不同方法提取菠萝皮抑菌物质的比较研究

谭雯文，秦 宇

(1.广西工业职业技术学院，广西 南宁 530003；2.广西北部湾银行南宁市东盟支行，广西 南宁 530001)

不同方法提取菠萝皮抑菌物质的比较研究

谭雯文1，秦 宇2

(1.广西工业职业技术学院，广西 南宁 530003；2.广西北部湾银行南宁市东盟支行，广西 南宁 530001)

采用超声波水法提取、有机溶剂提取、超声波辅助有机溶剂提取等5种方法提取菠萝皮的活性物质，并选择大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌、黑曲霉及桔青霉等5种菌检测菠萝皮提取物的抑菌效果。结果表明，菠萝皮提取物具有一定的抑菌作用，且其抑菌效果随提取方式、菌种的不同而有差异。菠萝皮抑菌物在偏酸条件下、经紫外线照射、湿热灭菌后仍具有良好的稳定性。

菠萝 皮；抑菌效果；提取方法

菠萝又名凤梨、黄梨、香波梨等，为凤梨科凤梨属多年生草本果树，是仅次于香蕉和芒果的世界第三大热带水果。菠萝果肉中含大量还原糖、有机酸、维生素（VitBi，VitB2，VitC及VitE）、粗纤维，还含有钙、铁、镁等易为人体吸收的微量元素[1-2]，具有很高的营养价值。

由于菠萝不耐贮藏，大部分就地加工，产品由原来的糖水罐头逐步发展到鲜果汁、浓缩汁和饮料。而菠萝加工的副产物——菠萝皮，占全果重量的50%～60%，同样营养丰富。分析测试表明菠萝果皮渣中的水分、柠檬酸和总糖等成分比例与果肉相差无几，粗蛋白和灰分的含量还高于果肉[3]。据报道，菠萝皮可用于制备果酒，饮料、提取蛋白酶酚类抗氧化剂、果胶[4-5]，但对于菠萝皮提取物抗菌作用的研究，迄今鲜有报道。

本文采用不同提取方法提取菠萝皮的抑菌物质，比较其对常见食品污染菌的抑制作用，以期为菠萝皮提取物在医药、食品等抗菌防腐的开发利用提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

菠萝皮:将新鲜的菠萝皮切片，于60℃恒温干燥箱烘24h，粉碎后装入密封袋室温保存。

供试菌种:细菌:大肠杆菌(Escherichia coli)、金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）

霉菌:黑 曲 霉（Aspergillus niger）、桔青 霉（Penicillium citrinum），以上菌种均由桂林理工大学生物工程实验室保藏。

培养基:大肠杆菌采用牛肉膏蛋白胨琼脂培养基，金黄色葡萄球菌采用营养肉汤培养基，霉菌采用马铃薯葡萄糖（PDA）培养基[6]。

HWS-24电热恒温水浴锅，SWCJ-IF超净操作台，RE-2000A真空旋转蒸发仪，TDZZ5-WS台式低速自动平衡离心机，SHZ-D(Ⅲ)循环水式真空泵，DFY-800高速粉碎机，JY92-ⅡDN超声波细胞粉碎机。

1.2 实验方法

1.2.1 菠萝皮抑菌物的提取

采用超声波水提取、有机溶剂提取、超声波辅助有机溶剂提取等5种方法，结合各自最佳提取条件，并比较所得活性物质的抑菌效果。

1.2.1.1 超声波水提法

称取粉碎后的菠萝皮10g，按料液比1∶25加水于具塞三角瓶中，超声波（400W）作用20min，再在70℃恒温水浴锅中震荡浸提1h，然后3000r·min-1离心5min，用纱布过滤，取清液用真空旋转蒸发器浓缩至膏状，再用蒸馏水溶解定容至10mL，其浓度为1000mg·mL-1（指1mL提取液相当于1000mg

菠萝皮干样品），最后置于4℃冰箱中保存待用。

1.2.1.2 有机溶剂提取

称取粉碎后的菠萝皮10g，按料液比1∶25加入75%乙醇于具塞三角瓶中，在70℃恒温水浴锅中震荡浸提1h，然后离心、过滤、浓缩、定容，操作同1.2.1.1超声波水提取方法。

