全 文 ：泡桐花抑菌活性成分最佳提取工艺研究
冯亦平 1，程杰瑞 2，陈丽君 2，牛颜冰 2
（1.山西农业大学校医院，山西太谷030801；2.山西农业大学生命科学学院，山西太谷030801）
摘 要：随着社会经济的发展和人民生活水平的提高，食品防腐剂的安全日益受到人们的关注。而化学防腐剂的
致癌性和致畸性等问题的存在，使得开发高效、安全、稳定的天然食品防腐剂迫在眉睫。以黑曲霉、桔青霉、黑根
霉、米曲霉、绿色木霉、大肠杆菌、枯草芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌和肠炎沙门氏菌为供试菌种，采用菌丝生长速率
法和滤纸片扩散法，通过单因素试验，研究不同提取方法、干燥方法和提取剂对泡桐花抑菌活性成分提取的影响，
确定了泡桐花抑菌活性成分的最佳提取工艺为：阴干的泡桐花以无水乙醇为提取剂，采用超声辅助提取。
关键词：天然食品防腐剂；泡桐花；提取工艺；抑菌活性
中图分类号：R284.1 文献标识码：A 文章编号：1002-2481（2014）05-0445-04
Study on the Optimum Extraction Process of Antibacterial Active
Ingredients of Fortune Paulownia Flower
FENGYi-ping1，CHENGJie-rui2，CHENLi-jun2，NIUYan-bing2
（1.SchoolAffiliatedHospital，ShanxiAgriculturalUniversity，Taigu030801，China；
2.CollegeofLifeSciences，ShanxiAgriculturalUniversity，Taigu030801，China）
Abstract：With thedevelopmentofsocialeconomicand theimprovementofpeopleslivingstandards, peoplein growing numbers
cometorealizetheimportantanceofsafetyandhealthconditionsofthefoodpreservatives.Chemicalpreservativesmightcausecanceror
malformation, which makes it urgent to develop highly active, safety and stable chemical preservative. In this study, we researched the
antimicrobial activity of saffron lateral bud and perianth extractives by filter paper dispersion and mycelial growth ratio methods to the
tested microorganisms which wereEscherichia coli,Bac llus subtilis,Staphylococcus aureus,Salmonella enteritidis,Saccharomyces
cerevisiae,Asppergillus niger, Penicillium citrinum,Rhizopus nigricans,Aspergillus oryzae andTrichoderma viride, respectively.
Through single factor to research different extraction method, treatment method and how agent influence the antibacterial active
ingredients about fortune paulownia flower. we made out that the extraction process of antimicrobial components of fortune paulownia
floweris:fortunepaulowniaflowerdriedintheshadewithabsoluteethylalcoholextractedbyultraaudiblesound.
Key words：naturalfoodpreservatives;fortunepaulowniaflower;extractionprocess;antibacterialactivity
收稿日期：2014-01-19
基金项目：山西省构建新型农业社会化服务体系试点工作项目（2012SXNZ02-6）
作者简介：冯亦平（1968-），女，山西大同人，主管中药师，主要从事中药材资源与开发工作。牛颜冰为通讯作者。
doi:10.3969/j.issn.1002-2481.2014.05.07
近年来，因腐败而导致食品变质，造成了粮食
浪费，给经济的发展带来了不可估量的损失。据统
计，全世界每年有20%～30%的食物因各种腐败而
