香菜中多酚的提取工艺及抑菌性研究

宋 力，赵祥华

(信阳师范学院 化学化工学院 , 河南 信阳 464000)

0 引言

香菜异名胡荽、芫荽、松须菜，在我国南北各地均有栽培,是药用和调味常用的一种芳香蔬菜，香菜中富含钙、铁、胡萝卜素等多种营养成分和有效的多酚类抗氧化剂.多酚类物质具有清除机体内自由基、延缓机体衰老、预防心血管疾病、防癌、抗辐射、抗过敏、抗菌消炎等功能，抗氧化剂的研究和应用越来越受到重视[1-3].

已采用热回流提取法、超声波提取法、反相高效液相色谱法对香菜中绿原酸、总黄酮、芦丁的提取进行了探讨[4-6].本实验采用微波辅助提取法，研究探讨提取剂浓度、料液比、微波功率、提取时间等实验因素对香菜中多酚类物质提取率的影响.通过正交实验优化工艺条件，选用没食子酸为标准样品，测定香菜中多酚的含量，并进行抑菌性测定.

微波辅助提取法所需的设备廉价、操作简单、提取率高、所需提取时间短，大大减少了多酚类物质在高温下的被氧化，从而提高了产品的品质和收率.香菜中多酚对大肠杆菌有明显抑制作用，此工作可进一步对香菜的开发利用提供有价值的理论和实验依据.

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

新鲜香菜(市售).

无水乙醇、95%乙醇、硫酸亚铁、磷酸氢二钠，天津市永大化学试剂有限公司；酒石酸氢钾，中国湘中地质实验研究所；没食子酸，成都市科龙化工试剂厂；磷酸二氢钠，天津市凯通化学试剂有限公司；氯化钠，国药集团化学试剂有限公司.以上试剂均为分析纯.

1.2 仪器与设备

分光光度计，UV-754型，上海精密科学仪器有限公司；快速研磨机(KM)；湘潭湘仪仪器有限公司；明秀光波，GB023CT-K3，佛山市顺德区格兰仕微波炉电器有限公司；电动振筛机(8411)，湘潭湘仪仪器有限公司.

1.3 样品的制备

将新鲜香菜洗净自然晾干，在70 ℃的干燥箱中干燥9 h，粉碎过40目筛，避光密封保存.

1.4 微波法测定香菜中多酚的工艺

准确称取2.0000 g香菜粉末，按一定的固液比加入一定体积分数的乙醇溶液，在微波炉中以一定的微波功率提取，抽滤.准确移取一定体积的滤液，加入酒石酸亚铁溶液和磷酸盐缓冲溶液，充分混匀，静置15 min.以蒸馏水代替样品提取液，加入与样品测定相同的试剂作为空白对照.用0.5 cm比色皿，在540 nm波长处，测定吸光度A.平行测定6次，取平均值.

1.5 香菜提取液中多酚含量的测定

酒石酸亚铁与香菜提取液中的多酚反应生成稳定的蓝紫色配合物，配合物的吸光度在一定的浓度范围内与多酚类物质的浓度成正比.即吸光度越大，表示该条件下香菜提取物中的多酚含量越多[7].

准确称取没食子酸标准样品，充分溶解定容.用移液管分别移取没食子酸溶液0.50、1.00、2.00、3.00、4.00、5.00、6.00 mL于50 mL容量瓶中，加入酒石酸亚铁溶液和的磷酸盐缓冲溶液，定容，静置15 min，以不加没食子酸溶液的溶液作为空白对照，用0.5 cm比色皿，在540 nm波长处用分光光度计分别测定吸光度A值.

以没食子酸标准溶液的浓度为横坐标，吸光度值为纵坐标，结果表明：没食子酸浓度在10～80 mg/L内与其吸光度呈线性关系，在此范围内线性回归方程为y=0.012 93x-0.050 95,R2=0.9995，说明没食子酸在浓度10～80 mg/L内线性关系良好.

1.6 菌悬液的制备

以大肠杆菌(Escherichiacoli)和金黄色葡萄球菌(Staphylococcusaureus)为抑菌实验菌株.

从经过活化2次的菌体斜面上挑取一环菌体接种于相应的液体培养基中，放入恒温振荡培养箱培养至对数生长期，使用平板计数法调整浓度为 108cfu/mL.

1.7 抑菌圈测定[8]

采用滤纸片法测定提取液对2种供试菌的抑菌活性.制备直径为10 mm的圆滤纸片，灭菌，备用.在超净工作台上，向灭菌后的培养皿中倒入培养基，冷却.取各种待测菌悬液500 μL，分别均匀涂布在相应的固体培养基上，制成含菌平板. 取滤纸片贴在含菌平板上，每皿3 片，每片滤纸上滴加 10 μL 提取液溶液，以灭菌的蒸馏水作为对照，于恒温培养箱中25 ℃培养24 h.重复 5 次，24 h后测量抑菌直径，取5次平均值.

2 结果与分析

2.1 单因素实验

对影响香菜中多酚类物质提取率的乙醇浓度、料液比、微波功率、提取时间分别进行单因素实验.

2.1.1 乙醇浓度的影响

准确称取香菜粉末2.0000 g，按料液比1∶30分别加入体积分数为70%、75%、80%、85%的乙醇溶液，在微波功率为60 W的条件下提取50 s，按1.4的方法测定吸光度，结果如图1所示.

