圖2可以看出，大孔樹脂LSA-12、XDA-8、LX-T28、LX-8、D101、DM21、DM28的荔枝皮多酚純度分別為29.99%、21.40%、29.05%、46.78%、28.49%、26.08%和26.63%，多酚收率分別為59.49%、47.37%、58.17%、31.15%、58.78%、64.08%和65.19%，雖然LSA-12、LX-T28、LX-8和D101多酚純度高于DM21、DM28，但其多酚收率明顯較低，又因大孔樹脂DM28易結塊，因此選擇大孔樹脂DM21進行下一步試驗。

2.3?大孔樹脂的動態吸附

2.3.1?大孔樹脂吸附量的確定。

將大孔樹脂DM21裝柱，≤5%固形物稀釋液過柱，流速1.0 BV/h，以流出液固形物含量為衡量指標，確定吸附量。大孔樹脂DM21上柱流出液固形物含量的動態曲線見圖3。由圖3可知，大孔樹脂DM21流出液固形物含量在3.5～7.0 h保持不變，說明3.5 h后樹脂的吸附量達到飽和，此時樹脂的吸附量為39.30 g，裝柱體積為420 mL，表明后續試驗吸附量分別按總固形物∶樹脂體積=1∶10.71（g/mL）裝柱即可。這是因為大孔樹脂對物質的吸附量是有限的，達到其吸附量時則不再吸附物質，因此認為其吸附飽和。

2.3.2?洗脫溶劑乙醇濃度的確定。

在確定吸附量的基礎上，分別用10%、30%、50%、70%、90%乙醇進行分段洗脫，洗脫速度1.0 BV/h，每段洗脫溶劑用量0.75 BV，收集洗脫液，濃縮、干燥，以不同乙醇濃度洗脫液的多酚收率累積百分比為衡量指標，確定洗脫溶劑乙醇的濃度。不同乙醇濃度對大孔樹脂DM21洗脫液多酚收率的影響見圖4。由圖4可知，70%乙醇僅能洗脫多酚收率的84.53%，90%乙醇才能洗脫多酚收率的95%以上，故試驗選擇90%乙醇作為最佳洗脫劑。

2.3.3?洗脫溶劑用量的確定。

在確定吸附量以及洗脫乙醇濃度的基礎上，采用2.5 BV體積洗脫溶劑進行洗脫，每0.5 BV體積收集1次，以洗脫液中的多酚收率累積百分比為衡量指標，確定洗脫溶劑用量。不同洗脫溶劑用量對大孔樹脂DM21洗脫液多酚收率累積百分比的影響見圖5。由圖5可知，隨著洗脫溶劑的增加，多酚收率累積百分比呈現上升的趨勢。當洗脫溶劑為0.5～1.5 BV時上升趨勢急劇加快，當洗脫溶劑為1.5～2.5 BV時上升趨勢不明顯。這是因為隨著洗脫溶劑的增加，多酚被逐漸洗脫下來，當達到一定量時多酚基本洗脫完全。綜合考慮，在多酚被充分洗脫的前提下，出于經濟考慮，應盡量節省洗脫劑的用量，故該試驗選擇1.5 BV為最佳洗脫溶劑用量。

2.3.4?洗脫速度的確定。

在確定吸附量、洗脫乙醇濃度90%和洗脫溶劑用量1.5 BV的基礎上，分別以洗脫速度0.5、1.0、1.5 BV/h進行洗脫，以洗脫液多酚收率為衡量指標，確定洗脫速度。不同洗脫速度對大孔樹脂DM21洗脫液多酚收率的影響見圖6。由圖6可知，隨著洗脫速度的增加，多酚收率無明顯變化。在實際應用中，洗脫流速過慢會使生產效率降低，成本增加。因此，當使用大孔樹脂DM21進行荔枝皮多酚純化時，最佳洗脫速度為1.5 BV/h。

2.4?驗證試驗

按照大孔樹脂動態吸附試驗確定的大孔樹脂DM21、洗脫溶劑90%乙醇、洗脫溶劑1.5 BV、洗脫速度1.5 BV/h，進行3個平行試驗，荔枝皮多酚純度分別為31.89%、32.93%和31.99%，平均值為32.27%，相對標準偏差（RSD）為1.78%;荔枝皮多酚收率分別為69.26%、68.07%和69.76%，平均值為69.03%，相對標準偏差（RSD）為1.26%，表明該純化工藝穩定、可行。

3?結論與討論

通過大孔樹脂的靜態試驗和動態試驗，確定荔枝皮多酚純化的最優樹脂為DM21，最優工藝參數如下：吸附量93.4 mg/mL、洗脫溶劑90%乙醇、洗脫溶劑1.5 BV、洗脫速度1.5 BV/h。在此最優條件下，荔枝皮多酚平均純度以及收率比較理想，可以很好地分離純化荔枝皮多酚。

前人已對荔枝皮多酚的分離純化進行了研究，如熊何健等[14]用8倍體積50%（V/W）的丙酮溶液在室溫下浸提荔枝殼2次，每次浸提2 h，回收溶劑，荔枝多酚粗提物得率為34.2%。粗提物經AB-8型樹脂柱層析純化，30%乙醇洗脫組分的多酚回收率為86.8%，純度為30.0%。該研究結果表明，DM21大孔樹脂是純化荔枝皮多酚的理想吸附樹脂，具有純化效果良好、解吸率高等特點，荔枝皮多酚的動態平均多酚收率為69.03%，相對較低，但多酚平均純度較高，達32.27%。該研究中優化后的純化工藝操作簡單，大孔樹脂以及用于洗脫的乙醇溶液可重復利用，既節約了成本，又減少了對環境的污染，可用于工業化生產。

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