竹茹提取物成分分析及功能初探

張建友，吳曉琴，張 英

（1.浙江大學生物系統(tǒng)工程與食品學院，浙江杭州310029；2.浙江工業(yè)大學生物與環(huán)境工程學院，浙江杭州310032）

竹茹提取物成分分析及功能初探

張建友1，2，吳曉琴1，張 英1

（1.浙江大學生物系統(tǒng)工程與食品學院，浙江杭州310029；2.浙江工業(yè)大學生物與環(huán)境工程學院，浙江杭州310032）

分別采用硝酸鋁-亞硝酸鈉比色法、苯酚-硫酸法、凱氏定氮法、七葉苷標準溶液測定竹茹提取物（WEBS）中的總黃酮、總糖、蛋白質(zhì)和內(nèi)酯含量，氨基酸全自動分析儀及HPLC法測定氨基酸和有機酸種類及含量，同時利用瓊脂平板擴散法研究其對食品腐敗菌的抑制作用。結(jié)果表明，該竹茹提取物pH3.62，總黃酮含量0.251mg/mL，總糖含量0.383mg/mL，蛋白質(zhì)含量0.625mg/mL，內(nèi)酯1.439mg/mL，含有草酸、乳酸、酒石酸。抑菌效果與濃度之間正相關(guān)，對細菌的抑制作用明顯大于酵母和霉菌，其中對枯草芽孢桿菌的抑菌效果最明顯。不同的熱處理條件對抑菌效果影響不大。

竹茹提取物，成分分析，抑菌作用

隨著我國改革開放的深化，食品行業(yè)獲得了蓬勃的生機，已經(jīng)成為國民經(jīng)濟三大支柱產(chǎn)業(yè)之一。但食品在加工、保藏、消費過程中很容易受到細菌、酵母菌、霉菌等微生物的侵染，從而導致食品腐敗變質(zhì)［1］。因此，食品防腐劑作為食品保藏加工的一種有效的輔助手段，發(fā)揮著很重要的作用。通過防腐劑抑制或殺滅微生物，則可以起到阻止或延緩食品腐敗變質(zhì)，提高食品色、香、味，保護食品優(yōu)良品質(zhì)的作用［2］。近年來，由于科研人員對化學合成以及自然界中不存在的食品添加劑持慎重的科學態(tài)度，加之消費者對非天然食品添加劑的不信任，所以，從動植物中尋找和提取天然食品防腐劑成為主流。國內(nèi)外許多研究者在這方面進行了大量的研究工作，也取得了許多成果［3-5］。竹茹為多年生常綠喬木之淡竹等的莖桿除去外皮后剩下的中間層，具有抗疲勞、抗高血脂、高血壓等生理功能［6-7］。WEBS是以竹茹為原料，采用超臨界二氧化碳萃取技術(shù)得到的水相提取物。本文系統(tǒng)研究了其有效成分和抑制食品腐敗菌的功能，以期能夠合理有效地利用其活性成分，開發(fā)天然食品防腐劑，為后續(xù)研究及工業(yè)化生產(chǎn)奠定一定的理論基礎(chǔ)，推動竹產(chǎn)業(yè)的進一步發(fā)展。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

竹茹提取物（WEBS） 超臨界二氧化碳萃取制備，黃色液體，抑菌實驗中冷凍干燥后備用；標準葡萄糖，苯酚，蘆丁，槲皮素，有機酸標準品，察氏培養(yǎng)基，營養(yǎng)瓊脂，大腸桿菌，金黃色葡萄球菌，枯草芽孢桿菌，黑曲霉，桔青霉菌，啤酒酵母。

表1 WEBS游離氨基酸種類及含量

紫外/可見分光光度計UV751，日立835-50氨基酸分析儀，自動定氮儀VAP30，恒溫培養(yǎng)箱，無菌操作室，牛津杯，高壓滅菌鍋，分析電子天平等。

1.2 實驗方法

1.2.1 水溶性多糖含量測定 苯酚-硫酸比色法［8］。

1.2.2 總黃酮含量的測定 以蘆丁和槲皮素為標準品分別測定［9-10］。

1.2.3 蛋白質(zhì)含量的測定 凱氏定氮法［11］。

1.2.4 總內(nèi)酯含量測定 以七葉苷為標準品測定［12］。

1.2.5 氨基酸分析 日立835-50氨基酸分析儀測定。

1.2.6 有機酸組成分析 HPLC選擇 Agilent TC-C18柱（250mm×4.6mm i.d.，5μm），流動相為含 3%（V/V）甲醇的0.01mol/L KH2PO4水溶液（pH 2.85），流速1mL/min，柱溫30℃，紫外檢測波長為210nm。

