李煜彬,楊 洋
(廣東藥學(xué)院 食品科學(xué)學(xué)院,廣東 中山 528458)
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芫荽抑菌成分提取工藝優(yōu)化研究
李煜彬,楊 洋*
(廣東藥學(xué)院 食品科學(xué)學(xué)院,廣東 中山 528458)
目的:研究芫荽莖、葉中抑菌成分的提取方法及其成分的抑菌效果。方法:通過單因素實驗確定提取時間、提取溫度和提取溶劑料液比,并作為觀察芫荽莖、葉抑菌成分提取的影響因素,建立正交試驗確定莖、葉各自的最佳提取條件。結(jié)果:芫荽莖部分抑菌成分提取的最佳條件為:提取溫度25℃、提取時間120min、提取溶劑料液比12∶1,在該條件下,金黃色葡萄球菌抑菌圈直徑為36mm,大腸桿菌的抑菌圈直徑為37mm,黑曲霉抑菌圈直徑為30mm,釀酒酵母抑菌圈直徑為23mm;芫荽葉部分抑菌成分提取的最佳條件為:提取溫度25℃、提取時間150min、提取溶劑料液比12∶1,在該條件下,金黃色葡萄球菌抑菌圈直徑為32mm,大腸桿菌的抑菌圈直徑為32mm,黑曲霉抑菌圈直徑為25mm,釀酒酵母抑菌圈直徑為20mm。結(jié)論:芫荽莖提取液抑菌效果較葉提取液抑菌效果明顯。
芫荽;抑菌成分;提取工藝;抑菌作用
芫荽,最早叫“胡荽”,原產(chǎn)地為地中海沿岸及中亞區(qū),我國各地均有栽培,可以入藥,也作為香辛料,富含維生素、正癸醛、壬醛、芳樟醇及異香豆精類物質(zhì)等[1-4],應(yīng)用廣泛。在我國,芫荽的消費主要在莖葉,因其芳香及顏色主要用于一般食用,而對其功效成分及保健功能了解較少,功能開發(fā)力度也不夠。將芫荽作為一種原料,進行新型植物源天然食品防腐劑的開發(fā),對于填補食品防腐劑的市場空白及需求滿足均有重要的意義。為進一步開發(fā)和利用芫荽資源,本文通過研究芫荽莖、葉天然抑菌成分提取的最佳工藝條件及莖、葉各自抑菌效果的比較,為芫荽作為新型安全天然食品防腐劑提供一定的參考依據(jù)。
1.1 材料與主要試劑
新鮮芫荽、馬鈴薯 (購自中山市場)。
供試菌種:大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、釀酒酵母、黑曲霉(廣東省微生物研究所)。
1.2 儀器與設(shè)備
XFH-50CA高壓蒸汽滅菌鍋(浙江新豐醫(yī)療器械有限公司)、SPX250B-2恒溫培養(yǎng)箱(上海?,攲嶒炘O(shè)備有限公司)、R-1001N旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(鄭州長城科工貿(mào)有限公司)、JJ500型電子天平、600型恒溫水浴鍋(金壇市富華儀器有限公司)、SW-CJ-2F標準雙人超凈操作臺(蘇凈集團蘇州安泰空氣技術(shù)有限公司)。
1.3 方法
1.3.1 固體培養(yǎng)基的制備 牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基、酵母菌及霉菌采用馬鈴薯培養(yǎng)基制作過程參考相關(guān)文獻[5]。
1.3.2 菌種活化及菌懸液的制備 供試菌種原種均采用相應(yīng)的斜面培養(yǎng)基活化,擴大培養(yǎng),用無菌生理鹽水配制成106~107菌懸液,備用。
1.3.3 芫荽中抑菌成分提取 芫荽去根、去發(fā)黃腐爛,將新鮮莖葉清洗干凈,瀝干,莖葉分開,剪碎1cm左右后放入容器中。加無水乙醚提取,根據(jù)相應(yīng)的提取條件在恒溫水浴鍋中提取。萃取完后過濾,濾液用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器在常壓下濃縮。水浴溫度為40℃,當冷凝管口無液滴滴下時即為濃縮終點[6]。
1.3.4 提取物抑茵效果測定 提取物抑茵效果采用瓊脂平板擴散法[7-8]測定。取“1.3.2”項制備的菌懸液0.2mL,加到已制備的無菌培養(yǎng)基(細菌采用牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基,酵母菌及霉菌采用馬鈴薯培養(yǎng)基),以涂布棒涂勻。用直徑6mm無菌打孔器打孔,每個培養(yǎng)皿打4個孔,加入提取液到孔內(nèi),加滿為止。每種菌3組培養(yǎng)皿,細菌37℃,正放培養(yǎng)24h,酵母菌、霉菌28℃,正放培養(yǎng)48h,觀察抑菌圈的有無及大小, 并用直尺測量抑菌圈直徑。
