APP下载

HPD-600大孔吸附树脂分离茶多酚的研究

2010-05-26陈成飞戴春伟苏为科

中成药 2010年4期
关键词:咖啡碱浓缩液大孔

王 平, 陈成飞, 戴春伟, 苏为科

(浙江工业大学药学院,浙江杭州 310014)

茶多酚(Tea-polyphenols)是茶叶中一类重要的化学成分,含量一般为18% ~36%[1]。茶多酚主要包括儿茶素(黄烷酮类)、黄酮、黄酮醇类、花青素类、花白素、酚酸及缩酚酸类。其中儿茶素是茶多酚的主要成分,包括表儿茶素(EC)、表儿茶素没食子酸酯(ECG)、表没食子儿茶素(EGC)、表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)等[1]。茶多酚是一种天然的抗氧化剂,具有很强的消除有害自由基、抗衰老、抗辐射、抗过敏、消炎、抑制癌细胞、抗菌、杀菌和对艾滋病毒的抑制作用[2],现已广泛应用于食品、粮油、药品、精细化工等各个领域[3~5]。

茶叶中提取茶多酚主要有三种方法[6-10]:溶剂萃取法,离子沉淀法,树脂吸附法。近年来,具有高度选择性的吸附树脂被广泛应用于天然产物的提取和纯化中,具有提纯效率高等优点。李冬梅等[11]研究发现HPD-600大孔吸附树脂对淫羊藿总黄酮表现出较好的吸附和解吸附性能,而且得到纯度高的总黄酮。本实验选用HPD-600大孔吸附树脂从茶汤中分离纯化茶多酚。

1 实验部分

1.1 试剂与仪器 主要试剂与原料:乙醇(工业级,杭州方亭试剂厂);HPD-600大孔吸附树脂(河北沧州宝恩化工有限公司);低质粗茶叶(产地为福建大田);732PC型紫外分光光度计(上海普光仪器公司)。

1.2 树脂的预处理[12]将HPD-600大孔吸附树脂装入柱子内,先用2%NaOH浸泡2 h后洗脱,流速为2 mL/min,共洗脱2BV,用纯水洗至pH中性,再用4BV乙醇洗脱,再用纯水洗至无乙醇味,备用。

1.3 茶叶浸提液的制备 称取100 g茶叶,置于1 000 mL烧瓶中,加入800 mL的水,在80℃水浴中不断搅拌,浸提3 h后过滤。滤渣再用500 mL的水浸提1 h后过滤。然后滤渣再用500 mL水浸提30 min后滤过。合并3次滤过所得滤液。将滤液浓缩至原体积的1/3,加入3倍量乙醇,出现大量絮状沉淀,静置8 h,滤过,得澄清液。澄清液浓缩至一定体积,得到浓缩液。

1.4 静态吸附实验 称取一定量树脂,加入一定体积的浓缩液,隔10 min取1 mL上清液进行检测。测定茶多酚的吸附率。

1.5 动态吸附实验 采用内径为11 mm的25 mL酸式滴定管作为吸附柱,树脂层高度8 cm,将浓缩液以3 mL/min的平均流速流过吸附柱。吸附后,先用适量的水洗柱,再用一定浓度的乙醇溶液以1.5 mL/min的平均流速洗脱,并用分光光度法测定流出液中的茶多酚浓度。

1.6 分析测定方法

1.6.1 国标法[13]准确称取样品0.1 g样品(精确至0.000 1 g),置100 mL量瓶中,用蒸馏水溶解,稀释至刻度,摇匀。准确吸取试液1 mL,置于25 mL量瓶中,加蒸馏水4 mL和酒石酸亚铁溶液5 mL,充分混匀,再用pH7.5的磷酸缓冲液定容,以试剂空白液作参比,用10 mL比色杯于540 nm测定吸光度(A)。

A:吸光度;

M:样品重量(G);

m:样品干物率(%);L1:样品的总量(mL);

L2:测定时的用液量(mL);

1.6.2 高效液相法[14]采用HPLC法定量分析茶多酚和咖啡碱,其检测条件为,反相色谱柱:ZORBA×SB-Aq(3.0×150 mm),流动相:乙腈-水(体积比为8∶92,用磷酸调pH值为2.55),检测波长:280 nm,流速:1 mL/min。分别配制不同浓度的茶多酚和咖啡碱的标准溶液,作HPLC分析测定,得到茶多酚和咖啡碱溶液浓度与相应HPLC峰面积的线性关系式如下:

式中C为浓度(mg/mL),A为HPLC峰的积分峰面积。

2 结果与讨论

2.1 HPD-600大孔吸附树脂对茶多酚的吸附性能

2.1.1 静态吸附方法,用该树脂对不同比重的浓缩液中茶多酚进行静态吸附,以国标法分析测定茶多酚。

2.1.1.1 静态吸附量的考察 配置比重为1.1 g/mL的浓缩液,分别按照浓缩液体积与树脂质量比为4∶1,4∶2,4∶4,4 ∶8,4∶16进行考察。结果见图1。

图1 浓缩液体积与树脂质量比

由图1可知,4∶2(树脂量:上样体积)比例的吸附率仍超过95%,说明此时的吸附效果较好;4∶2为较佳上样比例。

2.1.1.2 茶汤上样液比重的考察 在6 mL比重为1.1 g/mL的浓缩液中分别加入0,0.67,1.5,2.5 mL的浓缩液使其比重分别为 1.1,1.09,1.08,1.07 g/mL 及比重为 1.12 g/mL和1.15 g/mL的浓缩液,然后吸取适量的试液于2 g树脂内,进行静态吸附试验,静置一夜。结果见图2。