1.2.7 培養(yǎng)基制備 分別取營養(yǎng)瓊脂和察氏培養(yǎng)基34、50g于1000mL蒸餾水中，加熱溶解，分裝后，于121℃滅菌20min備用。

1.2.8 菌懸液的制備 以無菌操作法，取一接種環(huán)各菌種，分別接種于普通瓊脂斜面上，置于37℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)18h，活化。從各新鮮菌種斜面上沾取少量菌苔接種到相應(yīng)培養(yǎng)基中，于37℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)16～18h后作為原菌液，分別用滅菌生理鹽水將各原菌液配制成含菌數(shù)106CFU/mL的菌懸液備用。

1.2.9 抑菌圈直徑大小測定 在瓊脂平板上涂布一層稀釋的實驗菌，用量0.1～0.2mL。倒置于37℃恒溫培養(yǎng)箱中數(shù)分鐘，使表面干燥。用無菌鑷子將牛津杯豎放在瓊脂平板表面，輕壓。設(shè)空白細菌生長對照和陽性生長對照。置于37℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)16～24h。取出平板，測量各牛津杯周圍抑菌圈直徑。

1.2.10 最小抑菌濃度測定 平板涂布法：在滅菌培養(yǎng)皿中加入2mL不同梯度的WEBS稀釋液，倒入經(jīng)滅菌已冷卻至合適溫度的培養(yǎng)基15～20mL，混勻靜置。待培養(yǎng)基凝固后，無菌操作加入2mL菌懸液，涂布均勻，置恒溫培養(yǎng)箱最適溫度培養(yǎng)16～24h。取出平板，找出未長菌的平板，記錄最低濃度即最小抑菌濃度（MIC）。

1.2.11 不同加熱條件對其抑菌活性的影響 采用不同的加熱條件處理樣品，研究其在食品加工過程中的應(yīng)用，其中加熱條件A（90℃，60min），B（100℃，45min），C（121℃，30min），其抑菌效果根據(jù)抑菌圈直徑大小判斷，以未經(jīng)熱處理樣品為對照。

