马尾松松果中原花青素的提取研究

王妙飞，孙湘婷，黄浩（赣南医学院，江西赣州341000）



马尾松松果中原花青素的提取研究

王妙飞，孙湘婷，黄浩
（赣南医学院，江西赣州341000）

摘要：为了进一步开发利用马尾松，采用马尾松松果为原料，采用超声波法辅助提取原花青素，研究其中原花青素的含量。在单因素试验的基础上，采用响应面分析法对提取工艺进行优化，得到最佳的提取条件为：乙醇浓度60 %、超声时间40 min、超声功率35 W、pH 8，原花青素提取率为13.68 mg/g。试验结果表明马尾松松果含有较为丰富的原花青素，具有研究开发的价值。

关键词：马尾松松果；原花青素；提取

原花青素是一类黄烷醇单体及其聚合体的多酚化合物，广泛存在于各种植物中。原花青素是目前国际上公认的清除人体内自由基最有效的天然抗氧化剂[1-2]，其具有抗肿瘤[3-4]、保护视力、降低胆固醇、抗衰老[5]、抗辐射等生理活性。

马尾松遍布于华中华南各地，是中国南部主要材用树种，也是荒山造林的先锋树种，经济价值高。马尾松的松油脂、松香、叶、根、茎均可入药，但对于松果未见有相关的研究。有关研究表明松树中富含原花青素[6-8]，为了进一步开发利用马尾松，本试验采用超声波辅助提取马尾松松果中的原花青素，以响应面分析法优化其提取工艺，为马尾松的开发及应用提供科学依据。

1　材料与方法

1.1材料

松果：采于江西省赣州市马尾松。

1.2仪器与试剂

PE Lambda35 UV/VIS紫外可见分光光度计：上海应用实验室；AB135-S型电子天平：METTLER TOLEDO；DSA50-GL2超声清洗机：德森精工有限公司；202A-2电热干燥箱：上海阳光实验仪器有限公司；PH-3C数显pH计：上海雷磁仪器厂。

儿茶素对照品AB276C（≥98 %）：天津一方科技有限公司；香草醛、无水乙醇、甲醇、盐酸等试剂均为国产分析纯试剂；试验用水为蒸馏水。

1.3方法

1.3.1标准溶液制备及标准曲线绘制

精密称取儿茶素对照品10.22 mg，配成浓度为1 022 mg/L的儿茶素标准溶液备用。精密量取标准溶液0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 mL于10 mL比色管中，以甲醇补至1.0 mL，加入6 mL 4 %香草醛甲醇溶液和3 mL浓盐酸显色，摇匀，室温避光放置1 h，以不加标准溶液的相应溶液作空白，在波长500 nm处测定吸光度。

1.3.2原花青素提取工艺

松果经干燥，粉碎，过60目筛，取适量于试管中，加入乙醇溶液，置于超声仪中在一定的超声功率、温度及pH条件下超声提取一段时间后过滤，得供试品溶液。精密量取供试品溶液1.0 mL置于10 mL比色管中，按1.3.1项下的方法，自加入4 %香草醛甲醇溶液起依法测定吸光度。

式中：C为由A值代入标准曲线方程求得稀释后提取液浓度，mg/L；V为提取液体积，L；D为稀释倍数；M为原料质量，g。

2　结果与讨论

2.1原花青素标准工作曲线

以原花青素浓度C与吸光度A经回归处理，得到标准工作曲线方程为：A=0.014 9C+0.014 6，R2=0.999 2。表明本方法有较好的线性关系，标准工作曲线见图1。

图1　原花青素标准工作曲线Fig.1 Standard curve of proanthocyanidins

2.2响应面分析法优化松果中原花青素的提取工艺

2.2.1 RSM分析法考察因素及水平

在单因素的基础上，采用Box-Behnken模型，以对提取率影响较为显著的乙醇浓度、超声时间、超声功率、pH 4个因子为自变量，分别以A、B、C、D表示，松果原花青素提取率为响应值。试验设计见表1。

表1　RSM试验设计与结果Table 1 Experimental design and results of Response Surface Methodology（RSM）

续表1 RSM试验设计与结果Continue table 1 Experimental design and results of Response Surface Methodology（RSM）

采用Design-Expert 7.0.0软件，根据表1中松果原花青素提取率试验数据进行多元回归拟合，得到原花青素提取率对乙醇浓度、超声时间、超声功率和pH的二次多项回归方程：

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

对模型进行方差分析结果见表2。

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

方差来源平方和自由度均方F值P值（显著水平）

续表2拟合二次多项式模型的方差分析Continue table 2 Analysis of variance（ANOVA）for the fitted quadratic polynomial model

由表2结果得到：模型P<0.000 1，说明模型显著，原花青素提取率F失拟=0.115 6，表明失拟项不显著。R2Adj=0.989 1表明回归方程拟合度较好，可以采用该模型较好的预测和分析松果中原花青素的提取率。由F值可知，对超声辅助法提取松果原花青素提取率影响大小顺序为：超声时间>pH>超声功率>乙醇浓度。

2.2.2因素间的交互作用

超声时间、超声功率、乙醇浓度以及pH对原花青素提取率的影响见图2～图7。

图2　乙醇浓度及超声时间对原花青素提取率影响的响应曲面Fig.2 Response surface of ethanol concentration and extraction time on productivity of proanthocyanidins

图3　乙醇浓度及超声功率对原花青素提取率影响的响应曲面Fig.3 Response surface of ethanol concentration and power on productivity of proanthocyanidins

图4　乙醇浓度及pH对原花青素提取率影响的响应曲面Fig.4 Response surface of ethanol concentration and pH on productivity of proanthocyanidins

图5　超声时间及超声功率对原花青素提取率影响的响应曲面Fig.5 Response surface of extraction time and power on productivity of proanthocyanidins

图6　超声时间及pH对原花青素提取率影响的响应曲面Fig.6 Response surface of extraction time and pH on productivity of proanthocyanidins

图7　超声功率及pH对原花青素提取率影响的响应曲面Fig.7 Response surface of power and pH on productivity of proanthocyanidins

由图2～图7可以看出乙醇浓度、超声时间、超声功率以及pH对原花青素提取率的协同作用，响应曲面的最高点即为所选范围内存在的极值。超声时间的曲线较为陡峭说明对原花青素提取率的影响最显著，其次分别为pH、超声功率、乙醇浓度。原花青素提取率随着超声时间的增大而增加，但增加的幅度不断的减小。随着pH、超声功率、乙醇浓度的增大，提取率是先增加后减少，变化幅度较小，曲线较为平滑。

2.2.3验证试验

根据回归模型预测的原花青素提取最佳工艺条件为：乙醇浓度60.98 %、超声时间40 min、超声功率34.27 W、pH 8.10时，原花青素提取率预测值为13.93 mg/g。考虑到实际操作的便利，采用修正后的条件进行3次平行试验：乙醇浓度60 %、超声时间40 min、超声功率35 W、pH 8。试验测得原花青素提取率平均值为13.68 mg/g，与预测值的误差为1.79 %，说明采用响应面分析法优化的最佳提取条件可靠。

3　结论

本试验采用响应面分析法优化了马尾松松果原花青素提取工艺，得到最佳工艺条件为：乙醇浓度60 %、超声时间40 min、超声功率35 W、pH 8。试验结果表明，马尾松松果含有较为丰富的原花青素，为马尾松的进一步开发利用提供了数据参考。

参考文献：

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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

作者简介：王妙飞（1980—），女（汉），讲师，硕士，研究方向：分析化学。

DOI：10.3969/j.issn.1005-6521.2016.08.014