馬尾松松果中原花青素的提取研究

王妙飛，孫湘婷，黃浩（贛南醫學院，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
（贛南醫學院，江西贛州341000）

摘要：為了進一步開發利用馬尾松，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。在單因素試驗的基礎上，采用響應面分析法對提取工藝進行優化，得到最佳的提取條件為：乙醇濃度60 %、超聲時間40 min、超聲功率35 W、pH 8，原花青素提取率為13.68 mg/g。試驗結果表明馬尾松松果含有較為豐富的原花青素，具有研究開發的價值。

關鍵詞：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。原花青素是目前國際上公認的清除人體內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，是中國南部主要材用樹種，也是荒山造林的先鋒樹種，經濟價值高。馬尾松的松油脂、松香、葉、根、莖均可入藥，但對于松果未見有相關的研究。有關研究表明松樹中富含原花青素[6-8]，為了進一步開發利用馬尾松，本試驗采用超聲波輔助提取馬尾松松果中的原花青素，以響應面分析法優化其提取工藝，為馬尾松的開發及應用提供科學依據。

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紫外可見分光光度計：上海應用實驗室；AB135-S型電子天平：METTLER TOLEDO；DSA50-GL2超聲清洗機：德森精工有限公司；202A-2電熱干燥箱：上海陽光實驗儀器有限公司；PH-3C數顯pH計：上海雷磁儀器廠。

兒茶素對照品AB276C（≥98 %）：天津一方科技有限公司；香草醛、無水乙醇、甲醇、鹽酸等試劑均為國產分析純試劑；試驗用水為蒸餾水。

1.3方法

1.3.1標準溶液制備及標準曲線繪制

精密稱取兒茶素對照品10.22 mg，配成濃度為1 022 mg/L的兒茶素標準溶液備用。精密量取標準溶液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，以不加標準溶液的相應溶液作空白，在波長500 nm處測定吸光度。

1.3.2原花青素提取工藝

松果經干燥，粉碎，過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間后過濾，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項下的方法，自加入4 %香草醛甲醇溶液起依法測定吸光度。

式中：C為由A值代入標準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；M為原料質量，g。

2　結果與討論

2.1原花青素標準工作曲線

以原花青素濃度C與吸光度A經回歸處理，得到標準工作曲線方程為：A=0.014 9C+0.014 6，R2=0.999 2。表明本方法有較好的線性關系，標準工作曲線見圖1。

圖1　原花青素標準工作曲線Fig.1 Standard curve of proanthocyanidins

2.2響應面分析法優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

在單因素的基礎上，采用Box-Behnken模型，以對提取率影響較為顯著的乙醇濃度、超聲時間、超聲功率、pH 4個因子為自變量，分別以A、B、C、D表示，松果原花青素提取率為響應值。試驗設計見表1。

表1　RSM試驗設計與結果Table 1 Experimental design and results of Response Surface Methodology（RSM）

續表1 RSM試驗設計與結果Continue table 1 Experimental design and results of Response Surface Methodology（RSM）

采用Design-Expert 7.0.0軟件，根據表1中松果原花青素提取率試驗數據進行多元回歸擬合，得到原花青素提取率對乙醇濃度、超聲時間、超聲功率和pH的二次多項回歸方程：

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

對模型進行方差分析結果見表2。

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

方差來源平方和自由度均方F值P值（顯著水平）

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

由表2結果得到：模型P<0.000 1，說明模型顯著，原花青素提取率F失擬=0.115 6，表明失擬項不顯著。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測和分析松果中原花青素的提取率。由F值可知，對超聲輔助法提取松果原花青素提取率影響大小順序為：超聲時間>pH>超聲功率>乙醇濃度。

2.2.2因素間的交互作用

超聲時間、超聲功率、乙醇濃度以及pH對原花青素提取率的影響見圖2～圖7。

圖2　乙醇濃度及超聲時間對原花青素提取率影響的響應曲面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原花青素提取率影響的響應曲面Fig.3 Response surface of ethanol concentration and power on productivity of proanthocyanidins

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

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

圖6　超聲時間及pH對原花青素提取率影響的響應曲面Fig.6 Response surface of extraction time and pH on productivity of proanthocyanidins

圖7　超聲功率及pH對原花青素提取率影響的響應曲面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、超聲時間、超聲功率以及pH對原花青素提取率的協同作用，響應曲面的最高點即為所選范圍內存在的極值。超聲時間的曲線較為陡峭說明對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驗證試驗

根據回歸模型預測的原花青素提取最佳工藝條件為：乙醇濃度60.98 %、超聲時間40 min、超聲功率34.27 W、pH 8.10時，原花青素提取率預測值為13.93 mg/g。考慮到實際操作的便利，采用修正后的條件進行3次平行試驗：乙醇濃度60 %、超聲時間40 min、超聲功率35 W、pH 8。試驗測得原花青素提取率平均值為13.68 mg/g，與預測值的誤差為1.79 %，說明采用響應面分析法優化的最佳提取條件可靠。

3　結論

本試驗采用響應面分析法優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 %、超聲時間40 min、超聲功率35 W、pH 8。試驗結果表明，馬尾松松果含有較為豐富的原花青素，為馬尾松的進一步開發利用提供了數據參考。

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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

作者簡介：王妙飛（1980—），女（漢），講師，碩士，研究方向：分析化學。

DOI：10.3969/j.issn.1005-6521.2016.08.014