全 文 ：粮油食品科技 第 22 卷 2014 年 第 6 期 营养与品质
57
南烛叶抑菌成分提取工艺
优化及抑菌效果研究
李艳利，张媛媛，王丽然，李书国
(河北科技大学 食品科学与工程系，河北 石家庄 050018)
摘 要:研究了南烛叶中抗菌抑菌成分的提取和抑菌效果。选择乙醇为提取溶剂，通过单因素实验
及正交实验确定其最优提取条件为乙醇浓度 85%、温度 90 ℃、料液比 1∶ 16、时间 4 h;通过牛津杯
法测定抑菌效果，南烛叶粗提液对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、酵母菌、毛霉和曲霉的平均抑菌圈直
径分别为 18 mm、16 mm、13 mm、15 mm和 14 mm;利用分光光度法测定南烛叶中主要抑菌成分黄
酮含量为 39. 5 mg /g，并对南烛叶乙醇提取物对面制食品的贮存保鲜效果进行了研究，添加南烛叶
乙醇提取物的面制食品经保温实验后，其菌落总数、理化指标酸度、病原性微生物等指标的测定结
果均优于对照样，有较好的保鲜效果。
关键词:南烛叶;提取;抑菌作用;天然防腐剂
中图分类号:TS 202． 3 文献标识码:A 文章编号:1007 － 7561(2014)06 － 0057 － 05
Optimization of extraction of antibacterial substances from
vaccinium bracteatum thunb leaves and its
bacteriostatic effect
LI Yan － li，ZHANG Yuan － yuan，WANG Li － ran，LI Shu － guo
(Department of Food Science and Engineering，Hebei University of Science
and Technology，Shijiazhuang Hebei 050018)
Abstract:The antibacterial component was extracted from vaccinium bracteatum thunb leaves and its an-
tibacterial effect was studied． Choosing ethanol as extraction solvent，the optimum extraction conditions
were determined by single factor experiment and orthogonal experiment，which was 85% ethanol concen-
tration，temperature 90 ℃，solid － liquid ratio 1∶ 16，time 4 h． The inhibiting effect was determined by
oxford cup method． The average inhibition zones against escherichia coli，staphylococcus aureus，yeast，
mucor and aspergillus were 18 mm，16 mm，13 mm，15 mm and 14 mm，respectively． The content of
flavonoid，which was the main bacteriostasis component，was 39． 5 mg /g determined by spectrophotome-
try． The fresh － keeping effect of the extract on flour products was studied． After heat preservation experi-
