香蕉皮中多酚的微波辅助提取工艺研究

线梦瑶，张 啸，张 露，王芳芳，张 拓

（陕西理工学院 化学与环境科学学院，陕西 汉中 723001）

香蕉皮中多酚的微波辅助提取工艺研究

线梦瑶，张 啸，张 露，王芳芳，张 拓

（陕西理工学院 化学与环境科学学院，陕西 汉中 723001）

以香蕉皮作为实验原料，研究微波辅助提取香蕉皮中多酚的工艺，并通过正交试验优化提取工艺。结果表明，多酚提取的最佳工艺为：乙醇浓度（体积分数）50％，微波功率300W，微波时间60s，料液比（原料与提取剂之比）1∶10g/mL，微波温度60℃，在此条件下多酚提取率为2.0674％。

香蕉皮；多酚；微波辅助提取

香蕉为芭蕉科多年生树状草本植物的果实。研究发现，香蕉皮中含有酚类、油脂类、有机酸、缩合鞣质、蛋白质和糖类，具有较大的开发和利用价值[1]。活性成分多酚是香蕉皮中最具开发潜力的物质，具有抗衰老、抗癌防癌、抗菌、润肤美容、降血压和预防心脑血管疾病等多种生理和药理活性[2]。本实验利用微波辅助工艺提取香蕉皮中的多酚，旨在为香蕉皮的开发利用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 原料和试剂

原料：选新鲜成熟无斑的香蕉，取皮。

试剂：无水乙醇、磷酸二氢钾、磷酸氢二钠、硫酸亚铁、酒石酸钠、没食子酸均为分析纯（AR）。

1.2 主要仪器和设备

WF-2000微波快速反应系统（上海尧岭分析仪器公司）；722-E紫外可见分光光度计（上海光谱仪器有限公司）；TP-214单盘电子分析天平（北京赛多利斯仪器系统有限公司）等。

1.3 酒石酸亚铁溶液与pH7.5磷酸盐缓冲溶液的配制

1.3.1 酒石酸亚铁溶液的配制

称取1.0g硫酸亚铁和5.0g酒石酸钠，用蒸馏水溶解并定容至1L[3]。

1.3.2 磷酸盐缓冲溶液的配制

称取23.9g十二水磷酸氢二钠（Na2HPO4·12H2O），加蒸馏水溶解后定容至1L，配制1∶15mol/L磷酸氢二钠溶液；称取经110℃烘干2h的磷酸二氢钾（KH2PO4）9.08g，加蒸馏水溶解后定容至1L，配制0.067mol/L磷酸二氢钾溶液；取0.067mol/L的磷酸氢二钠溶液85mL和0.067mol/L的磷酸二氢钾溶液15 mL混合均匀，备用[4]。

1.4 操作方法

1.4.1 原料预处理

将成熟的新鲜香蕉皮洗净切片，在沸水中烫漂3min。然后置于60℃恒温烘箱中干燥，取出后用粉碎机粉碎，过20目筛得香蕉皮粉末，备用。

1.4.2 多酚的提取及提取率的测定

因香蕉皮中富含没食子酸，故本实验用没食子酸间接定量表述提取液中的多酚含量。取1.000g香蕉皮粉末，在一定的乙醇浓度、微波功率、微波时间、料液比、微波温度下进行处理，然后抽滤，滤液为待测液，备用。

1.4.3 没食子酸标准曲线的绘制

称取2.000g没食子酸，移入100mL容量瓶中，加入50％乙醇溶液定容至100mL；取上述1 mL移入50mL容量瓶中，加4mL水和10mL酒石酸亚铁溶液，再用pH值为7.5的磷酸盐缓冲液进行定容至50mL，分别取0、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0mL移入25mL容量瓶，并加入50％乙醇溶液定容至25mL。用1cm比色皿于540nm测定吸光度，绘制标准曲线（如图1），得回归标准曲线方

