2 BV，5 %NaOH浸泡2 h
2 BV，5 %HCl浸泡2 h
2 BV，5 %NaOH浸泡2 h→蒸馏水洗至中性备用。摘 要：以脱色率和甜茶甙的保留率作为考察指标，对9种树脂进行了筛选，并通过静态吸附试验和动态的单因素试验对筛选出的树脂的最佳脱色条件和再生条件进行了研究。结果表明：D296阴离子交换树脂的脱色效果最好，其最佳脱色条件为：上柱液pH6.5，流速2.0 BV/h，上样浓度（以多酚浓度计）3.0 mg/mL。最佳再生条件为：用3 %的NaOH 和HCl溶液先后冲洗树脂至流出液近无色。
关键词：甜茶；大孔树脂；脱色率；保留率
广西甜茶（Rubus suavissimus S．Lee），属蔷薇科悬钩子属植物，是有刺、多年生的一种灌木。广西甜茶可入茶入药，其有清热、润肺、止咳等作用[1-2]。甜茶甙（Rubusoside）是甜茶的主要甜味成分，甜茶甙的甜度约为蔗糖甜度的300倍[3]，是一种甜度高，低热值，健康安全的天然甜味剂，已广泛应用于食品，保健等行业。甜茶甙生产过程中，脱色是重要的步骤，适宜的脱色方法应是脱色率高，保留率高。大孔树脂已广泛应用于食品、医药行业的分离，纯化[4-5]，但大孔树脂对甜茶的脱色研究鲜见报道。本文研究了大孔树脂对甜茶溶液的脱色效果，以期为甜茶甙的生产提供参考。
1.1 材料与试剂
甜茶：贵州省健康茶科技有限公司；甜茶甙标准品：南通飞宇生物科技有限公司；色谱甲醇：德国默克；聚酰胺100目、D941阴离子交换树脂、HPD722弱极性大孔吸附树脂、HPD826强极性大孔吸附树脂、D101非极性大孔树脂：沧州宝恩吸附材料有限公司；707阴离子交换树脂：江苏色可赛思树脂有限公司；D280、D296阴离子交换树脂、DM130弱极性大孔吸附树脂、DM301中极性大孔吸附树脂：郑州勤实科技有限公司，其余试验试剂均为分析纯。
1.2仪器与设备
UV2450型紫外分光光度仪、LC-15C型高效液相色谱仪：日本岛津；SHA-B型恒温振荡器：金坛市富华仪器有限公司；HL-2D恒流泵：上海青浦沪西仪器厂；FZ102型微型植物粉碎机：天津市泰斯特仪器有限公司。
1.3 方法
1.3.1 样品溶液的制备
称取40 g甜茶叶粉末，置于1 000 mL烧瓶中，每次加入400 mL蒸馏水，回流提取两次，每次提取时间1h，过滤，合并两次滤液，并定容至1 000 mL。此溶液以2.0 BV/h的流速通过处理好的D101树脂，然后先用水洗D101至流出液近无色，再用75 %乙醇以4.0 BV/h的流速洗脱D101树脂，洗脱至近无色，收集75 %乙醇洗脱液作为样品溶液。
1.3.2 树脂预处理
707阴离子交换树脂按厂家说明处理：蒸馏水浸泡12 h2 BV，5 %NaOH浸泡2 h2 BV，5 %HCl浸泡2 h2 BV，5 %NaOH浸泡2 h→蒸馏水洗至中性备用。
其他树脂参考文献[6]中方法处理。
1.3.3 考察指标的确定及计算
1.3.3.1 脱色率的测定
将甜茶样品溶液于200 nm～760 nm波长范围内进行扫描，发现样品溶液在可见光区没有最大吸收波长，在400 nm～760 nm波长范围内呈递减趋势。且在400 nm～500 nm内没有较大差异。甜茶提取液为棕黄色，波长应在425 nm左右吸附，故本试验选定420 nm作为色素检测波长[7]。在该条件下，分别测定甜茶样品溶液脱色前（A0）后（A1）吸光度并按式（1）计算树脂的脱色率（X）。
1.3.3.2 甜茶甙保留率的测定[8]
甜茶甙采用高效液相色谱法（HPLC）按文献[8]检测，柱温为30℃。在此条件下，分别测定甜茶样品溶液中脱色前（C0）和脱色后（C1）的甜茶甙含量。并按照式（2）计算树脂对甜茶甙的保留率（Y）。
1.3.3.3 溶液中多酚浓度的测定[9]
溶液中的多酚浓度，采用光度法按文献[9]检测。
1.3.4 静态吸附试验
称取2.00 g树脂于250 mL具塞磨口锥形瓶中，加入50.00 mL一定浓度的样品溶液，盖上塞子，在25℃下于恒温水浴振荡器中进行震荡吸附。震荡吸附结束后，用1.3中的方法，计算树脂对样品溶液的脱色率和保留率。
1.3.5 动态吸附试验
将30 mL经过预处理的树脂湿法装于15 mm× 400 mm层析柱。将不同浓度的样品溶液按不同流速用恒流泵上样，收集流出液。按1.3中的方法测定样品溶液的脱色率和保留率。
1.3.6 再生试验