ment，the flour products with the extract excelled control group in the indexes，such as total number of
bacterial colony，acidity，and pathogenic microorganism，which indicated that the leaves possess good
fresh － keeping effect．
Keywords:vaccinium bracteatum thunb leaves;extraction;bacteriostatic action;natural preservative
收稿日期:2014 － 05 － 11
基金项目:河北省大学生创新创业训练项目(201310082045)
作者简介:李艳利，1991 年出生，女，河北昌黎县人，硕士研究生．
通讯作者:李书国，1969 年出生，男，河北景县人，博士，教授．
南烛(Vaccinium bracteatum Thunb) ，为杜鹃花
科(Ericaceae)越桔属(Vaccinium)的植物［1］，又名乌
饭树、黑饭草、染菽等，在我国分布很广，蕴藏量很
大。民间素有食其果实、采其嫩叶浸渍糯米煮成乌
饭的习俗［2］。南烛叶的成分极其复杂，富含多酚
类、黄酮类、糖类、色素、果胶及有机酸、蛋白质、脂
肪、维生素和尼克酸［3］，17 种氨基酸总量与稻米中
的氨基酸总量接近，还含有多种矿质元素，以铁、锰、
锌、钾和钙等的含量较高，树叶加水浸煮米饭可以充
分利用其中有益元素［4］。南烛叶的提取物具有抗
氧化［5］、抗疲劳、调节血脂血糖［6］、抗菌和抗病毒的
作用，在食品中可用于防腐、着色、改善风味以及提
高营养价值。本文旨在研究南烛叶抑菌成分的提
营养与品质 粮油食品科技 第 22 卷 2014 年 第 6 期
58
取、检测，对食品中常见腐败菌与致病菌如霉菌、金
黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑制效果及其在面制食
品贮存保鲜中的应用，以期为天然防腐剂的开发提
供理论技术基础。
1 材料与方法
1. 1 材料与试剂
南烛叶:石家庄市新兴药房。牛肉膏、蛋白胨、
琼脂粉(生物试剂) :北京奥博星生物技术有限公
司;葡萄糖、氢氧化钠(分析纯) :天津市河东区红岩
试剂厂;蔗糖(分析纯) :天津博迪化工股份有限公
司;氯化钠(分析纯) :天津市恒兴化学试剂制造有
限公司;无水乙醇(分析纯) :天津市富宇精细化工
有限公司;丙酸钙、脱氢乙酸钠(食用级) :石家庄市
食品添加剂公司;金黄色葡萄球菌(Staphylococcus
aureus)、大肠杆菌(Escherichia coli)、酵母菌(Sac-
charomyces)、毛霉(Mucormucedo)、曲霉(Aspergil-
lus) :由河北科技大学微生物学实验室提供。
1. 2 主要仪器
恒温恒湿箱:上海一恒科学仪器有限公司;
SZF － 06A型快速提取仪:上海新嘉电子有限公司;
UV －2000 型紫外可见分光光度计:上海尤尼柯仪
器有限公司;ＲE52CS － 1 型旋转蒸发仪:上海亚荣
生化仪器厂;PHS －3C型 pH计:上海精密科学仪器
有限公司雷磁仪器厂。
1. 3 实验方法
1. 3. 1 南烛叶抑菌液的制备
南烛叶经 60 ℃干燥 2 h后粉碎，最佳提取条件
下乙醇回流提取得南烛叶乙醇提取液，旋转真空蒸
发得南烛叶浓缩液，冷却后备用。
1. 3. 2 面制样品的制备与测定
适量小麦粉、酵母、水→加入南烛叶乙醇提取物
浓缩液→和面→压面→揉搓成型→醒发→蒸制→冷
却→保温实验→微生物生长情况、理化指标测定。
1. 3. 3 抑菌效果的测定