程：y=0.2599x+0.0017，R2=0.9996（式中：x——没食子酸浓度，y——波长540nm处的没食子酸溶液吸光度），线性关系良好。

图1 没食子酸标准曲线

1.4.4 香蕉皮提取液中多酚提取率的计算

吸取1.4.2待测液0.5mL，在波长540nm处测定吸光度，并按下式计算多酚提取率：

式中：C——样液的浓度，g/mL；V——样液的体积，mL；m——加入香蕉皮干粉的质量，g。

2 结果与分析

2.1 单因素实验

2.1.1 乙醇浓度对多酚提取率的影响

取香蕉皮粉末5份，每份1.000g，固定料液比1∶10g/mL，微波功率为300W，微波时间为60s，微波温度为60℃，乙醇浓度分别为40％、50％、60％、70％、80％进行提取，提取结束后降至室温，将提取液进行抽滤，按照1.4.3步骤测定提取液的吸光度。根据标准曲线求出多酚浓度，利用公式1.4.4计算出多酚提取率，结果如图2所示。

图2 乙醇浓度对多酚提取率的影响

从图2可以看出，当乙醇浓度增加到50％时，多酚提取率达到最大值。当乙醇浓度小于50％时，多酚提取率较低，可能是乙醇不能将多酚完全溶出。乙醇浓度超过50％后提取率下降，可能是因为乙醇与多酚的极性差异增大，根据相似相容原理，反而使得多酚提取率下降，因此乙醇浓度定为50％。

2.1.2 微波功率对多酚提取率的影响

取香蕉皮干粉5份各1.000g，固定料液比为1∶10g/mL，乙醇浓度为50％，提取时间为60 s，微波温度为60℃，微波功率分别为100、200、300、400、500W进行提取，提取结束后降至室温，将提取液进行抽滤，按照1.4.3步骤测定提取液吸光度。根据标准曲线求出多酚浓度，利用公式1.4.4计算出多酚提取率，结果如图3所示。

图3 微波功率对多酚提取率的影响

从图3可以看出，微波功率增加到300W时，多酚提取率达到最大值。究其原因，微波功率逐渐增大，对细胞结构破坏的能力加强，促使香蕉皮中多酚类物质溶出并向外扩散；但微波功率过大可能导致析出的多酚发生一部分变性，导致多酚提取率降低，所以本实验微波功率以300W为宜。

2.1.3 微波提取时间对多酚提取率的影响

取香蕉皮干粉5份各1.000g，固定料液比为1∶10g/mL，乙醇浓度为50％，微波温度为60℃，微波功率为300W，微波时间分别为30、60、90、120、150s进行提取，提取结束后降至室温，将提取液进行抽滤，按1.4.3步骤测定提取液吸光度。根据标准曲线求出多酚浓度，利用公式1.4.4计算出多酚提取率，结果如图4所示。

图4 微波提取时间对提取率的影响

从图4可以看出，微波提取时间增加到60s时，多酚提取率达到最大值。究其原因，时间越长，多酚的提取就越充分。但随着微波时间的继续延长，多酚吸收过量微波，热量大量聚集使多酚发生分解，导致多酚提取率降低，所以微波提取最佳时间定为60s。

2.1.4 料液比对多酚提取率的影响

取香蕉皮干粉5份各1.000g，固定乙醇浓度为50％，微波温度为60℃，微波功率为300 W，微波时间为60s，料液比分别为1∶5、1∶10、1∶15、1∶20、1∶25g/mL进行提取，提取结束后降至室温，将提取液进行抽滤，按1.4.3步骤测定其吸光度。根据标准曲线求出多酚浓度，利用公式1.4.4计算出多酚提取率，结果如图5所示。

图5 料液比对多酚提取率的影响

从图5可以看出，料液比在1∶10g/mL时，提取率接近最大值；料液比再增大，多酚提取率趋于平衡。究其原因，增大溶剂剂量，就增大了香蕉皮和乙醇接触面积的浓度差，故提高了多酚提取率。但当料液比达到一定量时，提取率趋于平衡。考虑到成本，因此本实验选取料液比为1∶10g/mL。

2.1.5 微波温度对多酚提取率的影响

取香蕉皮干粉5份各1.000g，固定料液比为1∶10g/mL，体积分数为50％的乙醇，微波功率为300W，微波时间为60s，微波温度分别为40、50、60、70、80℃进行提取，提取结束后降至室温，将提取液进行抽滤，按1.4.3步骤测定其吸光度。根据标准曲线求出多酚浓度，利用公式1.4.4计算出多酚提取率，结果如图6所示。