树脂吸附色素后，用3 %HCl，3 %NaOH和无水乙醇按不同顺序淋洗，再生时，每种溶液以低流速把树脂洗至流出液近无色，换溶液时，用蒸馏水洗至中性。再生后，用一定浓度的样品溶液再次上样，以再生树脂对样品溶液的脱色率作为指标，考察树脂的再生效果。
2.1 树脂筛选
9种树脂对甜茶溶液的脱色率及保留率如表1。
表1 不用型号树脂对甜茶样品溶液脱色率和保留率的影响
Table 1 Effect of different type resins on decolorization rate and retention rate of sample solution of sweet tea
树脂型号 树脂类型 脱色率X/% 保留率Y/% D280 阴离子交换树脂 37.2 89.8 D296 阴离子交换树脂 33.4 94.3 D941 阴离子交换树脂 26.2 94.2 707 阴离子交换树脂 6.6 94.7 DM130 中极性 9.1 90.6 DM301 中极性 1.2 88.7 HPD722 弱极性 9.1 88.0 HPD826 强极性 10.5 93.9聚酰胺100目 19.4 89.4
由表1可以看出，在保留率方面，各种树脂都有较高的保留率、相差不大。在脱色率方面，阴离子交换树脂一般有比较好的脱色效果，D280和D296相差不大，同时具有较高的脱色率和保留率，故进一步考察D280和D296的性能。
2.2 静态吸附试验
2.2.1 时间对甜茶样品溶液脱色效果的影响
在温度为25℃，pH为6.5的条件下，分别测定D280和D296两种树脂震荡吸附30、60、90、120、150、180、210 min对样品溶液的脱色率。结果见图1。
从图1中可以看出，随着时间的增加，两种树脂的脱色效果都逐渐变好。但在150 min后，曲线走势平缓。两种树脂基本都处于吸附饱和状态。故两种树脂对甜茶样品溶液的脱色时间宜选取150 min。
图1 时间对甜茶样品溶液脱色效果的影响
Fig.1 Effect of time on the decolorization effect of sample solution of sweet tea
2.2.2 溶液pH对甜茶样品溶液脱色效果的影响
在25℃，pH分别为4.0、6.0、8.0、10.0的条件下，分别震荡吸附150 min，测定树脂对样品溶液的脱色率和保留率。结果见图2。
图2 溶液pH对甜茶样品溶液脱色效果的影响
Fig.2 Effect of solution pH on the decolorization of sample solution of sweet tea
从图2中可以看出，两种树脂对溶液的保留率在pH为4～8时差别不大，在pH为10时，明显降低。脱色率在pH为6时有较大差别，且基本随着碱性的增强而增大，但甜茶溶液呈碱性后，溶液颜色明显加深，虽脱色率提高，但脱色后的溶液依然颜色较深。综合以上两方面考虑，样品溶液选取的pH应近中性。采用不经pH调节的样品溶液（pH=6.5）作为上样液即可。
2.3 动态吸附试验
2.3.1 对D280和D296两种树脂的动态筛选
将多酚浓度为1.40 mg/mL的样品溶液以2.0 BV/h的流速分别通过D280和D296吸附柱，收集流出液，测定树脂对样品溶液的脱色率和保留率。结果见图3。
由图3可以看出，D280的动态效果很不理想，脱色效果衰减的很快。而保留率二者在初段相差不大。故选择D296做进一步的动态试验。
2.3.2 上样浓度对甜茶溶液脱色效果的影响
对D296树脂在2.0 BV/h的条件下，分别用多酚浓度为1.40、2.33、3.05、3.52、4.13 mg/mL的样品溶液上样脱色。收集流出液，测定脱色率和保留率。结果见图4、图5。
图3 两种树脂的动态筛选
Fig.3 Screening of dynamic two resin
图5 上样浓度对样品溶液保留率的影响
Fig.5 Effect of sample concentration on the retention rate of sample solution
从图4中可以看出，当上样多酚浓度小于3 mg/mL时，在10倍柱体积上样范围内，脱色率差别较小。大于3 mg/mL时，增加浓度，脱色率下降的很快，效果不好。由图5可知，各个阶段保留率都相差不大。故综合两方面因素，选择最佳上样浓度约3 mg/mL。
2.3.3 流速对甜茶溶液脱色效果的影响
