全 文 ：第 48 卷 第 5 期 河 南 农 业 大 学 学 报 Vol． 48 No． 5
2014 年 10 月 Journal of Henan Agricultural University Oct． 2014
收稿日期:2013 － 11 － 24
基金项目:河南城建学院博士启动基金项目．
作者简介:洪 军，1977 年生，女，河南商丘人，博士，讲师，主要从事活性物质的提取及多肽的作用机理研究．
文章编号:1000 － 2340(2014)05 － 0653 － 05
超声波辅助提取榴莲果皮总黄酮及其抗氧化、
抗菌活性的研究
洪 军1，杜海霞2，胡建业1
( 1．河南城建学院 生命科学与工程学院，河南 平顶山 467036; 2．周口职业技术学院，河南 周口 466000)
摘要:以榴莲果皮为研究对象，通过超声波辅助法提取总黄酮，采用单因素和正交试验确立了榴莲果皮中总黄酮
的最佳提取工艺，并探讨了榴莲果皮中总黄酮的抗氧化及抗菌活性．结果表明，超声波辅助法提取榴莲果皮中总
黄酮的最佳工艺为:乙醇体积分数 70%、料液比 1∶ 30( g·mL －1 ) 和超声提取时间 60 min，在最佳工艺下总黄酮提
取率可达 3． 142% ;提取的黄酮类物质对 O －2 ·和 ABTS
+自由基的清除能力与 VC 相当;对金黄色葡萄球菌、绿脓
杆菌具有明显的抑菌作用，但对大肠杆菌和巨大芽孢杆菌无抑菌作用．
关键词:榴莲果皮;总黄酮;抗氧化能力;抗菌活性
中图分类号:TS 202 文献标志码:A
Ultrasonic-assisted extraction of flavonoids from durian peel
and their antioxidant and antimicrobial activities
HONG Jun1，DU Hai-xia2，HU Jian-ye1
(1． College of Life Science and Engineering，Henan University of Urban Construction，Pingdingshan 467036，China;
2． Zhoukou Vocational and Technical College，Zhoukou 466000，China)
Abstract:Ultrasonic-assisted extraction of flavonoids from durian peel and their antimicrobial and an-
tioxidant activities were first investigated． Single-factor and orthogonal experiment were used to investi-
gate the optimum extraction conditions． The results showed that，the combination of 70% ethanol，ma-
terial-to-liquid ratio of 1∶ 30(g·mL －1) ，60 min ultrasonic extraction were optimal extraction condition
with the highest yields of flavonoids from durian peel at 40 kHz /200 W． Under this optimal extraction
condition，the extraction rate was 3． 142% ． Besides，flavonoids from durian peel had similar scaven-
ging activities on ABTS and superoxide anion compared with VC． Meanwhile，the flavonoids from duri-
an peel had obvious inhibitory effect on Staphylococcus aureus and Pseudomonas aeruginosa，but they
had no effect on Escherichia coli and Bacillus megaterium．
Key words:durian peel;flavonoids;antioxidant activity;antimicrobial activity
黄酮类化合物具有低毒甚至无毒的药用成分，
具有抗癌、抗肿瘤、抗心脑血管疾病、抗病毒、抗菌
