陳寶宏*鄭 萍
(江蘇經(jīng)貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品系,南京 210007)
乙醇提取柚子皮中總黃酮條件及其抑菌分析
陳寶宏*鄭 萍
(江蘇經(jīng)貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品系,南京 210007)
對(duì)乙醇提取柚子皮中總黃酮的影響因素作了探討,確定了乙醇提取黃酮的條件為:水浴溫度70℃、乙醇體積濃度50%、提取時(shí)間2.0 h、固液比1 g∶25 mL,該條件下測(cè)得總黃酮的提取率為4.39%。該提取物對(duì)大腸桿菌有一定的抑制效果,對(duì)酵母菌幾乎沒(méi)有抑制作用。
總黃酮;乙醇;柚子皮;大腸桿菌;酵母菌
柚子是蕓香科植物柚的成熟果實(shí),主要產(chǎn)于我國(guó)福建、江西、廣東、廣西等南方地區(qū),現(xiàn)在我國(guó)的湖南、浙江、四川等地均有栽培。柚子清香、酸甜、涼潤(rùn),營(yíng)養(yǎng)豐富,藥用價(jià)值很高,是人們喜食的名貴水果之一,也是醫(yī)學(xué)界公認(rèn)的最具食療價(jià)值的水果。柚皮是柚子的表皮又名橘紅,性溫,味苦、辛,有理氣化痰、健脾消食、散寒燥濕的作用。而人們?cè)谑秤昧髓肿雍?,柚皮往往被?dāng)成垃圾丟棄,不僅為環(huán)境保護(hù)帶來(lái)負(fù)擔(dān),同時(shí)也降低了柚子整體的功效價(jià)值。柚子皮中含有大量的柚皮苷,是屬于黃酮類(lèi)化合物又稱(chēng)黃堿素,是一類(lèi)低分子天然植物成分,是植物在長(zhǎng)期自然選擇過(guò)程中產(chǎn)生的一些次生代謝產(chǎn)物。許多研究表明,黃酮類(lèi)化合物具有抗氧化、抗過(guò)敏、抗菌消炎、抗突變、降壓、降血糖、抗腫瘤、延緩衰老和保肝護(hù)胃等功效。本試驗(yàn)以柚子皮為原料,乙醇為提取劑,研究乙醇提取柚子皮黃酮類(lèi)化合物的最佳工藝條件,同時(shí)分析提取物對(duì)大腸桿菌和酵母菌的抑制作用。
1.1.1 試劑
蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品;無(wú)水乙醇、質(zhì)量分?jǐn)?shù)1%三氯化鋁、醋酸、醋酸鈉,均為分析純;伊紅美蘭瓊脂培養(yǎng)基、高鹽察氏培養(yǎng)基;大腸桿菌、酵母菌;蒸餾水。
1.1.2 儀器
V-1100Mapada可見(jiàn)分光光度計(jì)、FA2104電子天平、HG303-4電熱恒溫培養(yǎng)箱BOXUN、立式壓力蒸汽滅菌器、數(shù)顯恒溫水浴鍋、NH-218多功能食品加工機(jī)、電熱鼓風(fēng)干燥箱。
1.2.1 柚子皮的預(yù)處理
市售新鮮柚子剝皮,果皮風(fēng)干24 h切塊后在50℃~60℃低溫干燥24 h左右,粉碎,測(cè)定水分含量為5.8 g/100g,密封備用。
1.2.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作
分別精密吸取0.1 g/L的蘆丁標(biāo)準(zhǔn)液0.0 mL、2.0 mL、3.0 mL、4.0 mL、5.0 mL、6.0 mL、7.0 mL于25 mL的比色管中,加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)1%AlCl38 mL和醋酸-醋酸鈉的緩沖液(pH5.5) 4 mL,并用體積濃度50%乙醇定容至刻度,搖勻,靜置0.5 h,于波長(zhǎng)415 nm下測(cè)定吸光度。以吸光度值為縱坐標(biāo),以顯色液中蘆丁的質(zhì)量(mg)為橫坐標(biāo),繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。
1.2.3 總黃酮含量測(cè)定
準(zhǔn)確稱(chēng)取5 g柚子皮粉的干樣,按照相應(yīng)的試驗(yàn)條件分別進(jìn)行提取,提取液用蒸餾水定容至100 mL,搖勻樣品液靜置5 min。吸取樣品液按照1.2.2方法進(jìn)行測(cè)定。
