雪松松針多糖提取及中紅外光譜研究

徐元媛，戎 媛，叢 菲，王雪琪，張 蕊，栗亞釗，劉昊雨

（1.石家莊學(xué)院化工學(xué)院，河北 石家莊 050035；2.豐寧國有林場管理處平頂山林場，河北 承德 068350）

0 引 言

松針是雪松、黑松、馬尾松、油松、紅松、華山松、云南松、樟子松等松屬植物中的針葉。松針多糖是松針的提取物，具有良好的抗氧化性和清除自由基的能力，廣泛應(yīng)用于畜牧領(lǐng)域。

松針多糖的廣泛應(yīng)用與其特殊結(jié)構(gòu)有關(guān)。中紅外（MIR） 光譜法廣泛應(yīng)用于化合物結(jié)構(gòu)研究，但松針多糖的MIR 光譜研究少見報道。

本課題以石家莊高新技術(shù)開發(fā)區(qū)本地雪松松針為研究對象，分別開展了多糖提取及MIR 光譜（一維MIR 光譜、二階導(dǎo)數(shù)MIR 光譜、四階導(dǎo)數(shù)MIR 光譜和去卷積MIR 光譜） 的研究，為雪松松針多糖的應(yīng)用研究提供重要的科學(xué)參考。

1 實驗部分

1.1 材 料

①雪松松針：石家莊學(xué)院北校區(qū)化學(xué)實驗樓前采集，經(jīng)過中國科學(xué)院中國植物志編輯委員會、中國植物志（第七卷） 雪松松針標本圖庫比對確定；②純凈水：娃哈哈純凈水，杭州娃哈哈非?？蓸凤嬃嫌邢薰旧a(chǎn)。

1.2 儀 器

①Spectrum 100 型紅外光譜儀：美國PE 公司生產(chǎn)；②Golden Gate 型單反射變溫附件：英國Specac 公司生產(chǎn)。

1.3 實驗方法

①雪松松針多糖MIR 光譜實驗以空氣為背景，將信號進行8 次掃描、累加；②雪松松針多糖MIR光譜數(shù)據(jù)的獲得采用PE 公司Spectrum v 6.3.5 操作軟件。

2 結(jié)果討論

2.1 雪松松針多糖的提取工藝

將50.00 g 雪松松針（規(guī)格為1 cm） 和250.00 mL 蒸餾水分別加入到500 mL 圓底燒瓶中，加熱、回流2 h，冷卻至室溫，過濾。再將濾液濃縮，即得到5.53 g 淡黃色雪松松針多糖的粗品，收率約為11.1%。

2.2 雪松松針多糖MIR 光譜研究

2.2.1 雪松松針多糖一維MIR 光譜研究

在溫度為303 K 時，采用一維MIR 光譜開展了雪松松針多糖分子結(jié)構(gòu)的研究。

雪松松針多糖一維MIR 光譜如圖1 所示。

圖 1 雪松松針多糖一維MIR光譜Fig.1 One-dimensional MIR spectrum of cedar needles polysaccharide

由圖1 可以得出以下結(jié)論。

（1） 在3 210.98 cm-1頻率處的吸收峰歸屬于雪松松針多糖分子OH 伸縮振動模式 （νOH-雪松松針多糖-一維）。

（2） 在1 605.87 cm-1頻率處的吸收峰歸屬于雪松松針多糖分子芳基骨架伸縮振動模式（νC=C-雪松松針多糖 - 一維）。

（3） 在 1 067.67 和 1 043.71 cm-1頻率處的吸收峰歸屬于雪松松針多糖分子C-O 伸縮振動模式（νC-O- 雪松松針多糖 - 一維）。

2.2.2 雪松松針多糖二階導(dǎo)數(shù)MIR 光譜研究

在溫度為303 K 時，采用二階導(dǎo)數(shù)MIR 光譜開展了雪松松針多糖分子結(jié)構(gòu)的研究。

雪松松針多糖二階導(dǎo)數(shù)MIR 光譜如圖2 所示。

圖2 雪松松針多糖二階導(dǎo)數(shù)MIR光譜Fig.2 Second derivative MIR spectrum of cedar needles polysaccharide