抗氧化、延缓衰老等作用［1 ～ 3］，是国内外医药、食品
及化妆品等领域的研究热点．榴莲作为一种热带水
果，营养价值极高，除了含有常规的营养素之外，还
含有黄酮类物质、花青素、黄烷醇等生物活性物质．
据报道榴莲果皮中也含有相似的有效成分．目前国
内外对榴莲壳果皮中总黄酮的种类及结构、活性方
面研究较少．因此，本研究从开发利用废弃榴莲皮
资源出发，对榴莲果皮中主要生物活性物质———黄
DOI:10.16445/j.cnki.1000-2340.2014.05.004
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酮进行提取优化，并对其抗氧化和抑菌活性进行研
究，为榴莲果皮的综合利用和新产品的开发提供一
定的理论支持．
1 材料与方法
1． 1 材料和主要仪器
金枕榴莲:购于平顶山市丹尼斯超市． 芦丁标
准品购于上海源叶生物科技有限公司;主要试剂:
亚硝酸钠，硝酸铝，无水乙醇，氢氧化钠，邻苯三酚，
过硫酸钾，ABTS，VC 等均为分析纯．
主要仪器:KQ5200DB 型数控超声波清洗器;
KDC －16H型低速离心机;旋转蒸发器 ＲE － 52A;
HZQ － F160 型全温振荡培养箱;T6 新世纪型紫外
可见分光光度计;低温冷冻干燥机．
1． 2 试验方法
1． 2． 1 原料处理 新鲜榴莲皮用蒸馏水冲洗干
净，切片，放入烘箱 60 ℃烘干至恒重，粉碎过 60 目
筛备用．
1． 2． 2 榴莲果皮中总黄酮含量的测定 以芦丁为
标准品，采用亚硝酸钠 －硝酸铝比色法，利用分光
光度计在波长为 510 nm 下测定其黄酮含量［4］． 试
验测得标准曲线回归方程为:Y = 0． 469 5X －
0． 010 0，相关系数 Ｒ2 = 0． 999 1． 根据标准曲线回
归方程，由吸光度求出提取液中的芦丁含量，按下
式计算出待测样中总黄酮的含量．
总黄酮的提取量 m1(mg)= C × V1 × V2
总黄酮的得率 =m1 /m2 × 100%
式中:C为测得吸光值带入回归方程计算出所
对应的总黄酮质量浓度(g·L －1) ，V1 为总黄酮提
取液体积(mL) ，V2 为测量总黄酮含量时的定容体
积(mL) ，m2 为榴莲果皮样品重量(mg)．
1． 2． 3 超声波辅助提取榴莲果皮总黄酮的单因素
试验及正交试验优化 分别选取不同的乙醇体积
分数、料液比、提取时间进行单因素试验，考察各单
因素对榴莲果皮总黄酮提取率的影响．在单因素试
验的基础上，然后进行 3 因素 3 水平正交试验，最
终达到优化榴莲果皮中总黄酮提取条件，获得最优
的提取条件．采用优化工艺提取的榴莲果皮中黄酮
类物质，浓缩干燥后冷藏保存，用于抗氧化活性和
抑菌活性的测定．
1． 2． 4 黄酮的抗氧化活性测定
1． 2． 4． 1 黄酮、VC 对 O
－
2 ·(超氧阴离子)自由基
的清除活性测定，VC 作为对照，参考文献［5］方法
进行．
1． 2． 4． 2 黄酮、VC 对 ABTS
+(2，2 －联氮基双［3
－乙基苯并噻唑啉 － 6 －磺酸］二铵盐)自由基的
清除活性测定，VC 作为对照，参考文献［6］方法
进行．
1． 2． 5 采用琼脂平板孔穴扩散法测定榴莲果皮中
黄酮的抑菌活性 黄酮粗提取液的制备:称取黄
酮粗提取物的适量干粉，用 10%乙醇配成溶液，并
用滤膜过滤除菌．分别取制备好的 4 种供试菌悬液
(106 个· mL －1)100 μL 均匀涂布琼脂平板，然后
在平板上打孔，孔穴直径为 6 mm，每孔穴加入不同
质量浓度的黄酮粗提取液 50 μL，同时以抗生素和
10%乙醇作对照，分别在相应适合温度下培养 24 h
后，测量孔穴周围抑菌圈直径，用以表示抗菌活性
(抗菌活性 =抑菌圈直径 － 6 mm)．
2 结果与分析
2． 3 单因素试验
2． 3． 1 料液比对榴莲果皮总黄酮提取率的影响
在 160 W 功率下超声萃取时间 50 min，60%
的乙醇，提取温度 60 ℃条件下，分别测定料液比为
1∶ 10，1∶ 20，1∶ 30，1 ∶ 40，1 ∶ 50，1 ∶ 60 对榴莲果皮总
黄酮提取率的影响．结果如图 1 所示．
图 1 料液比对黄酮提取率的影响
Fig． 1 Effect of material-to-liquid ration on the
extraction rate of total flavonoids
由图 1 可知，料液比从 1∶ 10 到 1∶ 30 时，黄酮
提取率增长较快，当料液比超过 1∶ 30 时黄酮的提
取率逐渐减小，料液比达到 1∶ 50 后，提取率趋于平
稳．可能的原因是随着溶剂量的增加，质量浓度梯