1.2.3 結(jié)果計(jì)算
黃酮提取率=(黃酮質(zhì)量/柚子皮質(zhì)量)×100%
根據(jù)1.2.2方法進(jìn)行回收試驗(yàn)測(cè)得回收率為98.7%,說(shuō)明該測(cè)定方法可行。
在無(wú)菌操作條件下,將大腸桿菌和酵母菌菌種分別接種在添加不同量黃酮提取物的伊紅美蘭瓊脂培養(yǎng)基和高鹽察氏培養(yǎng)基中,分別在37℃和28℃培養(yǎng),觀察計(jì)數(shù)。
根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線制作方法,以黃酮質(zhì)量m(mg)為橫坐標(biāo),以吸光度D(415 nm)為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,曲線方程為D(415nm)=0.07389m,R2=0.9991。
根據(jù)總黃酮的溶解特性以及柚子皮的特點(diǎn),考慮影響浸提的因素,確定提取溫度、提取時(shí)間、固液比以及提取液乙醇體積濃度4個(gè)因素,先進(jìn)行單因素試驗(yàn)以確定較合理的試驗(yàn)條件范圍。
2.2.1 溫度單因素試驗(yàn)
在一般情況下,溶劑提取法中考慮溫度對(duì)提取效率以及提取成分的熱穩(wěn)定性影響,通常提取溫度在40℃~80℃。本次試驗(yàn)的溫度取值范圍取40℃~80℃,時(shí)間取2.0 h,固液比取1 g∶15 mL,乙醇體積濃度取60%,所得試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表1。
表1 溫度單因素試驗(yàn)
從表1中可以看出,溫度在60℃~80℃時(shí)吸光度較高,因此后面的單因素試驗(yàn)確定溫度值為70℃,正交試驗(yàn)中溫度分別為60℃、70℃、80℃。
2.2.2 時(shí)間單因素試驗(yàn)
溫度設(shè)定為70℃,固液比設(shè)定為1 g∶15 mL,乙醇體積濃度設(shè)定為60%??紤]試驗(yàn)的可操作性以及時(shí)間對(duì)提取效率的影響,本次時(shí)間單因素試驗(yàn)在1.0 h~3.0 h范圍內(nèi)取值,試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表2。
表2 時(shí)間單因素試驗(yàn)
從表2中可以看出,隨著提取時(shí)間的延長(zhǎng),吸光度值逐漸增大,但溫度達(dá)到一定程度后,吸光度隨溫度升高的趨勢(shì)逐漸減弱,考慮試驗(yàn)的實(shí)際可操作性,后面試驗(yàn)時(shí)間確定為1.5 h~3.0 h之間。
2.2.3 固液比單因素試驗(yàn)
一般情況下固液比越大,提取率越高,但同時(shí)會(huì)增加溶劑用量,因此本次試驗(yàn)確定固液比范圍1 g∶10 mL~1 g∶35 mL,溫度為70℃,乙醇體積濃度為60%,時(shí)間為1.5 h,試驗(yàn)結(jié)果如表3。
表3 固液比單因素試驗(yàn)
從表3中看出,隨著固液比的增加,吸光度值也逐漸在增加,但是試劑用量的增加會(huì)提高實(shí)際操作的成本,而且會(huì)增加回收試劑的難度,因此固液比范圍選定為1 g∶15 mL~1 g∶25 mL。
2.2.4 乙醇體積濃度單因素試驗(yàn)
在上面單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上,取溫度為65℃,提取時(shí)間為1.5 h,固液比為1 g∶25 mL,乙醇體積濃度取40%~80%,試驗(yàn)數(shù)據(jù)如下頁(yè)表4。
從表4中數(shù)據(jù)看出,黃酮的得率隨乙醇濃度的增大而增加,但增加的趨勢(shì)并不明顯,考慮試劑成本與增加幅度不大,選擇乙醇體積濃度50%~70%。
表4 乙醇濃度單因素試驗(yàn)
