黑松松针中酚类化合物的提取工艺研究(附件)
为了获得高提取率的酚类化合物，本文采用超声波辅助提取法，以乙醇为提取溶剂，应用响应面设计方法考察了乙醇浓度、超声温度和超声时间等条件对黑松松针酚类化合物提取量的影响，结果表明超声浓度76%，超声时间30min，超声温度63℃是提取酚类化合物最适宜的提取条件，酚类化合物提取量为26.67mg/g。关键词 黑松，松针，酚类化合物，超声波辅助提取法
目 录
1 引言 1
1.1 酚类化合物的功能及组份研究 1
1.2 酚类化合物的提取方法 2
1.3 本研究的目的和意义 3
2 材料与方法 3
2.1 材料与试剂 3
2.2 仪器与设备 3
2.3 试验设计 3
2.3.1单因素试验 3
2.3.2响应面试验设计 4
2.4 实验方法 4
2.4.1标准曲线的制作[30] 4
2.4.2酚类化合物提取及含量测定方法 4
2.5 数据处理 5
3 结果与分析 5
3.1 标准曲线的制作 5
3.2 单因素分析 5
3.2.1乙醇浓度对黑松松针中提取酚类化合物的影响 5
3.2.2超声温度对黑松松针中提取酚类化合物的影响 6
3.2.3超声时间对黑松松针中提取酚类化合物的影响 6
3.3 响应面分析 7
3.3.1响应模型的建立与分析 7
3.3.2松针中酚类化合物的响应面优化 9
3.4 最佳条件的确定和回归模型的验证 11
结 论 12
致谢 13
参 考 文 献 14
1 引言
黑松，又叫白芽松，是裸子植物门，它是常绿乔木，高可以达到30公尺，树皮灰黑色，原产于日本以及朝鲜南部的海岸地区[1]。松针是我国的传统的中药，历史悠久。在历代的本草中都各有记载。《名医别录》写道：“主风湿疮，生毛发，安五脏。《本草纲目》记载：“松针，气味苦、温、无毒，久服令人不老，轻身益气，主风湿疮，生毛发，安五脏，守中，不饥延年”[2]。饮用松针茶可以使高血压、高血脂等心脑血管疾 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
病以及糖尿病等症状得到缓解[3]。松针枕可以抑制失眠，效果很好。松针中含有丰富的β胡萝卜素、维生素Ｃ、维生素E等等，这三者共同保护人体组织细胞，使其免受氧化损害，延长细胞的寿命，被称为抗氧化的“金三角”[4]。松针资源分布广泛，具有广阔的开发前景。
1.1 酚类化合物的功能及组份研究
拥有一个或者是多个芳香环，并且含有一个或者几个羟基基团的混合物叫做酚类化合物。一般而言，酚类化合物可分为原花青素、黄酮类化合物、儿茶素类化合物、木脂素类等等，在植物体内它们是广泛存在的[56]。研究发现，植物体内的酚类化合物具有良好的抗氧化能力，能够抑制或者中断氧化进程，并且还可以平衡体内自由基的数量[7]，它可以预防氧化应激引起的疾病，如阿尔茨海默病，心脑血管疾病，帕金森病，动脉粥样硬化等等[89]。
据报道，酚类化合物又可称为松多酚，各种松科植物的体内都含有丰富的酚类化合物，它的化学性质以及生物活性比较独特，所以将它称为松多酚。松多酚具有良好的抗氧化能力，能保护人体细胞，平衡基质自由基，具有消炎镇痛，抗菌，降血糖，抗辐射，预防心血管和脑血管疾病等功效，此外还可以抑菌，因此，它的生理功能很强大[1014]。在松科植物中，酚类化合物通常还通过糖苷键与糖和酚类化合物化合物结合。它的功能结合了这些物质的特性并显示了这些配合物的特性[15]。松科植物的种类多种多样，大约有230多种。目前，针对马尾松[16]、红松[17]、雪松[18]等松科植物体内酚类化合物的研究已有报道，其它种类的松科植物体内的酚类化合物含量的差异以及它们的抗氧化性能力的研究尚未见文献报道[19]。