度增大，总黄酮溶出速率和含量变大． 当总黄酮充
分溶出后，即使继续加大溶剂量，总黄酮的提取率
基本趋于稳定．在实际操作中考虑总黄酮的充分溶
出同时也避免溶剂的浪费．因此选择料液比为1∶ 30
为最佳料液比．
2． 3． 2 提取时间对榴莲果皮总黄酮提取率的影响
在 160 W功率下 60%的乙醇，料液比为 1∶ 30，
第 5 期 洪 军等:超声波辅助提取榴莲果皮总黄酮及其抗氧化、抗菌活性的研究 655
提取温度 60 ℃条件下，分别测定提取时间为 30，
60，90，120，150 min 对榴莲果皮黄酮提取率的影
响．结果如图 2 所示．
图 2 提取时间对黄酮提取率的影响
Fig． 2 Effect of extraction time on extraction rate
of total flavonoids
由图 2 可知，超声提取时间在 30 ～ 60 min，黄
酮提取率随着时间的延长而缓慢增大，提取时间超
过 60 min，黄酮的提取率随着时间的延长逐渐减慢
至平稳，因此选择 60 min为最佳提取时间．
2． 3． 3 乙醇体积分数对榴莲果皮总黄酮提取率的
影响 在 160 W 功率下超声提取 60 min，料液比
为 1∶ 30，提取温度 60 ℃条件下，分别测定乙醇体
积分数为 30%，40%，50%，60%，70%，80%，90%
对榴莲果皮黄酮提取率的影响．结果如图 3 所示．
图 3 乙醇体积分数对榴莲果皮中总黄酮提取率的影响
Fig． 3 Effect of ethanol concentration on extraction
rate of total flavonoids
由图 3 的结果表明，乙醇体积分数在 30% ～
70%时总黄酮的提取率呈增长趋势，乙醇体积分数
超过 70%后总黄酮提取率呈下降趋势，在乙醇体
积分数为 70% 时总黄酮提取率最大． 因此选择
70%乙醇为最佳提取体积分数．
2． 4 乙醇体积分数、液料比及超声时间互作对榴
莲果皮总黄酮提取的影响
在单因素试验的基础上，进一步考察乙醇体积
分数、液料比和超声时间对榴莲果皮的总黄酮提取
效果的影响．采用 3因素 3水平的正交实验分析法，
对超声波提取条件进行优化，试验设计及结果见表
1和表 2．不同的工艺条件总黄酮得率存在一定的差
异，最高得率是最低得率的 1． 54 倍．极差分析结果
可知，4种因素对总黄酮得率的影响大小顺序为超
声提取时间 ＞乙醇体积分数 ＞料液比．最佳提取组
合是:提取时间 60 min，乙醇体积分数 70%，料液比
1∶ 30，在提取功率 160 W，提取温度 60 ℃条件下，提
取率最高可达 3． 142%，此黄酮提取率较李娜［7］报
道有所提高，无阮尚全等［8］报道高．
为进一步验证正交试验的结果及重现性，在最
优条件下进行 5 次平行试验，平均提取率为
3． 142%，ＲSD 为 0． 76%，表明该试验设计合理可
行，重现性好，工艺稳定．
表 1 正交试验因素及水平
Table 1 Factors and levels in orthogonal design
水平
Level
料液比 /(g·mL －1)
Material-to-liquid
ratio
提取时间 /min
Extraction time
乙醇体积分数 /%
Ethanol
concentration
1 1∶ 20 30 50
2 1∶ 30 60 60
3 1∶ 40 90 70
表 2 正交试验结果
Table 2 Orthogonal experimental results
试验号
Test number
料液比 /
(g·mL －1)
Material-
to-liquid
ratio
提取时间
/min
Extraction
time
乙醇体积
分数 /%
Ethanol
concentration
黄酮提取
率 /%
Extraction
ration of
Flavonoid
1 1(1∶ 20) 1(30) 1(50) 2． 040
2 1 2(60) 2(60) 2． 194
3 1 3(90) 3(70) 2． 577
4 2(1∶ 30) 1 2 2． 387
5 2 2 3 3． 142
6 2 3 1 2． 078
7 3(1∶ 40) 1 3 2． 078
8 3 2 1 2． 476
9 3 3 2 2． 730
K1 2． 270 2． 168 2． 198
K2 2． 536 2． 604 2． 437
K3 2． 428 2． 462 2． 599
Ｒ 0． 266 0． 436 0． 401
2． 5 榴莲果皮中总黄酮的抗氧化活性测定