由圖2 可以得出以下結(jié)論。

（1） 在 3 648.92 和 3 469.32 cm-1頻率處的吸收峰歸屬于雪松松針多糖分子OH 伸縮振動模式（νOH- 雪松松針多糖 - 二階導(dǎo)數(shù)）。

（2） 在 1 747.59、1 732.42 和 1 714.18 cm-1頻率處的吸收峰歸屬于雪松松針多糖分子中C=O 伸縮振動模式 （νC=O-雪松松針多糖-二階導(dǎo)數(shù)）。

（3） 在 1 660.13 和 1 649.68 cm-1頻率處的吸收峰歸屬于雪松松針多糖分子中酰胺Ⅰ帶特征紅外吸收峰 （ν酰胺-Ⅰ-雪松松針多糖-二階導(dǎo)數(shù)）。

（4） 在 1 603.09、1 578.94、1 499.73 和1 453.80 cm-1頻率處的吸收峰歸屬于雪松松針多糖分子芳基骨架伸縮振動模式 （νC=C-雪松松針多糖-二階導(dǎo)數(shù)）。

（5） 在 1 553.80、1 540.58 和 1 511.29 cm-1頻率處的吸收峰歸屬于雪松松針多糖分子中酰胺Ⅱ帶特征紅外吸收峰 （ν酰胺-Ⅱ-雪松松針多糖-二階導(dǎo)數(shù)）。

（6） 在 1 068.33、1 044.02 和 1 009.29 cm-1頻率處的吸收峰歸屬于雪松松針多糖分子C-O 伸縮振動模式 （νC-O-雪松松針多糖-二階導(dǎo)數(shù)）。

2.2.3 雪松松針多糖四階導(dǎo)數(shù)MIR 光譜研究

在溫度為303 K 時，采用四階導(dǎo)數(shù)MIR 光譜開展了雪松松針多糖分子結(jié)構(gòu)的研究。

雪松松針多糖四階導(dǎo)數(shù)MIR 光譜如圖3 所示。

圖 3 雪松松針多糖四階導(dǎo)數(shù)MIR光譜Fig.3 Fourth derivative MIR spectrum of cedar needles polysaccharide

由圖3 可以得出以下結(jié)論。

（1） 在3 648.96 cm-1頻率處的吸收峰歸屬于雪松松針多糖分子OH 伸縮振動模式（νOH-雪松松針多糖-四階導(dǎo)數(shù)）。

（2） 在 1 732.89、1 723.26 和 1 715.92 cm-1頻率處的吸收峰歸屬于雪松松針多糖分子中C=O 伸縮振動模式 （νC=O-雪松松針多糖-四階導(dǎo)數(shù)）。

（3） 在 1 659.08、1 651.90 和 1 645.10 cm-1頻率處的吸收峰歸屬于雪松松針多糖分子中酰胺Ⅰ帶特征紅外吸收峰 （ν酰胺-Ⅰ-雪松松針多糖-四階導(dǎo)數(shù)）。

（4） 在 1 577.56 和 1 501.64 cm-1頻率處的吸收峰歸屬于雪松松針多糖分子芳基骨架伸縮振動模式 （νC=C- 雪松松針多糖 - 四階導(dǎo)數(shù)）。

（5） 在 1 555.02、1 541.50 和 1 514.39 cm-1頻率處的吸收峰歸屬于雪松松針多糖分子中酰胺Ⅱ帶特征紅外吸收峰 （ν酰胺-Ⅱ-雪松松針多糖-四階導(dǎo)數(shù)）。

