花生紅衣乙醇和水提取物的抗氧化性與抑菌活性比較研究

熊 柳，張 磊，張吉民，孫慶杰,*

(1.青島農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，山東 青島 266109；2.山東省花生研究所，山東 青島 266100)

花生紅衣乙醇和水提取物的抗氧化性與抑菌活性比較研究

熊 柳1，張 磊1，張吉民2，孫慶杰1,*

(1.青島農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，山東 青島 266109；2.山東省花生研究所，山東 青島 266100)

采用乙醇和水做溶劑提取花生紅衣，并對得到的花生紅衣提取物進行豬油的抗氧化性考察，對食品中常見污染菌的抗菌活性研究。結(jié)果表明：兩種花生紅衣提取物均可以明顯的降低豬油的過氧化值，延緩豬油的氧化，當(dāng)花生紅衣乙醇提取物加入量為0.8‰效果最好；且抗氧化性具有劑量依賴性。兩種花生紅衣提取物抑菌作用均顯著，其抗菌活性隨著劑量增加而增強；花生紅衣乙醇提取物對細菌和真菌的最低抑制濃度(MIC)分別為0.44‰和0.62‰，花生紅衣水提取物對細菌和真菌的最低抑制濃度(MIC)分別為0.38‰和0.56‰。

花生紅衣；乙醇提取物；水提取物；抗氧化性；抑菌活性

花生又名長生果，豆科，一年生草本植物，是主要的植物油和植物蛋白資源，我國花生資源極其豐富，是世界花生產(chǎn)量最高、出口量最多的國家，占世界總量的1/3。我國年種植花生面積達290萬公頃，總產(chǎn)量近1500萬t[1]，花生紅衣是花生加工產(chǎn)品的副產(chǎn)物，是傳統(tǒng)的中藥成分，含有多酚、原花青素、白藜蘆醇、VK等生物活性物質(zhì)[2]。據(jù)報道，花生紅衣有止血散淤、消腫之功效，且兼有補腎養(yǎng)胃、潤肺止咳、補中益氣、清腸排毒的療效[3-4]?；ㄉt衣富含多酚類物質(zhì)，具有抗酸敗和抗氧化的作用，還有一定的抑菌作用。

本實驗擬研究花生紅衣提取物對豬油的抗氧化性，對細菌和真菌的抑菌性，以期為花生紅衣提取物在抗氧化劑、抑菌劑方面的應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

花生紅衣 青島東生集團股份有限公司；肥豬肉購于青島大潤發(fā)超市。

金黃色葡萄球菌(Staphylococci aureus)、大腸桿菌(Escherichia coli)、枯草芽孢桿菌(Bacillus subtilis)、黃曲霉(Aspergillus flavus)、紅酵母(Rhodotorula rubra) 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)微生物研究室；營養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基 石獅市瓊脂粉加工廠；察氏培養(yǎng)基 天津市大茂化學(xué)試劑廠；麥芽汁培養(yǎng)基 北京奧博星生物技術(shù)有限公司；革蘭氏染色液 北京陸橋技術(shù)有限責(zé)任公司；硫代硫酸鈉 萊陽康德化工有限公司；淀粉指示劑、碘化鉀 上海申翔化學(xué)試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

FE220型中型粉碎機 北京中興偉業(yè)有限公司；RE-52型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器、SHZ-Ⅲ型循環(huán)水真空泵 上海亞榮生化儀器廠；YXQ-LS-18SI高壓滅菌鍋 山東新華醫(yī)療器械股份有限公司；HPS-250生化培養(yǎng)箱 哈爾濱市東明醫(yī)療儀器廠。

1.3 方法

1.3.1 花生紅衣提取物的制備

1.3.1.1 乙醇提取花生紅衣

將花生紅衣粉碎后稱質(zhì)量，按照料液比1∶8(m/V)加入70%乙醇浸提，于60℃水浴鍋中加熱提取3h，冷卻至室溫，在3000r/min離心20min，同法提取兩次，合并提取液，在壓力為－0.1×105Pa、溫度50℃條件下進行真空濃縮，再將得到的濃縮液進行真空干燥，得到花生紅衣乙醇提取物[5]。

1.3.1.2 水提取花生紅衣

將花生紅衣粉碎，稱質(zhì)量，按料液比1∶25(m/V)加入去離子水浸提，微波處理2min，取出離心，在3000r/min下離心20min，同法提取兩次，合并提取液，在壓力為－0.1×105Pa、溫度50℃條件下進行真空濃縮，再將得到的濃縮液進行真空干燥，得到花生紅衣水提取物[6]。