2． 5． 1 黄酮对 O －2 ·自由基清除活性的测定 由
图 4 可知，随着质量浓度的增高，VC 及榴莲果皮中
总黄酮提取物对 O －2 ·自由基的清除能力均在逐
渐增强，与 VC 相比，在 0． 2 ～ 0． 6 g·L
－1质量浓度
时，榴莲果皮总黄酮对 O －2 ·的清除能力更强;大
于 0． 6 g·L －1时，VC 对 O
－
2 ·的清除能力较强． 此
结果表明，榴莲果皮中总黄酮具有较强的 O －2 ·自
由基的清除能力．
656 河 南 农 业 大 学 学 报 第 48 卷
图 4 黄酮对 O －2 ·自由基的清除活性
Fig． 4 Scavenging ability of flavonoids from durian
peel on Superoxide anion radical
2． 5． 2 黄酮对 ABTS +清除能力的测定 ABTS +
清除能力的测定常用来评估各种复合物或单一复
合物总抗氧化的能力［9］． 由图 5 可知，榴莲果皮总
黄酮提取物及 VC 对 ABTS
+清除能力随着质量浓度
的增加而增加，榴莲果皮总黄酮提取物对 ABTS +清
除能力与 VC 相当．
2． 6 榴莲果皮中总黄酮的抗菌活性分析
从表 3 可知，榴莲果皮黄酮粗提物对不同细菌
的抑菌活性有一定的差异，在相同的质量浓度
1． 25 ～ 10 g·L －1下，对金黄色葡萄球菌的抑制作
用最明显，绿脓杆菌次之，而对大肠杆菌和巨大芽
胞杆菌均无抑制作用(表中未标出)．此结果表明，
榴莲果皮中黄酮类物质的抑菌作用的强弱具有选
择性．但具体的黄酮类物质的种类及各自的含量有
待进一步探究．
图 5 黄酮对总 ABTS +的清除活性
Fig． 5 Scavenging ability of flavonoid from
durian peel on ABTS radicals
表 3 榴莲果皮总黄酮提取物对微生物的抑菌圈直径
Table 3 Diameter of antibacterial circle of flavonoids from durian peel on microorganism cm
菌株
Strain
黄酮提取物 /(g·L －1)
Concentration of flavonoids
10 5 2． 5 1． 25
盐酸左氧氟沙星
质量浓度 /
(mg·L －1)
Concentration of
Levofloxacin
Hydrochloride
10 0． 78
金黄色葡萄球菌 ATCC25923
Staphylococcus aureus
1． 25 ± 0． 4 1． 14 ± 0． 2 1． 04 ± 0． 1 0． 72 ± 0． 0 2． 73 ± 0． 1 －
绿脓杆菌 CCTCC2620
Pseudomonas aeruginosa
1． 16 ± 0． 2 1． 15 ± 0． 15 － － 2． 52 ± 0． 25 －
注:在此试验中，黄酮提取物质量浓度按粗提取物质量浓度计算，直接称量黄酮粗提物质量;上述所用黄酮提取物质量浓度对巨大芽孢杆
菌 CICC 0． 217 和大肠杆菌 ATCC25922 均无抑菌圈，因此未标注．
Note:In this experiment，the flavonoid crude extract concentration was determinated according to the mass concentration of crude extract flavonoids．
The crude extract flavonoids showed no antimicrobial circle on Escherichia coli and Bacillus megaterium in this concentration，so it was not marked．
3 结论与讨论
本试验首先通过单因素和正交实验设计得到
了较优的提取工艺条件为:乙醇体积分数 70%、料
液比 1∶ 30(g·mL －1)、超声提取时间 60 min，在最
佳工艺下总黄酮提取率可达 3． 14%;并对提取的
总黄酮进行抗氧化活性和抗菌活性的研究．结果表
明，榴莲果皮总黄酮对 O －2 ·和 ABTS
+具有较强的
自由基清除能力，对金黄色葡萄球菌和绿脓杆菌有
较强的抑制能力．
关于黄酮的提取工艺方面，目前报道的有阮尚
全等［8］在乙醇 －硫酸铵双水相中，采用超声波法
探讨了提取榴莲果皮中总黄酮的最佳工艺，使得总
黄酮的提取率达 3． 26% ． 李娜等［7］利用超声波乙
醇浸提法，采用响应面设计，研究了榴莲皮中的总
