香蕉皮功能性色素提取條件的優(yōu)化及其生物活性初探

吳青瑩，魏子璇，韓 旭，邢思熙，宋瑩瑩，王歲樓

（中國藥科大學(xué)工學(xué)院，江蘇南京 211198）

0 引言

香蕉是世界上產(chǎn)銷量最大的水果，各種營養(yǎng)物質(zhì)含量豐富，深受人們喜愛。香蕉皮占全果質(zhì)量的35%～41%，據(jù)介紹含有許多生物活性成分，但一般都被食用者直接丟棄，既浪費(fèi)資源，又污染環(huán)境[1]。目前，已有從香蕉皮提取多糖和膳食纖維等生物活性物質(zhì)的報(bào)道[2-3]，但還沒有提取類胡蘿卜素等功能性色素的報(bào)道。試驗(yàn)對(duì)香蕉皮類胡蘿卜素提取方法進(jìn)行優(yōu)化，并初步考查提取液的某些生物學(xué)活性，旨在為香蕉皮綜合利用及其類胡蘿卜素開發(fā)應(yīng)用提供試驗(yàn)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 主要材料與儀器

檸檬酸、抗壞血酸、無水乙醇、丙酮、石油醚、正己烷、乙酸乙酯、七水合硫酸亞鐵、水楊酸、30%過氧化氫、氯化鈉等，均為分析純?cè)噭ˋR）；蛋白胨、酵母浸粉、瓊脂粉等，均為生物試劑（BR）。

DZF-6050型真空干燥箱，上海林頻儀器股份有限公司產(chǎn)品；DFY-500型高速中藥粉碎機(jī)，北京鑫骉騰達(dá)儀器設(shè)備有限公司產(chǎn)品；HZQ-F160型全溫振蕩培養(yǎng)箱，北京佳源興業(yè)科技有限公司產(chǎn)品；TU-1810型紫外可見分光光度計(jì)，北京普析通用儀器有限責(zé)任公司產(chǎn)品；TGL-16G型高速臺(tái)式離心機(jī)，上海安亭科學(xué)儀器廠產(chǎn)品；KH-100B型超聲波清洗器，成都一科儀器設(shè)備有限公司產(chǎn)品；HZQ-F160型全溫振蕩培養(yǎng)箱，北京佳源興業(yè)科技有限公司產(chǎn)品；SPX-150B-Z型生化培養(yǎng)箱，上海書培實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司產(chǎn)品；SYQ-DSX-280B型手提式不銹鋼壓力蒸汽滅菌鍋，杭州杭弘科技有限公司產(chǎn)品。

1.2 類胡蘿卜素色素提取及含量測(cè)定

試驗(yàn)用香蕉產(chǎn)自海南，購于南京市場(chǎng)。香蕉皮剝下后清洗，并置于護(hù)色液（0.4%檸檬酸，0.1%抗壞血酸）中浸泡5 min，于50℃真空干燥箱中烘干，粉碎并過40目篩，得香蕉皮粉末。稱取1 g香蕉皮粉末，以一定料液比加入浸提溶劑丙酮，在一定溫度下提取一定時(shí)間后，以轉(zhuǎn)速4 000 r/min離心5 min，取上清液即為粗提液。

于波長(zhǎng)475 nm處測(cè)定粗提液的吸光度，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算類胡蘿卜素含量[4]。

式中：Y——吸光度；

X——質(zhì)量濃度，μg/mL。

1.3 類胡蘿卜素粗提液的生物活性研究

抗氧化活性試驗(yàn)：參考張福平等人[5]的方法，用水楊酸法測(cè)定羥自由基清除率，評(píng)估香蕉皮提取液抗氧化活性。

抑菌活性試驗(yàn)：選用大腸桿菌、枯草芽孢桿菌、金黃色葡萄球菌3種細(xì)菌，稀釋成一定質(zhì)量濃度的菌懸液后分別涂平板，于37℃條件下培養(yǎng)24 h觀察菌落生長(zhǎng)情況。

2 結(jié)果與分析

2.1 香蕉皮類胡蘿卜素提取條件的優(yōu)化

在前期單因素預(yù)試驗(yàn)基礎(chǔ)上，采用L9（34）正交設(shè)計(jì)試驗(yàn)方法，對(duì)提取溫度、提取時(shí)間、料液比3個(gè)主要影響因素進(jìn)行優(yōu)化研究。

正交試驗(yàn)因素及水平見表1，正交試驗(yàn)結(jié)果及分析見表2。

表1 正交試驗(yàn)因素及水平

表2 正交試驗(yàn)結(jié)果及分析

由表2可知，各因素影響次序?yàn)樘崛囟龋玖弦罕龋咎崛r(shí)間，最佳提取工藝條件組合為A2B1C3，即提取溫度40℃，提取時(shí)間60 min，料液比1∶30。在此最優(yōu)提取條件下進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，香蕉皮類胡蘿卜素平均提取量可達(dá)12.5 mg/g，高于正交試驗(yàn)任何一組條件組合時(shí)的提取結(jié)果，因此確定該正交試驗(yàn)優(yōu)化結(jié)果為最優(yōu)提取工藝條件。

2.2 香蕉皮類胡蘿卜素提取液的生物活性

香蕉皮提取液與抗壞血酸清除羥自由基對(duì)比見表3。

表3 香蕉皮提取液與抗壞血酸清除羥自由基對(duì)比

由表3可知，相同羥自由基清除率下，所需香蕉皮提取液質(zhì)量濃度低于抗壞血酸質(zhì)量濃度，如增加提取液質(zhì)量濃度，清除率將顯著增加，可見其抗氧化能力較強(qiáng)。

此外，抑菌試驗(yàn)結(jié)果表明，香蕉皮類胡蘿卜素提取液對(duì)大腸桿菌、金黃色葡萄球菌在平板培養(yǎng)基上的生長(zhǎng)情況有明顯的抑制作用，而對(duì)枯草芽孢桿菌生長(zhǎng)則無明顯抑制作用。

3 結(jié)論

（1）通過正交試驗(yàn)獲得香蕉皮類胡蘿卜素提取的最優(yōu)工藝條件組合為以丙酮為溶劑，提取溫度40℃，提取時(shí)間60 min，料液比1∶30。在此優(yōu)化的提取條件下，香蕉皮類胡蘿卜素提取量平均可達(dá)12.5 mg/g，值得進(jìn)一步研究?jī)?yōu)化。

（2）香蕉皮類胡蘿卜素提取液有一定的體外抗氧化活性，對(duì)某些細(xì)菌還有明顯抑制作用，其抗氧化功能及抑菌活性有待進(jìn)一步深入研究。

[1]趙廣河，陳振林.香蕉皮活性成分及功能作用的研究進(jìn)展 [J].包裝與食品機(jī)械，2013，31（2）：42-45.

[2]賈寶珠，鮑金勇，楊公明.香蕉皮中功能性成分的研究進(jìn)展 [J].食品研究與開發(fā)，2014，35（14）：128-134.

[3]高宇萍.香蕉皮粉中膳食纖維的應(yīng)用研究 [J].農(nóng)產(chǎn)品加工，2014（10）：36.

[4]吳青瑩，宋瑩瑩，邢思熙，等.香蕉皮類胡蘿卜素提取工藝條件的研究 [J].中國食物與營養(yǎng)，2016，22（4）：32-34.

[5]張福平，湯艷姬，劉曉珍，等.黃皮葉黃酮類化合物的抗氧化性研究 [J].南方農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2013，44（8）：1 343-1 346.◇