（6） 在1 463.04 cm-1頻率處的吸收峰歸屬于雪松松針多糖分子CH2變角振動模式（δCH2-雪松松針多糖-四階導(dǎo)數(shù)）。

（7） 在 1 085.47、1 077.71、1 069.30、1 055.32、1045.99和1 007.66 cm-1頻率處的吸收峰歸屬于雪松松針多糖分子 C-O 伸縮振動模式（νC-O-雪松松針多糖-四階導(dǎo)數(shù)）。

2.2.4 雪松松針多糖去卷積MIR 光譜研究

在溫度為303 K 時，采用去卷積MIR 光譜開展了雪松松針多糖分子結(jié)構(gòu)的研究。

雪松松針多糖去卷積MIR 光譜如圖4 所示。

圖 4 雪松松針多糖去卷積MIR光譜Fig.4 Deconvolution MIR spectrum of cedar needles polysaccharide

由圖4 可以得出以下結(jié)論。

（1） 在3 221.80 cm-1頻率處的吸收峰歸屬于雪松松針多糖分子OH 伸縮振動模式（νOH-雪松松針多糖-去卷積）。

（2） 在 1 739.12、1 733.85、1 723.02 和1 716.99 cm-1頻率處的吸收峰歸屬于雪松松針多糖分子中 C=O 伸縮振動模式 （νC=O-雪松松針多糖-去卷積）。

（3） 在 1 658.96、1 656.02、1 652.30、1 646.92、1638.99、1635.04 和 1 631.03 cm-1頻率處的吸收峰歸屬于雪松松針多糖分子中酰胺Ⅰ帶特征紅外吸收峰 （ν酰胺 -Ⅰ- 雪松松針多糖 - 去卷積）。

（4） 在 1 602.93、1 577.14 和 1 501.85 cm-1頻率處的吸收峰歸屬于雪松松針多糖分子芳基骨架伸縮振動模式 （νC=C-雪松松針多糖-去卷積）。

（5） 在 1 570.77、1 566.96、1 562.00、1 558.97、1 555.97、1 543.99、1 540.88、1 537.40、1 525.04、1 521.03、1 516.10 和1510.85 cm-1頻率處的吸收峰歸屬于雪松松針多糖分子中酰胺Ⅱ帶特征紅外吸收峰 （ν酰胺 -Ⅱ- 雪松松針多糖 - 去卷積）。

（6） 在 1 070.9 3 和 1 043.81 cm-1頻率處的吸收峰歸屬于雪松松針多糖分子C-O 伸縮振動模式（νC-O- 雪松松針多糖 - 去卷積）。

在溫度為303 K 時，雪松松針多糖其它官能團的相關(guān)光譜信息見表1。

表1 雪松松針多糖MIR 光譜數(shù)據(jù)Table 1 Datas of MIR spectrum of cedar needles polysaccharide

3 結(jié) 語

通過研究雪松松針多糖的MIR 光譜，可以確定雪松松針多糖的主要紅外吸收模式包括νOH-雪松松針多糖、νC=O- 雪松松針多糖、ν酰胺 -Ⅰ- 雪松松針多糖、νC=C- 雪松松針多糖、ν酰胺 -Ⅱ- 雪松松針多糖、δCH2- 雪松松針多糖和 νC-O- 雪松松針多糖等。

雪松松針多糖的主要化學(xué)結(jié)構(gòu)包括蛋白質(zhì)、糖類、油脂及纖維素。雪松松針多糖一維MIR 光譜可以提供基本的光譜信息；雪松松針多糖二階導(dǎo)數(shù)MIR 光譜和雪松松針多糖四階導(dǎo)數(shù)MIR 光譜的譜圖分辨要進一步加強；雪松松針多糖去卷積MIR光譜則過于復(fù)雜，其頻率歸屬則較為困難。

河北省石家莊地區(qū)具有豐富的雪松松針資源，本課題拓展了MIR 光譜在重要的林副產(chǎn)品（雪松松針多糖） 的研究范圍，具有非常重要的應(yīng)用研究價值。