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杨梅叶水溶性提取物的抗氧化、抗菌活性与防腐应用



全 文 :198
杨梅叶水溶性提取物的抗氧化、抗菌活性
与防腐应用
杨君1,朱丽云2* ,吴俊清2,尹洁1,Lenka Langhansova3,
Tomas Vanek3,高永生2,楼纪东2
(1. 浙江中烟工业有限责任公司,杭州 310012;2. 中国计量学院生命科学学院,
杭州 310018;3. 捷克科学研究院实验植物研究所,捷克布拉格 999036)
摘 要:以杨梅叶精油提取后的料渣为原料,对料渣的水溶性提取物进行了抗氧化分析,并将水溶性提
取物经石油醚、二氯甲烷、乙酸乙酯和正丁醇分级萃取,并测定了其抗菌能力,在此基础上将抑菌效果明显
的萃取层添加于肉糜进行防腐试验。结果表明,杨梅叶水溶性提取物在 0. 1 ~ 5mg /mL 的浓度范围内对
DPPH自由基和羟基自由基的清除能力均随着浓度升高而提高,且达到 80%以上,具有较强的
自由基清除能力。通过抑菌实验发现乙酸乙酯层和正丁醇层萃取液具有较强的抗菌性和较宽
的抗菌谱,通过对肉糜的防腐添加实验发现乙酸乙酯层萃取液优于同浓度的山梨酸钾防腐效
果,正丁醇层萃取液与同浓度的山梨酸钾防腐作用无显著差异。
关键词:杨梅叶;抗氧化;抗菌;防腐
中图分类号:TS202. 1 文献标识码:A 文章编号:1006 - 2513(2014)02 - 0198 - 05
Antioxidant,antimicrobial and antisepsis properties of
the water - soluble extracts of Myric rubra leaves
YANG Jun1,ZHU Li-yun2* ,WU Jun-qing2,YIN Jie1,Lenka Langhansova3,
Tomas Vanek3,GAO Yong-sheng2,LOU Ji-dong2
(1. China Tobacco Zhejiang Industrial. Co.,Ltd.,Hangzhou 310012;
2. College of Life Sciences,China Jiliang University,Hangzhou 310012;
3. Institute of Experimental Botany AS CR,v. v. i 999036)
Abstract:The antioxidant of water - soluble extract from the debris of Myrica rubra leaves oil extracts was determined.
And then,the antibacterial activity of petroleum ether,dichloromethane,ethyl acetate and n - butanols' water - solu-
ble extracts of residues from Myrica rubra leaves was measured and analyzed respectively. Moreover,anti - corrosion
test of extract layer,which displayed obvious antibacterial effect,was evaluated by applying it to the meat. The results
showed that DPPH radical scavenging activity and hydroxyl radical scavenging activity of water - soluble extract gradually
elevated up to 80% between 0. 1 to 5mg /mL. The antimicrobial experiment demonstrated that ethyl acetate extracts and
n - butano extracts had a stronger antimicrobial performance and a wider antimicrobial spectrum. However,meat anti
收稿日期:2013 - 12 - 05 * 通讯作者
基金项目:国际合作项目 (40 - 16)。
作者简介:杨君 (1971 -) ,男,硕士学位,高级工程师,从事植物源活性物质的分析与开发研究。
199
sepsis effect of ethyl acetate was better than potassium sorbate in the same concentration. And n - butano extracts have
no significant difference with potassium sorbate.
