薏米油的优化提取及其抑菌效果评价

李玲，陈慧平，闫旭宇（湖南科技学院化学与生物工程学院，湘南优势植物资源综合利用湖南省重点实验室，湖南永州425199）

薏米油的优化提取及其抑菌效果评价

李玲，陈慧平，闫旭宇*
（湖南科技学院化学与生物工程学院，湘南优势植物资源综合利用湖南省重点实验室，湖南永州425199）

以干燥的薏米为原料，采用正交试验研究薏米油的提取工艺条件。结果表明：薏米油产率的影响因素依次为：溶剂（D）＞温度（A）＞时间（C）＞料液比（B）；最佳提取条件为A1B1C2D2，即提取溶剂为正己烷，为温度30℃，时间20 min，料液比为1∶8（g/mL），此时薏米油的提取率达到最优，为12.05%。薏米油的抑菌试验表明：薏米油对大肠杆菌的有效抑菌浓度为20%，对金黄色葡萄球菌的有效抑菌浓度为40%，对普通变形杆菌几乎无抑制效果。

薏米油；提取工艺；抑菌作用

薏米又名薏苡，是我国广泛栽培最古老的作物之一。薏米营养丰富，富含淀粉、蛋白质、脂肪，以及少量的VB、VPP、薏米素、薏米醋及特有的三萜类化合物等。研究表明，薏米含油量约为11.74%，是普通家庭食用大米的30倍［1］；不饱和脂肪酸约占总脂肪酸的84%，具有较高的营养价值和较强的保健功能［2］。中医认为，薏苡性甘味淡，具有清热温气健脾补肺以及消痛等功能［3］。临床研究表明，薏苡仁油具有抗炎，抗病毒，清热止血，排脓，免疫调节，抑制细菌以及癌细胞的生长［4］。此外，薏苡仁油还能吸收一定量的紫外线，在化妆品中加入薏米的提炼物还能有防晒和防紫外线的功能。因此，在营养食品、药用及轻工等方面薏米油都表现出巨大的实际应用价值［2］。薏米油的提取工艺主要有机械压榨法，有机溶剂浸提法，超临界二氧化碳萃取法及超声波辅助浸提法。超声提取法简便易行，可有效的提高物质的提取速度和提取率，在天然物质的提取中应用广泛。因此，探索研究薏米油超声辅助提取的工艺条件具有重要的现实意义，为综合利用薏米提供一定的参考。

1　材料与方法

1.1材料与试剂

薏米：市售。

乙酸乙酯、正己烷、乙醇（分析纯）：天津福晨化学试剂厂；石油醚（沸程30℃～60℃）：天津福晨化学试剂厂。

KQ2200型超声波提取仪：昆山市超声仪器有限公司；R-201D-II型旋转蒸发仪：郑州长城科工贸有限公司；FW-135型中药粉碎机：天津奈斯特仪器有限公司；101-1型电热鼓风干燥箱：北京科伟永兴仪器有限公司；HH电子恒温水浴锅：国盛实验仪器厂；JA2003型电子天平：上海精科厂；SHB-Ⅲ型循环水式多用真空泵：郑州长城科工贸有限公司。

1.2方法

1.2.1工艺流程

薏米→烘干→粉碎→提取→抽滤→干燥→薏米油

取一定量质地均匀的薏米，用蒸馏水快速冲洗以去除杂质，置于恒温鼓风干燥箱中，80℃干燥8 h，真空冷却备用。用中药粉碎机粉碎干燥后的薏米，过80目筛，得到薏仁粉。将薏仁粉和提取溶剂配置一定料液比，设定不同的温度和时间，利用超声波提取仪进行提取。提取结束后，抽滤提取液，除去从滤纸中漏出的固体杂质，再通过旋转蒸发回收有机溶剂，收集薏米油，计算薏米油的含量。计算公式如下：

式中：W为薏米油得率，%；M1为收集瓶和薏米油的总质量，g；M2为收集瓶的质量，g；M为所称取薏米粉的质量，g。

1.2.2试验设计

1）单因素试验

按照薏米油提取工艺流程，分别对提取溶剂、提取温度、提取时间、料液比进行单因素试验，研究这些因素对薏米油得率的影响。

2）正交试验

根据单因素试验结果，分别选取每个因素薏米油得率较高的3个水平，采用L9（34）进行正交试验。通过正交试验选出薏米油的最佳提取工艺条件，并对其进行验证。

1.2.3抑菌评价

采用滤纸片法，通过测量抑菌圈直径的大小，比较浓度为20%、40%、60%、80%、100%的薏米油对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、普通变形杆菌的抑制效果。

