雪松松针多糖提取及中红外光谱研究

徐元媛，戎 媛，丛 菲，王雪琪，张 蕊，栗亚钊，刘昊雨

（1.石家庄学院化工学院，河北 石家庄 050035；2.丰宁国有林场管理处平顶山林场，河北 承德 068350）

0 引 言

松针是雪松、黑松、马尾松、油松、红松、华山松、云南松、樟子松等松属植物中的针叶。松针多糖是松针的提取物，具有良好的抗氧化性和清除自由基的能力，广泛应用于畜牧领域。

松针多糖的广泛应用与其特殊结构有关。中红外（MIR） 光谱法广泛应用于化合物结构研究，但松针多糖的MIR 光谱研究少见报道。

本课题以石家庄高新技术开发区本地雪松松针为研究对象，分别开展了多糖提取及MIR 光谱（一维MIR 光谱、二阶导数MIR 光谱、四阶导数MIR 光谱和去卷积MIR 光谱） 的研究，为雪松松针多糖的应用研究提供重要的科学参考。

1 实验部分

1.1 材 料

①雪松松针：石家庄学院北校区化学实验楼前采集，经过中国科学院中国植物志编辑委员会、中国植物志（第七卷） 雪松松针标本图库比对确定；②纯净水：娃哈哈纯净水，杭州娃哈哈非常可乐饮料有限公司生产。

1.2 仪 器

①Spectrum 100 型红外光谱仪：美国PE 公司生产；②Golden Gate 型单反射变温附件：英国Specac 公司生产。

1.3 实验方法

①雪松松针多糖MIR 光谱实验以空气为背景，将信号进行8 次扫描、累加；②雪松松针多糖MIR光谱数据的获得采用PE 公司Spectrum v 6.3.5 操作软件。

2 结果讨论

2.1 雪松松针多糖的提取工艺

将50.00 g 雪松松针（规格为1 cm） 和250.00 mL 蒸馏水分别加入到500 mL 圆底烧瓶中，加热、回流2 h，冷却至室温，过滤。再将滤液浓缩，即得到5.53 g 淡黄色雪松松针多糖的粗品，收率约为11.1%。

2.2 雪松松针多糖MIR 光谱研究

2.2.1 雪松松针多糖一维MIR 光谱研究

在温度为303 K 时，采用一维MIR 光谱开展了雪松松针多糖分子结构的研究。

雪松松针多糖一维MIR 光谱如图1 所示。

图 1 雪松松针多糖一维MIR光谱Fig.1 One-dimensional MIR spectrum of cedar needles polysaccharide

由图1 可以得出以下结论。

（1） 在3 210.98 cm-1频率处的吸收峰归属于雪松松针多糖分子OH 伸缩振动模式 （νOH-雪松松针多糖-一维）。

（2） 在1 605.87 cm-1频率处的吸收峰归属于雪松松针多糖分子芳基骨架伸缩振动模式（νC=C-雪松松针多糖 - 一维）。

（3） 在 1 067.67 和 1 043.71 cm-1频率处的吸收峰归属于雪松松针多糖分子C-O 伸缩振动模式（νC-O- 雪松松针多糖 - 一维）。

2.2.2 雪松松针多糖二阶导数MIR 光谱研究

在温度为303 K 时，采用二阶导数MIR 光谱开展了雪松松针多糖分子结构的研究。

雪松松针多糖二阶导数MIR 光谱如图2 所示。

图2 雪松松针多糖二阶导数MIR光谱Fig.2 Second derivative MIR spectrum of cedar needles polysaccharide

由图2 可以得出以下结论。

（1） 在 3 648.92 和 3 469.32 cm-1频率处的吸收峰归属于雪松松针多糖分子OH 伸缩振动模式（νOH- 雪松松针多糖 - 二阶导数）。

（2） 在 1 747.59、1 732.42 和 1 714.18 cm-1频率处的吸收峰归属于雪松松针多糖分子中C=O 伸缩振动模式 （νC=O-雪松松针多糖-二阶导数）。

（3） 在 1 660.13 和 1 649.68 cm-1频率处的吸收峰归属于雪松松针多糖分子中酰胺Ⅰ带特征红外吸收峰 （ν酰胺-Ⅰ-雪松松针多糖-二阶导数）。

（4） 在 1 603.09、1 578.94、1 499.73 和1 453.80 cm-1频率处的吸收峰归属于雪松松针多糖分子芳基骨架伸缩振动模式 （νC=C-雪松松针多糖-二阶导数）。

（5） 在 1 553.80、1 540.58 和 1 511.29 cm-1频率处的吸收峰归属于雪松松针多糖分子中酰胺Ⅱ带特征红外吸收峰 （ν酰胺-Ⅱ-雪松松针多糖-二阶导数）。

（6） 在 1 068.33、1 044.02 和 1 009.29 cm-1频率处的吸收峰归属于雪松松针多糖分子C-O 伸缩振动模式 （νC-O-雪松松针多糖-二阶导数）。