Key words:Myrica rubra leaf;antioxidation;antimicrobial;antisepsis
“民以食为天”,食品工业与人类生命健康
息息相关,食品防腐保鲜是保证食品安全的关
键因素之一。在我国的食品工业中,最常添加
的食品防腐剂主要有苯甲酸及其钠盐、山梨酸
及其盐类、对羟基苯甲酸酯类、脱氢乙酸等。
随着经济与社会的快速发展,人们对食品安全
的要求越来越高,植物源天然防腐剂的研究是
目前食品防腐剂中研发的新热点[1 - 2]。杨梅 (M
yrica rubra) ,为杨梅科、杨梅属果树,多年生常
绿乔木,是浙江特色经济水果。杨梅叶作为一
种可以快速生长的再生资源,资源丰富[3]。杨
梅枝叶在中国大陆、台湾和日本等地,常作为
收敛剂、解毒剂和肠胃止泻剂等[4]。自 20 世纪
80 年代以来,日本和台湾学者对杨梅枝叶药用
成分进行了研究,并先后分离出杨梅素、单宁
和三萜化合物等活性成分[5 - 6]。药理研究发现,
杨梅叶甲醇萃取物可治疗 α -萘基异硫氰酸酯诱
导的肝损伤,乙醇萃取物可抑制体内黑色素的
合成[7]。杨梅叶中含有的杨梅素现已作为保健
药品添加剂来预防治疗各种炎症。大量实验研
究表明[8 - 9],杨梅叶中具有丰富的抗氧化、抑
菌等生物活性物质,因此本项目以杨梅叶经水
蒸气蒸馏法提取精油后的料渣为原料,对料渣
中的水溶性提取物进行抗氧化和抗菌活性分析
并在食品中进行防腐试验,为日后的杨梅叶天
然防腐剂的开发与应用奠定理论基础。
1 材料与方法
1. 1 材料与设备
1. 1. 1 原料
水蒸气蒸馏法提取杨梅叶精油后的料渣,肉
糜购于菜市场
1. 1. 2 菌种
大肠杆菌 (E scherichia coli)、金黄色葡萄球
菌 (Staphylococcus aureus)、啤酒酵母 (Saccharo-
my cescerevisiae) ,均来自本校微生物实验室。
1. 1. 3 试剂
石油醚、二氯甲烷、乙酸乙酯、正丁醇、甲
醇、VC、水杨酸钠、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、
硫酸亚铁、三氯乙酸、1,1 - 二苯基 - 2 - 苦基
苯肼 (DPPH)、双氧水、山梨酸钾、营养琼脂培
养基等
1. 1. 4 仪器与设备
721 可见分光光度计 (上海元析仪器有限公
司) ,培养箱、振荡摇床 (太仓市科教器材厂)、
电热恒温鼓风干燥箱 DHG -9240 (上海恒科技仪
器有限公司) ,GNP - 9080 型隔水式恒温培养箱
(上海精宏实验设备有限公司)、旋转蒸发仪 RE
-52A (上海亚荣生化仪器厂) ,AB204 - E 型电
子分析天平 (梅特勒托利多仪器有限公司) ,手
提式压力蒸汽灭菌器 (上海华线医用仪器公司)。
1. 2 实验方法
1. 2. 1 水溶性提取物的预处理和萃取分级
将杨梅叶提取精油后的料渣先后经两层纱布
和滤纸过滤,得到澄清的滤液,将滤液经减压旋
转蒸发浓缩,得水溶性提取物。
1. 2. 2 水溶性提取物的抗氧化活性[10]
1. 2. 2. 1 水溶性提取物 DPPH自由基清除能力测
定 准确称取 DPPH 标准品,用无水甲醇溶解至
终浓度为 25μg /mL。将水溶性提取物分别配成
0mg /mL、 0. 1mg /mL、 0. 5mg /mL、 5mg /mL、
10mg /mL、15mg /mL、20mg /mL 等七个浓度,各
取 0. 2mL依次与 2mLDPPH 溶液混合均匀后,放
置在室温避光条件下反应 30min,测定 517nm 的
样品吸光度值。同时以不加样的 DPPH 甲醇液为
空白样,用 0mg /mL 样品溶液调零。样品平行测
定 3 组,以 Vc 为阳性对照。自由基清除率按下
式计算:
自由基清除率 (%)= [(AC(0) - AA(t))/
AC(0)]× 100%
其中:AC(0)为 t = 0 时的空白样的吸光度值;
AA(t)为 t = 0. 5h时样品吸光度值。
1. 2. 2. 2 水溶性提取物羟基自由基清除能力测定
将水溶性提取物分别配成 0mg /mL、0. 1mg /
mL、0. 5mg /mL、5mg /mL、10mg /mL、15mg /mL、
20mg /mL 等 七 个 浓 度,各 取 0. 2mL 样 品 与
200
2mmol /L FeSO4溶液 1. 0mL、2 mmol /L 水杨酸钠