图2 上样液比重对吸附的影响

由图2可知,比重为1.12 g/mL、1.15 g/mL与1.1 g/mL的茶多酚含量差不多,而且比重高于1.1 g/mL的浓缩液有一定黏度,影响上样效果。综上两点,吸附比重为1.1 g/mL较好。

2.1.1.3 吸附时间的考察 称取20 g树脂,加入20 mL比重为1.1 g/mL的浓缩液,隔10 min取上清液检测。结果见图3(由于吸光度值偏大,换算成茶多酚含量值太大,直接用吸光度值表示)。

图3 吸附时间的影响

由图3可知:30 min后吸附基本上无变化,认为树脂已经吸附饱和。所以,建议吸附时间为30 min。

2.1.2 动态吸附量的考察 将比重为1.1 g/mL的浓缩液上柱(装树脂20 g),做泄漏曲线,共收集6管,共60 mL。用分光光度计测定。结果见图4(由吸光度值偏大,换算成茶多酚含量值太大,直接用吸光值表示)。

图4 动态吸附量的考查

由图4显示可知:收集量达到10 mL的时已有泄漏,综合考虑静态吸附试验结果,确定上样体积比树脂质量为4∶2(即2∶1)。

2.2 不同乙醇浓度洗脱对茶多酚含量的影响 考察用一定浓度的乙醇洗脱及其对洗脱能力的影响,由实验可知,洗脱率随着乙醇浓度的提高而增大,但是当乙醇浓度达到80%后,洗脱率增加缓慢,且高浓度乙醇洗脱会有更多的杂质出现。张效林等[14]研究也发现用一定酸性的10%乙醇溶液对咖啡碱有较好的选择洗脱能力,故在洗脱之前用一定酸性的10%乙醇溶液进行处理。而且我们也证实在洗脱茶多酚之前用一定酸性的10%乙醇溶液进行处理,可以得到咖啡碱含量小于7%的茶多酚产品。

2.3 按较佳条件处理所得最终产品的HPLC检测结果 图5为茶多酚产品HPLC分析测定结果,表明通过HPD-600大孔吸附树脂吸附解吸后,可以有效去除部分咖啡碱,组分EGCG含量为40%,咖啡碱残余量为7%。

图5 最终茶多酚产品的HPLC色谱

3 结论

3.1 本工艺上柱前用一定浓度的乙醇,先除去茶汤浓缩液中的杂质和茶多糖,增加了树脂的使用寿命,降低生产成本。

3.2 HPD-600大孔吸附树脂易吸附茶多酚,而且茶多酚容易被解吸。用80%乙醇洗脱,得到的茶多酚纯度达95%,其中EGCG含量大于40%,而且咖啡碱残余量小于7%。

3.3 本工艺避免使用氯仿等溶剂,基本无污染。而且咖啡碱与茶多酚的分离分步进行,有利于咖啡碱的回收利用。

[1]杨贤强,王岳飞,陈留记.茶多酚化学[M].上海:上海科学技术出版社,2003.

[2]Lambert J D,Yang C S.Cancer chemopreventive activity and bioavailaility of tea and tea-polyphenols[J].Mutation Rasearch,2003,523(2):201-208.

[3]Xu Jun,Wang Jue,Deng Fei,et al.Green tea extract and its major component epigallocatechin gallate inhibits hepatitis B virus in vitro[J].Antiviral Res,2008,78:242-249.

[4]Bachrach U,Wang Y C.Cancer therapy and prevention by green tea:role of ornithinedecarboxylase[J].Amino Acids,2002,22:1-13.

[5]陆爱霞,姚 开,吕远平,等.茶多酚的提取和应用研究进展[J]. 食品科技,2003(2):53-55.

[6]张庆云.茶多酚提取方法的进展[J].福建茶叶,2002,2:15-16.

[7]桑红源,王 蕾.茶多酚提取和应用[J].天津化工,2008,22(3):42-44.

[8]李咏梅,王学松,于艳春,等.茶叶中茶多酚的提取方法研究[J]. 广州化学,2003,28(1):59-62.

[9]张效林,薛伟明,李 平,等.树脂吸附法分离茶多酚及咖啡碱[J].化学工程,2001,29(3):15-19.

[10]Chen Rongyi,Zhang Xinshen,Shen Jinshan,et al.Study on comprehensive extraction of tea polyphenols,caffeine,theanine and tea polysaccharides[J].Shipin Kexue,2005,26(4):174-177.

[11]李冬梅,尹小飞,蔡大伟.HPD-600大孔吸附树脂对淫羊霍总黄酮的动态吸附洗脱性能研究[J].中国药师,2007,10(8):760-762.

[12]贾存清,李阳春,屠鹏飞,等.HPD系列大孔吸附树脂预处理方法研究[J]. 中国中药杂志,2005,30(18):1425-1427.

[13]GB8317-87,茶多酚的测定[S].

[14]Lee B L,Ong C N.Comparative analysis of tea catechins and theaflavins by highperformance liquid chromatograohy and capillary electrophoresis[J].Chromatogra A,2000(881):439-447.

[15]王同宝,张效林,张卫红.阶段洗脱吸附层析法分离茶多酚咖啡碱[J].离子交换与吸附,2005,21(4):329-334.

猜你喜欢

咖啡碱浓缩液大孔
安徽农业大学揭示茶树咖啡碱合成调控机制
大孔ZIF-67及其超薄衍生物的光催化CO2还原研究
血液透析浓缩液保护盖的制作与应用
茶树体内咖啡碱生物代谢研究进展
多级物料膜处理垃圾渗滤液NF浓缩液的工程应用研究
探究新时期垃圾渗滤液浓缩液处理技术
大孔吸附树脂纯化决明子总蒽醌工艺
大孔镗刀的设计
19份茶树资源鲜叶中咖啡碱合成酶的活性
意外之后的意外