2.2.3 雪松松针多糖四阶导数MIR 光谱研究

在温度为303 K 时，采用四阶导数MIR 光谱开展了雪松松针多糖分子结构的研究。

雪松松针多糖四阶导数MIR 光谱如图3 所示。

图 3 雪松松针多糖四阶导数MIR光谱Fig.3 Fourth derivative MIR spectrum of cedar needles polysaccharide

由图3 可以得出以下结论。

（1） 在3 648.96 cm-1频率处的吸收峰归属于雪松松针多糖分子OH 伸缩振动模式（νOH-雪松松针多糖-四阶导数）。

（2） 在 1 732.89、1 723.26 和 1 715.92 cm-1频率处的吸收峰归属于雪松松针多糖分子中C=O 伸缩振动模式 （νC=O-雪松松针多糖-四阶导数）。

（3） 在 1 659.08、1 651.90 和 1 645.10 cm-1频率处的吸收峰归属于雪松松针多糖分子中酰胺Ⅰ带特征红外吸收峰 （ν酰胺-Ⅰ-雪松松针多糖-四阶导数）。

（4） 在 1 577.56 和 1 501.64 cm-1频率处的吸收峰归属于雪松松针多糖分子芳基骨架伸缩振动模式 （νC=C- 雪松松针多糖 - 四阶导数）。

（5） 在 1 555.02、1 541.50 和 1 514.39 cm-1频率处的吸收峰归属于雪松松针多糖分子中酰胺Ⅱ带特征红外吸收峰 （ν酰胺-Ⅱ-雪松松针多糖-四阶导数）。

（6） 在1 463.04 cm-1频率处的吸收峰归属于雪松松针多糖分子CH2变角振动模式（δCH2-雪松松针多糖-四阶导数）。

（7） 在 1 085.47、1 077.71、1 069.30、1 055.32、1045.99和1 007.66 cm-1频率处的吸收峰归属于雪松松针多糖分子 C-O 伸缩振动模式（νC-O-雪松松针多糖-四阶导数）。

2.2.4 雪松松针多糖去卷积MIR 光谱研究

在温度为303 K 时，采用去卷积MIR 光谱开展了雪松松针多糖分子结构的研究。

雪松松针多糖去卷积MIR 光谱如图4 所示。

图 4 雪松松针多糖去卷积MIR光谱Fig.4 Deconvolution MIR spectrum of cedar needles polysaccharide

由图4 可以得出以下结论。

（1） 在3 221.80 cm-1频率处的吸收峰归属于雪松松针多糖分子OH 伸缩振动模式（νOH-雪松松针多糖-去卷积）。

（2） 在 1 739.12、1 733.85、1 723.02 和1 716.99 cm-1频率处的吸收峰归属于雪松松针多糖分子中 C=O 伸缩振动模式 （νC=O-雪松松针多糖-去卷积）。

（3） 在 1 658.96、1 656.02、1 652.30、1 646.92、1638.99、1635.04 和 1 631.03 cm-1频率处的吸收峰归属于雪松松针多糖分子中酰胺Ⅰ带特征红外吸收峰 （ν酰胺 -Ⅰ- 雪松松针多糖 - 去卷积）。

（4） 在 1 602.93、1 577.14 和 1 501.85 cm-1频率处的吸收峰归属于雪松松针多糖分子芳基骨架伸缩振动模式 （νC=C-雪松松针多糖-去卷积）。

（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频率处的吸收峰归属于雪松松针多糖分子中酰胺Ⅱ带特征红外吸收峰 （ν酰胺 -Ⅱ- 雪松松针多糖 - 去卷积）。

（6） 在 1 070.9 3 和 1 043.81 cm-1频率处的吸收峰归属于雪松松针多糖分子C-O 伸缩振动模式（νC-O- 雪松松针多糖 - 去卷积）。

在温度为303 K 时，雪松松针多糖其它官能团的相关光谱信息见表1。

表1 雪松松针多糖MIR 光谱数据Table 1 Datas of MIR spectrum of cedar needles polysaccharide

3 结 语

通过研究雪松松针多糖的MIR 光谱，可以确定雪松松针多糖的主要红外吸收模式包括νOH-雪松松针多糖、νC=O- 雪松松针多糖、ν酰胺 -Ⅰ- 雪松松针多糖、νC=C- 雪松松针多糖、ν酰胺 -Ⅱ- 雪松松针多糖、δCH2- 雪松松针多糖和 νC-O- 雪松松针多糖等。

雪松松针多糖的主要化学结构包括蛋白质、糖类、油脂及纤维素。雪松松针多糖一维MIR 光谱可以提供基本的光谱信息；雪松松针多糖二阶导数MIR 光谱和雪松松针多糖四阶导数MIR 光谱的谱图分辨要进一步加强；雪松松针多糖去卷积MIR光谱则过于复杂，其频率归属则较为困难。

河北省石家庄地区具有丰富的雪松松针资源，本课题拓展了MIR 光谱在重要的林副产品（雪松松针多糖） 的研究范围，具有非常重要的应用研究价值。