溶液 0. 4mL和 0. 1%双氧水 1. 0mL 混合均匀。均
匀混合 1min 后,将样品放置在 37℃的恒温水浴
槽内 1h。冷却后于 510nm 处波长处测定吸光值。
样品平行测定 3 组,以 VC 溶液为阳性对照组,
以 0mg /mL样品液为空白试样,以蒸馏水替代双
氧水为调零试样。
OH清除率 (%) =
A空白 - A样品
A空白
× 100
1. 2. 3 水溶性提取物的抑菌活性
1. 2. 3. 1 水溶性提取物的萃取分级及抑菌性能
测定 将杨梅叶的水提液以旋转蒸发操作浓缩,
取 150mL 浓缩液于 500mL 分液漏斗依次用
75mL石油醚、二氯甲烷、乙酸乙酯和正丁醇萃
取两次,合并萃取液,分别得到石油醚层、二
氯甲烷层、乙酸乙酯层和正丁醇层等四层萃取
液。将四层萃取液减压蒸馏至干,计算得率,
用水复溶,将萃取液分别添加于营养琼脂固体
培养基使萃取液浓度为 0. 05g /mL,凝固后分别
接种含菌数约 104个 /mL 的菌悬液 0. 2mL,均匀
涂布,在 37℃培养 10h,计数,以不加萃取液
的培养基培养为对照,测定四层萃取液对大肠
杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌作用,其抑菌率
计算公式如下:
抑菌率 (%) = (对照培养菌落数 -样品培
养菌落数) /对照培养菌落数 × 100%
1. 2. 3. 2 乙酸乙酯层萃取液与正丁醇层萃取液的
抑菌谱实验 根据 1. 2. 3. 1 抑菌测定结果,将抑
菌效果较好的乙酸乙酯层和正丁醇层萃取液取
0. 05g /mL和 0. 1g /mL 两个浓度分别进行对志贺
氏菌、沙门氏菌、变形杆菌和枯草芽孢杆菌等的
抑菌作用,操作方法与计算同 1. 2. 3. 1。
1. 3 水溶性提取物中乙酸乙酯层和正丁醇层萃
取液在肉糜中的防腐实验
将肉绞成肉泥,放入 5 个灭过菌的三角瓶
里,每个三角瓶中 40g,封口。每组三角瓶中分
别加入乙酸乙酯层萃取物、正丁醇层萃取物及
山梨酸钾,使各个浓度均为 0. 05%,以加入同
样量的无菌水作为空白对照,分别放在 37℃,
28℃和 4℃下三种温度下,24h 后取样,以稀释
涂布平板法测定各组处理每克含菌量,并计算
抑菌率。
2 结果与分析
2. 1 水溶性提取物的 DPPH 自由基清除和羟基自
由基清除能力分析
图 1 杨梅叶水溶性提取物对 DPPH自由基
的清除能力
Fig. 1 DPPH radical scavenging activity of
the Myrica rubra leaves'water extracts
图 2 杨梅叶水溶性提取物对羟基自由基
的清除能力分析
Fig. 2 hydroxyl radical scavenging activity of
Myrica rubraleaves’water extracts
杨梅叶提取精油后的残渣经过滤得到水溶
性提取物,其对 DPPH自由基清除和羟基自由基
清除能力的实验结果如图 1,图 2,从图中可知
VC对 DPPH自由基和羟基自由基的清除能力分
别在 5mg /mL和 0. 5mg /mL 下达到 100%的清除
率,而水溶性提取物在 0. 1 ~ 5mg /mL 的浓度下
其对两种自由基的清除能力均随着浓度升高而
提高,均达到 80%,随后当浓度超过 5mg /mL
时其清除能力均呈现显著的下降趋势,对羟基
自由基的清除能力甚至降为负值,其原因在于
杨梅叶水溶性提取物浓度越高其自身带有的颜
色 (褐色)越深,DPPH自由基和羟基自由基的
清除能力试验均建立在颜色反应的基础上,因
此对高于 5mg /mL的杨梅叶水溶性提取物已不再
201
适合。
2. 2 水溶性提取物的萃取分级与抑菌实验结果
图 3 杨梅叶水溶性提取物不同溶剂分级萃取得率
Fig. 3 Fractional extraction yield of Myrica rubra
leaves’different olvent extracts
在水溶性提取物对细菌的抑菌实验中发现,
不经处理直接对细菌的抑制作用较弱,而经过
50% ~ 75%不同浓度乙醇的萃取后其抑菌能力显
著提高,可能是滤液中存在促进微生物生长的蛋
白质、糖类等物质的存在影响了水溶性提取物的
抑菌效果,因此实验设计不同极性的有机溶剂对
水溶性提取物进行分级萃取,实验结果如图 3、