2　结果与分析

2.1薏米油提取条件的优化试验

2.1.1不同溶剂对薏米油提取率的影响

称取5.00 g粉碎后的薏米粉，在提取温度为40℃，提取时间为20 min，料液比为1∶8（g/mL）时，研究正己烷、石油醚、乙酸乙酯、乙醇对薏米油得率的影响。结果见图1。

图1　溶剂对薏米油产率的影响Fig.1　Effect of solvent on the coix oil extraction rate

由图1可以看出，利用溶剂正己烷提取薏米油得率最高。

2.1.2料液比对薏米油提取率的影响

称取5.00 g粉碎后的薏米粉，在提取溶剂为正己烷，提取温度为40℃，提取时间为20 min，料液比为1∶8时，研究1∶4、1∶8、1∶12、1∶16、1∶20（g/mL）5个梯度的料液比对薏米油得率的影响。结果见图2。

图2　料液比对薏米油得率的影响Fig.2　Effect of solid to liquid ratio on the coix oil extraction rate

由图2可以看出，料液比应控制在1∶12（g/mL）为宜。

2.1.3提取温度对薏米油提取率的影响

称取5.00 g粉碎后的薏米粉，在提取溶剂为正己烷，提取时间为20 min，料液比为1∶12（g/mL）时，研究20、30、40、50、60℃5个梯度的提取温度对薏米油得率的影响。结果见图3。

图3 温度对薏米油得率的影响Fig.3　Effect of temperature on the coix oil extraction rate

由图3可以看出，温度应控制在30℃为宜。

2.1.4提取时间对薏米油提取率的影响

称取5.00 g粉碎后的薏米粉，在提取溶剂为正己烷，料液比为1∶12（g/mL），提取温度为40℃时，研究10、20、30、40、50 min 5个梯度的提取时间对薏米油得率的影响。结果见图4。

图4　时间对薏米油得率的影响Fig.4　Effect of time on the coix oil extraction rate

由图4可以看出，时间应控制在20 min为宜。

2.2正交设计优化薏米油提取工艺条件

根据单因素试验的结果，选取提取溶剂、料液比、提取温度、提取时间各因素的最优实验范围，按照表1的因素水平表，以薏米油得率为考察指标，采用正交设计对其进行优化，以确定最佳工艺条件。试验结果见表2。

表1　试验因素水平表Table 1　The factors and levels of orthogonal test

表2　正交试验结果Table 2　The results of orthogonal test

由表2可知，影响薏米油提取率的强弱因素依次为D＞A＞C＞B，即溶剂＞试验温度＞提取时间＞料液比。A1B1C2D2组合时薏米油得率最高，在该条件下进行3次平行试验，平均提取率达到12.05%。因此，薏米多酚最佳提取条件为：提取溶剂为正己烷，料液比为1∶8（g/mL），提取温度为30℃、提取时间为20 min。

2.3薏米油抗菌性能评价

为了评价薏米油的抑菌效果，在温度为37℃、湿度为70%的恒温恒湿条件下，使用LB培养基来研究不同浓度薏米油对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、普通变形杆菌的抑制效果，结果见图5。

图5 薏米油对细菌的抑制效果Fig.5　Antibacterial effect of coix oil

由图5可知，薏米油对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌效果较好，在试验浓度范围内，呈较好的剂量效应关系，对大肠杆菌的有效抑菌浓度为20%，对金黄色葡萄球菌的有效抑菌浓度为40%，对大肠杆菌的抑制效果好于金黄色葡萄球菌。薏米油对普通变形杆菌无抑制效果。