图6 微波温度对多酚提取率的影响

从图6可以看出，微波温度在60℃，多酚提取率达到最大值。究其原因，在较低微波温度时，随着温度升高，乙醇溶解度增大，植物细胞结构破坏显著，使多酚能较快地溶入乙醇。而当微波温度过高时，由于多酚在高温条件下分解，导致多酚提取率降低。因此，本实验控制微波温度为60℃。

2.2 正交试验

2.2.1 正交试验结果及极差分析

在单因素实验基础上，选择料液比A（g/mL）、微波功率B（W）、乙醇浓度C（％）、微波提取时间D（s）、微波温度E（℃）为影响，以提取率为衡量指标，选择L16（45）正交试验进一步优化工艺条件。正交试验设计、结果及极差分析见表1。

表1 正交试验结果及极差分析

表1的结果表明，5个影响因素中，对多酚提取率影响的主次顺序是D＞A＞B＞C＞E，即微波时间＞料液比＞微波功率＞乙醇浓度＞微波温度。影响因素较大的是微波时间和料液比，因此在工业生产中应严格控制微波时间和料液比。最佳提取组合为A1B2C2D2E2，即：料液比为1∶10g/mL，微波功率为300W，微波时间为60s，微波温度为60℃，乙醇浓度为50％。在此条件下，多酚的提取率为2.0674％。

2.2.2 正交试验方差分析

对表1进行方差分析，结果如表2所示。

表2 方差分析表

表2方差分析表明，料液比、功率和时间的F值＞29.5，即在0.01的水平上，达到显著统计程度，这三个因素对香蕉皮中提取多酚有非常显著的影响。

3 结论

（1）微波辅助从香蕉皮中提取多酚，乙醇浓度、微波功率、微波时间、料液比和微波温度对多酚提取均有一定影响。

（2）香蕉皮中提取多酚的最佳工艺为：料液比1∶10g/mL，微波功率300W，微波提取时间60s，微波温度60℃，乙醇浓度50％。在此最佳提取工艺条件下，多酚的提取率为2.0674％。

（3）与传统方法相比，微波提取具有提取时间短、提取效率高的优点，在多酚提取工艺中有着广阔的应用前景。

[1]郭丽萍，朱英莲.香蕉皮中多酚物质的提取[J].食品与药品，2008，10（11）：32-34.

[2]杨会成，曾民勇，刘尊英.超声波、微波复合提取海带多酚的工艺研究[J].食品与发酵工业，2007，33（11）：132-135.

[3]陈红惠，吕静，彭郦，等.雪莲果叶中多酚的提取工艺研究[J].食品科学，2009，30（2）：88-91.

[4]李志洲.微波辅助提取石榴叶中多酚类物质的工艺[J].食品与机械，2009，25（4）：72-75.

[责任编辑：侯 波]

葡萄球菌和微球菌用[4]。

1.3 仪器设备

XS-18型生物显微镜（江南光学仪器厂）；DT-200型电子天平（常熟双杰测试仪器厂）；pHS-3C型pH测定仪（广州浩赛电子仪器有限公司）；DFG30/HG101型电热鼓风干燥箱（南京实验仪器厂）；HG303型电热干燥培养箱（南京实验仪器厂）；LDZX-40B2型立式自动电热压力蒸汽灭菌器（上海申安医疗器械厂）；调节式万用电炉（南通市长江光学仪器有限公司）；BCD-195WIV型冰箱（合肥美菱冰箱厂）；HH-8数显恒温水浴锅（同华电器有限公司）；SW-CJ-1F型超净工作台（苏州净化设备有限公司）；pH5.5～9.0精密试纸（苏州精密试纸亚太化工有限公司）。