变质[1]。腐败变质的原因包括物理、化学、酶及微生
物四大因素，其中，微生物因素是最主要的原因。为
延长食品保藏期，人们采用不同方法使微生物丧失
活性、延缓或阻止其生长，添加食品防腐剂就是一
种方便有效且被普遍采用的方法[2]。食品防腐剂是
食品加工、贮藏过程中必不可少的添加剂，应具有
无毒、少残留、高效、对人体无害等特点[3]。而在食品
工业中，常用苯甲酸、山梨酸及其盐类和对羟基苯
甲酸酯类等化学合成品作为食品防腐剂，对人体会
产生一定的毒副作用。因此，从动植物中寻找、提取
天然食品防腐剂成为当前食品防腐剂研究开发的
热点[4-5]。
泡桐花为玄参科植物泡桐（Paulowniatomentosa
（Thunb.）Steud）的花。泡桐主要分布于甘肃、陕西等
地。泡桐花一般于春季采收，资源相当丰富，可晒干
或鲜用[6]，具有清热解毒、疏风散热、燥湿止痢、清肝
明目之功能[7]。目前研究结果表明，因泡桐花中含有
黄酮类、生物碱、有机酸、氨基酸、挥发油、蛋白质、
多糖、酚类及鞣质类成分，主治上呼吸道感染、急性
扁桃体炎、支气管肺炎、急性肠炎、菌痢、腮腺炎、急
性结膜炎等疾病[8-9]。
山西农业科学2014，42（5）：445-447，451 Journal of Shanxi Agricultural Sciences
445· ·
山西农业科学2014年第42卷第5期
本研究以黑曲霉、桔青霉、黑根霉、米曲霉、绿
色木霉、大肠杆菌、枯草芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌
和肠炎沙门氏菌为供试菌种，采用单因素方差分析
的方法对不同提取方法、干燥方法、提取剂的选择
进行分析，旨在确定提取泡桐花抑菌活性成分的最
佳工艺。
1 材料和方法
1.1 材料
供试材料为泡桐花；供试菌种为大肠杆菌（Es－
cherichia coli）、金黄色葡萄球菌（Staphylococcus au－
reus）、枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）、肠炎沙门氏
菌 （Salmonella enteritidis）、黑曲霉（Asppergillus
niger）、米曲霉（Aspergillus oryzae）、桔青霉（Penicil－
lium citrinum）、绿色木霉（Trichoderma viride）和黑
根霉（Rhizopus nigricans）。试剂为无水乙醇、乙酸乙
酯、丙酮、氯仿、工业酒精、酵母提取物、胰蛋白胨、
NaCl、葡萄糖、琼脂。培养基为LB液体培养基、LB
固体培养基、PD培养基。
1.2泡桐花粗提物的制备
泡桐花粗提物的制备流程为：取材→净选→干
燥→磨粉→超声提取→抽滤→浓缩。选择长势良好
的泡桐花，剔除其中的杂质及霉变品，漂净后，将泡
桐花置于木板箱，于室内阴凉通风处自然干燥，使
用微型植物粉碎机（0.125～0.59mm）将阴干后的泡
桐花磨制为细粉。称一定量的泡桐花粉末于三角瓶
中，用20倍体积的无水乙醇超声提取，提取条件：
40℃、功率100%、超声时间1h，重复3次。接着使
用布氏漏斗进行抽滤，取滤液，在40℃下，将其浓
缩呈膏状备用。
1.3药剂的配制
将泡桐花提取物用无菌水溶解，配制成质量
浓度为200 mg/mL的储备液。
1.4抑菌效果的评价
采用滤纸片扩散法对细菌抑制效果进行评价，
采用菌丝生长速率法对真菌抑制效果进行评价。
抑菌率[10]＝（对照菌落直径－处理菌落直径）/
对照菌落直径×100%。
1.5不同方法提取泡桐花抑菌活性成分
中药的传统提取方法一般是用乙醇或水作溶
剂，采取浸渍提取法，然后回收溶剂[11]。此方法简便
易行，可以大量操作，但是提取率低。超声提取法是
应用超声波强化提取植物的有效成分，是一种物理
破碎过程，它产生强烈振动，强烈的空化效应能破
坏植物细胞的细胞壁，降低溶质的传质阻力，加速
溶质的溶解，提高植物有效成分的提取率[12]。本试
验研究了浸渍提取法、超声提取法、浸渍和超声联
合提取法对泡桐花抑菌效果的影响。
1.6不同干燥方法对泡桐花抑菌活性成分的影响
泡桐花在每年4—5月采摘，资源相当丰富，但
不易贮存[13]。因此，本研究对泡桐花采取了阴干和
烘干2种处理方法，比对了这2种方法的抑菌效
果。将新鲜的花瓣，平均分成2组，一组采用阴干
法，即置于室温阴凉干燥处，让其自然晾干；另一组
置于60℃烘箱中，使其干燥。
1.7不同提取剂提取泡桐花抑菌活性成分
中药中存在复杂的混合物，各成分的相互影响
会产生助溶、增溶或相互生成难溶性化合物，改变
了欲提取成分的溶解性能，导致提取效果差[14-15]，而
溶剂体积分数不同、极性不同，浸出成分亦不相同，
因此，本试验选择5种不同极性的溶剂用于提取泡
桐花抑菌活性成分，旨在选出最佳的提取溶剂。
2 结果与分析
2.1 不同提取方法对泡桐花的抑菌效果比较
本试验比较了浸渍提取法、超声提取法、浸渍
和超声联合提取法这3种方法的提取率，结果列于
表1。经方差分析，结果列于表2。
由表 2 可知，3 种处理方法之间的显著水平
P＝0.0005＜0.05，因此，3种处理方法之间存在显
著差异性。
由表1，2可知，浸渍与超声、浸渍＋超声之间
具有显著的差异性，超声和浸渍＋超声之间不具有
