不同干燥方式对石榴皮单宁提取液抑菌效果的研究

李 敏，曾宇玲，钱玉梅，赵 芳

（宿州学院生物与食品工程学院，安徽宿州 234000）

0 引言

石榴（Punica granatum）为桃金娘科番石榴属落叶灌木或小乔木植物。早在西汉刘歆撰写《西京杂记》记载“安石榴楟十株”，因此又称安石榴，由原产地中亚地区阿富汗等国经丝绸之路引种至中国，迄今已有2 000 多年的栽培历史。石榴树对栽培环境要求低和易管理等优点，促使其在我国各地均有种植，尤其安徽、江苏和河南等省，产地以丰富种质资源、高品质和产量闻名国内外。石榴果实外观鲜艳，其果肉富含维C、多酚、黄酮和花青素类等营养成分且风味酸甜爽口，再加上民间寓意吉祥，广受消费者喜爱[1]。通常人们仅取果肉食用，而将占石榴果实20%～30%的果皮部位作为废弃物扔掉，使石榴资源得不到充分利用，浪费了石榴中的有效成分。大量研究表明，石榴皮中富含多酚、多糖、有机酸和微量元素等化学物质[2-3]，这些物质赋予其抑菌、抗氧化和抗肿瘤活性，是石榴药理作用的物质基础[4-5]。

近年来，石榴皮中的单宁作为一种可再生的天然多酚类聚合物，其含量、功能及应用的研究逐渐受到人们的重视，如通过抑制DNA 拓扑异构酶抑制真菌感染，可以作为除藻剂用于海水净化，也可以作为潜在的酿酒单宁应用于酿酒生产中[6-9]。曲继鹏等人[10]研究表明，不同干燥处理方式影响石榴皮中生物活性物质的抑菌效果。然而，有关不同干燥处理方式对石榴皮提取液单宁含量及其抑菌效果的影响未见报道。以安徽怀远石榴皮为材料，对3 种干燥方式预处理石榴皮提取液中单宁含量及其抑菌效果进行研究，将为石榴皮进一步开发和研究提供理论依据。

1 材料和方法

1.1 材料和预处理

从安徽怀远石榴园中购置市售常见“白花玉石籽”石榴，挑选果皮无损伤和无疤痕新鲜优果。将石榴果皮剥下后分别置于室外阳光下（自然晒干）、50 ℃恒温干燥烘箱（恒温烘干）和微波炉中（微波干燥）调节温度进行干燥处理，以上3 种处理方式均将石榴果皮干燥达到恒质量。

1.2 试剂与器材

试剂：试剂主要为丙酮，国药试剂提供；氯化铵，国药试剂提供；乙二胺四乙酸二钠（EDTANa2），为分析纯。

仪器：自动压力蒸汽灭菌器、高速多功能粉碎机、电热恒温鼓风干燥箱、微波炉等。

1.3 试验方法

1.3.1 石榴皮单宁提取物的制备

采用高速多功能粉碎机将干燥的石榴皮粉碎，收集过60 目筛的石榴皮粉末用于单宁的提取。参照任平等人[11]研究方法对石榴皮单宁进行提取。具体操作如下：称取石榴皮粉末0.5 g，精密称定，置于圆底烧瓶中，按照料液比为1∶20 加入60%丙酮溶液，并将圆底烧瓶置于80 ℃水浴锅中浸提，期间进行多次振荡。浸提3 h 后取出圆底烧瓶室温放置冷却，后置于离心管中，以转速5 000 r/min 离心10 min，取上清液，残渣按照以上步骤重复提取2 次，最后合并上清液为石榴皮单宁提取液。以上均做3 个生物学重复。

1.3.2 石榴皮单宁提取液含量的测定

参考舒杨雄等人[12]研究方法测定石榴皮中单宁的含量。具体操作如下：将石榴皮单宁提取液置于25 mL 刻度试管中，并于35 ℃恒温水浴加热。另外，取浓度为1 mol/L 的乙酸锌溶液1 mL 和饱和氨水溶液0.7 mL 加入锥形瓶中进行摇匀，一直摇至白色溶液全部溶解后进行冷却滤过。然后取滤液1 mL置于锥形瓶中，加入NH4Cl-NH3·H2O 缓冲液1.25 mL（pH 值10）、铬黑T 指示剂溶液0.05 mL 和蒸馏水15 mL，再以0.005 mol/L 的EDTA（Na2）标准溶液进行滴定，当溶液由酒红色变为蓝色时即为滴定终点。按照以下公式进行计算。