其他设备还包括酒精灯、接种针、手术剪、灭菌吸管、灭菌试管、灭菌平皿、三角瓶、放大镜等。

1.4 方法

1.4.1 酿甜椒基础配方的拟定

参照文献并经试制，拟定酿甜椒的基础配方见表1。

表1 酿甜椒基础配方

1.4.2 酿甜椒样品制备

将甜椒去籽洗净，成甜椒盅，用沸水焯一下捞起，沥干水分；黄瓜洗净去皮籽，切成小丁；苹果去皮核，切成小丁；胡萝卜洗净去皮，切成小丁；芹菜叶洗净，切成细末备用。将黄瓜丁、苹果丁、胡萝卜丁、芹菜末、蒜末放入碗内，加入精盐、味精、食糖、白醋、胡椒粉拌匀腌至入味，再加入番茄，备用。将这些材料装入甜椒盅内，码入盆上即可食用[5]。

1.4.3 酿甜椒带菌量调查与来源分析

按无菌操作要求，各取酿甜椒的主要原料和制成品25g为检样，作1∶10递增稀释，取1 mL样液倾注平板，每个稀释度做两个平皿，倒入凉至45℃营养琼脂培养基约15mL，并转动平皿使混合均匀；待培养基凝固后，置37℃温箱内倒置培养24h，取出，计算带菌量[6]。

以主要原料的细菌数为变量，使用量为权重，以加权平均法统计成品细菌数来源[7]。

1.4.4 酿甜椒细菌数控制与新配方的构建

采用热烫的方式，对原料进行减菌处理。分别将所需的甜椒、黄瓜、苹果、胡萝卜、芹菜叶、蒜头、番茄置于1L的90℃热水中，热烫2min，统计带菌量，并与原基础配方测定值比较，统计减菌率[8]。

1.4.5 酿甜椒冷藏过程中卫生质量的变化

以25 g为单元，将用基础配方和改进配方制作的凉拌菜样品置于灭菌平皿中，置4℃冰箱内做冷却保藏，每隔24h取出，序时进行细菌菌落总数测定，绘制生长曲线。同时对产品做感官检验，评价其卫生质量，并据此构建凉拌菜的保质期[9]。

2 结果与分析

2.1 酿甜椒带菌量调查与来源分析结果

基础配方主要原料和制成品细菌数的测定结果见表2。

表2 基础配方酿甜椒细菌数测定结果

从表2可以看出，原料中细菌数较高的是甜椒和蒜头，分别达到1.8×104cfu/g和2.8×103cfu/g；其次是苹果和番茄，均为1.8×103cfu/g；最低的是胡萝卜，为1.2×103cfu/g。

甜椒伴有芽孢，故菌较多；番茄属于水果性蔬菜，多呈吊挂状生长，受污染较轻；胡萝卜在其生长阶段与土壤接触，多经粪肥、污水灌溉，且其表面留有凹槽，难以彻底洗净，因而带菌量会比较高，但在实验过程中对其进行了去皮处理，从而使其带菌量降低[10]。同样，黄瓜在实验过程中也进行了去皮处理，细菌数相对也较少，故烹调中的去皮处理不失为控制这类原料起始细菌数的有效手段[11]。

以各类原料的细菌数为变量，使用量为权重，得出基础配方成品的细菌数理论值为1.3×104cfu/g。分析其细菌数来源表明，97％来自甜椒，1％来自苹果，1％来自番茄，1％来自其他。

2.2 酿甜椒细菌数的控制

原料经沸水2min热烫处理后细菌数的变化见表3。

表3 热烫处理前后原料中细菌菌落总数的变化

由表3可知，经热烫处理后成品的减菌率为52％，效果较为明显。各种原料的减菌率都高于50％，尤其是甜椒的减菌率最为明显，高达85％；其次是蒜头的减菌率达到76％。表明热烫是一种十分有效的减菌手段，可对凉拌菜的细菌数起到控制作用。

2.3 酿甜椒冷藏过程中卫生质量的变化

2.3.1 酿甜椒冷藏制品细菌菌落总数测定结果

酿甜椒冷藏制品细菌菌落总数测定结果如图1。

图1 酿甜椒冷藏制品细菌菌落总数

由图1可见，基础配方和改进配方的细菌数均呈线性增加。基础配方中0-1d细菌数增加缓慢，1-4d细菌数增加较快。而改进配方0-4d细菌数增加较慢，说明4℃冷藏4d内，细菌的增长速度较缓，4-5d增长速度较快，且第5d基础配方和改进配方都有轻度异味，蔬菜丁质地回软，易粘连，爽脆感下降，调味汁稍浑浊，食品新鲜度已经下降，不再适合保藏，表明酿甜椒在4℃下的保质期为4d。

