板栗壳棕色素的抑菌性能研究

陈苛蒙　王明　张佳惠　李韵辞　齐昭京　金黎明

摘 要：以辽宁省岫岩县产的板栗壳为原料，应用超声波萃取法提取天然棕色素，并对其抑菌性能进行了研究。结果表明，0.035，0.042，0.053 g·mL-1的板栗壳棕色素对大肠埃希氏菌、金黄色葡萄球菌和副溶血弧菌都有一定的抑菌作用。此外，板栗壳棕色素还具有一定的食品防腐功能。

关键词：板栗壳；棕色素；抑菌性

中图分类号：TS209 文献标识码：A DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2015.05.010

板栗（Castanea mollissima Blume）属山毛榉科植物，在我国的种植历史己有3 000多年。近20年来，我国板栗的栽培面积和产量猛增，均居世界首位，每年的板栗产量占世界总产量的1/2以上[1-3]。从20世纪90年代开始，我国的板栗加工业有了较大发展，己开发出多种风味的板栗食品，如板栗罐头、板栗脯、板栗酱等。随着板栗加工量的增加，板栗壳数量剧增，但大多作为加工废弃物用做燃料，未得到有效开发利用，因而造成了浪费。板栗壳中含有天然棕色素，在众多的食用天然色素中，棕色素的使用量很大，可用作食品、日用化学品、药品的着色剂。板栗壳色素属于黄酮类的天然植物色素，有研究报道，黄酮类物质具有消除自由基、阻断和清除氧化损伤、保健和延缓衰老的功能和价值[4-7]。

辽宁省岫岩县栗树资源丰富，栽植历史悠久，是个产板栗大县。本研究以辽宁省岫岩县板栗壳为原料，应用超声波萃取法提取天然棕色素，研究其对大肠埃希氏菌、金黄色葡萄球菌和副溶血弧菌的抑菌性能，并对其在食品防腐方面的作用进行了探讨，可为板栗壳色素作为防腐剂在食品、制药等行业中的应用提供理论依据。

1 材料和方法

1.1 材料、试剂与仪器

板栗购于辽宁省岫岩县市场，去肉而得板栗壳。

菌株：金黄色葡萄球菌（ATCC6538）、大肠埃希氏菌（CMCC44102）、副溶血弧菌（CGMCC1.1616）均购自中国微生物菌种网。

试剂：无水乙醇，琼脂，胰化蛋白胨，NaCl，酵母浸粉等，均为国产分析纯试剂。

仪器：KQ-5200DE型数控超声波萃取仪（昆山市超声仪器有限公司）；DHG-9070A型真空干燥箱（上海精宏实验设备有限公司）；Seven Easy 型pH计（上海梅特勒-托利多仪器有限公司）；FW-177中草药粉碎机（天津市秦斯特仪器有限公司）；JA12002型 电子天平（精密科学仪器公司）；MLS-3020 湿热高压灭菌器（日本SANYO）；HWY111 恒温培养振荡器（智诚分析仪器制造公司）；SW-OJ-2FD 洁净工作台（安泰安气技术公司）；MT180B-生化恒温培养箱（新苗医疗器械制造公司）；BUCHI Rota vapor R-200型旋转蒸发仪（上海精宏试验设备有限公司）。

1.2 试验方法

1.2.1 板栗壳棕色素的提取 剥取板栗外壳，用中草药粉碎机将其磨成粉末，烘干待用。参考周国燕等人[8]的方法，应用超声波协助提取法提取板栗壳棕色素。工艺参数为：料液比1：8（g·mL-1）、乙醇体积分数40%、浸提温度60 ℃、超声波功率 200 W、作用时间8 min。将得到的抽提液减压抽滤，除去不溶性杂质，再在60～70 ℃下将滤液减压蒸馏，最后用真空干燥箱烘干，得到板栗壳棕色素。

1.2.2 培养基的配制 试验所用LB培养基：称取10.0 g胰化蛋白胨，10.0 g NaCl，5.0 g酵母浸粉，15.0～20.0 g琼脂，加入1 000.0 mL去离子水，加热溶化，调节pH值7.0～7.4，分装，高压湿热灭菌（121 ℃，20 min），备用。

1.2.3 供试菌液制备 将供试菌种接种到装有培养基的试管内，进行扩大培养，37 ℃培养24 h。取活化好的菌种斜面，用无菌生理盐水配制成每毫升含106～107 CFU的菌悬液，备用。

1.2.4 抑菌试验 采用琼脂平板打孔法测试板栗壳棕色素的抑菌活性。

将板栗壳棕色素用40%的乙醇溶液溶解，配制成0.035，0.042，0.053 g·mL-13个浓度，经0.22 μm无菌微孔滤膜过滤除菌。LB培养基灭菌后，室温放置温度至40 ℃，接入供试菌种，倒平板，待培养基凝固后，用打孔器在平板内的培养基上打4个孔，分别注入3个浓度的板栗壳棕色素溶液各100 μL，及40%乙醇的无菌溶液100 μL，作为对照。将培养皿放入37 ℃下的培养箱内培养24 h后取出，观察抑菌圈的大小并测量抑菌圈的直径。

1.2.5 防腐试验 牛肉、土豆、豆腐切成小块煮熟，分别用板栗壳棕色素的40%乙醇溶液（浓度为5%）浸泡20 min后，分装于经过灭菌的培养皿中，37 ℃条件下培养48 h，观察食品感官变化情况。用40%乙醇溶液作空白对照[9]。

2 结果与分析

2.1 板栗壳棕色素的提取

应用超声波法提取板栗壳棕色素，产物为细腻均匀的棕褐色粉末，无异味。产率为6.91%。

2.2 抑菌试验结果

抑菌试验结果如图1～3，具体数据如表1。

2.3 防腐试验结果

表2表明，经板栗壳棕色素水溶液处理过的牛肉、土豆和豆腐，其质地、气味、色泽基本上变化不大，表面长菌现象不明显；但对照组食物表面有明显的长菌现象，有酸味或臭味。可以看出，板栗壳棕色素具有一定的防腐作用。

3 结论与讨论

本试验应用超声波萃取法提取板栗壳天然棕色素，利用超声波的空化和振动作用，使植物细胞壁破裂，从而加速有效成分的溶出，本方法与传统溶剂浸提法相比，可以提高提取效率，且缩短提取时间[10]。

试验所提取的板栗壳棕色素在0.035，0.042， 0.053 g·mL-13个浓度下，对供试菌种都有一定的抑制作用，其中对大肠埃希氏菌和金黄色葡萄球菌的抑菌效果较好，可看到明显的抑菌圈，而对副溶血弧菌的抑制效果稍差，但也有一定的抑制作用。对食品的防腐试验结果表明，对试验用牛肉、土豆、豆腐都有一定的防腐作用。由此可知，板栗壳棕色素是一种值得大力推广使用的天然色素兼抑菌剂。本试验为辽宁省岫岩县板栗壳资源的开发利用，尤其在其作为防腐剂在食品、制药等行业中的应用提供了科学依据。

参考文献：

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[10] 刘平，李云雁.板栗壳色素超声波提取方法研究[J].江苏农业科学，2007，11（4）：196-198.