同样的方法分别以丙酮、乙酸乙酯作为提取剂，则分别得到丙酮提取液和乙酸乙酯提取液。

1.2.1.3 超声波辅助有机溶剂提取

称取粉碎后的菠萝皮10g，按料液比1∶25加入75%乙醇溶液于具塞三角瓶中，用超声波（400W）作用20min，再在70℃恒温水浴锅中震荡浸提1h，之后操作同1.2.1.1。

1.2.2 菌种活化及菌悬液的制备

将5种供试菌种接入相应的摇瓶培养基中进行活化，细菌活化18h，霉菌活化40h，然后再将活化后的菌种转接到相对应的斜面培养基上进行培养。用接种环分别刮取一定量已活化好的菌种于9mL无菌生理盐水中，充分摇匀，再用10倍稀释法将菌悬液稀释至含菌量为107CFU·mL-1的实验用菌悬液[7]。

1.2.3 提取物抑菌活性的测定

将15mL经高压灭菌的培养基倒入无菌培养皿中，静置冷却，待凝后加入0.1mL菌悬液于平板上，用无菌玻璃涂布棒将菌液涂布均匀，制成带菌平板[8]。然后用无菌打孔器打出直径为6mm的孔，在每个孔加入80 ☒L菠萝皮提取液，以无菌水做空白对照，平行3次。细菌于36℃恒温培养24h，霉菌于27℃培养48h。观察菌落生长情况，采用十字交叉法测量抑菌圈直径，比较不同提取方法对不同菌种的抑菌效果。

1.2.4 抑菌物稳定性检验

以大肠杆菌、黑曲霉为试验菌，利用超声波辅助乙醇提取菠萝皮抑菌物，比较提取液在不同条件下的稳定性。

1.2.4.1 酸碱稳定性

用稀盐酸和稀氨水将提取液pH分别调为2.0、4.0、6.0、8.0、10.0，保持其浓度为1g·mL-1，参照1.2.3提取物抑菌活性测定的实验步骤，以未调pH的提取液为对照，平行重复3次，测定抑菌圈直径，比较抑菌效果。

1.2.4.2 热稳定性

将提取液分别置于121℃、0.1MPa湿热灭菌处理，参照1.2.3提取物抑菌活性测定的实验步骤，以未处理的提取液为对照，平行重复3次，测定抑菌圈直径，比较抑菌效果。

1.2.4.3 紫外稳定性

将提取液置于紫外灯下照射0.5h、1.0h、1.5h、2.0h、2.5h，以未照射的提取液为对照，参照1.2.3提取物抑菌活性测定的实验步骤，平行重复3次，测定抑菌圈直径，比较抑菌效果。

2 结果与分析

2.1 不同提取方法对不同菌种的抑菌效果

表1为不同提取方法的抑菌效果。图1为不同提取溶剂的抑菌效果。从表1、图1中可以看出，菠萝皮中存在对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌和黑曲霉都有抑菌作用的物质。同样的提取条件，抑菌物对大肠杆菌的抑制作用最强，对革兰氏阴性菌抑菌作用优于革兰氏阳性菌；抑菌物对黑曲霉有很明显的抑制效果，而对桔青霉则无任何抑菌作用。不同的试剂，其提取液对供试菌的抑制程度有较大差异。有机溶剂提取的抑菌效果优于水提取，对金黄色葡萄球菌的作用差别尤为明显；而有机溶剂中，抑菌效果依次为乙醇＞丙酮＞乙酸乙酯。

利用超声波在液体中发生强烈的空穴作用使细胞破碎，增加其中有效成分的溶出速度和数量，能提高有效成分的浸提率。结果表明，超声波乙醇复合作用的抑菌效果都要比单用乙醇提取的明显很多，这和理论是相符的。由于菠萝皮的抑菌物对大肠杆

菌和黑曲霉都有效果，因此之后的稳定性试验以这两种菌作为试验菌。

表1 不同提取方法的抑菌效果

图1 不同提取溶剂的抑菌效果

2.2 抑菌物稳定性检验结果

以大肠杆菌、黑曲霉为试验菌，比较各种提取液在不同条件下的稳定性。

2.2.1 酸碱稳定性结果

不同pH条件下，菠萝皮抑菌效果测定结果见表2。由表2可以看出，菠萝皮提取液在酸性条件下的抑菌效果比在碱性条件下好，抑菌物质的抑菌效果随着酸性增加而增强；黑曲霉受pH影响更明显，在碱性条件下提取物丧失了对黑曲霉的抑制作用。菠萝皮的抑菌物在酸性条件下比较稳定，在碱性条件下抑菌活性物质容易被破坏，pH大于10则丧失抑菌活性，由此推断该成分可能为酸性物质。