2.3.2 酿甜椒冷藏制品假单胞菌数测定结果

酿甜椒冷藏制品假单胞菌数测定结果如图2。

图2 酿甜椒冷藏制品假单胞菌数

由图2可知，在4℃下，基础配方的假单胞菌在0-5d增长都较缓慢，由此推测，低温环境抑制其生长。改进配方的假单胞菌在0-3d内增长也较慢，且比基础配方少一个数量级，说明大量的假单细胞菌经热烫后被杀死，使其菌落基数较低，且低温环境抑制其生长繁殖。

2.3.3 酿甜椒冷藏制品肠杆菌数测定结果

酿甜椒冷藏制品肠杆菌数测定结果如图3。

图3 酿甜椒冷藏制品肠杆菌数

由图3可见，在保藏期内，基础配方凉拌菜的肠杆菌不断增加，但增殖缓慢，表明低温对肠杆菌增殖有较强的抑制作用，但不能完全抑制。改进配方的肠杆菌数明显下降；0-4d肠杆菌数增长较为缓慢，且数量较少。表明热烫对肠杆菌有较强的抑制作用。

2.3.4 酿甜椒冷藏制品球菌数测定结果

酿甜椒冷藏制品球菌数测定结果如图4。

图4 酿甜椒冷藏制品球菌数

由图4可见，在0-1d内，由于营养素充沛，基础配方和改进配方球菌数增长呈上升趋势；1-5d，由于低温环境，营养素缺乏，数量持续减少，但其总数量相对于其他菌群较少，故球菌在酿甜椒腐败过程中不起主导性作用。

2.3.5 酿甜椒冷藏制品乳酸菌数测定结果

酿甜椒冷藏制品乳酸菌数测定结果如图5。

图5 酿甜椒冷藏制品乳酸菌数

由图5可见，基础配方和改进配方的乳酸菌数在保藏过程中均呈现上升趋势，但改进配方比基础配方低了一个数量级，表明热烫对乳酸菌有一定抑制作用。

2.3.6 酿甜椒冷藏制品酵母菌数测定结果

酿甜椒冷藏制品酵母菌数测定结果如图6。

图6 酿甜椒冷藏制品酵母菌数

由图6可见，虽然在整个保藏期内，酵母菌均占有一定比例，但绝对含量和相对含量均较少，这可能与酵母菌适宜生长温度有关。酵母菌最适生长温度一般在20～30℃，4℃下不利于其生长繁殖。

3 讨论

3.1 酿甜椒细菌性危害的来源

凉拌菜未经高温烧煮等处理，是引起细菌性食物中毒的高危食品。日本于上世纪90年代爆发了由生拌萝卜中的大肠杆菌O157H7诱发的急性出血性结肠炎，致上千人生病，数十人救治无效死亡[12]。我国的何冬梅等在报告中指出广东的生食蔬菜是李斯特菌的感染源[13]。

分析凉拌菜细菌性危害的来源发现，原料带菌且菌群混杂，多与制作凉拌菜的蔬菜品种有关。这些蔬菜在种植和生长过程中，有的接触土壤、粪肥，有的使用污水灌溉，导致病原菌污染。在实际生产过程中，大量直接和间接的污染制约着无公害蔬菜的生产[14]。我国《食品安全法》规定，凡是直接入口的食品，均不得有致病菌存在。

本实验结果表明，除了凉拌菜食物本身的原料带有细菌外，也有相当一部分细菌来自于厨房的操作过程。在制作凉拌菜的过程中，原来附着于蔬菜表面的一些污染物在放置过程中生长繁殖，使得凉拌菜带有致病菌的风险加大。

