正交設(shè)計(jì)法優(yōu)化紅松松子殼多糖提取工藝

丁寧，張曜武

(青島科技大學(xué) 化工學(xué)院，山東 青島 266042)

我國松屬植物分布廣泛，資源豐富，近年來國內(nèi)有關(guān)研究多見于東北紅松、馬尾松、華山松等，國外以日本學(xué)者研究較多，主要涉及白松和五葉松［1］?，F(xiàn)有研究表明松子殼中含有多糖、揮發(fā)油等多種化學(xué)成分［2］，松子殼水提物具有抗腫瘤［3-5］、抗菌［6］、抗病毒［7-8］、增強(qiáng)免疫功能［9］等生物活性，有關(guān)紅松松子殼多糖提取工藝的研究目前報(bào)道尚少。本實(shí)驗(yàn)中以多糖產(chǎn)率為指標(biāo)，采用水煎煮法提取紅松松子殼多糖，通過正交實(shí)驗(yàn)對(duì)影響多糖產(chǎn)率的主要因素進(jìn)行優(yōu)化，以期為紅松松子殼資源的綜合開發(fā)利用提供一定參考。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 材料與儀器

紅松松子殼，青島天元普康生物技術(shù)有限公司提供;葡萄糖、95%乙醇、苯酚、NaOH、Na2SO3、酒石酸鉀鈉、3，5-二硝基水楊酸、鹽酸均為分析純。

FA1004N 型電子天平;98-I-B 型電子調(diào)溫電熱套;SHZ-III 式循環(huán)水真空泵;80-2B 型臺(tái)式低速離心機(jī);RE-52 型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀;T6 新世紀(jì)紫外-可見分光光度計(jì)。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

準(zhǔn)確稱取紅松松子殼粉末40 g，置于圓底燒瓶中，加水預(yù)浸后，回流提取，趁熱過濾，得紅松松子殼多糖提取液。減壓濃縮至30 mL，加入5 倍體積95%乙醇，攪拌后靜置。離心，沉淀物烘干，即得紅松松子殼粗多糖。

1.3 分析方法

1.3.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制 精密稱定105 ℃干燥至恒重的葡萄糖，溶解后置于100 mL 容量瓶中定容，搖勻，得葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)溶液。分別精密量取葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)液0，0. 3，0. 4，0. 5，0. 6，0. 7，0. 8，0. 9，1. 0，1.1 mL 置于具塞試管中，加水補(bǔ)至2 mL，精密加入3，5-二硝基水楊酸試液2.5 mL，混勻，在100 ℃水浴中加熱5 min，取出，流水冷卻至室溫。各加水3 mL，搖勻，以蒸餾水為空白，測定吸光度。得回歸方程A=22.853C－0.232 3，r=0.999 1。

1.3.2 紅松松子殼多糖含量測定 采用3，5-二硝基水楊酸法測定多糖含量［10-11］，按下式計(jì)算多糖產(chǎn)率。

2 結(jié)果與討論

2.1 料液比對(duì)多糖產(chǎn)率的影響

提取時(shí)間2. 5 h，料液比對(duì)多糖產(chǎn)率的影響見圖1。

圖1 料液比對(duì)多糖產(chǎn)率影響Fig.1 Effect of the ratio of water to sample on the polysaccharide yield

由圖1 可知，隨著料液比的增加，多糖產(chǎn)率逐漸遞增，當(dāng)料液比為1∶12 時(shí)，多糖產(chǎn)率達(dá)到1.5%，此后再增大料液比，多糖產(chǎn)率增加趨于平緩。

2.2 提取時(shí)間對(duì)多糖產(chǎn)率的影響

料液比1 ∶12，提取時(shí)間對(duì)多糖產(chǎn)率的影響見圖2。

圖2 提取時(shí)間對(duì)多糖產(chǎn)率影響Fig.2 Effect of extraction time on the polysaccharide yield

由圖2 可知，隨著提取時(shí)間的延長，多糖產(chǎn)率逐漸增大，浸提時(shí)間為2 h 時(shí)，多糖產(chǎn)率超過1.4%;之后隨著浸提時(shí)間的延長，多糖產(chǎn)率的增加趨于平緩。