表2 不同pH对抑菌物稳定性的影响

2.2.2 热稳定性结果

菠萝皮提取液经湿热灭菌处理后的抑菌效果见表3。从表3可以看出，提取液在高温灭菌后，对试验菌的抑制效果前后无明显差别，说明菠萝皮的抑菌物具有良好的热稳定性。

表3 温度对抑菌效果的影响

2.2.3 紫外稳定性

菠萝皮提取液经紫外线照射后抑菌试验测得的抑菌圈大小见表4。由表4可以看出，当提取物经紫外线分别照射1.0h内，抑菌圈大小基本没有变化，照射1.5h后抑菌物活性有所下降，所以紫外线对抗菌活性物质的活性有一定影响，但作用不大，说明该抑菌物对紫外线基本稳定。

表4 紫外线照射对抑菌物稳定性的影响

3 结果与讨论

1 ) 实验证明了菠萝果皮中含有抑菌物质，以不同溶剂提取，所得提取液对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌、黑曲霉等常见污染菌具有明显的抑制作用，对桔青霉则无任何抑制作用。同一条件下，提取液对大肠杆菌的抑制效果最强。

2 ) 比较不同提取方法，有机溶剂提取的抑菌效果优于水提取，有机溶剂中，抑菌效果依次为乙醇＞丙酮＞乙酸乙酯。

3 ) 菠萝皮抑菌物质稳定性的研究实验结果表明，该活性物质经紫外线处理、湿热灭菌处理后仍保持良好的活性。抑菌物在酸性条件下稳定，抑菌活性随着酸性增强而增强；但在碱性条件下抑菌活性容易被破坏，在pH＞10时则失去活性，由此推断抑菌活性物质主要为酸性物质。

[1] 王俊，巢炎，傅俊杰，等.辐照苹果热风干燥工艺的实验研究[J].浙江大学学报:农业与生命科学版，2001，27(5):579-582.

[2] 王金丽，邓怡国，黄晖.菠萝叶纤维干燥特性试验研究[J].农业工程学报，2005，21(10):151-154.

[3] 李瑛.菠萝皮渣酿酒试验初探[J].热带作物科技，1991(5):62-64.

[4] Bardiya Nirmala，Somayaji Deepak, Khanna Sunil.Biomethanation of banana peel and pineapple waste [J].Bioresource Technology, 1996, 58(10)：73-76.

[5] 欧忠庆，张劲，邓干然，等.菠萝叶渣厌氧处理制作

沼气试验[J].广西热带农业，2003（4）:11-12.

[6] 程丽娟，薛泉宏.微生物学试验技术[M].西安:世界图书出版社公司，2000.

[7] 沈萍，范秀容，李广武.微生物学实验(第3版) [M].北京:高等教育出版社，1999.

[8] 古丽扎尔·阿布都克依木，等.红果龙葵水提液与乙醇提取液的抑菌作用[J].食品科学，2010，31(17):l33-135.

Comparative Study of Different Extracting Methods for Antimicrobial Substances from Pineapple Peel

TAN Wen-wen1, QIN Yu2
(1.Guangxi Vocational and Technical Institute of Industory, Nanning,530001, China; 2.Guangxi Beibu Gulf Bank Nanning ASEAN Subbranch, Nanning 5301 05, China)

The active substances of pineapple peel was extracted by the methods of uitrasonic-assisted water extract, organic solvent extract and uitrasonic-assisted organic solvent extract, and its antimicrobial effect was detected by measuring the inhibition zones of Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis, Aspergillus niger and Penicillium citrinum.The results showed that the extract of pineapple peel had a certain inhibitory effect, and its antimicrobial effects were different with differences of extracting methods and strains.The antimicrobial substance of pineapple peel had good stability under the meta-acid conditions, UV and moist heat sterillization.

pineapple peel; antimicrobial effect; extract methods

TQ 914.1

A

1671-9905(2015)02-00-

2011年度广西教育厅科研立项项目（编号201106LX785）；广西工业职业技术学院2011年度学院重点课题资助项目

谭雯文（1980-），女，讲师，硕士，主要从事微生物学教学与研究工作。

2014-11-11