由图1可以看出，当乙醇浓度较低时，提取物的量较少，随着乙醇浓度的增大，溶液的吸光度随之增大后又减小，说明多酚的提取率随乙醇浓度的增加先增加后减小.根据相似相溶原理，随着溶剂量的增多，多酚的极性增强，会形成过饱和溶液反而使多酚得不到充分溶解，提取量逐渐减少[9].当乙醇体积分数为75%，测得的吸光度最大，香菜中多酚的提取率最高.因此，选取乙醇体积分数为75%左右为宜.

2.1.2 料液比的影响

准确称取香菜粉末2.0000 g，按料液比分别为1∶10、1∶20、1∶30、1∶40、1∶50加入体积分数为75%的乙醇溶液，在微波功率为60 W的条件下提取50 s，按1.4的方法测定吸光度，结果如图2.

由图2可以看出，多酚的提取率随固液比的增大先增加后减小，在1∶30达到最大值.这是由于开始时溶剂用量少,提取不太完全,但当溶剂用量逐渐增大,微波加热的负荷增大,提取完全所需要的时间随之变长,使得提取溶液中多酚浓度降低.因此，选取料液比为1∶30左右为宜.

图2 料液比对提取率的影响Fig. 2 Effect of solid/liquid ratio on extraction ratio

2.1.3 微波功率的影响

准确称取香菜粉末2.0000 g，按料液比1∶30加入体积分数为75%的乙醇溶液，在微波功率分别为20、40、60、80、100 W的条件下提取50 s，按1.4的方法测定吸光度，结果如图3.

图3 微波功率对提取率的影响Fig. 3 Effect of microwave power on extraction ratio

由图3可以看出，多酚的提取率随微波功率的增大先增加后减小，在60 W达到最大值.在一定时间内,微波辐射功率越高,体系升温越快,固液扩散速度越快,使细胞破裂加剧,有利于香菜中有效成分的浸出.但是,当微波功率增大到一定程度时，会造成局部温度过高,导致多酚发生分解.因此，选取微波功率为60 W左右为宜.

2.1.4 提取时间的影响

准确称取香菜粉末2.0000 g，按料液比1∶30加入体积分数为75%的乙醇溶液，在微波功率为60 W，提取时间分别为20、30、40、50、60 s条件下提取，按1.4的方法测定吸光度，结果如图4.

由图4可以看出，多酚的提取率随提取时间的增大先升高后降低，在30 s达到最大值.这可能是由于多酚类物质的溶解浸出需要时间，但达到一定时间后，有效成分不容易再溶出，随着提取时间的加长，溶剂也发生挥发从而影响提取率.因此，选取提取时间为30 s左右为宜.

图4 提取时间对提取率的影响Fig. 4 Effect of extraction time on extraction ratio

2.2 正交优化实验

考虑到不同影响因素间可能相互作用，在单因素实验的基础上，确定乙醇浓度、微波功率、提取时间、料液比的实验条件范围，选择L9(34)正交表设计四因素三水平实验，确定香菜中多酚类物质提取的最佳工艺条件.因素与水平设置见表1，正交试验结果见表2.

表1 正交试验因素与水平Tab. 1 Factors and levels orthogonal experiment

表2 正交试验结果和分析Tab. 2 The results of orthogonal experiment

由表2极差R值得知，各因素对香菜中多酚提取率的影响顺序为：提取时间>微波功率>乙醇体积分数>料液比.用微波法从香菜中提取多酚的最佳工艺条件为：微波提取时间40 s，微波功率60 W，乙醇体积分数70%，料液比1∶40.

准确称取香菜粉末2.0152 g,在2.2正交优化的最佳工艺条件下，按1.4的方法测定吸光度，参照线性回归方程，计算得出香菜中提取物多酚的含量为14.96 mg/g.

2.3 抑菌实验

以香菜提取液浓度为横坐标，抑菌圈(紫色为金黄色葡萄球菌，红色为大肠杆菌)为纵坐标作图，如图5所示.

图5 香菜提取液的抑菌效果Fig. 5 The antibacterial effect ofcoriander extract

由图5可以看出：香菜提取液对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌均有一定的抑制作用，抑制强度大小排序为：对金黄色葡萄球菌>对大肠杆菌；抑菌圈大小和浓度相关.

3 结论

采用微波法提取香菜中的抗氧化剂多酚，通过单因素实验和正交试验，确定了利用微波法提取香菜中多酚的最佳工艺条件为：提取时间40 s，微波功率60 W，乙醇体积分数70%，料液比1∶40.在此提取工艺条件下，提取率高，香菜中的多酚含量为14.96 mg/g.香菜中多酚提取率的影响顺序为：微波时间>微波功率>乙醇体积分数>料液比.微波时间和微波功率对多酚提取率的影响较大，在微波提取过程中，过长的微波时间和过高的微波功率会造成溶剂挥发太多，所含多酚易被氧化分解，造成其中多酚提取率下降，所以不宜时间过长，功率不宜过高.抑菌实验表明香菜提取液对金黄色葡萄球菌、 大肠杆菌均有一定的抑制作用，对其他细菌的抑制作用有待进一步探讨.香菜中的抗氧化剂多酚的提取，具有很高的生产利用价值和应用前景.