黄酮提取工艺，在此最佳工艺中总黄酮的提取率达
到 3． 00% ．而本研究中，采用超声波辅助法在最佳
工艺下总黄酮提取率为 3． 14%，较李娜等报道的
工艺有所提高，无阮尚全等在乙醇 －硫酸铵双水相
中提取率高，但本研究提取方法简便，快速，易于掌
握．关于来源于其它提取物的黄酮对革兰氏阳性菌
和阴性菌、真菌的抑菌作用均有报道，如甘草［10］和
红薯茎叶中的黄酮［11］，也有一些关于抗氧化的活
性报道，如川芎［12］、烟草［6］以及石参中的总黄
第 5 期 洪 军等:超声波辅助提取榴莲果皮总黄酮及其抗氧化、抗菌活性的研究 657
酮［13］．结合本研究表明，不同来源的黄酮提取物对
不同的微生物及抗氧化能力均有差异，可能与其黄
酮的种类及结构不同有关．本研究为榴莲果皮的开
发利用提供理论支持，同时也为榴莲果皮总黄酮的
抗氧化和抗菌活性提供理论依据．
参考文献:
［1］ LAGHAＲI A Q，MEMON S，NELOFAＲ A． Extraction，
identification and antioxidative properties of the fla-
vonoid-rich fractions from leaves and flowers of cassia
angustifolia［J］． American Journal of Analytical Chem-
istry，2011，2(8) :871 － 878．
［2］ Middleton E J． Effect of plant flavonoids on immune and
inflammatory cell function［J］． Adv Exp Med Bio，
1998，439:175 － 182．
［3］ CUSHNIE T P，LAMB A J． Antimicrobial activity of
flavonoids［J］． International journal of antimicrobial a-
gents，2005，26(5) :343 － 356．
［4］ 郭 君，罗跃中． 三七中总黄酮提取工艺研究［J］．
食品工程，2010(3) :34 － 37．
［5］ 赵 平，任 鹏，张月萍． 原花青素抗氧化活性测定
方法比较［J］．现代化工，2012，32(05) :119 －122．
［6］ ＲU Q M，WANG L J，LI W M，et al． In Vitro antioxi-
dant properties of flavonoids and polysaccharides extract
from tobacco (Nicotiana tabacum L．)leaves［J］． Mol-
ecules，2012，17:11281 － 11291．
［7］ 李 娜，董 明，张国庆，等． 响应面法优化榴莲皮
中总黄酮的提取工艺［J］． 食品工业科技，2011，32
(9) :325 － 328．
［8］ 阮尚全，王志鹏，黄雀宏，等． 双水相 －超声波提取
榴莲果皮总黄酮的工艺研究［J］． 现代食品科技，
2012，28(12) :1722 － 1725．
［9］ WU S B，WU J，YIN Z，et al． Bioactive and marker
compounds from two edible dark-colored myrciaria fruits
and the synthesis of jaboticabin［J］． Journal agriculture
and food chemistry，2013，61:4035 － 4043．
［10］崔永明，余龙江，敖明章，等． 甘草总黄酮的提取技术
及其抑菌活性研究［J］． 中药材，2006(8):838 －841．
［11］张锡彬，张 彧，高荫榆，等． 红薯茎叶黄酮提取物
抑菌活性的研究［J］． 食品科技，2008(1):156 －159．
［12］ WANG X S，WU Q N，WU Y F． Ｒesponse surface opti-
mized ultrasonic-assisted extraction of flavonoids from
sparganii rhizoma and evaluation of their in vitro antioxi-
dant activities［J］． Molecules，2012，17:6769 －6783．
［13］罗 超，刘霭明，邢惟青，等． 石参总黄酮抗氧化活性
研究［J］． 中国实验方剂学杂志，2011，17(7) :
198 －201．
( 责任编辑:朱秀英)