火龙果皮多酚的提取及其抑菌性研究

杜洁+戴伟杰+曹庸

摘要：通过正交试验优化了乙醇提取火龙果皮多酚的工艺条件。结果表明，在乙醇浓度40%，料液比1：20，提取时间40分钟时，火龙果皮多酚提取得率为1.842%。火龙果皮多酚抑菌性研究结果显示，火龙果皮多酚对微生物具有广谱抗性，表现出良好的抑菌作用，其中对细菌有较强的抑制作用，其次为酵母菌和霉菌。

关键词：火龙果皮；多酚；抑菌性

中图分类号： TS209 献标识码： A DOI编号： 10.14025/j.cnki.jlny.2017.06.025

多酚是一类主要存在于植物的皮、根、叶及果实中的多羟基化合物[1]，在自然界中资源非常丰富。多酚作为一类重要的天然活性物质，具有清除机体内自由基、抗脂质氧化、延缓机体衰老、预防心血管疾病、抗肿瘤及抗辐射等生物功能，因而在食品、饮料、医药及日化等领域得到了日益广泛的应用[2， 3]。

火龙果通常指仙人掌科量天尺属（Hylocereus undatus）和蛇鞭柱属（Seleniereus Meja-lantous）植物的果实，原产于中、南美洲，在我国主要分布于广东、广西、福建、云南、海南及台湾等地区[4]。火龙果按其果皮果肉颜色可分为红皮白肉、 红皮红肉及黄皮白肉三类。火龙果含有丰富的花青素、多酚、植物白蛋白、维生素及膳食纤维等活性物质[5]，因而具有较高的营养和保健价值。

目前，关于火龙果的研究主要集中在果实果皮中色素、果胶的研究[6]，而多酚类物质的研究则鲜见报道。火龙果在鲜食和加工时，通常会将果皮作为废物扔弃，不仅浪费了这一宝贵资源，而且不利于环境保护。本研究以火龙果皮为原材料，提取多酚物质并进一步研究其对不同微生物的抑菌作用，旨在对火龙果的深加工提供数据参考和理论指导，同时为火龙果皮的综合利用开拓新途径。

1 材料与方法

1.1 实验材料与仪器

1.1.1 材料试剂 火龙果皮，市购红皮白肉火龙果，剥离果肉，洗净，100 ℃烘干，粉碎备用；95%乙醇、焦性没食子酸、硫酸亚铁、酒石酸钾钠、硫酸锌、碳酸氢钠、醋酸、牛肉膏、蛋白胨、氯化钠，以上试剂均为国产分析纯。

1.1.2 主要仪器设备 多功能粉碎机（XS-10B型，东莞隆鑫机电设备有限公司），台式超声波清洗器（SK8200H型，上海科导超声仪器有限公司），可见分光光度计（S22PC型，上海棱光技术有限公司），离心机（DD-5型，湖南凯达科学仪器有限公司），生化培养箱（上海浦东荣丰科学仪器有限公司），数显电热恒温干燥箱（上海浦东荣丰科学仪器公司）。

1.1.3 菌种与培养基 菌种：枯草芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、面包酵母、黑根霉、黑曲霉、毛霉均由华南农业大学食品化学实验室提供。

马铃薯葡萄糖琼脂培养基（PDA），广东环凯微生物科技有限公司，用于面包酵母、黑根霉、黑曲霉及毛霉的培养。

牛肉膏蛋白胨培养基：牛肉膏3克，蛋白胨10克，氯化钠5克，加水至1000毫升，调pH至7.6，固体培养基添加2%的琼脂，于121℃，20分钟灭菌，用于枯草芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌、大肠杆菌的培养。

1.2 实验方法

1.2.1 火龙果皮多酚的提取 精确称取火龙果皮样品1.0克，加入乙醇溶液超声提取一定时间，抽滤后将滤液置于100毫升容量瓶并用相應乙醇溶液定容，制得多酚提取液。以乙醇浓度、料液比和提取时间为考察因素，采用L9（34）正交试验对火龙果皮多酚的提取工艺进行优化。

1.2.2 火龙果皮多酚含量的测定 采用酒石酸亚铁分光光度法测定[7， 8]。精确称取没食子酸标准样品1.0克，加水溶解后移至100毫升容量瓶定容，得10.0毫克/毫升没食子酸标准品储备液。分别量取储备液1.0毫升、2.0毫升、3.0毫升、4.0毫升、5.0毫升、6.0毫升、7.0毫升、8.0毫升、9.0毫升、10.0毫升于10支100毫升容量瓶中，定容后各移取1.0毫升于25毫升容量瓶中，加水4毫升和酒石酸亚铁溶液5毫升，充分混合后定容。在波长540nm处，以试剂空白作参比，测定吸光度，并绘制标准曲线。曲线方程y=0.7x-0.0071，校正系数R2=0.9935，可见该曲线拟合良好。量取1.0毫升样品提取液，加蒸馏水4毫升和酒石酸亚铁溶液5毫升，充分混合后定容。在波长540nm处，测定吸光度通过拟合方程计算多酚含量，并由下式求出提取的火龙果皮多酚的得率：

