微波輔助提取芒果核多酚及其抑菌活性的研究

黃祉健，阮玉鳳，羅寶芳，蘇妹芬，覃靖娟，謝彩軍，黃鎖義，朱曉瑩（.右江民族醫(yī)學(xué)院臨床醫(yī)學(xué)院，廣西百色533000；.右江民族醫(yī)學(xué)院藥學(xué)系，廣西百色533000；3.右江民族醫(yī)學(xué)院科學(xué)實(shí)驗(yàn)中心，廣西百色533000）

微波輔助提取芒果核多酚及其抑菌活性的研究

黃祉健1，阮玉鳳1，羅寶芳2，蘇妹芬2，覃靖娟2，謝彩軍2，黃鎖義2，朱曉瑩3，*
（1.右江民族醫(yī)學(xué)院臨床醫(yī)學(xué)院，廣西百色533000；2.右江民族醫(yī)學(xué)院藥學(xué)系，廣西百色533000；3.右江民族醫(yī)學(xué)院科學(xué)實(shí)驗(yàn)中心，廣西百色533000）

研究芒果核多酚微波輔助提取的最佳工藝，考察芒果核多酚提取液體外抑菌活性。采用單因素及正交實(shí)驗(yàn)，以芒果核多酚得率為指標(biāo)，考察乙醇濃度、料液比、微波提取功率和提取時(shí)間對(duì)微波提取芒果核多酚得率的影響。采用濾紙圓片法考察芒果核多酚抑菌活性。結(jié)果顯示，芒果核多酚最佳微波提取工藝為：乙醇濃度60%，料液比1∶20（g/mL），微波功率340W，微波提取時(shí)間60s，在此條件下芒果核多酚得率為9.27%±0.54%。芒果核多酚提取物對(duì)受試菌均有一定的抑制作用，其中對(duì)表皮葡萄球菌的抑制作用較強(qiáng)。本文為進(jìn)一步開(kāi)發(fā)芒果核的利用價(jià)值提供了一定理論依據(jù)。

芒果核多酚，微波輔助提取，抑菌活性

芒果（Mangifera indica Linn）為漆樹(shù)科植物，廣泛分布于我國(guó)的廣西、廣東、海南、臺(tái)灣等地。芒果的葉、莖、果皮等具有藥用價(jià)值，具有平喘、祛痰、抗菌消炎、抗腫瘤、抗氧化等作用[1]。目前對(duì)于芒果核的研究與開(kāi)發(fā)利用主要集中于芒果葉和芒果皮[2-3]，而對(duì)芒果核的研究比較少。廣西百色盛產(chǎn)芒果，有“芒果之鄉(xiāng)”之稱，芒果資源豐富，品種繁多，因此關(guān)于芒果的深加工產(chǎn)業(yè)也越來(lái)越多，但作為生產(chǎn)加工的廢棄物之一的芒果核，目前仍未得到有效的開(kāi)發(fā)利用。有研究表明，芒果核富含沒(méi)食子酸甲酯等多酚類物質(zhì)[4]，而多酚類物質(zhì)在抗腫瘤、抗病毒、抗微生物、抗衰老、抗氧化等方面具有良好的作用[5]。微波輔助提取法是近年興起的生物活性物質(zhì)提取技術(shù)，在天然產(chǎn)物尤其是多酚提取中有良好的應(yīng)用前景[6]。目前，針對(duì)芒果核多酚的微波輔助提取研究，抗氧化、抑菌活性等研究報(bào)道不多，本研究以百色熱銷芒果品種臺(tái)農(nóng)果核為研究對(duì)象，采用微波輔助提取法，研究臺(tái)農(nóng)芒果核多酚最佳提取工藝，及其提取物的抗氧化及抑菌活性，為合理開(kāi)發(fā)和利用芒果核提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

臺(tái)農(nóng)芒果果實(shí) 于2012年7月采摘于百色市右江區(qū)果園，去除臺(tái)農(nóng)芒果皮肉、堅(jiān)殼及衣，取出核仁，切成薄片，25℃干燥，粉碎；表皮葡萄球菌、大腸桿菌、傷寒桿菌和金黃色葡萄球菌 由右江民族醫(yī)學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院黃干榮、覃艷春老師提供；焦性沒(méi)食子酸、無(wú)水乙醇、磷酸氫二鈉、磷酸二氫鉀、硫酸亞鐵、酒石酸鉀鈉 均為國(guó)產(chǎn)分析純。