张霞[20]等研究发现，松针提取物中含有多种成分，包括挥发油，粗蛋白质，氨基酸，色素，维生素，酚类化合物，脂肪酸，黄酮，甙类、萜类等等。申树芳[21]等在松针的化学成分及应用一文中也介绍了松针的主要化学成分，主要有挥发油类、色素、维生素类、多元酚类以及黄酮类化合物。一些日本学者使用新鲜松针作为分离和提取的原料。 最后，获得聚异戊二烯及其混合物。 该化合物是合成酚类化合物的前体。还有一些外国学者已经从Pinus mugo的绿色针叶中得到酚类化合物的混合物。 松针含有具有抗氧化能力的低聚原花色素，它是一种多酚类的聚合物，主要由儿茶素的单体，二聚体，三聚体，十聚体等组成。欧阳乐等[22]人利用高效液相色谱（HPLC，高效液相色谱法）这个方法对樟子松进行了实验，从它的树皮中提取出酚类化合物，对此进行检验，结果表明，从樟子松树皮中提取出的酚类化合物中包含七种单体酚类物质，有儿茶素、对香豆酸、芦丁、咖啡酸、没食子酸、绿原酸、肉桂酸，其中，儿茶素和对香豆酸的含量比较高。
1.2 酚类化合物的提取方法
酚类化合物作为松针中重要的有机成分之一，它的提取一直是研究热点之一。想要获得提取率高，并且纯度也高，性能还很优良的酚类化合物，这是酚类化合物提取研究的重点和难点。从松针中提取酚类化合物的主要方法有微波辅助提取法、浸提法、超声波辅助提取法等[23]。
微波辅助提取法是一种最近才开始采用的新方法。微波是一种容易被极性分子吸收的瞬态传输加热方法。当用于辅助溶剂提取时，微波会加速分子的运动，增加分子碰撞和摩擦的几率。原料中的活性成分可以被溶剂迅速带走[24]。浸提法又包括热水萃取，碱萃取酸沉淀法和有机溶剂提取法。有机溶剂提取法是一种传统的经典提取植物酚类化合物的方法。甲醇，乙醇和丙酮被用作萃取剂。 尽管溶剂萃取方法简单方便，但使用的有机试剂易燃且部分有毒，具有安全性较差、耗时长、提取率低等缺点。近年来，研究人员也在不断尝试优化改进这个方法的提取工艺[25]。超声波辅助提取法是近几年来用于提取植物酚类化合物的一种新型提取技术，比较简便，其原理是利用超声波机械粉碎和气蚀，从而加速酚类化合物向溶剂扩散的速度，从而缩短提取时间[26]，超声波还具有特殊的生物效应，能在一定条件下增强细胞膜的渗透性和选择性[27]。例如，荀二娜等[28]以乙醇为提取溶剂，利用微波提取法提取红松松针中的酚类化合物，得到的最适宜提取条件为超声波功率200W，超声时间50min，乙醇浓度60%，料液比40%，超声温度60%，在这个条件下酚类化合物的得率为52.97mg/g。这个方法比传统的醇提法提取时间快很多。符群等[29]采用超声波辅助提取法提取红松种鳞中酚类化合物的含量，得到的最佳提取条件为：超声温度53 ℃、超声时间52 min、超声功率300 W。
目 录
1 引言 1
1.1 酚类化合物的功能及组份研究 1
1.2 酚类化合物的提取方法 2
1.3 本研究的目的和意义 3
2 材料与方法 3
2.1 材料与试剂 3
2.2 仪器与设备 3
2.3 试验设计 3
2.3.1单因素试验 3
2.3.2响应面试验设计 4
2.4 实验方法 4
2.4.1标准曲线的制作[30] 4
2.4.2酚类化合物提取及含量测定方法 4
2.5 数据处理 5
3 结果与分析 5
3.1 标准曲线的制作 5
3.2 单因素分析 5
3.2.1乙醇浓度对黑松松针中提取酚类化合物的影响 5
3.2.2超声温度对黑松松针中提取酚类化合物的影响 6
3.2.3超声时间对黑松松针中提取酚类化合物的影响 6
3.3 响应面分析 7
3.3.1响应模型的建立与分析 7
3.3.2松针中酚类化合物的响应面优化 9
3.4 最佳条件的确定和回归模型的验证 11
结 论 12
致谢 13
参 考 文 献 14
1 引言
黑松，又叫白芽松，是裸子植物门，它是常绿乔木，高可以达到30公尺，树皮灰黑色，原产于日本以及朝鲜南部的海岸地区[1]。松针是我国的传统的中药，历史悠久。在历代的本草中都各有记载。《名医别录》写道：“主风湿疮，生毛发，安五脏。《本草纲目》记载：“松针，气味苦、温、无毒，久服令人不老，轻身益气，主风湿疮，生毛发，安五脏，守中，不饥延年”[2]。饮用松针茶可以使高血压、高血脂等心脑血管疾 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
病以及糖尿病等症状得到缓解[3]。松针枕可以抑制失眠，效果很好。松针中含有丰富的β胡萝卜素、维生素Ｃ、维生素E等等，这三者共同保护人体组织细胞，使其免受氧化损害，延长细胞的寿命，被称为抗氧化的“金三角”[4]。松针资源分布广泛，具有广阔的开发前景。
1.1 酚类化合物的功能及组份研究