ω %=c×V/（m×1000）×100

式中：ω，多酚得率；c，火龙果皮多酚质量浓度（毫克/毫升）；V，提取液体积（毫升）；m，火龙果皮质量（g）。

1.2.3 火龙果皮多酚抑菌性测定 采用滤纸圆片法测定火龙果皮多酚的抑菌性能[9， 10]。

1.2.3.1 菌悬液的制备 在150毫升三角瓶中，加入50毫升生理盐水及少量玻璃珠，封口，121℃灭菌20分钟后冷却。用接种环挑取1环菌种于三角瓶中，封口后震荡10分钟左右。用血球计数板检测，控制菌悬液含菌约105cfu/毫升，备用。

1.2.3.2 火龙果皮多酚溶液样品的制备 称取1.0克火龙果皮多酚粉末，用无菌水溶解至所需浓度，再逐级稀释，备用。

1.2.3.3 滤纸圆片的制备 圆片直径为0.9厘米，灭菌后用各火龙果皮多酚溶液浸泡10分钟，用0.85%的无菌生理盐水作对照。

1.2.3.4 含菌平板的制备 在无菌条件下，吸取1毫升各种菌悬液均匀置于已灭菌的培养皿中，倒入15毫升已冷却至50℃～60℃的无菌培养液。

1.2.3.5 抑菌性测定 每一含菌培养皿中均匀放置含有火龙果皮多酚溶液及0.85%无菌生理盐水的滤纸圆片，每一菌种做3个平行。细菌平板倒置于37℃恒温培养箱中培养24小时，酵母菌、霉菌倒置于28℃恒温培养箱培养48小时，测其抑菌圈直径。根据抑菌圈大小确定其抑菌效果，以无明显抑菌圈的火龙果皮多酚浓度为其最低抑菌浓度（MIC）。

2 结果与分析

2.1 火龙果皮多酚的提取结果

火龙果皮多酚提取正交试验的因素水平及试验结果，如表1所示。

结果表明，影响火龙果皮多酚提取因素的主次顺序为A>C>B，即乙醇浓度对火龙果皮多酚提取的影响最大，其次为提取时间，料液比影响最小。最优工艺方案为A1C3B1，在此条件下，火龙果皮多酚得率为1.842%，略低于A1C3B3条件下的结果1.849%（表1）。但考虑到B因素对试验结果影响最小，且使用大量的提取剂不仅提高了成本，而且也不利于后续试剂回收。因此，最终确定提取火龙果皮多酚的最优工艺条件为：乙醇浓度40%，料液比1∶20，提取时间40分钟。

2.2 火龙果皮多酚抑菌试验结果

量取1毫升火龙果皮多酚溶液，用无菌水定容于50毫升，再逐级稀释，制得5个浓度梯度的火龙果皮多酚溶液，浓度分别为2×10-2、2×10-3、2×10-4、4×10-5、2×10-6。不同浓度的火龙果皮多酚溶液对各菌种的抑菌效果，见表2。

由表2可知，火龙果皮多酚只有在浓度为2×10-2时才对霉菌产生抑制，且对霉菌的抑制作用不明显；对酵母菌则有较明显的抑制作用，在浓度为2×10-2和2×10-3时均有抑菌圈产生；对细菌的抑制作用最为明显，在浓度2×10-2、2×10-3和2×10-4时都产生抑菌圈，且随着火龙果皮多酚浓度的增加，抑菌强度增大（抑菌圈直径增大）。通过比较抑菌圈直径可知，火龙果皮多酚对霉菌的抑制作用次序为：毛霉>黑曲霉>黑根霉；火龙果皮多酚对细菌的抑制作用次序为：金黄色葡萄球菌>枯草芽孢杆菌>大肠杆菌。

另外，由表2亦可得到各菌种的MIC：细菌为2×10-4，酵母菌为2×10-3，霉菌为12×10-2。结果表明，火龙果皮多酚对微生物具有广谱抗性。

3 结语

乙醇提取火龙果皮多酚的最优工艺条件为：乙醇浓度40%，料液比1∶20，提取时间40分钟。在此工艺条件下，火龙果皮多酚得率为1.842%。抑菌性试验表明，火龙果皮多酚对微生物具有广谱抗性，其抑菌效果次序为：细菌>酵母菌>霉菌。通过最小抑菌濃度（MIC）可知，火龙果皮多酚对金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌抑制效果最好，其次是大肠杆菌和面包酵母。

参考文献

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