1.3.5 芫荽莖、葉抑菌成分最佳提取條件的確定[9]為探索提取工藝條件與提取物抑菌效果的關(guān)系,選取芫荽的提取溫度A(15℃,20℃,25℃,30℃,35℃)、提取時間B(30min,60min,90min,120min,150min)及提取劑料液比C(溶劑與芫荽體積比V/V=3∶1、6∶1、9∶1、12∶1、15∶1)等工藝參數(shù),進行單因素實驗,根據(jù)單因素實驗結(jié)果選用L9(34)正交試驗方案提取抑菌物質(zhì)。按“1.3.3”和“1.3.4”項方法測定各組對金黃色葡萄球菌的抑菌效果,作為判斷各組位次的指標。
2.1 芫荽莖、葉各自提取條件單因素結(jié)果與分析
2.1.1 提取溫度的影響 提取溫度對芫荽提取物抑菌效果的影響:當提取時間、提取溶劑料液比固定時,由圖1可看出,在提取溫度為25℃時,芫荽莖提取物的抑菌效果最好。由圖2可看出,在提取溫度為20、25、30℃時,芫荽葉提取物的抑菌效果較好,且相差不大。當溫度升高時,兩種提取物的抑菌效果明顯下降,可能由于溫度升高導(dǎo)致提取溶劑揮發(fā),從而影響抑菌成分的提取效果。見圖1、圖2。
圖1 提取溫度對芫荽莖提取物抑菌效果的影響
圖2 提取溫度對芫荽葉提取物抑菌效果的影響
2.1.2 提取時間的影響 提取時間對芫荽莖提取物抑菌效果的影響:當提取溫度、提取溶劑料液比固定時,由圖3、圖4可看出,提取時間為90min,芫荽莖提取物和葉提取物的抑菌效果最佳,提取時間延長會導(dǎo)致芫荽的抑菌效果降低,說明芫荽中莖所含抑菌成分在90min時可基本浸出,隨著時間延長可能會使有效抑菌成分部分揮發(fā)。見圖3、圖4。
圖3 提取時間對芫荽莖提取物抑菌效果的影響
圖4 提取時間對芫荽葉提取物抑菌效果的影響
2.1.3 提取溶液料液比的影響 提取溶劑料液比對芫荽抑菌效果的影響:當提取溫度、提取時間固定,由圖5可看出,在提取溶劑料液比為9∶1(體積比)時,芫荽莖提取物的抑菌效果最佳。由圖6可看出,芫荽葉提取物提取溶劑料液比為6∶1、9∶1、12∶1時抑菌效果較好。兩種提取物隨著溶劑的繼續(xù)增加,抑菌效果有所下降,可能是溶劑增加降低了有效抑菌成分的濃度。見圖5、圖6。
圖5 提取溶液料液比對芫荽莖提取物抑菌效果的影響
圖6 提取溶液料液比對芫荽葉提取物抑菌效果的影響
2.2 芫荽莖、葉各自抑茵成分正交試驗方案及結(jié)果
2.2.1 芫荽莖抑茵成分提取L9(34)正交試驗方案及結(jié)果 以提取溫度、提取時間和料液比三個因素進行正交實驗,確定芫荽莖抑菌成分提取的最佳條件。實驗因素水平見表1,試驗結(jié)果見表2。
表1 芫荽莖抑菌成分提取正交實驗因素水平
由表2可知,影響芫荽莖抑菌成分提取的主次順序為提取溫度(A) >提取時間(B)> 料液比(C),提取香菜中抑菌成分的最佳提取工藝參數(shù)為:A2B3C3,即提取溫度25℃、提取時間為120min、提取料液比為12∶1(V/V)。在該條件下對芫荽莖抑菌成分進行提取,測得其對金黃色葡萄球菌抑茵圈直徑為36mm,大腸桿菌的抑茵圈直徑為37mm,黑曲霉抑菌圈直徑為30mm,釀酒酵母抑菌圈直徑為23mm,證明該條件提取的芫荽莖提取液具有較好的抑菌效果。
2.2.2 芫荽葉抑茵成分提取L9(34)正交試驗方案及結(jié)果 以提取溫度、提取時間和料液比三個因素進行正交實驗,確定芫荽葉抑菌成分提取的最佳條件。實驗因素水平見表3,實驗結(jié)果見表4。
表2 芫荽莖抑菌成分提取L9(34)正交試驗結(jié)果分析
表3 芫荽葉抑菌成分提取正交實驗因素水平
表4 芫荽葉抑菌成分提取L9(34)正交試驗結(jié)果分析
由表4可知,影響芫荽葉抑菌成分提取的主次順序為提取時間(B)> 料液比(C) > 提取溫度(A),提取香菜中抑菌成分的最佳提取工藝參數(shù)為:A2B3C3,提取溫度25℃、提取時間為150min、提取料液比為12∶1(V/V)。在該條件下對芫荽葉抑菌成分進行提取,測得其對金黃色葡萄球菌抑茵圈直徑為32mm,大腸桿菌的抑茵圈直徑為32mm,黑曲霉抑菌圈直徑為25mm,釀酒酵母抑菌圈直徑為20mm,證明該條件提取的芫荽莖提取液具有較好的抑菌效果。
2.3 芫荽莖、葉提取液各自抑茵效果及其比較
在芫荽莖、葉各自的最佳提取條件下制得芫荽莖提取液和芫荽葉提取液,分別用瓊脂平板擴散法對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、釀酒酵母、黑曲霉進行抑菌實驗。實驗結(jié)果見表5、圖7、圖8。
表5 芫荽莖、葉提取液各自抑菌效果 (mm)
圖7 芫荽莖、葉提取液各自抑菌效果直方圖