式中：0.155 6——试验所得的比例常数；

V——1 mol/L 醋酸锌标准溶液的络合沉淀消耗量，mL；

M——样品质量，g。

以上均做3 个生物学重复。

1.3.3 石榴皮单宁提取液抑菌效果的研究

（1）供试菌株来源及活化。试验使用2 种菌株即大肠杆菌（E.coli）和金黄色葡萄球菌（S.aureus），均由宿州学院生物与食品工程学院微生物实验室提供。在无菌操作条件下，用接种环在供试菌种的斜面上轻挑单个菌落置于液体牛肉膏蛋白胨培养基中，然后放入摇床恒温37 ℃振荡培养24 h。

（2）石榴皮单宁提取液的抑菌效果研究。采用牛津杯法研究石榴皮单宁提取液的抑菌效果，具体操作如下：用牛津杯法进行抑菌效果的测定。用无菌镊子夹取已灭菌烘干的牛津杯，放置到已涂布菌液的培养皿表面，分别向每个牛津杯里加入0.2 mL不同单宁质量浓度（4.28，2.14，1.07，0.54，0.27，0.14 mg/mL）石榴皮提取溶液，用60%丙酮溶液为对照。每组做3 个平行，每个培养皿里放3 个牛津杯。置于37 ℃恒温下培养24 h 后，用直尺测量抑菌圈大小，重复试验3 次，取平均值，扣除对照抑菌圈值，以菌落形成的最小单宁浓度为最小抑菌浓度（MIC），用MIC 判断抑菌效果。

2 结果与分析

2.1 不同干燥方式对石榴皮外观的影响

分别用自然晒干、烘箱烘干和微波烘干3 种方式对石榴皮进行干燥处理。

不同干燥方式对石榴皮外观的影响见图1。

图1 不同干燥方式对石榴皮外观的影响

由图1 可知，石榴皮经自然晒干，颜色较浅，整体褐化程度较低；经鼓风干燥箱烘干的石榴皮，颜色很深，褐化现象严重；经微波烘干的石榴皮，颜色较深，虽褐化现象不严重，但出现石榴皮焦化现象。试验结果表明，石榴皮在自然晒干下对外观影响最小，褐化程度最低。

2.2 不同干燥方式对石榴皮提取液中单宁含量的影响

采用60%丙酮作为提取溶剂，分别对自然晒干、烘箱烘干、微波烘干的干燥方式获得的石榴皮粉末进行浸渍提取，提取时间3 h。

不同加工方式对石榴皮中单宁含量的测定见表1。

由表1 可知，3 种不同的干燥方式对石榴皮中单宁的提取效果有所不同，在自然晒干条件下，单宁提取含量最高，为21.37%；其次为鼓风干燥箱烘干加工方式，提取单宁含量为20.88%；微波烘干条件下提取单宁含量最低，为19.73%。

表1 不同加工方式对石榴皮中单宁含量的测定 /%

2.3 不同干燥方式的石榴皮中单宁提取液抑菌效果的研究

试验采用MIC 值判断不同干燥方式条件下，石榴皮中单宁提取液抑菌的效果。

不同干燥方式的石榴皮中单宁提取液抑菌效果的研究见表2。

表2 不同干燥方式的石榴皮中单宁提取液抑菌效果的研究 /mg·mL-1

由表2 可知，3 种干燥方式预处理石榴皮中的单宁提取液对S.aureus（革兰氏阳性菌G+）的抑菌MIC 值均为0.27 mg/mL，对大肠杆菌E.coli 抑菌MIC 值为1.07 mg/mL，可以判断石榴皮单宁提取液对S.aureus 的抑菌效果显著高于E.coli；对于同种菌株，3 种干燥方式预处理石榴皮的单宁提取液抑菌效果无明显差异。

3 结论

安徽怀远地区产的石榴以品种优良闻名国内外，被列为国家地理标志性产品。随着生活水平的提高，人们对石榴果实消费量逐年增加，急需对废弃的石榴皮功能性物质采取有效手段进行开发与应用，以解决资源利用不充分的问题。研究结果表明，石榴皮中单宁的含量较高，与烘箱烘干和微波烘干比较，自然晒干对石榴皮外观影响较小且单宁提取含量最高（21.37%±0.02%）；3 种干燥处理石榴皮单宁提取液对金黄色葡萄球菌（S.aureus）抑制效果明显优于对大肠杆菌（E.coli）抑制效果，且抑制效果不受干燥方式的影响。因此，可以采用自然晒干方式对石榴皮进行干燥，且有利于石榴皮单宁提取。