TU-1810PC紫外可見(jiàn)分光光度計(jì) 北京普析通用儀器有限公司；AL104電子分析天平 梅特勒-托利多；RE-5210A旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀 上海亞榮生化儀器廠；D8O23CSL-K微波爐 格蘭仕電器有限公司；LRH-150D生化培養(yǎng)箱 韶關(guān)泰紅宏醫(yī)療器械有限公司；SW-CJ-2雙人雙面凈化工作臺(tái) 蘇州凈化設(shè)備有限公司；HVE50L高壓蒸汽滅菌器 日本三洋公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 芒果核多酚的提取與鑒定 提取方法參照文獻(xiàn)[2]，精確稱取芒果核粉5g，按照乙醇濃度60%，提取時(shí)間2.5min，料液比1∶15（w/v），微波功率為385W，提取液抽濾、離心3000r/min，5min，搖勻，取上清液待用。

多酚的鑒定采用三氯化鐵反應(yīng)法[7]，取芒果核多酚提取液適量，點(diǎn)在濾紙上，滴加1%三氯化鐵溶液，在可見(jiàn)光下呈綠色斑點(diǎn)即提取液中含有多酚。

1.2.2 多酚含量的測(cè)定 以焦性沒(méi)食子酸為標(biāo)樣，按參照文獻(xiàn)[8]方法測(cè)定芒果核中芒果核多酚的含量。芒果核多酚得率按照每克樣品中含有的芒果核多酚量（g）計(jì)算。

1.2.2.1 沒(méi)食子酸標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制 配制濃度為0、0.8、1.6、2.4、3.2、4.0、4.8、5.6、6.4、7.2μg/mL的焦性沒(méi)食子酸標(biāo)準(zhǔn)液，在焦性沒(méi)食子酸標(biāo)準(zhǔn)液有最大吸光度值的540nm波長(zhǎng)下測(cè)定吸光度值（OD值），以焦性沒(méi)食子酸濃度為橫坐標(biāo)，吸光值為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

1.2.2.2 芒果核提取液中芒果核多酚的含量測(cè)定 采用酒石酸亞鐵還原法[8]，稀釋1250倍，于540nm波長(zhǎng)下測(cè)定樣品溶液的OD值，依據(jù)回歸方程計(jì)算提取液中芒果核多酚含量。

1.2.3 單因素實(shí)驗(yàn)

1.2.3.1 乙醇濃度的篩選 取干燥核仁粗粉5g，料液比1∶15（g/mL）分別加入30%、40%、50%、60%、70%、80%的乙醇溶液，功率340W，提取75s，按1.2.1樣品制備方法制備樣品，測(cè)定OD值，確定適宜的乙醇濃度。1.2.3.2 料液比的篩選 取干燥核仁粗粉5g，按料液比1∶5、1∶10、1∶15、1∶20、1∶25（g/mL）分別加入50%的乙醇溶液，功率340W，提取75s，按1.2.1樣品制備方法制備樣品，測(cè)定OD值，確定適宜的料液比。

1.2.3.3 微波功率的篩選 取干燥核仁粗粉5g，按料液比1∶15（g/mL）分別加入50%的乙醇溶液，在功率分別為100、250、340、420、480W條件下，提取75s，按

1.2.1 樣品制備方法制備樣品，測(cè)定OD值，確定適宜的微波功率。

1.2.3.4 提取時(shí)間的篩選 取干燥核仁粗粉5g，按料液比1∶15（g/mL）分別加入50%的乙醇溶液，功率340W，分別提取30、45、60、75、90、105、120s，按1.2.1樣品制備方法制備樣品，測(cè)定OD值，確定適宜的提取時(shí)間。