将适量培养基缓慢注入培养皿中，待凝固后，平
板涂布菌悬液 100 μL，平稳放入牛津杯。平行组各
取 100 μL优化条件下提取的南烛叶乙醇提取液缓
慢加入牛津杯中。以乙醇做空白对照样，实验重复
3 次。将各平板置于恒温恒湿培养箱中培养，细菌
培养条件:温度 37 ℃，湿度 80%，培养时间 24 h;真
菌培养条件:温度 28 ℃，湿度 80%，48 h，培养结束
后测量、记录其抑菌圈直径。
1. 3. 4 南烛叶总黄酮含量的测定
1. 3. 4. 1 标准溶液的制备及标准曲线的制定
精确称取芦丁标准品 10 mg 于 10 mL 容量瓶
中，用无水甲醇定容，摇匀即得浓度为 1. 0 mg /mL
的芦丁标准储备液。取标准储备液各 0. 5、1. 0、
1. 5、2. 0、2. 5 mL于 100 mL 容量瓶中，用无水甲醇
稀释至刻度，得到浓度分别为 0. 005、0. 010、0. 015、
0. 02、0. 025 mg /mL的芦丁标准溶液，以无水甲醇作
参比，用石英比色皿于波长 359 nm 处测定吸光度
值，绘制标准曲线。
1. 3. 4. 2 样品的提取与制备
准确称取清洁干燥的南烛叶 3 g，粉碎至 60 ～
80 目，用干燥滤纸包好，放入脂肪测定仪中，在最优
提取条件下进行抽提，回收乙醇，旋转真空蒸发浓
缩，得到南烛叶乙醇提取物浓缩液。将 1 /3 南烛叶
浓缩液转移至 100 mL容量瓶中，用无水甲醇定容再
进行不同梯度稀释作为试液备用。
1. 3. 5 抑菌液应用的初步研究
1. 3. 5. 1 菌体浓度比较
在无菌条件下，依次称取不同时间下培养的面
制食品移入无菌生理盐水中，充分搅拌，抽滤得样品
稀释液。以不添加防腐剂或提取液的面制食品为空
白组。将各个空白组及系列样品稀释液于波长 463
nm下依次测定其吸光度 Abs值以评估其菌体浓度。
1. 3. 5. 2 菌落总数测定
参照 GB4789. 2—2010 方法测定面制样品的菌
落总数，记录相应数据。
1. 3. 5. 3 酸度测定
参照 GBT201118—2007 中测定理化指标方法，
利用 pH计精确测定 1. 3. 5. 1 样品稀释液的理化指
标 pH值，记录相应数据。
2 结果与分析
2. 1 抗菌成分提取条件的优化
根据实验室现有条件，选择索氏提取法进行提
取。影响南烛叶提取效果的因素有很多，根据南烛
叶含有的主要抑菌成分的种类，本实验分别研究了
温度、乙醇浓度、提取时间和料液比等因素对提取效
果的影响。
2. 1. 1 温度对提取效果的影响
在提取过程中，温度是重要的因素之一。一般
来说，热提取的效率要比冷提取的高，这是因为温度
升高可以加快分子运动，使渗透、扩散和溶解的速度
也加快，但是热提的杂质含量较高，有些热敏性物质
也容易被破坏［7］。本实验考虑到所提取物质的性
质，选择的温度分别为 75、85、95 ℃，时间为 5 h，分
别加入 95%的乙醇，料液比 1∶ 25。
由图 1 可以看出，温度对南烛叶提取的影响呈
现先增大后降低的趋势，在 85 ℃时抑菌圈平均直径
达到最大，为 16. 8 mm，在 95 ℃时直径为 14. 4 mm。
由此得出，南烛叶乙醇提取的最佳温度平均在 85 ℃
粮油食品科技 第 22 卷 2014 年 第 6 期 营养与品质
59
左右。
图 1 不同温度下南烛叶提取物的抑菌效果
2. 1. 2 乙醇浓度对提取效果的影响
乙醇的介电常数、溶解性介于极性和非极性之
间，既可以溶解溶于水中的某些成分，也能溶解非极
性溶剂所能溶解的一些成分;各种药材的化学成分
在乙醇中的溶解度随乙醇浓度的变化而变化，故经
常利用其不同浓度选择性地提取有效成分。乙醇含
量在 20% ～ 30%时，适于提取生物碱、蒽醌类化合
物;在 50% ～70%时，适于提取甙类物质;乙醇含量
在 90%以上时，用来提取挥发油、有机酸、树脂、叶
