馬尾松松果中原花青素的提取研究

王妙飛，孫湘婷，黃浩（贛南醫(yī)學(xué)院，江西贛州341000）

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馬尾松松果中原花青素的提取研究

王妙飛，孫湘婷，黃浩
（贛南醫(yī)學(xué)院，江西贛州341000）

摘要：為了進(jìn)一步開(kāi)發(fā)利用馬尾松，采用馬尾松松果為原料，采用超聲波法輔助提取原花青素，研究其中原花青素的含量。在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，采用響應(yīng)面分析法對(duì)提取工藝進(jìn)行優(yōu)化，得到最佳的提取條件為：乙醇濃度60 %、超聲時(shí)間40 min、超聲功率35 W、pH 8，原花青素提取率為13.68 mg/g。試驗(yàn)結(jié)果表明馬尾松松果含有較為豐富的原花青素，具有研究開(kāi)發(fā)的價(jià)值。

關(guān)鍵詞：馬尾松松果；原花青素；提取

原花青素是一類黃烷醇單體及其聚合體的多酚化合物，廣泛存在于各種植物中。原花青素是目前國(guó)際上公認(rèn)的清除人體內(nèi)自由基最有效的天然抗氧化劑[1-2]，其具有抗腫瘤[3-4]、保護(hù)視力、降低膽固醇、抗衰老[5]、抗輻射等生理活性。

馬尾松遍布于華中華南各地，是中國(guó)南部主要材用樹(shù)種，也是荒山造林的先鋒樹(shù)種，經(jīng)濟(jì)價(jià)值高。馬尾松的松油脂、松香、葉、根、莖均可入藥，但對(duì)于松果未見(jiàn)有相關(guān)的研究。有關(guān)研究表明松樹(shù)中富含原花青素[6-8]，為了進(jìn)一步開(kāi)發(fā)利用馬尾松，本試驗(yàn)采用超聲波輔助提取馬尾松松果中的原花青素，以響應(yīng)面分析法優(yōu)化其提取工藝，為馬尾松的開(kāi)發(fā)及應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。

1　材料與方法

1.1材料

松果：采于江西省贛州市馬尾松。

1.2儀器與試劑

PE Lambda35 UV/VIS紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)：上海應(yīng)用實(shí)驗(yàn)室；AB135-S型電子天平：METTLER TOLEDO；DSA50-GL2超聲清洗機(jī)：德森精工有限公司；202A-2電熱干燥箱：上海陽(yáng)光實(shí)驗(yàn)儀器有限公司；PH-3C數(shù)顯pH計(jì)：上海雷磁儀器廠。

兒茶素對(duì)照品AB276C（≥98 %）：天津一方科技有限公司；香草醛、無(wú)水乙醇、甲醇、鹽酸等試劑均為國(guó)產(chǎn)分析純?cè)噭?；試?yàn)用水為蒸餾水。

1.3方法

1.3.1標(biāo)準(zhǔn)溶液制備及標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制

精密稱取兒茶素對(duì)照品10.22 mg，配成濃度為1 022 mg/L的兒茶素標(biāo)準(zhǔn)溶液備用。精密量取標(biāo)準(zhǔn)溶液0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 mL于10 mL比色管中，以甲醇補(bǔ)至1.0 mL，加入6 mL 4 %香草醛甲醇溶液和3 mL濃鹽酸顯色，搖勻，室溫避光放置1 h，以不加標(biāo)準(zhǔn)溶液的相應(yīng)溶液作空白，在波長(zhǎng)500 nm處測(cè)定吸光度。

1.3.2原花青素提取工藝

松果經(jīng)干燥，粉碎，過(guò)60目篩，取適量于試管中，加入乙醇溶液，置于超聲儀中在一定的超聲功率、溫度及pH條件下超聲提取一段時(shí)間后過(guò)濾，得供試品溶液。精密量取供試品溶液1.0 mL置于10 mL比色管中，按1.3.1項(xiàng)下的方法，自加入4 %香草醛甲醇溶液起依法測(cè)定吸光度。

式中：C為由A值代入標(biāo)準(zhǔn)曲線方程求得稀釋后提取液濃度，mg/L；V為提取液體積，L；D為稀釋倍數(shù)；M為原料質(zhì)量，g。

2　結(jié)果與討論

2.1原花青素標(biāo)準(zhǔn)工作曲線

以原花青素濃度C與吸光度A經(jīng)回歸處理，得到標(biāo)準(zhǔn)工作曲線方程為：A=0.014 9C+0.014 6，R2=0.999 2。表明本方法有較好的線性關(guān)系，標(biāo)準(zhǔn)工作曲線見(jiàn)圖1。

圖1　原花青素標(biāo)準(zhǔn)工作曲線Fig.1 Standard curve of proanthocyanidins

2.2響應(yīng)面分析法優(yōu)化松果中原花青素的提取工藝

2.2.1 RSM分析法考察因素及水平

在單因素的基礎(chǔ)上，采用Box-Behnken模型，以對(duì)提取率影響較為顯著的乙醇濃度、超聲時(shí)間、超聲功率、pH 4個(gè)因子為自變量，分別以A、B、C、D表示，松果原花青素提取率為響應(yīng)值。試驗(yàn)設(shè)計(jì)見(jiàn)表1。

表1　RSM試驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果Table 1 Experimental design and results of Response Surface Methodology（RSM）

續(xù)表1 RSM試驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果Continue table 1 Experimental design and results of Response Surface Methodology（RSM）