1.2.4 正交實(shí)驗(yàn) 以單因素結(jié)果為參考，對(duì)乙醇濃度、料液比、微波功率、提取時(shí)間進(jìn)行4因素3水平正交實(shí)驗(yàn)，以芒果核多酚得率為指標(biāo)，通過(guò)L9（34）正交實(shí)驗(yàn)確定最佳提取工藝，設(shè)計(jì)如表1所示。1.2.5 多酚得率的計(jì)算 計(jì)算公式如下：

表1 正交實(shí)驗(yàn)因素與水平Table 1 Factors and levels of orthogonal test

總酚得率（%）=125V（y-b）/105am×100

式中，V為微波提取后的芒果核多酚提取液體積；y為提取液吸光度值；b為標(biāo)準(zhǔn)曲線截距；a為標(biāo)準(zhǔn)曲線斜率；m為芒果核仁粗粉質(zhì)量。

1.2.6 芒果核多酚的除雜純化 取新鮮制備的提取液150mL，用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀蒸干，取蒸餾水50mL溶解所得粉末，再用氯仿50mL除蛋白等雜物，靜置分層后取上清液蒸干；最后用90%乙醇溶解，雙層濾紙過(guò)濾后離心2000r/min，5min除去多糖，揮干乙醇，得到芒果核多酚。

1.2.7 芒果核多酚抑菌活性實(shí)驗(yàn)[9]采用濾紙圓片法觀察芒果核多酚對(duì)金黃色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、傷寒桿菌、大腸桿菌的抑菌活性。

1.2.7.1 含藥濾紙的制備 取上述芒果核多酚適量，以30%乙醇溶解配制濃度為2、4、6、8、10mg/mL的芒果核多酚溶液，以0.22μm濾菌膜過(guò)濾除菌，備用。將滅菌的濾紙片分別浸泡于不同濃度的芒果核多酚溶液中12h，取出瀝干，備用。

1.2.7.2 抑菌實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)設(shè)5個(gè)多酚組，濃度分別為2、4、6、8、10mg/mL的含藥濾紙片，以30%乙醇浸泡的紙片為對(duì)照組，分別在含金黃色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、傷寒桿菌和大腸桿菌平板內(nèi)分別放置含藥濾紙片，4片/板。37℃培養(yǎng)24h。24h后，觀察各個(gè)平板細(xì)菌繁殖情況，并用游標(biāo)卡尺測(cè)量抑菌圈的直徑。

1.3 數(shù)據(jù)處理

2 結(jié)果與分析

2.1 焦性沒(méi)食子酸標(biāo)準(zhǔn)曲線

焦性沒(méi)食子酸標(biāo)準(zhǔn)曲線為A=0.0148C+0.011，R2=0.997。式中，A為供試品溶液焦性沒(méi)食子酸吸光度值；C為供試品焦性沒(méi)食子酸濃度（μg/mL）；相關(guān)系數(shù)為0.997。焦性沒(méi)食子酸標(biāo)準(zhǔn)曲線在0～7.2μg/mL濃度范圍內(nèi)線性良好，以焦性沒(méi)食子酸為對(duì)照品，測(cè)定臺(tái)農(nóng)芒果核仁中芒果核多酚的含量，如圖1所示。

圖1 焦性沒(méi)食子酸濃度-吸光度值標(biāo)準(zhǔn)曲線Fig.1 Coke gallic acid concentration-absorbance value of the standard curve

2.2 單因素實(shí)驗(yàn)

2.2.1 乙醇濃度對(duì)芒果核多酚得率的影響 由圖2可知，隨著乙醇濃度的升高，芒果核多酚得率呈現(xiàn)先升高后降低的現(xiàn)象，當(dāng)乙醇濃度為50%時(shí)，提取效率最高。一定濃度的乙醇，滲透能力較高，乙醇使細(xì)胞內(nèi)部滲透壓增大，迫使目標(biāo)成分溶出，但隨著乙醇濃度的提高，已浸出的芒果核多酚對(duì)未浸出芒果核多酚的逸出產(chǎn)生阻力，不利于協(xié)同浸取，所以出現(xiàn)乙醇濃度＞50%之后，多酚得率出現(xiàn)下降的現(xiàn)象[10]。