绿素、木脂素类等;乙醇浓度在 40%以上时，能延缓
许多药物的水解，增加制剂的稳定性［8］。本实验依
次选用 80%、85%、95%的乙醇浓度，抑菌圈直径如
图 2 所示。实验中温度为 85 ℃，时间为 5 h，料液比
1∶ 25。
由图 2 可知，随着乙醇浓度的提高，对致病菌的
平均抑菌圈直径有所增大，对南烛叶中有效成分的
提取影响大。用 80%的乙醇时，平均抑菌圈直径为
12. 0 mm;用 85%和 95%的乙醇时，平均抑菌圈直
径分别为 16. 0 mm 和 15. 2 mm。因此，南烛叶提取
的最佳乙醇浓度在 85% ～95%范围内。
图 2 不同乙醇浓度下南烛叶提取物的抑菌效果
2. 1. 3 料液比对提取效果的影响
植物资源的有效成分大多存在于细胞原生质中
的液泡内，其有效成分浸出需要经过浸润渗透、解析
溶解和扩散置换三个过程，实际浸提时三个过程往
往交错进行［8］。溶剂的用量影响着细胞内外的浓
度差和渗透压差，进而影响植物性材料中活性成分
溶剂的扩散速度和扩散量，因此，溶剂的使用量即料
液比的选择也很重要，既不能影响有效成分的扩散，
又不能添加过多溶剂给后续的提取液的浓缩等造成
不便。本研究依次选用 1∶ 10、1∶ 15、1∶ 20 的料液比，
温度为 85 ℃，乙醇浓度为 85%，提取 5 h，抑菌圈直
径如图 3 所示。
由图 3 可知，在料液比为 1∶ 10 时，平均抑菌圈
直径为 11. 8 mm;在 1 ∶ 15 时，直径达 15. 2 mm;在
1∶ 20时为 16. 2 mm。由此可知，南烛叶乙醇提取的
最佳料液比区间为 1∶ 15 ～ 1∶ 20。
图 3 不同料液比时南烛叶提取物的抑菌效果
2. 1. 4 提取时间对提取效果的影响
一般情况下，提取量与提取时间成正比，在一定
条件下，时间越长越有利于提取，提出的物质越多;
但是当扩散达到平衡以后，延长提取时间不仅不会
有任何作用，反而长时间的提取会导致大量杂质的
溶出，一些有效成分还可能相互反应或发生其他变
化。合适的提取时间对增大有效成分的提取率，节
省提取成本，提高效率都很重要。本实验采用的时
间为 3、4、5、6 h，抑菌圈直径如图 4 所示。提取温度
为 85 ℃，乙醇浓度为 85%，料液比为 1∶ 20。
图 4 不同提取时间南烛叶提取物的抑菌效果
由图 4 可知，时间对南烛叶提取的影响效果不
是很明显，在 3 h 和 4 h 时，平均抑菌圈直径约为
16. 0 mm;当提取时间为 5 h 时，平均抑菌圈直径在
15. 2 mm左右;在 6 h 时，平均抑菌圈直径最小，为
14. 0 mm。因此，南烛叶的最佳提取时间为 3 ～ 5 h。
营养与品质 粮油食品科技 第 22 卷 2014 年 第 6 期
60
在单因素试验的基础上进行正交试验以优化南烛
叶抑菌成分的最佳提取工艺条件，单因素试验研究初
步确定的提取工艺中，温度、时间、料液比和乙醇浓度
均采用上述试验结果。采用正交法对四个影响因素进
一步研究。正交试验因素和水平见表1，选用 L9(3
4)正
交表对提取的工艺条件进行优化，结果见表 2。
表 1 南烛叶乙醇提取实验正交因素水平表
水平
A
乙醇浓度 /%
B
提取时间 /h
C
温度 /℃
D
料液比 /(g /mL)
1 85 3 80 1∶ 16
2 90 4 85 1∶ 18
3 95 5 90 1∶ 20
表 2 正交实验结果
实验
实验因素 抑菌圈直径 /mm
A B C D
金黄色
葡萄球
菌
大肠
杆菌
酵母
菌
毛霉 曲霉 平均
1 1 1 1 1 21 16 14 9 12 14. 4
2 1 2 2 2 17 20 11 12 9 13. 8
3 1 3 3 3 20 16 14 13 12 15. 0
4 2 1 2 3 16 14 11 13 12 13. 2