显著的差异性。虽然超声＋浸渍的提取率高于单一
超声的方法，但是这二者之间没有显著的差异性，
从时间上考虑，将超声提取法确定为提取泡桐花抑
菌活性成分的最佳提取法。
表 1 不同提取方法的提取率 %
提取方法
提取率
平均
浸渍提取法
16.6
15.2
15.4
15.7bB
超声提取法
30.4
26.4
24.2
27.0aA
超声＋浸渍
30.6
29.8
27.4
29.3aA
表 2 不同提取方法对泡桐花提取率的方差分析
变异来源
处理间
处理内
总变异
平方和
0.0315
0.0026
0.0342
自由度
2
6
8
显著性
0.0005
均方
0.0158
0.0004
F值
35.749
446· ·
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冯亦平等：泡桐花抑菌活性成分最佳提取工艺研究
表 3 不同提取溶剂对供试菌种的抑制作用
绿色木霉
65.27
78.70
66.06
62.06
75.39
加权综合
评分
1.18bB
1.56aA
0.56cC
0.32dC
1.69aA
桔青霉
25.56
12.30
15.67
12.82
19.75
提取溶剂
乙酸乙酯
工业酒精
丙酮
氯仿
无水乙醇
黑曲霉
63.50
38.00
69.09
40.95
59.00
米曲霉
43.43
21.00
29.61
33.50
30.72
黑根霉
78.00
57.36
43.95
61.09
68.53
枯草芽孢杆菌
23.8
17.5
14.8
16.8
25.3
肠炎沙门氏菌
10.5
9.5
10.9
10.5
12.0
大肠杆菌
0
0
0
0
0
金黄色葡萄球菌
24.3
18.8
16.0
13.5
22.3
抑菌率/% 抑菌圈直径/mm
从表3可以看出，无水乙醇提取物的加权综合
评分值最高，达1.69，说明无水乙醇提取物的抑菌
效果最好。其次为工业酒精，均值为1.56，依次分别
为乙酸乙酯、丙酮和氯仿，其均值分别为1.18，0.56
和0.32。从表4的方差分析可以看出，不同提取溶
剂的提取物抑菌效果存在显著差异。因此，将无水
乙醇确定为提取泡桐花抑菌活性成分的最佳提
取剂。
3 讨论与结论
目前，虽然科研工作者已开发了多种天然食品
防腐剂，但是，在实际应用中还存在许多问题。首
先，对新型植物源天然食品防腐剂的开发缺乏理论
指导，其开发以食品科学、微生物学、生物化学、中
药学和医学等多门学科的理论为基础，然而各个学
科的专家之间缺乏合作，从而限制了其发展[16]。其
次，食品工业使用的植物源天然防腐剂大都是粗提
物，其有效成分和抑菌机制的研究也不够明确，同
时，植物源天然食品防腐剂自身也存在一定的缺
陷，如一些植物源天然食品防腐剂，不能从根本上
解决抗菌窄、带异味和价格高等问题，而且在实际
使用过程中还可能会影响食品的风味和品质，甚至
还会产生一定的毒副作用。为此，需要各行业通力
合作，从而开发出安全、高效的天然植物源食品防
腐剂。
本试验研究了泡桐花抑菌活性成分的提取工
艺，结果表明，超声提取法不但提取率高而且更节
省时间；阴干的泡桐花的抑菌效果明显高于烘干的
抑菌效果。在提取剂的选择中，研究了无水乙醇、乙
酸乙酯、丙酮、氯仿和工业酒精5种溶剂的抑菌效
果，其中，无水乙醇提取物对供试菌种的抑制效果
的加权综合评分值的均值最高。综上所述，阴干的
泡桐花以无水乙醇作为提取剂，使用超声波提取是
提取泡桐花抑菌活性成分的最佳工艺。
表 4 不同提取溶剂对供试菌种抑制作用的方差分析
变异来源
处理间
处理内
总变异
平方和
2.9163
0.0427
2.9590
自由度
4
5
9
显著性
0.0001
均方
0.7291
0.0085
F值
85.428
2.2 不同干燥方法对抑菌效果的研究
采用菌丝生长速率法和滤纸片扩散法，在泡桐
花无水乙醇提取物质量浓度为 10 mg/mL 的条件
下，研究了这2种处理方法的抑菌效果，结果如图
1，2所示。
由图1，2可知，阴干的泡桐花抑菌效果明显高
于烘干的抑菌效果，因此，将阴干的方法确定为提
取泡桐花抑菌活性成分的最佳干燥方法。
2.3不同提取溶剂对抑菌效果的研究
本试验选择了5种不同极性的溶剂研究其抑菌
性能，旨在选出最佳的泡桐花提取溶剂，结果列于
表3，4。
447· ·
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系；加之根系受环境条件影响的理论，可以通过人
为控制土壤水分和肥料的施用来改变作物根系的
长度和根系生物量，调节根冠比和单位地上部所具
有的根系指标，从而影响地上部，保证作物根系与
地上部协调、平衡地生长，促进产量形成。
本试验是在大田条件下，以面积为取样单位采
用根钻法进行，工作量巨大，加之田间环境的差异
性以及与以往同类试验方法的不同，研究结果可能
存在一定偏差。而且超高产玉米根系的特征主要表
现在深层土体中[19]，因此，为深入全面了解不同密
度处理下玉米根系的空间构型，挖掘玉米高密度潜
力，还应加强更深层次（50cm以下）根系的研究。
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