在上述單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,選取水浴溫度(A)、提取時(shí)間(B)、乙醇體積濃度(C)、固液比(D)4個(gè)因素,根據(jù)L9(34)正交表進(jìn)行4因素3水平正交試驗(yàn),以總黃酮得率為考察指標(biāo)。試驗(yàn)因素水平:A1、A2、A3為 60 ℃、70 ℃、80 ℃;B1、B2、B3為 1.0 h、1.5 h、2.0 h;C1、C2、C3為 50%、60%、70%;D1、D2、D3為 1 g∶20 mL,1 g∶25 mL,1 g∶30 mL。正交試驗(yàn)結(jié)果如表5所示。
表5 提取柚子皮中總黃酮正交實(shí)驗(yàn)
通過(guò)正交試驗(yàn)的極差分析可知,各因素對(duì)柚子皮中黃酮類(lèi)化合物提取率的影響主次關(guān)系為溫度>固液比>乙醇體積濃度>時(shí)間。乙醇提取柚子皮黃酮類(lèi)化合物的最佳工藝參數(shù)為A2B3C1D2,即提取溫度為70℃、提取時(shí)間為2.0 h、乙醇體積濃度為50%、固液比為1 g∶25 mL。在該條件下,柚子皮中黃酮類(lèi)化合物的提取率為4.39%。
將提取的黃酮提取液濃縮至不同濃度后分別添加到伊紅美蘭瓊脂和高鹽察氏培養(yǎng)基中,分別接種大腸桿菌和酵母菌進(jìn)行培養(yǎng),同時(shí)進(jìn)行對(duì)照培養(yǎng)試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果如表6。
從表6數(shù)據(jù)可以看出,黃酮提取物對(duì)大腸桿菌有一定的抑制效果,而且隨著黃酮提取物濃度提高,抑菌效果比較明顯;但是對(duì)酵母菌抑菌效果不明顯。
表6 不同濃度黃酮提取物對(duì)2種細(xì)菌抑菌效果
通過(guò)本次試驗(yàn),確定乙醇法提取柚子皮中黃酮類(lèi)物質(zhì)的優(yōu)化條件為:提取溫度70℃、提取時(shí)間2.0 h、乙醇體積濃度為50%、固液比為1 g∶25 mL,在該條件下,柚子皮中黃酮類(lèi)化合物的提取率為4.39%。本次試驗(yàn)數(shù)據(jù)和結(jié)果為今后提高柚子附加值提供了一定的依據(jù);此外將柚子皮中提取的黃酮類(lèi)物質(zhì)添加在食品中不僅能提高食品的功能價(jià)值,也能起到一定的殺菌作用。柚子皮中黃酮物質(zhì)對(duì)大腸桿菌有一定的抑菌效果,對(duì)酵母菌幾乎沒(méi)有抑制作用,因此將提取物作為功能性成分添加到焙烤制品中不會(huì)對(duì)發(fā)酵產(chǎn)生影響。
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Study on the processing condition and bacteriostasis analysis ofextracting totalflavonoids from shaddock peel
CHENBao-hong*ZHENGPing
(Food department,Jiangsu vocational institute ofeconomyand trade,Nanjing 210007,China)
The influence factors oftotal flavones in Shaddock Peel with alcohol were discussed.The result showed that the extraction rate of total flavonoids reached 4.39%at the optimal processing condition:extraction temperature 70℃,extraction time 2 h,alcohol concentration 50%,solid-liquid ratio 1∶25.The conclusion was the extraction can inhibit escherichia coli(e.coli)and can hardlyinhibit yeast.
total flavones;alcohol;pomeloskin;escherichia coli;yeast
TS255.3
A
1673-6004(2011)04-0056-04
* 陳寶宏,女,1975年出生,2003年畢業(yè)于鄭州工程學(xué)院糧食、油脂與植物蛋白專(zhuān)業(yè),講師。
2011-10-09