5 2 2 3 1 19 21 15 14 11 15. 6
6 2 3 1 2 18 12 11 16 9 13. 2
7 3 1 3 2 12 14 11 15 12 12. 8
8 3 2 1 3 17 18 9 13 10 13. 4
9 3 3 2 1 17 16 9 20 11 14. 6
K1 43. 2 40. 4 41. 0 44. 6
K2 42. 0 42. 8 41. 6 39. 8
K3 40. 8 42. 8 43. 4 41. 6
Ｒ 2. 4 2. 4 2. 4 3. 0
四个因素的极差 Ｒ 值的大小顺序为 D ＞ A = B
= C，即料液比 ＞温度 =提取时间 =乙醇浓度。极
差越大，说明该因素在水平变动时，得到的南烛叶的
有效成分的量变化越大，即该因素对实验结果的影
响越大，因而影响南烛叶抑菌成分提取的主要因素
是料液比。综合各种因素进行分析，得出结论:南烛
叶的最佳提取条件是 A1B2C3D1，即:料液比为 1∶ 16，
温度为 90 ℃，时间为 4 h，乙醇浓度为 85%。在该
优化提取条件下利用紫外分光光度法测定南烛叶中
主要抑菌成分总黄酮含量为 39. 5 mg /g。
2. 2 南烛叶乙醇提取物的抑菌效果及应用研究
2. 2. 1 最优条件下的南烛叶乙醇提取物的抑菌
效果
由图 5 可知，南烛叶乙醇提取液对五种受试菌
均有抑制作用，对细菌的抑制作用最强，大肠杆菌的
平均抑菌圈直径为 18 mm，金黄色葡萄球菌的直径
为 16 mm，对于霉菌和酵母菌的抑制作用基本相同，
抑菌圈直径在 14 mm左右。综上所述，南烛叶乙醇
提取液对食品中常见的致病菌有一定的抑制作用，
有望开发成天然食品防腐剂。
图 5 南烛叶乙醇提取物的抑菌效果
注:图下数值表示南烛叶提取液 /空白组的抑菌圈直径，mm/mm。
南烛叶乙醇提取物的抑菌机制主要体现在以下
几方面:抑菌成分可能会改变细菌细胞膜的通透性，
导致还原糖和蛋白质的渗透而影响细胞代谢，通过
抑制 DNA聚合酶的活性而影响 DNA 复制［9］，从而
发挥了抑菌作用，但南烛叶乙醇提取物抑菌机理还
需深入研究。
2. 2. 2 南烛叶乙醇提取物对菌体浓度的影响
样品稀释液与吸光度值间的关系如图 6所示。
图 6 南烛叶乙醇提取物和脱氢乙酸钠对菌悬液吸光度值的影响
当光线通过微生物菌悬液时，由于菌体的散射
和吸收作用，光线的透过量会降低。故在一定的范
围内，菌体的浓度与透光度成反比，与吸光度成正
比。根据图 6 数据可知，随着放置时间的增加，三组
稀释液的吸光度值在逐渐增大即菌体浓度在不断上
升。与空白对照组相比，脱氢乙酸钠组的吸光度值
在相应时间段均小于空白组，而南烛叶提取液在起
初阶段基本和空白组相似，在第三天之后明显小于
粮油食品科技 第 22 卷 2014 年 第 6 期 营养与品质
61
空白组，由此可以得出南烛叶乙醇提取液具有明显
的抑菌作用;分析实验组与对照组数据，南烛叶乙醇
提取液抑菌的效果略差于脱氢乙酸钠，优于空白对
照组。南烛叶乙醇提取液抑菌效果可能与南烛叶浓
缩液的提取方法和提取率等有关，也可以研究其与
其他防腐剂的协同效应，进行多种防腐剂的复配研
究，增强其抑菌效果。
2. 2. 3 南烛叶乙醇提取液对面制食品菌落总数的
影响
由图 7 可知，在高温高湿的条件下，空白组的菌
落总数在第三天已经明显升高，不能食用。脱氢乙
酸钠对照组，第三天菌落总数为 103 cfu /g，第五天为
104 cfu /g。南烛叶乙醇提取物组在第三天和第五天
的菌落总数分别为 104 cfu /g 和 106 cfu /g，均超过脱
氢乙酸钠组，但是明显低于空白组，说明南烛叶乙醇
提取物和脱氢乙酸钠均有抑菌作用，且前者的效果
稍差于后者。在应用的过程中如采取适当的方法和
条件，南烛叶乙醇提取液作为食品防腐保鲜剂将有
很大的使用价值。