3　讨论

惹米油成分丰富，是一种极具营养价值和保健功能的脂质，在食品、药用及轻工等方面具有很大的应用价值。张栋霞等［5］利用GC/MSD从薏仁油中检测出35种成分，主要由油酸（含量46.40%）、亚油酸（37.41%）、棕搁油（12.26%）、硬脂酸（2.53%）和长碳链脂肪酸组成，还含有角鳖烯（0.05%）和VE（20 mg/100 g）。不饱和脂肪酸约占总脂肪酸的84%，对抗癌食品功能性基料开发具有重要意义；天然维生素E安全性高、具有抗氧化和抗衰老作用。魏冬梅等［6］利用超临界萃取薏米油的产率为11.59%，气相色谱分析薏米油含有亚油酸30.07%、油酸55.54%、棕桐酸12.71%。本实验中，在最佳提取工艺条件下，薏米油得率为12.05%，略高于魏冬梅等［6］利用超临界萃取的薏米油得率（11.59%）。

目前，国内外对薏米油抑菌效果的研究报道较少。仅有法希芹等［7］研究表明，薏米油对金黄色葡萄球菌、产气荚膜梭菌、志贺氏菌和大肠杆菌具有明显的抑制效果，其最低抑菌浓度为25%；对沙门氏菌、青霉有一定的抑制效果，其最低抑菌浓度为50%；对黑曲霉和搬起肠杆菌无抑制作用。这说明，薏米油的抑菌作用受其浓度的影响。100%的薏米油对蜡样芽孢杆菌、平酸菌和肉毒梭菌才有抑菌效果［7］。本试验表明，薏米油对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌效果较好，对大肠杆菌的有效抑菌浓度为20%，对金黄色葡萄球菌的有效抑菌浓度为40%，对普通变形杆菌无抑制效果。

4　结论

薏米油微波辅助提取最佳工艺条件为：提取溶剂为正己烷、温度为30℃、时间为20 min、料液比为1∶8（g/mL），此时薏米油得率为12.05%。薏米作为我国传统的药食两用全谷物食品，其油脂成分抑菌能力较强，对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌抑菌效果较好。

［1］杜连起.薏米及其在食品加工中的应用［J］.食品科技，1994（2）：11-12

［2］周忠宇，吕慧卿，郑丽萍，等.浅析薏米的开发利用价值［J］.杂粮作物，2006，26（1）：58-59

［3］李英材.广西的薏米资源及其开发利用［J］.广西农业科学，1992，3（2）：50-52

［4］杨梓晨，梁婧，刘雨晴，等.薏米的成分分析［J］.安徽农业科学，2011，39（2）：756，758

［5］张栋霞，张涛.GC/MSD分析薏仁油组份［J］.粮食与油脂，2001（1）：42-43

［6］魏冬梅，梁艳英.薏米油的超临界CO2萃取研究［J］.陕西农业科学，2011，57（5）：82-83

［7］法希芹，郑明强，彭波，等.薏米油抑菌效果的研究［J］.食品工业科技，2010，31（6）：134-138

Study on the Extraction Process and Evaluation of Bacteriostasis Effect of Adlay Seed Oil

LI Ling，CHEN Hui-ping，YAN Xu-yu*
（Department of Chemistry and Biological Engineering，Hunan University of Science and Engineering，Key Laboratory of Comprehensive Utilization of Advantage Plants Resources in Hunan South，Yongzhou 425199，Hunan，China）

In this experiment，the extraction conditions of adlay seed oil by orthogonal test method and the evaluation of bacteriostasis effect were studied.The results showed that the impact of the adlay seed oil yield factors were followed by solvent（D）＞temperature（A）＞extraction time（C）＞raw and liquid ratio（B）.The best conditions for extraction of adlay seed oil was A1B1C2D2，in other words，solvent was n-hexane，temperature was 30℃，raw and liquid ratio was 1∶8（g/mL），extraction time was 20 min.The adlay seed oil extraction rate had reached 12.05%in the best condition.The results of inhibition effect of adlay seed oil showed that the minimum inhibitory concentration to Escherichia coli was 20%，Staphylococcus aureus was 40%，and it had no inhibitory effect to proteus vulgaris.

adlay seed oil；extraction process；inhibitory effect

10.3969/j.issn.1005-6521.2016.10.018

湘南湖南省永州市2015年度指导性科技计划项目（2015-10）；湖南科技学院湘南优势植物资源综合利用湖南省重点实验室开放基金（XNZW14C12）

李玲（1982—），女（汉），副教授，博士，研究方向：食品生物技术。
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2015-04-03