2.3 提取次數(shù)對(duì)多糖產(chǎn)率的影響

料液比1∶12，分別提取1 次、2 次、3 次、4 次和5 次，每次提取時(shí)間各2 h，考察不同提取次數(shù)對(duì)多糖產(chǎn)率的影響，結(jié)果見圖3。

由圖3 可知，多糖產(chǎn)率隨提取次數(shù)的增加逐漸增高，提取次數(shù)多于3 次之后，多糖產(chǎn)率增加趨勢逐漸減緩。由此可知，提取3 次時(shí)已提取出絕大部分多糖。

圖3 提取次數(shù)對(duì)多糖產(chǎn)率影響Fig.3 Effect of extraction times on the polysaccharide yield

2.4 正交實(shí)驗(yàn)

在單因素實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，以多糖產(chǎn)率為指標(biāo)，按L9(34)正交表進(jìn)行，正交實(shí)驗(yàn)因素水平見表1，結(jié)果見表2。

表1 因素水平表Table 1 Factors and levels table

表2 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果Table 2 Result of orthogonal experiment

由表2 可知，3 個(gè)因素對(duì)紅松松子殼多糖產(chǎn)率影響的主次順序是:料液比＞提取次數(shù)＞提取時(shí)間。最佳工藝條件為A3B2C2，即料液比1 ∶15，每次提取2 h，提取3 次。以所得最佳條件進(jìn)行3 次驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，紅松松子殼多糖平均產(chǎn)率為2.9%。

3 結(jié)論

水煎煮法提取紅松松子殼多糖的最佳工藝條件為:料液比1∶15，每次提取2 h，提取3 次。在此條件下，多糖產(chǎn)率為2.9%。該提取方法操作簡單，穩(wěn)定性好，生產(chǎn)成本較低，對(duì)于紅松松子殼多糖提取方法的工業(yè)化應(yīng)用具有一定參考價(jià)值。

［1］ 官員，張大偉，劉偉，等. 松屬植物天然多糖研究進(jìn)展［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012，40(25):12357-12359.

［2］ 王智航，張永紅，于婉婷，等.紅松松塔、松子殼研究進(jìn)展及在畜牧業(yè)中應(yīng)用可行性分析［J］. 國外畜牧學(xué)——豬與禽，2009，29(4):88-89.

［3］ 呂永俊，王士賢，彭芳，等.松果有效成分研究-Ⅵ.紅松與油松松塔及松子殼的抗癌活性［J］.大理學(xué)院學(xué)報(bào)，2008，7(2):1-2.

［4］ Sakagami H，Ikeda M，Unten S，et al.Antitumor activity of polysaccharide fractions from pine cone extract of pinus parviflora Sieb et Zucc［J］.Anticancer Res，1987，7 (6):1153-1159.

［5］ Nagasawa H，Iwai Y，Iwai M，et al.Suppression by a pine cone extract of Pinus parviflora Sieb et Zucc of mammary tumour virus in milk of mice［J］.Anticancer Res，1992，12(3):845-847.

［6］ Unten S，Sakagami H，Konno K.Stimulation of granulocytic cell iodination by pine cone antitumor substances［J］.Journal of Leukocyte Biology，1989，45(2):168-175.

［7］ Sakagami H，Konno K，Nonoyama M. Anti-HIV agents:US，4985249［P］.1991-01-15.

［8］ Harada H，Sakagami H，Nagata K，et al. Possible involvement of lignin structure in anti-influenza virus activity［J］.Antiviral Res，1991，15(1):41-49.

［9］ 劉中祿，呂鐵鋼，張永亮.松子殼多糖對(duì)小鼠主要免疫細(xì)胞的影響［J］. 中國比較醫(yī)學(xué)雜志，2010，20(10):33-37.

［10］楊浩，張曜武，張龍.3，5-二硝基水楊酸比色法測定淫羊藿多糖的含量［J］.天津化工，2012，26(1):60-62.

［11］趙海霞，袁丁，何毓敏，等.3，5-二硝基水楊酸比色法測定竹節(jié)參中多糖的含量［J］. 食品工業(yè)科技，2010，31(6):327-329.