圖8 芫荽莖、葉提取液各自抑菌效果
在四種菌中,芫荽莖提取液對大腸桿菌的抑菌效果最強,其次為金黃色葡萄球菌、黑曲霉、釀酒酵母;在四種菌中,芫荽葉提取液對金黃色葡萄球菌的抑菌效果最好,其次為大腸桿菌、黑曲霉、釀酒酵母。在莖、葉各自的最佳提取條件下,芫荽莖提取液對四種菌的抑菌效果均比葉提取液抑菌效果強。
本實驗證明芫荽無水乙醚莖提取物及葉提取物對金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、釀酒酵母和黑曲霉均有一定的抑制作用。芫荽莖部位抑菌成分提取的最佳條件為:提取溫度25℃、提取時間120min、提取溶劑料液比12∶1;芫荽葉部分抑菌成分提取的最佳條件為:提取溫度25℃、提取時間150min、提取溶劑料液比12∶1。實驗結(jié)果與邊名鴻等[10]研究結(jié)果相近,表明芫荽水提液對不同微生物均有較為明顯的抑制作用。關(guān)于芫荽的有效抑菌成分及其與食品組分的協(xié)同作用效果,有待進一步研究。
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(責任編輯:李嵐春)
Optimization of the Extraction Technology of Antibacterial Constituents in Coriander
Li Yubin,Yang Yang*
(Food Science School of Guangdong Pharmaceutical University, Zhongshan 528458,China)
Objective:To study the extractive methods of bacteriostatic components and bacteriostatic effects from coriander stem and leaf.Methods:Extracting temperature,extraction time,and solvent/material ratio were selected as influence factors to explore the antibacterial extraction from coriander stem and leaf by single-factor experiment.Orthogonal test was based on the single-factor experiment to ensure the best extraction condition.Results:The best extraction condition of stem was 25℃,120 min and 12∶1 solvent/material ratio.The diameters of Staphylococcus, E.coli, Aspergillusniger and Saccharomyces cerevisiae antimicrobial zone were 36mm, 37mm, 30mm and 23mm respectively.The best extraction condition of leaf was 25℃,150 min and 12∶1 solvent/material ratio.The diameters of Staphylococcus, E.coli, Aspergillus niger and Saccharomyces cerevisiae antimicrobial zone were 32mm,32mm, 25mm and 20mm.Conclusion:The bacteriostatic effects of stem were better than the leafs.
Coriander; Antibacterial Composition;Extraction Technology; Bacteriostatic Effect
2015-07-16
李煜彬(1993-),男,廣東藥學(xué)院在讀生,研究方向為食品科學(xué)與工程。E-mail:ben0321@outlook.com
作者簡介:楊洋(1982-),女,廣東藥學(xué)院實驗師,研究方向為食品微生物學(xué)及食品生物技術(shù)。E-mail:youngest_1027@hotmail.com
R284.2
A
1673-2197(2015)22-0013-04
10.11954/ytctyy.201522006