宋 菲 ,張 金 ,王 微
1.東北農(nóng)業(yè)大學(xué),黑龍江哈爾濱 150025
2.黑龍江農(nóng)墾職業(yè)學(xué)院,黑龍江哈爾濱 150025
柑橘是蕓香科植物柑橘屬的總稱(chēng),包括橙子、柚子、金橘、蜜橘、廣柑等。在我國(guó)主要分布于廣東、湖南、浙江、福建等地,我國(guó)柑橘栽培面積居世界第一,產(chǎn)量居世界第二位,已超過(guò)美國(guó),僅居巴西之后,2002年產(chǎn)量達(dá)1 199萬(wàn)t[1]。而我國(guó)柑橘加工產(chǎn)品80%是罐頭[2]。柑橘在加工過(guò)程或新鮮使用時(shí),都會(huì)產(chǎn)生約20%~50%的果皮渣[3]。隨著柑橘深加工的不斷深入,規(guī)模的不斷擴(kuò)大,柑橘果皮渣的污染情況日益嚴(yán)重,解決果渣問(wèn)題越來(lái)越受到人們的重視。橘皮苷是黃酮類(lèi)化合物,降低血壓、抗過(guò)敏、降低低密度膽固醇、影響血壓、改變體內(nèi)酶活性、改善微循環(huán)、抗菌、抗肝炎、抗氧化、抗腫瘤、抗癌等生理功能,有很高的藥用價(jià)值[4-6]。柑橘皮中含有較多的橘皮苷,本文以柑橘皮渣為原料,從柑橘皮中提取橘皮苷,然后對(duì)其抑菌活性進(jìn)行研究,以無(wú)用橘皮轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏玫奈镔|(zhì),解決了柑橘皮渣帶來(lái)的垃圾污染問(wèn)題。
柑橘:市售;甲醇、乙醇、氯化鈣、亞硫酸鈉、氫氧化鈉、氫氧化鈣、牛肉膏:分析純;W205B數(shù)控恒溫水浴鍋:上海申勝生物技術(shù)有限公司;萬(wàn)能粉碎機(jī):中國(guó)天津泰斯特儀器有限公司;R-205旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器:上海申勝生物技術(shù)有限公司;電子天平:上海精密科學(xué)儀器有限公司天平儀器廠;循環(huán)真空泵:鞏義市予華儀器有限責(zé)任公司。
1.2.1 橘皮苷提取工藝流程
(稱(chēng)?。╅倨?jiān)鬯椤鷫A溶→水浴加熱→過(guò)濾→調(diào)pH→冷卻→抽濾→洗滌→干燥→產(chǎn)品。
1.2.2 單因素試驗(yàn)
1) 固液比對(duì)橘皮苷得率的影響
稱(chēng)取5.0g橘皮粉,固定提取溫度為70℃,提取時(shí)間為2h,pH值為4,考察不同固液比對(duì)橘皮苷得率的影響,結(jié)果如圖1所示。
2) 溫度對(duì)橘皮苷得率的影響
稱(chēng)取5.0g橘皮粉,固定固液比1:15,提取時(shí)間為2h,pH值為4,考察溫度對(duì)橘皮苷得率的影響,結(jié)果如圖2所示。
3) 時(shí)間對(duì)橘皮苷得率的影響
稱(chēng)取5.0g橘皮粉,固定固液比1:15,提取溫度為75℃,pH值為4,考察時(shí)間對(duì)橘皮苷得率的影響,結(jié)果如圖3所示。
4) pH值對(duì)多糖得率的影響
稱(chēng)取5.0g橘皮粉,固定固液比1:15,提取溫度為75℃,提取時(shí)間為3h,考察pH值對(duì)橘皮苷得率的影響,結(jié)果如圖4所示。
1.2.3 橘皮苷的抑菌試驗(yàn)方法
用橘皮苷配制成0.05%、0.1%、0.2%、0.4%、0.8%的甲醇溶液,將這些溶液和一份飽和乙醇溶液分別倒入培養(yǎng)皿中,將剪好的濾紙片置于不同的溶液中進(jìn)行浸泡,晾干。把五種試驗(yàn)用的菌種用無(wú)菌生理鹽水配制成105個(gè)/L左右的菌液,把大腸桿菌、枯草芽抱桿菌、金黃色葡萄球菌制成的菌液加入到牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基平板上,青霉、根霉菌液加入到馬鈴薯培養(yǎng)基平板上。取0.5mL菌液加入到平板上,立即用涂布棒迅速將菌液均勻涂開(kāi),涂好后,將浸漬過(guò)橘皮苷溶液的濾紙圓片風(fēng)干,放到每個(gè)涂有菌液的平板上,每個(gè)培養(yǎng)皿中放4個(gè)紙片,平行做3個(gè)培養(yǎng)皿。細(xì)菌在37℃下培養(yǎng),霉菌在28℃下培養(yǎng),均培養(yǎng)48h,測(cè)定抑菌圈直徑大小,確定抑菌效果[7]。
