啤酒花多酚的提取及其抑菌试验的研究

吴河龙 王新建

1 甘肃省轻工设计研究院 兰州 730050； 2 兰州理工大学生命科学与工程 兰州 730050

前言

啤酒花(Humulus lupulus)又名忽布、蛇麻花、酵母花、酒花 ，桑科 ，葎草属。原产欧洲、美洲和亚洲。主要分布于我国新疆北部、东北、华北及山东、甘肃、陕西。啤酒花在啤酒酿造中具有不可替代的作用，国际上食品添加剂朝无毒、安全、天然方向发展已形成趋势。因此，评价和筛选具有抑菌防腐活性的天然资源已发展成为食品行业研究的新领域。

1.材料与方法

1.1 试验材料

牛肉膏、蛋白胨、硝酸钠 、磷酸氢二钾 、硫酸镁 、氯化钾、硫酸亚铁、蔗糖 、琼脂、啤酒花、丙酮、石油醚、生理盐水，硫酸亚铁、酒石酸钾钠、磷酸氢钠、磷酸二氢钾等。

1.2 仪器与设备

数显恒温水浴锅、分光光度计、电子天平、数控超声波清洗机、索式抽提器、加热回流装置等。

1.3 工艺流程

1.4 试验操作要点

1.4.1 啤酒花的预处理：于热风干燥箱中干燥24小时。取出后用粉碎机粉碎，过60目筛。

1.4.2 啤酒花的脱脂脱色：索氏提取法。

1.4.3 啤酒花多酚的制备：回流提取。

1.4.4 啤酒花多酚的测定方法：酒石酸亚铁比色法。

1.5 啤酒花多酚提取的单因素试验设计

1.5.1 浸提剂浓度的选择

准确称取脱酒花粉末4份，均为1g，其他条件不变置于恒温水浴锅中按设定的温度回流提取，丙酮浓度分别为50%、60%、70%、80%，达到设定的时间后过滤除去酒花渣得到酒花多酚提取液。测定多酚含量，最终确定浸提剂浓度的影响。

1.5.2 料液比的选择

准确称取脱酒花粉末4份，均为1g，在料液比分别为：1∶15.1∶20.1∶25，1∶30其他条件不变的情况置于恒温水浴锅中按设定的温度回流提取，测定多酚含量，最终确定料液比的影响。

1.5.3 浸提时间的选择

称取酒花样品4份，均为1g，其他条件不变置于恒温水浴锅中按设定的温度回流提取，分别提取30min，60min，90mian，120min。达到设定的时间后过滤除去酒花渣得到酒花多酚提取液。测定多酚含量，最终确定浸提时间的影响。

1.5.4 浸提温度的选择

称取酒花样品4份,均为1g，其他条件不变置于恒温水浴锅中按设定的温度回流提取，在提取温度为20℃，30℃，40℃，50℃的不同情况下提取，达到设定的时间后过滤除去酒花渣得到酒花多酚提取液。测定多酚含量，最终确定浸提温度的影响。

1.6 啤酒花多酚提取的正交试验

结合单因素的试验结果与参考文献，将影响提取量率的四个因素设为试验因素，各组试验因素分为三个水平安排正交试验，以确定最佳提取条件。选L9（34）表。

2.结果与分析

2.1 啤酒花多酚提取的单因素试验

2.1.1 浸提剂浓度对多酚提取量的影响

图1 浸提剂浓度对多酚提取量的影响

由图1可知，浸提剂浓度的大小对多酚提取量的有影响，当浸提剂浓度增加时，酒花多酚提取量也随之增加，提取效果较好。当浓度超过70%以后提取量开始下降，所以初步确定最佳浸提剂浓度为70%。

2.1.2 料液比对多酚提取量的影响

图2 料液比对多酚提取量的影响

由图2可知，随着料液比的增大，酒花多酚的提取量也增加。但当料水比超过1∶20时，增加趋势不明显并逐渐开始减少。初步确定料液比为1：20。

2.1.3 浸提时间对多酚提取量的影响

图3 浸提时间对多酚提取量的影响

由图3可知，提取时间在20min到60min时，提取量有很大幅度提高，60min以后其提取量增加幅度较小，趋于平缓，因此浸提时间达到60min之后浸提意义不大，为防止浪费，因此初步确定提取时间为60min。

2.1.4 浸提温度对多酚提取量的影响

图4 浸提温度对多酚提取量的影响

由图4可知，随着提取温度的不断升高多糖提取率逐渐增加，当提取温度升40℃时酒花多酚提取量最高并不再增大，以后随着温度的提高，提取量逐渐下降，通过上述试验，确定提取温度为40℃时酒花多酚提取量最高。因此，最适浸提温度选40℃。

2.2 啤酒花多酚提取的正交试验

表1 正交试验因素水平表

表2 啤酒花多酚提取正交试验方案及结果

酒花多酚提取的正交试验结果见表。经过以酒花多酚含量为指标的极差分析计算，由表可以看出各因素对指标影响的主次顺序为A (浸提剂浓度)＞ D (料液比)＞ B (提取温度)＞ C (提取时间)。直观分析得出提取的优化水平为A2B 3C2D 3，即以70% 的丙酮为提取剂、提取温度为45℃、提取时间为1h、提取料液比为1∶25 (g/ml)。在此虽然组合并不在实施的9个试验之中，但优化结果依然不仅可以反映已做的试验信息，而且可以反映全面试验信息。在此条件下，酒花多酚的提取量为47.29 mg/g。

2.3 啤酒花多酚的抑菌实验

菌种 大肠杆菌 金黄色葡萄球菌 青霉菌溶液无菌水 - - -1 5 8.9 1 0.6 1 1.2 1 0 8.5 9.1 9.7 5 7.7 8.4 8.8 1 7.2 7.3 8.1 B C 2 6.5 6.6 6.1多酚（m g/m l）

由表可知，多酚溶液可以抑制大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和青霉菌的生长，且随着多酚浓度的增加，抑菌作用随之增大。与常用防腐剂苯甲酸钠在同一浓度下，啤酒花多酚的抑菌效果优于防腐剂的抑菌效果。啤酒花多酚提取物具有较好的抑菌活性，而我国植物多酚资源十分丰富，这一研究对于啤酒花的综合开发及新型食品添加剂的研究有较高的应用价值。

3.结论

(1) 通过单因素试验，最后确定出各单因素分别如下：浸提剂浓度为70%，料液比为1∶20，浸提时间为60min，浸提温度为40℃，啤酒花多酚的提取量均较高。

(2) 通过正交试验的极差分析可以确定，各因素对啤酒花多酚提取量的影响程度大小如下：浸提剂浓度＞料液比＞提取温度＞提取时间。

(3) 啤酒花多酚提取的最佳工艺为以70% 的丙酮为提取剂、提取温度为45℃、提取时间为1h、提取料液比为1∶25 (g/ml)。在此组合下，酒花多酚的提取量为47.29mg/。

(4) 啤酒花多酚可以抑菌大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和青霉菌的生长，且随着啤酒花多酚浓度的增加，抑菌作用随之增大。与常用防腐剂苯甲酸钠在同一浓度下，啤酒花多酚的抑菌效果优于防腐剂的抑菌效果。