拥有一个或者是多个芳香环，并且含有一个或者几个羟基基团的混合物叫做酚类化合物。一般而言，酚类化合物可分为原花青素、黄酮类化合物、儿茶素类化合物、木脂素类等等，在植物体内它们是广泛存在的[56]。研究发现，植物体内的酚类化合物具有良好的抗氧化能力，能够抑制或者中断氧化进程，并且还可以平衡体内自由基的数量[7]，它可以预防氧化应激引起的疾病，如阿尔茨海默病，心脑血管疾病，帕金森病，动脉粥样硬化等等[89]。
据报道，酚类化合物又可称为松多酚，各种松科植物的体内都含有丰富的酚类化合物，它的化学性质以及生物活性比较独特，所以将它称为松多酚。松多酚具有良好的抗氧化能力，能保护人体细胞，平衡基质自由基，具有消炎镇痛，抗菌，降血糖，抗辐射，预防心血管和脑血管疾病等功效，此外还可以抑菌，因此，它的生理功能很强大[1014]。在松科植物中，酚类化合物通常还通过糖苷键与糖和酚类化合物化合物结合。它的功能结合了这些物质的特性并显示了这些配合物的特性[15]。松科植物的种类多种多样，大约有230多种。目前，针对马尾松[16]、红松[17]、雪松[18]等松科植物体内酚类化合物的研究已有报道，其它种类的松科植物体内的酚类化合物含量的差异以及它们的抗氧化性能力的研究尚未见文献报道[19]。
张霞[20]等研究发现，松针提取物中含有多种成分，包括挥发油，粗蛋白质，氨基酸，色素，维生素，酚类化合物，脂肪酸，黄酮，甙类、萜类等等。申树芳[21]等在松针的化学成分及应用一文中也介绍了松针的主要化学成分，主要有挥发油类、色素、维生素类、多元酚类以及黄酮类化合物。一些日本学者使用新鲜松针作为分离和提取的原料。 最后，获得聚异戊二烯及其混合物。 该化合物是合成酚类化合物的前体。还有一些外国学者已经从Pinus mugo的绿色针叶中得到酚类化合物的混合物。 松针含有具有抗氧化能力的低聚原花色素，它是一种多酚类的聚合物，主要由儿茶素的单体，二聚体，三聚体，十聚体等组成。欧阳乐等[22]人利用高效液相色谱（HPLC，高效液相色谱法）这个方法对樟子松进行了实验，从它的树皮中提取出酚类化合物，对此进行检验，结果表明，从樟子松树皮中提取出的酚类化合物中包含七种单体酚类物质，有儿茶素、对香豆酸、芦丁、咖啡酸、没食子酸、绿原酸、肉桂酸，其中，儿茶素和对香豆酸的含量比较高。
1.2 酚类化合物的提取方法
酚类化合物作为松针中重要的有机成分之一，它的提取一直是研究热点之一。想要获得提取率高，并且纯度也高，性能还很优良的酚类化合物，这是酚类化合物提取研究的重点和难点。从松针中提取酚类化合物的主要方法有微波辅助提取法、浸提法、超声波辅助提取法等[23]。
微波辅助提取法是一种最近才开始采用的新方法。微波是一种容易被极性分子吸收的瞬态传输加热方法。当用于辅助溶剂提取时，微波会加速分子的运动，增加分子碰撞和摩擦的几率。原料中的活性成分可以被溶剂迅速带走[24]。浸提法又包括热水萃取，碱萃取酸沉淀法和有机溶剂提取法。有机溶剂提取法是一种传统的经典提取植物酚类化合物的方法。甲醇，乙醇和丙酮被用作萃取剂。 尽管溶剂萃取方法简单方便，但使用的有机试剂易燃且部分有毒，具有安全性较差、耗时长、提取率低等缺点。近年来，研究人员也在不断尝试优化改进这个方法的提取工艺[25]。超声波辅助提取法是近几年来用于提取植物酚类化合物的一种新型提取技术，比较简便，其原理是利用超声波机械粉碎和气蚀，从而加速酚类化合物向溶剂扩散的速度，从而缩短提取时间[26]，超声波还具有特殊的生物效应，能在一定条件下增强细胞膜的渗透性和选择性[27]。例如，荀二娜等[28]以乙醇为提取溶剂，利用微波提取法提取红松松针中的酚类化合物，得到的最适宜提取条件为超声波功率200W，超声时间50min，乙醇浓度60%，料液比40%，超声温度60%，在这个条件下酚类化合物的得率为52.97mg/g。这个方法比传统的醇提法提取时间快很多。符群等[29]采用超声波辅助提取法提取红松种鳞中酚类化合物的含量，得到的最佳提取条件为：超声温度53 ℃、超声时间52 min、超声功率300 W。
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