图 7 南烛叶乙醇提取物和脱氢乙酸钠对馒头菌落总数的影响
注:菌落总数单位为 cfu /g。
2. 2. 4 南烛叶乙醇提取物对面制食品贮存过程酸
度变化的影响
由图 8 可以得出，在第三天，空白组的 pH 值为
4. 87，南烛叶乙醇提取物组为 5. 25，脱氢乙酸钠组
为 6. 81;第 5 天后，空白组为 3. 42，南烛叶组为
5. 05，脱氢乙酸钠组为 6. 14。根据 GB201118—
2007，小麦粉馒头的 pH 值在 5. 6 ～ 7. 2 之间为可食
用范围。分析数据可以得出，在高温高湿条件下放
置 3 天后，空白组酸度增加;南烛叶实验组也有变酸
的趋势，而化学防腐剂脱氢乙酸钠还在可食用范
围之内;放置 5 天后，空白组明显变酸，不可食用，
而南烛叶乙醇提取物组变酸程度不明显，脱氢乙
酸钠添加组仍可食用。因此，南烛叶乙醇提取液
有抑制面制品中微生物生长的作用，能在一定程
度上起到控制面制品中理化指标的作用，可以延
长面制品的保质期，在食品的防腐保鲜中有一定
的应用潜力。
图 8 南烛叶乙醇提取物和脱氢乙酸钠对面制食品酸度的影响
3 结论
(1)南烛叶抑菌成分最佳提取条件为:乙醇浓
度 85%、温度 90 ℃、料液比 1∶ 16、时间 4 h。
(2)在优化条件下南烛乙醇提取液对受试菌均
有显著的抑制作用，对细菌的抑制作用最好，其中对
大肠杆菌的平均抑菌圈直径达 18 mm，对金黄色葡
萄球菌的平均抑菌圈为 16 mm，对毛霉、曲霉和酵母
菌的平均抑菌圈直径均在 14 mm左右。
(3)在最佳提取条件下通过紫外分光光度法测
得南烛叶乙醇提取液中主要抑菌成分黄酮含量为
39. 5 mg /g。
(4)将南烛叶乙醇提取液应用于面制食品的贮
存与保鲜，分别测定了试样的吸光度值、菌落总数及
产品的酸度，结果表明南烛叶乙醇提取物表现出较
好的抑菌活性，可以显著延长馒头、面条等的保质
期，效果与化学防腐剂基本相当。
植物源食品防腐剂天然、安全、抑菌效果佳，且
具有降血脂、降血压、抗氧化等保健功效，但其研究
与开发还存在一些问题，如抗菌活性成分的鉴定、抑
菌机理、量效关系以及安全性等方面仍需深入探讨
和研究。
参考文献:
［1］凌彤，赵兵，姚默，等 . 乌饭树药学研究进展［J］. 安徽农业科学，
2013，41(10) :4314 － 4315.
［2］徐塬，王立，李柱，等 . 乌饭树叶及其果实研究进展［J］. 食品工
业科技，2013，34(20) :372 － 376.
［3］谢远程．乌饭树浆果营养成分分析及其开发［J］. 中国野生植物
源，2004，23(3):92 － 95.
［4］余清 . 乌饭树叶有效成分的研究及其开发应用［J］. 食品与机
械，2007，23(3) :171 － 173.
［5］WANG L，XU H N，YAO H Y，et al. Phenolic Composition and Ｒadi-
cal Scavenging Capacity of Vaccinium bracteatum Thunb． Leaves［J］.
International Joural of Food Properties，2011，14(4) :721 － 725.
［6］王立，张雪彤，章海燕，等 . 乌饭树树叶水提取物改善糖尿病小鼠血
糖和血脂水平的研究［J］. 食品工业科技，2012，33(5):363 －365.
［7］宋国斌，国兴明，何照范 . 银杏外种皮黄酮类化合物提取工艺研
究［J］. 山地农业生物学报，2004，23(2) :142 － 146.
［8］景谦平，尉芹，董娟娥 . 影响植物有效成分提取的因素评述［J］.
西北林学院报，2001，16(3) :29 － 33.
［9］张赟彬，郭媛 . 香辛料精油抑菌机理研究进展及其在食品保藏
中应用［J］. 中国调味品，2011，7(36) :4 － 10.●完