采用Design-Expert 7.0.0軟件，根據(jù)表1中松果原花青素提取率試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行多元回歸擬合，得到原花青素提取率對(duì)乙醇濃度、超聲時(shí)間、超聲功率和pH的二次多項(xiàng)回歸方程：

Y=11.50-0.005 8A+2.76B+0.32C+0.64D+0.11AB-0.71AC +0.10AD -0.99BC -0.11BD +0.49CD -2.18A2-0.41B2-2.25C2-2.31D2

對(duì)模型進(jìn)行方差分析結(jié)果見(jiàn)表2。

表2　擬合二次多項(xiàng)式模型的方差分析Table 2 Analysis of variance（ANOVA）for the fitted quadratic polynomial model

方差來(lái)源平方和自由度均方F值P值（顯著水平）

續(xù)表2擬合二次多項(xiàng)式模型的方差分析Continue table 2 Analysis of variance（ANOVA）for the fitted quadratic polynomial model

由表2結(jié)果得到：模型P<0.000 1，說(shuō)明模型顯著，原花青素提取率F失擬=0.115 6，表明失擬項(xiàng)不顯著。R2Adj=0.989 1表明回歸方程擬合度較好，可以采用該模型較好的預(yù)測(cè)和分析松果中原花青素的提取率。由F值可知，對(duì)超聲輔助法提取松果原花青素提取率影響大小順序?yàn)椋撼晻r(shí)間>pH>超聲功率>乙醇濃度。

2.2.2因素間的交互作用

超聲時(shí)間、超聲功率、乙醇濃度以及pH對(duì)原花青素提取率的影響見(jiàn)圖2～圖7。

圖2　乙醇濃度及超聲時(shí)間對(duì)原花青素提取率影響的響應(yīng)曲面Fig.2 Response surface of ethanol concentration and extraction time on productivity of proanthocyanidins

圖3　乙醇濃度及超聲功率對(duì)原花青素提取率影響的響應(yīng)曲面Fig.3 Response surface of ethanol concentration and power on productivity of proanthocyanidins

圖4　乙醇濃度及pH對(duì)原花青素提取率影響的響應(yīng)曲面Fig.4 Response surface of ethanol concentration and pH on productivity of proanthocyanidins

圖5　超聲時(shí)間及超聲功率對(duì)原花青素提取率影響的響應(yīng)曲面Fig.5 Response surface of extraction time and power on productivity of proanthocyanidins

圖6　超聲時(shí)間及pH對(duì)原花青素提取率影響的響應(yīng)曲面Fig.6 Response surface of extraction time and pH on productivity of proanthocyanidins

圖7　超聲功率及pH對(duì)原花青素提取率影響的響應(yīng)曲面Fig.7 Response surface of power and pH on productivity of proanthocyanidins

由圖2～圖7可以看出乙醇濃度、超聲時(shí)間、超聲功率以及pH對(duì)原花青素提取率的協(xié)同作用，響應(yīng)曲面的最高點(diǎn)即為所選范圍內(nèi)存在的極值。超聲時(shí)間的曲線較為陡峭說(shuō)明對(duì)原花青素提取率的影響最顯著，其次分別為pH、超聲功率、乙醇濃度。原花青素提取率隨著超聲時(shí)間的增大而增加，但增加的幅度不斷的減小。隨著pH、超聲功率、乙醇濃度的增大，提取率是先增加后減少，變化幅度較小，曲線較為平滑。

2.2.3驗(yàn)證試驗(yàn)

根據(jù)回歸模型預(yù)測(cè)的原花青素提取最佳工藝條件為：乙醇濃度60.98 %、超聲時(shí)間40 min、超聲功率34.27 W、pH 8.10時(shí)，原花青素提取率預(yù)測(cè)值為13.93 mg/g?？紤]到實(shí)際操作的便利，采用修正后的條件進(jìn)行3次平行試驗(yàn)：乙醇濃度60 %、超聲時(shí)間40 min、超聲功率35 W、pH 8。試驗(yàn)測(cè)得原花青素提取率平均值為13.68 mg/g，與預(yù)測(cè)值的誤差為1.79 %，說(shuō)明采用響應(yīng)面分析法優(yōu)化的最佳提取條件可靠。

3　結(jié)論

本試驗(yàn)采用響應(yīng)面分析法優(yōu)化了馬尾松松果原花青素提取工藝，得到最佳工藝條件為：乙醇濃度60 %、超聲時(shí)間40 min、超聲功率35 W、pH 8。試驗(yàn)結(jié)果表明，馬尾松松果含有較為豐富的原花青素，為馬尾松的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)利用提供了數(shù)據(jù)參考。

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Study on the Extraction Process of Proanthocyanidins in Pinecone of Pinus massoniana

WANG Miao-fei，SUN Xiang-ting，HUANG Hao
（Gannan Medical University，Ganzhou 341000，Jiangxi，China）

Abstract：The extraction of proanthocyanidins with ultrasound assistance from pinecone of Pinus massoniana was investigated. Based on single factor tests，the extraction conditions of proanthocyanidins were optimized by response surface methodology. The maximum yield of proanthocyanidins（13.68 mg/g）was obtained when the extraction was made in ethanol concentration 60 %，extraction time 40 min，power 35 W，pH 8. The result showed that pinecone of Pinus massoniana had great development value.

Key words：pinecone of Pinus massoniana；proanthocyanidins；extraction

收稿日期：2015-02-27

作者簡(jiǎn)介：王妙飛（1980—），女（漢），講師，碩士，研究方向：分析化學(xué)。

DOI：10.3969/j.issn.1005-6521.2016.08.014