圖2 乙醇濃度對(duì)芒果核多酚得率的影響Fig.2 The effect of ethanol concentration on the yield of mango polyphenols

2.2.2 料液比對(duì)芒果核多酚得率的影響 由圖3可知，隨著料液比從1∶5～1∶25，芒果核多酚得率呈現(xiàn)先升后降的現(xiàn)象，在料液比1∶15（g/mL）時(shí)，芒果核多酚得率最高。溶劑增加，細(xì)胞內(nèi)多酚溶出也應(yīng)該增加，但乙醇沸點(diǎn)較低，隨著溶劑的增多，加熱時(shí)易沸騰溢出和部分成分易隨蒸汽帶走，從而影響芒果核多酚得率。

2.2.3 微波功率對(duì)芒果核多酚得率的影響 由圖4可知：最佳微波功率為340W。芒果核多酚得率隨著微波功率的升高呈現(xiàn)先升后降的現(xiàn)象，當(dāng)微波功率為340W時(shí)，多酚得率達(dá)到最大值。在一定范圍內(nèi)，微波功率的升高有利于芒果核多酚從細(xì)胞內(nèi)溢出，隨著微波功率繼續(xù)升高，溶液瞬時(shí)溫度過(guò)高后，由于多酚類物質(zhì)的熱穩(wěn)定性較差，溫度過(guò)高，多酚易發(fā)生氧化或水解反應(yīng)，導(dǎo)致芒果核多酚得率下降。另外實(shí)驗(yàn)過(guò)程中觀察到微波功率過(guò)高時(shí)芒果核多酚提取液有少量溢出，導(dǎo)致芒果核多酚相應(yīng)減少。

圖3 料液比對(duì)芒果核多酚得率的影響Fig.3 The effect of solid-liquid ratio on the yield of mango polyphenols

圖4 微波功率對(duì)芒果核多酚得率的影響Fig.4 The effect of microwave power on the yield of mango polyphenols

圖5 提取時(shí)間對(duì)芒果核多酚得率的影響Fig.5 The effect of extraction time on the yield of mango polyphenols

2.2.4 提取時(shí)間對(duì)芒果核多酚得率的影響 由圖5可知，隨著微波提取時(shí)間的增加，芒果核多酚得率先小幅度上升后下緩慢降的趨勢(shì)。當(dāng)微波提取時(shí)間為60s時(shí)，芒果核多酚得率最高，時(shí)間超過(guò)60s后，芒果核多酚得率逐漸下降。這是由于隨著微波時(shí)間延長(zhǎng)，溫度逐漸升高，芒果核多酚會(huì)受到不同程度的破壞；另外，提取時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，提取出的多酚易與空氣中的氧氣接觸，發(fā)生氧化、聚合等反應(yīng)，從而導(dǎo)致芒果核多酚得率的下降。

2.3 正交實(shí)驗(yàn)

正交結(jié)果見(jiàn)表2，方差分析見(jiàn)表3。

表2 L9（34）正交實(shí)驗(yàn)方案及結(jié)果Table 2 L9（34）orthogonal test program and results

表3 方差分析表Table 3 Analysis of variance table

4種因素對(duì)芒果核多酚得率影響的主次為：B＞C＞D＞A，即料液比＞微波功率＞提取時(shí)間＞乙醇濃度。芒果核多酚的最佳提取條件是為A3B3C2D2，即乙醇濃度60%，料液比1∶20（g/mL），微波功率340W，提取時(shí)間60s。

2.4 驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)

按最佳提取條件下進(jìn)行3次驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，芒果核多酚的得率分別為9.32%、9.27%、9.22%，平均值為9.27%，RSD為0.54%，說(shuō)明該優(yōu)化提取條件較穩(wěn)定可靠。

2.5 芒果核多酚抑菌活性實(shí)驗(yàn)結(jié)果

觀察含藥紙片周圍是否有抑菌圈，結(jié)果見(jiàn)表4。由表4可見(jiàn)，各濃度芒果核多酚提取液對(duì)受試細(xì)菌均有一定的抑制作用，其中以對(duì)表皮葡萄球菌的抑制作用最強(qiáng)，其余為金黃色葡萄球菌＞大腸桿菌＞傷寒桿菌，這與文獻(xiàn)報(bào)道芒果核多酚有較好的抗炎抗病毒活性相符[6]。

