橘皮苷的提取及抑菌活性研究

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，包括橙子、柚子、金橘、蜜橘、廣柑等。在我國主要分布于廣東、湖南、浙江、福建等地，我國柑橘栽培面積居世界第一，產(chǎn)量居世界第二位，已超過美國，僅居巴西之后，2002年產(chǎn)量達(dá)1 199萬t[1]。而我國柑橘加工產(chǎn)品80%是罐頭[2]。柑橘在加工過程或新鮮使用時，都會產(chǎn)生約20%～50%的果皮渣[3]。隨著柑橘深加工的不斷深入，規(guī)模的不斷擴大，柑橘果皮渣的污染情況日益嚴(yán)重，解決果渣問題越來越受到人們的重視。橘皮苷是黃酮類化合物，降低血壓、抗過敏、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，然后對其抑菌活性進(jìn)行研究，以無用橘皮轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏玫奈镔|(zhì)，解決了柑橘皮渣帶來的垃圾污染問題。

1 材料與方法

1.1 試劑與儀器

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；萬能粉碎機：中國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 方法

1.2.1 橘皮苷提取工藝流程

（稱取）橘皮殘渣→粉碎→堿溶→水浴加熱→過濾→調(diào)pH→冷卻→抽濾→洗滌→干燥→產(chǎn)品。

1.2.2 單因素試驗

1） 固液比對橘皮苷得率的影響

稱取5.0g橘皮粉，固定提取溫度為70℃，提取時間為2h，pH值為4，考察不同固液比對橘皮苷得率的影響，結(jié)果如圖1所示。

2） 溫度對橘皮苷得率的影響

稱取5.0g橘皮粉，固定固液比1：15，提取時間為2h，pH值為4，考察溫度對橘皮苷得率的影響，結(jié)果如圖2所示。

3） 時間對橘皮苷得率的影響

稱取5.0g橘皮粉，固定固液比1：15，提取溫度為75℃，pH值為4，考察時間對橘皮苷得率的影響，結(jié)果如圖3所示。

4） pH值對多糖得率的影響

稱取5.0g橘皮粉，固定固液比1：15，提取溫度為75℃，提取時間為3h，考察pH值對橘皮苷得率的影響，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。把五種試驗用的菌種用無菌生理鹽水配制成105個/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，涂好后，將浸漬過橘皮苷溶液的濾紙圓片風(fēng)干，放到每個涂有菌液的平板上，每個培養(yǎng)皿中放4個紙片，平行做3個培養(yǎng)皿。細(xì)菌在37℃下培養(yǎng)，霉菌在28℃下培養(yǎng)，均培養(yǎng)48h，測定抑菌圈直徑大小，確定抑菌效果[7]。

2 結(jié)果分析與討論

2.1 不同因素對提取橘皮苷的影響

圖1 固液比對橘皮苷提取率的影響

圖2 溫度對橘皮苷提取率的影響

圖3 pH值對橘皮苷提取率的影響

圖4 時間對橘皮苷提取率的影響

根據(jù)單因素對橘皮苷提取率的影響情況可知：沉淀時的pH值對橘皮苷的提取有一定的影響。當(dāng)pH＜2時，形成的沉淀很少，而當(dāng)pH＞4時，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，提取率最高，之后增加固液比，提取率增高不明顯，從經(jīng)濟角度考慮，選取1:15的固液比比較適宜；在浸取過程中，溫度控制也有影響。因橘皮苷溶于熱水常溫時溶解度0.1g/mL，而75℃時溶解度為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程中，不宜用過高溫度的水洗滌，否則產(chǎn)物損失很大。浸提時間在3h左右時，提取率較高，當(dāng)小于3h或大于3h時，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，浸泡時間太短橘皮苷溶解不充分，時間過長，部分橘皮苷分解，體現(xiàn)了橘皮苷在水中的不穩(wěn)定性。

2.2 濃度對橘皮苷抑菌效果的影響

表1 橘皮苷的質(zhì)量濃度對抑菌效果的影響

從表1的實驗結(jié)果分析可以看出，不同質(zhì)量濃度的橘皮苷對5種菌種的生長均有抑制作用，但對不同菌種有不同的抑制程度，其中對枯草桿菌的抑制作用最強，對霉菌的抑制作用最弱。另外，同一濃度，對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。

2.3 溶劑對橘皮苷抑菌效果的影響

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，作抑菌實驗。

表2 溶劑對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。其中對大腸桿菌的抑菌效果較好，而對霉菌的抑制作用較差。對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。

2.4 熱穩(wěn)定性對橘皮苷抑菌效果的影響

熱穩(wěn)定性試驗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。通過實驗結(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的橘皮苷抑菌效果基本一樣，沒明顯變化，說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抑菌效果的影響

3 結(jié)論

通過實驗可知：堿溶酸沉法提取橘皮苷，浸提及沉淀時的pH值、溫度、CaC12與NaOH的濃度、顆粒大小對提取橘皮苷的產(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℃，浸提時間為3h，pH值為4，橘皮苷的產(chǎn)率可達(dá)5.8%。

由抑菌試驗結(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。

[1]國家統(tǒng)計局國際統(tǒng)計信息中心.柑橘、蘋果等水果生產(chǎn)情況(2001)[N].世界農(nóng)業(yè)，2002(4)：62.

[2]田世英.我國柑橘產(chǎn)業(yè)基本情況及發(fā)展思路[N].農(nóng)業(yè)部優(yōu)質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品開發(fā)服務(wù)中心，2004(2)：17.

[3]喬海鷗，丁曉雯，張慶祝.柑橘皮的綜合利用[J].浙江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2003(3)：147-149.

[4]馬慶一，陳春濤，荊曉艷，等.橘皮甙等桔皮活性成分的提取和抑菌作用研究[J].食品科學(xué)，2004，25(12)：112-115

[5]楊愛苓.橘皮甙及其系列產(chǎn)品的提取工藝[J].精細(xì)化工，2002，19(5)：259-261.

[6]HIMANISH DAS Useful Byproduets from Cellulosie Wastes of Agrieulture and Food Industry—A Critieal Appraisal Critieal Reviews in Food Science and Nutrition Boea Raton[J]，2004，44(2)：77-90.

[7]臧玉紅.柑橘皮連續(xù)提取有效成分的工藝研究[D].天津大學(xué)化工學(xué)院，2006，8.