在上样浓度为2.98 mg/mL时，对D296树脂分别以2.0、3.0、4.0 BV/h的流速上样吸附。结果见图6。
由图6可以看出，流速对脱色的影响较大，随着流速的增大，脱色率衰减的很快，所以应尽量选择较低的流速。甜茶素的保留率方面，3种流速条件下，保留率相差不是很大，且最终都达到70 %左右，故综合以上两方面因素，选择2.0 BV/h作为最佳流速。
图6 流速对甜茶溶液脱色效果的影响
Fig.6 Effect of flow rate on the decolorizing effect of sweet tea solution
2.4 再生试验
用不同顺序的再生剂再生树脂后，再次上样，测定树脂对样品溶液的脱色率，部分结果见图7。
从图7中可以看出，凡是再生顺序碱液在酸液后的，再生树脂的脱色能力都很差，还可以看到，用无水乙醇冲洗树脂起到的作用很有限。先碱后酸的方法，出现拐点靠后，且在较长时间能保持百分之八十左右的脱色率。故综合时间，成本，效率等因素，选择的再生方法为：先用3 %的NaOH溶液淋洗树脂，蒸馏水冲至中性后，再用3 %的HCl溶液淋洗，备用。因酸碱对树脂的再生很快很明显，故流速对再生的影响不大，但考虑经济性因素，流速宜控制在10.0 BV/h以下。每种溶剂洗脱至流出液近无色即可。
1）D296阴离子交换树脂脱色效果最佳，其静态脱色的最佳条件为：吸附时间150 min，pH为6.5，动态脱色的最佳条件为流速2.0 BV/h，上样浓度为3.0 mg/mL。
2）D296阴离子交换树脂的再生条件为：先用3 % 的NaOH溶液淋洗，至流出液近无色，用蒸馏水冲洗至近中性，再用3 %的HCl溶液溶液洗淋洗。最后用蒸馏水冲至中性备用。洗脱流速宜控制在10 BV/h以下。
3）D296阴离子交换树脂对甜茶素提纯效率较高，其对糖浆脱色、提纯的研究也有见报道[10]。这是因为其吸附色素、多酚等物质的能力较强，故D296树脂未来可以作为一种良好的脱色树脂，广泛应用于食品工业中。
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Studies on Decolorization of Sweet Tea Solution by Macroporous Resins
Abstract：Nine kinds of macroporous resin were selected by studying the decoloration rate and the retention rate of rubusoside. The static and dynamic adsorption test of single factor experiment had been done to investigate the best decolorization conditions and regeneration conditions of the selected rein. The results showed that D296 macroporous resins was the best one. The optimal decolorization conditions were as follows：the pH 6.5，the flow rate 2.0 BV/h，concentration of sample 3.0 mg/mL（the concentration of polyphenols）.The optimal regeneration conditions were：flushing the used macroporous resins with 3 % NaOH and HCl solution until the effluent solution was nearly colorless.
Key words：sweet tea；macroporous resin；decolorization rate；retention rate
DOI：10.3969/j.issn.1005-6521.2016.04.004
基金项目：贵州省科学技术厅中药现代化攻关项目（黔科合ZY字[2012]3012号）；贵阳市科技局现代药业计划项目（筑科合同[2012204号）
收稿日期：2015-02-05