3.2 酿甜椒细菌性危害的控制

本试验结果表明，热烫和将成品置于4℃下冷藏，能使致病菌微生物得到有效控制。每一种微生物的存在都有一定的温度范围，温度超过最大限度时，细胞中原生质胶体和酶的基本成分——蛋白质就会发生不可逆的凝固变性，使微生物在很短时间内死亡。加热灭菌根据的就是这个原理[15]。4℃低温是保证生鲜蔬菜质量的关键因素，低温能有效地减缓酶和微生物的活动，是一种保存食品原有鲜度的有效方法[16]。

为了控制细菌危害，凉拌菜的制作离不开经常性的卫生工作，如人员健康、洗手消毒、容器具专用、食品和原料低温保藏等，特别是操作人员应养成无菌操作意识，切配、调味时避免手与食品直接接触。事实证明，烹调操作水平的提高能够取得显著的控菌效果[17]。此外，现在的凉拌菜大多由路边摊生产，卫生质量难以保证。如果能系统化生产，质量肯定能够有所提高。对于制作场所，餐饮服务企业应具有专门的凉拌菜操作间，其条件应符合《餐饮服务食品安全操作规范》的要求。供制作凉拌菜用的蔬菜、水果等食品原辅料，未经脱外包和清洗处理的，不得带入凉拌菜间[18]。

3.3 酿甜椒食品安全标准的构建

目前，关于凉拌菜的国家卫生标准还未出台，只有河北、浙江等少数几个省出台了相关标准。生产过程中涉及的各类原辅料，应符合相应标准要求和国家有关规定。为提高产品卫生质量，应尽快研究确定细菌数等微生物指标限定值，确立凉拌菜新鲜度判定标准，完善凉拌菜安全加工技术规范，构建凉拌菜食品的安全标准，这对餐饮业的安全经营、政府部门的有效监督及广大消费者的健康权益

都能产生积极影响。

参考文献：

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[3]郭玉芹，李晓玲.凉拌菜加工间卫生状况调查[J].中国卫生工程学，2001，10（4）：153-154.

[4]蒋云升.烹饪微生物[M].北京：中国轻工业出版社，2007：328-329.

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[9]新章.部分蔬菜的冷藏条件和贮藏期[J].北方园艺，1991，（9）：32.

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[18]蒋云升.烹饪卫生与安全学[M].北京：中国轻工业出版社，2008：252.

[责任编辑：罗 香，邓 渝]

Abstract：：This paper determine the number of bacterial colony，pseudomonasspp，lactic acid bacteria，enterobacter，coccus and yeast count in themain raw material and finish product according to the national standard method. Without changing the taste of the finished product，this paper blanches the raw materials，measures the reduced bacteria rate，determines the improved formula，stores the stuffed sweet pepper at4℃，then counts the number of bacteria according to the time sequence and make flora analysis，draws up guarantee period and with a view to provide a basic reference for the catering industry to carry out HACCP management system and ensure the safety of food.

Key words：stuffed sweet peppers；total number of colonies；food safety

Study on the M icrowave-aids Extraction Process of Polyphenols from Banana Peels

XIAN Meng-yao，ZHANG Xiao，ZHANG Lu，WANG Fang-fang，ZHANG Tuo
（School of Chemistry and Environmental Science，Shaanxi University Technology，Hanzhong 723001，Shaanxi，China）

：With banana peels as the raw material，the process ofmicrowave-assisted extraction of polyphenols from banana peelswas studied.And the extraction processeswere optimized through orthogonal experiment.The results showed that the optimum extraction processes were as follows：the alcohol concentration 50％，microwave power 300W，microwave time 60 s，solid-liquid ratio 1∶10（g/mL），and microwave temperature 60℃.The extraction rate of polyphenols could reach 2.0674％under the optimum conditions.

banana peels；polyphenols；microwave-assisted extraction

Analysis and Control of Flora in Stuffed Sweet Pepper

HUANG Jun1，YUAN Yang2
（1．Department of Tourism，Xiamen Business Tourism School，Xiamen 361024，Fujian，China； 2．School of Tourism and Culinary Science，Yangzhou University，Yangzhou 225127，Jiangsu，China）

TS255

A

1006-8481（2014）01-0029-04

2013-03-18

线梦瑶（1991—），女，陕西理工学院化学与环境科学学院，研究方向：化学工程与工艺。