4。从图中可知乙酸乙酯层和正丁醇层萃取液得
率较高且对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌作
用明显高于石油醚层和二氯甲烷层萃取液,说明
杨梅叶水溶性提取物中含有极性物质较多,这些
极性物质对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌具有显著
的抑制作用。
图 4 不同溶剂萃取液对细菌的抑制作用
Fig. 4 Antibacterial activity of different
solvent extracts
2. 3 水溶性提取物中乙酸乙酯层与正丁醇层萃
取液的抑菌谱实验结果
表 1 不同溶剂萃取液的抑菌谱
Table. 1 Antibacterial spectrum of different solvent extracts
致病菌
抑菌率(%)
萃取液
金黄色葡萄球菌
S. aureus
大肠杆菌
E. coli
沙门氏菌
salmonella
枯草芽孢杆菌
Bacillus subtilis
志贺氏菌
Shigella
乙酸乙酯层 0. 05g /mL 35. 20 36. 24 7. 44 28. 83 17. 64
乙酸乙酯层 0. 1g /mL 49. 32 50. 57 39. 63 50. 72 12. 61
正丁醇层 0. 05g /mL 12. 96 41. 56 0 13. 19 12. 37
正丁醇层 0. 1g /mL 61. 04 39. 43 41. 06 50. 16 10. 06
在乙酸乙酯层和正丁醇层萃取液对大肠杆菌和
金黄色葡萄球菌的抑菌实验基础上,增加了对志贺
氏菌、沙门氏菌和枯草芽孢杆菌等三种常见致病菌
的抑菌实验,从表 1 可以看出,浓度为 0. 1g /mL
的两层萃取液对五种菌的抑制作用均强于 0. 05g /
mL浓度的萃取液,两种萃取液对五种菌均有不同
程度的抑制,对志贺氏菌的抑制较弱。
2. 4 水溶性提取物中乙酸乙酯层和正丁醇层萃
取液在肉糜中的防腐实验
本实验采用食品中常用的防腐剂山梨酸钾作
为对照,取其常用浓度 0. 05%进行试验,结果如
图 5,从图中可知,无论在哪个温度下,0. 05%
图 5 水溶性提取物萃取液在不同温度下对
肉糜的防腐作用
Fig. 5 Meat antisepsis effect of water extracts
under the different temperature
202
乙酸乙酯层萃取液对肉糜的防腐抑制作用最强,远
高于同浓度的山梨酸钾,而在 37℃和 28℃温度下
0. 05%正丁醇层萃取液的防腐作用与山梨酸钾差异
不显著,在4℃下明显低于山梨酸钾的防腐作用。肉
糜在常温及以上温度放置很容易腐败,在没有添加
防腐剂的情况下,常温放置一天每克肉糜中可达到
1010 ~1011CFU的菌落数,即使在冷藏下放置一天菌
落数每克肉糜也能达到103 ~104CFU,因此添加有效
的天然防腐剂,对肉制品的保藏具有重大的意义。
3 总结与讨论
3. 1 果园中每年均需进行枝条的修整,剪下的
枝叶大部分作烧柴,造成极大的浪费,本实验开
展对杨梅叶中的生物活性成分分析并尝试开发食
品天然防腐剂,具有变废为宝的重要意义。从实
验结果可知,杨梅叶水溶性提取物对大肠杆菌、
金黄色葡萄球菌等细菌均有较强的抑制而起到防
腐作用,其抗氧化活性还可以使食物不产生腐
臭,抑制褐变和黑斑的形成。
3. 2 据报道杨梅叶中的杨梅素、杨梅黄酮、槲
皮素等成分具有抗菌消炎、抗肿瘤等功效,本实
验在研究杨梅叶精油提取后的残渣中,发现滤液
经萃取后的乙酸乙酯层和正丁醇层萃取液具有较
强抑菌作用,其主要成分是否为报道中的黄酮、
槲皮素等,有待于进一步的研究。
参考文献:
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殜殜

633 - 640.
行业组织 品牌展览
2014 年第十四届全国秋季食品添加剂和配料展览会
展出时间:2014 年 11 月 12 日 14 日
展出地点:武汉国际博览中心展馆
主办单位:中国食品添加剂和配料协会
《中国食品添加剂》杂志社
电 话:010 - 5979 5833
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