圖1 固液比對(duì)橘皮苷提取率的影響
圖2 溫度對(duì)橘皮苷提取率的影響
圖3 pH值對(duì)橘皮苷提取率的影響
圖4 時(shí)間對(duì)橘皮苷提取率的影響
根據(jù)單因素對(duì)橘皮苷提取率的影響情況可知:沉淀時(shí)的pH值對(duì)橘皮苷的提取有一定的影響。當(dāng)pH<2時(shí),形成的沉淀很少,而當(dāng)pH>4時(shí),則有雜質(zhì)出現(xiàn)。所以控制pH值2~4為宜;當(dāng)固液比為1:15時(shí),提取率最高,之后增加固液比,提取率增高不明顯,從經(jīng)濟(jì)角度考慮,選取1:15的固液比比較適宜;在浸取過(guò)程中,溫度控制也有影響。因橘皮苷溶于熱水常溫時(shí)溶解度0.1g/mL,而75℃時(shí)溶解度為10g/mL。若再加高溫度,溶解度增加不大,反而出現(xiàn)了雜質(zhì)。影響了產(chǎn)物的純度。所以,以75℃浸取較好。另外在橘皮苷的洗滌過(guò)程中,不宜用過(guò)高溫度的水洗滌,否則產(chǎn)物損失很大。浸提時(shí)間在3h左右時(shí),提取率較高,當(dāng)小于3h或大于3h時(shí),產(chǎn)率都較低,其原因可能是橘皮苷分子中的酚性輕基,在堿液作用下逐漸從橘皮中溶解出來(lái),浸泡時(shí)間太短橘皮苷溶解不充分,時(shí)間過(guò)長(zhǎng),部分橘皮苷分解,體現(xiàn)了橘皮苷在水中的不穩(wěn)定性。
表1 橘皮苷的質(zhì)量濃度對(duì)抑菌效果的影響
從表1的實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析可以看出,不同質(zhì)量濃度的橘皮苷對(duì)5種菌種的生長(zhǎng)均有抑制作用,但對(duì)不同菌種有不同的抑制程度,其中對(duì)枯草桿菌的抑制作用最強(qiáng),對(duì)霉菌的抑制作用最弱。另外,同一濃度,對(duì)不同的菌種所抑制的程度不同,其中橘皮苷的質(zhì)量濃度在0.2%~0.6%之間均有較好的抑菌效果。而質(zhì)量濃度低于0.1%及高于0.6%,有抑菌作用但效果較差。
把橘皮苷分別配制成質(zhì)量濃度為0.2%的甲醇溶液及乙醇的飽和溶液,把同樣大小的濾紙片在兩種溶液中浸泡后,作抑菌實(shí)驗(yàn)。
表2 溶劑對(duì)橙皮試抑菌效果的影響
橘皮苷的0.2%甲醇溶液和橘皮苷的飽和乙醇溶液均有較好的抑菌效果。其中對(duì)大腸桿菌的抑菌效果較好,而對(duì)霉菌的抑制作用較差。對(duì)枯草桿菌的抑制作用,橘皮苷的甲醇溶液要比飽和乙醇溶液的效果要好些,而對(duì)葡萄球菌的抑制作用,則正好相反,橘皮苷的飽和乙醇溶液要好于甲醇溶液的抑菌效果。
熱穩(wěn)定性試驗(yàn)就是將橘皮苷分別置于70℃、80℃、90℃、100℃的水浴恒溫水浴鍋內(nèi),加熱處理20min后,將在濃度為0.5%橘皮苷溶液浸泡過(guò)濾紙片涼干后置于涂均勻的平板中,放入恒溫培養(yǎng)箱中進(jìn)行培養(yǎng),觀察其抑菌效果。通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析,經(jīng)不同溫度處理后的橘皮苷抑菌效果與未處理過(guò)的橘皮苷抑菌效果基本一樣,沒(méi)明顯變化,說(shuō)明橘皮苷在抑菌方面具有較好的熱穩(wěn)定性。
表3 5%的橘皮苷液中溫度對(duì)抑菌效果的影響
通過(guò)實(shí)驗(yàn)可知:堿溶酸沉法提取橘皮苷,浸提及沉淀時(shí)的pH值、溫度、CaC12與NaOH的濃度、顆粒大小對(duì)提取橘皮苷的產(chǎn)率及質(zhì)量均有一定的影響。其最佳工藝為:料液比為1:15,浸提溫度為75℃,浸提時(shí)間為3h,pH值為4,橘皮苷的產(chǎn)率可達(dá)5.8%。
由抑菌試驗(yàn)結(jié)果可得出:不同濃度的橘皮苷溶液、不同的溶劑及不同的溫度值對(duì)菌種的抑菌效果有明顯不同,但都有一定的抑菌作用,且基本不受溫度變化的影響,可以作為良好的抑菌產(chǎn)品。
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