3 結(jié)論

以臺(tái)農(nóng)芒果核仁為原料，采用微波輔助提取法，通過(guò)單因素及正交實(shí)驗(yàn)確定最佳提取工藝為：乙醇濃度60%，料液比1∶20（g/mL），微波功率340W，微波提取時(shí)間60s，多酚得率達(dá)9.27%。

芒果核多酚對(duì)受試菌均有一定的抑制作用，強(qiáng)度依次為表皮葡萄球菌＞金黃色葡萄球菌＞大腸桿菌＞傷寒桿菌。綜上所述，臺(tái)農(nóng)芒果核多酚提取物具有一定的抑菌活性，芒果核作為食品加工行業(yè)的廢棄物，具有進(jìn)一步開(kāi)發(fā)利用的價(jià)值。

表4 芒果核多酚對(duì)各細(xì)菌抑菌直徑大小（mm，±s，n=3）Table 4 The mango polyphenol antibacterial activity test results（mm，±s，n=3）

表4 芒果核多酚對(duì)各細(xì)菌抑菌直徑大小（mm，±s，n=3）Table 4 The mango polyphenol antibacterial activity test results（mm，±s，n=3）

10金黃色葡萄球菌 0 6.5±0.5 7.4±0.7 8.3±0.5 9.1±0.2 9.7±0.5表皮葡萄球菌 0 6.3±0.3 8.4±0.9 9.6±0.5 10.4±0.6 11.0±1.0*傷寒桿菌 0 5.5±0.3 6.7±0.5 7.3±0.6 8.1±0.7 9.1±0.9大腸桿菌 0 5.8±0.3 6.3±0.6 7.4±0.4 8.3±1.0 9.2±0.4菌種類 30%乙醇 芒果核多酚濃度（mg/mL）2 4 6 8

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Study on microwave-assisted extraction and the antibacterial activity of phenolics from mango core

HUANG Zhi-jian1，RUAN YU-feng1，LUO Bao-fang2，SU Mei-fen2，QIN Jing-juan2，XIE Cai-jun2，HUANG Suo-yi2，ZHU Xiao-ying3，*
（1.College of Clinical，Youjiang Medical University For Nationalities，Baise 533000，China；2.Department of Pharmacy，Youjiang Medical University For Nationalities，Baise 533000，China；3.Science Experiment Centre，Youjiang Medical University For Nationalities，Baise 533000，China）

To optimize the microwave-assisted extraction for polyphenols in Mango core.Antibacterial activity of polyphenols was also studied.Yield of polyphenols rate as indicators，ethanol concentration，ratio of material to liquid，microwave power and extraction time on extraction rate of mango core polyphenols were investigated by single factor and orthogonal test.The filter paper disc were used in bacterial sensitivity test in vitro.The optimize extraction process conditions as follows：ratio of material to liquid 1∶20（g/mL），extraction time 60s，microwave power 340W，ethanol concentration 60%，and that Mango core ployphenols yield was up to 9.27%± 0.54%.Mango core ployphenols had bacteriostasis activity in vitro，especially against the staphylococcus epidermidis.The study could provide scientific basis for antioxidant and antibacterial activity of phenolics from mango，which could be used to develop the economic value of mango core.

mango polyphenols；microwave-assisted extraction；anti-bacterial effect

R284.2

B

1002-0306（2014）12-0295-04

10.13386/j.issn1002-0306.2014.12.056

2013－09－02 *通訊聯(lián)系人

黃祉健（1990-），男，大學(xué)本科，研究方向：食品資源的開(kāi)發(fā)利用。

2013全國(guó)大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目（201310599013）；2013廣西壯族自治區(qū)級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練計(jì)劃立項(xiàng)項(xiàng)目（QJCX201348）；廣西自然科學(xué)基金資助課題（2011GXNSFA018046）；右江民族醫(yī)學(xué)院教改立項(xiàng)項(xiàng)目（右醫(yī)院字[2011]28號(hào)）。