2 結(jié)果與討論

2.1 水溶性多糖含量測定

采用苯酚—硫酸比色法測定WEBS多糖含量為0.383mg/mL，葡萄糖標準曲線如圖1所示。

2.2 總黃酮含量的測定

圖1 葡萄糖標準曲線

采用蘆丁和槲皮素為標準品測定其總黃酮含量，分別為0.251mg/mL（以蘆丁計）和0.152mg/mL（以槲皮素計），標準曲線如圖2、圖3所示。

圖2 蘆丁標準曲線

圖3 槲皮素標準曲線

2.3 蛋白質(zhì)含量測定

凱氏定氮法測定其蛋白質(zhì)含量為0.625mg/mL。

2.4 總內(nèi)脂含量測定

以七葉苷為標準品測定其總內(nèi)酯含量為1.439mg/mL，標準曲線如圖4所示。

圖4 七葉苷標準曲線

2.5 氨基酸組成及含量分析

利用日立835-50全自動氨基酸分析儀測定WEBS中游離氨基酸種類及含量，如表1所示。

可以看出，WEBS氨基酸種類較多，其中胱氨酸、酪氨酸含量較高，為其功能產(chǎn)品的開發(fā)利用奠定了一定的理論基礎(chǔ)。

2.6 有機酸組成及含量分析

按1.2.6條件，有機酸標準品和WEBS的HPLC譜圖如圖5、圖6所示。

圖5 有機酸標準品的HPLC譜圖

圖6 WEBS的HPLC譜圖

WEBS中各種有機酸的種類和含量如表3所示。

表3 WEBS中有機酸的種類及含量

WEBS中酒石酸和蘋果酸含量較高，醋酸未檢測，原因可能是制備過程中揮發(fā)所致。

2.7 WEBS抑菌效果測定

以瓊脂平板擴散法測定各濃度樣品對供試菌的抑菌效果，結(jié)果如表4所示。

表4 竹茹提取物（WEBS）抑菌效果

可以看出，不同濃度的WEBS對各種菌有不同程度的抑制作用，對金黃色葡萄球菌、枯草芽孢桿菌、大腸桿菌和黑曲霉的抑制作用較強，其抑菌圈直徑分別為（16.8±3.6）、（18.1±1.0）、（14.7±3.1）、（17.0±0.4）mm，而對桔青霉菌和啤酒酵母較弱，抑菌圈直徑分別為（9.1±0.5）mm和（8.5±0.5）mm，表明該樣品可以用于食品保藏，延長食品貨架期。

2.8 最小抑菌濃度（MIC）的測定

兩倍稀釋法測定WEBS對各供試菌的最小抑菌濃度，如表5所示。

表5 竹茹提取物（WEBS）最小抑菌濃度（MIC）

由表5可知，WEBS對金黃色葡萄球菌、枯草芽孢桿菌、大腸桿菌、黑曲霉、桔青霉菌和啤酒酵母的最小抑菌濃度分為別4.9、5.3、6.4、4.9、16、16mg/mL，其中對金黃色葡萄球菌和黑曲霉的抑菌濃度最小。

2.9 不同處理條件對提取液抑菌活性的影響

研究不同的熱處理條件對WEBS抑菌效果的影響，結(jié)果如表6所示。

表6 不同熱處理條件對WEBS抑菌效果影響（mm）

從表6中可以看出，A、B、C三種處理方法對WEBS抑菌效果影響不大。尤其是處理方法 C（121℃，30min）不影響其抑菌活性，這說明食品加工條件下，抑菌能力不會減弱，可以考慮應(yīng)用于天然食品防腐劑的開發(fā)。

3 結(jié)論

竹茹二氧化碳超臨界提取物（WEBS）中黃酮類化合物、總糖和內(nèi)酯含量均較高，并富含氨基酸和有機酸，對于常見食品腐敗菌有較好的抑制效果，同時加熱處理不影響其抑菌活性，為其天然食品防腐劑的開發(fā)奠定了基礎(chǔ)。

4 展望

WEBS中含有大量的功能組分，不同濃度的樣品對食品腐敗菌的抑制作用不同。本文只是初步研究了其基本組成成分和抑菌功能，關(guān)于其具體抑菌物質(zhì)的研究還不是很透徹，有待于進一步深入研究。

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Components analysis and functions of bamboo shavings extract

ZHANG Jian-you1，2，WU Xiao-qin1，ZHANG Ying1
（1.College of Biosystems Engineering and Food Science，Zhejiang University，Hangzhou 310029，China；2.College of Food Science and Technology，Zhejiang University of Technology，Hangzhou 310032，China）

Aluminum nitrate-nitrite colorimetry，phenol-sulfuric acid method，Kjeldahl method and RP-standard solution were used to determine the contents of flavonoids，total sugar，protein and lactone.Amino acids automatic analysis and HPLC were used to measure amino acid and organic acid content.lt was evaluated for its antimicrobial action against the range of foodborne and food spoilage pathogens using agar disc diffusion assay in nutrient agar and czapek dox agar media.The results showed the contents of flavonoids，total sugar，protein and lactones were 0.251，0.383，0.625，1.439mg/mL，respectively.ltexhibited antimicrobialactivity against Staphylococcus aureus，Bacillus subtilis，Escherichia.coli，Aspergillus niger，Penicilliun citrinum and Saccharomyces cerevisiae with a concentration-dependent relationships.The minimum inhibitory concentrations against the tested bacterial strains were found in the range of 4.9～32mg/mL using the two-fold dilution method. Different heat treatment conditions have no significant influence on the antibacterial activity.

bamboo shavings extract；components analysis；antimicrobial activity

TS201.1

A

1002-0306（2011）02-0151-04

2010-02-22

張建友（1977-），男，在讀博士，研究方向：功能性食品。