1.3.2 花生紅衣提取物對豬油的抗氧化作用

取25g新煉制的豬油于40mL燒杯中，按照紅衣提取物占豬油的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，分別加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.2‰、0.4%‰、0.8‰、1.0‰的乙醇提取物和水提取物，混合均勻，并設(shè)置空白對照。將油樣同時放在60℃恒溫箱中強化保存，每隔24h攪拌1次，并交換它們在恒溫箱中的位置，每隔2d精確稱取2～3g豬油樣品于250mL錐形瓶中，加入30mL三氯甲烷-冰乙酸混合液，使試樣完全溶解，加入1mL飽和KI溶液，塞緊瓶塞，并輕輕振蕩0.5min，置于暗處放置3min。取出后加入100mL水，搖勻，立即用硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定，至淡黃色時，加入1mL淀粉指示劑，繼續(xù)滴定至藍色消失為終點。取相同量的三氯甲烷-冰乙酸混合液、碘化鉀溶液、水，按同一方法做試劑空白對照實驗。以0.05‰特丁基對苯二酚(TBHQ)作陽性對照，計算其過氧化值(POV)[7]。

1.3.3 花生紅衣提取物對細菌、真菌的抑制作用

1.3.3.1 培養(yǎng)基的配制和菌種活化

配制培養(yǎng)基：按照培養(yǎng)基各成分的比例，加熱煮沸，分裝于三角瓶中，并制作斜面培養(yǎng)基，于121℃高壓滅菌鍋中滅菌15min。

菌種的活化：金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、枯草芽孢桿菌于營養(yǎng)瓊脂斜面培養(yǎng)基上活化(溫度(36±1)℃，培養(yǎng)24h)；黃曲霉于察氏斜面培養(yǎng)基上活化(溫度(28±1)℃，培養(yǎng)120 h)；酵母菌于麥芽汁斜面培養(yǎng)基上活化(溫度(28±1)℃，培養(yǎng)72h)[8]。

1.3.3.2 花生紅衣提取物的抑菌活性

花生紅衣提取物先用少量酒精溶解，按照紅衣提取物占培養(yǎng)基的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，配制0.20‰、0.26‰、0.32‰、0.38‰、0.44‰、0.50‰、0.56‰、0.62‰的混合物，活化的菌用無菌生理鹽水制成105～106個/mL的菌(或孢子)懸液，取1mL與含花生紅衣提取物的培養(yǎng)基(45℃左右)15mL傾入無菌培養(yǎng)皿混合后，于恒溫箱中培養(yǎng)，細菌于(36±1)℃培養(yǎng)24h，真菌于(28±1)℃培養(yǎng)72h，以未加花生紅衣提取物的培養(yǎng)基作空白對照。每個加入量作3個平行樣，按稀釋分離平板菌落計數(shù)法計數(shù)[9-10]。

式中：n1為對照實驗菌落數(shù)；n2為相應(yīng)提取物濃度的菌落數(shù)。

根據(jù)抑菌率為100%時花生紅衣提取物的加入量，即為花生紅衣提取物最低抑菌濃度(MIC)。

1.3.3.3 防腐劑對照

將花生提取物換成質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.20‰、0.26‰、0.32‰、0.38‰、0.44‰、0.50‰、0.56‰、0.62‰的苯甲酸鈉作對比，按照1.3.3.2節(jié)接種，培養(yǎng)，量取菌落數(shù)，測定常用化學(xué)防腐劑對各菌種的MIC值。

2 結(jié)果與分析

2.1 花生紅衣提取物對豬油的抗氧化作用

2.1.1 花生紅衣乙醇提取物對豬油的抗氧化作用

圖1 添加花生紅衣乙醇提取物后豬油的過氧化值變化Fig.1 POV changes of lard with the addition of peanut skin ethanol extract during storage

由圖1可知，添加不同量的花生紅衣乙醇提取物后，其POV值明顯低于空白對照，即其氧化程度均比空白對照油樣要小的多，在加入量為1.0‰時，花生紅衣乙醇提取物的POV值大于0.5‰TBHQ，這說明花生紅衣提取物具有較明顯的抗氧化作用。乙醇提取物的POV值在第12天出現(xiàn)明顯的變化，且豬油的POV值隨著時間的延長而不斷增加，到第21天POV值最大值可達0.2g/100g，并在此處因提取物添加量的梯度變化POV值出現(xiàn)較大的差別，隨著花生紅衣提取物添加量的提高，POV值則越來越低，表明其抗氧化性與劑量呈正相關(guān)。

2.1.2 花生紅衣水提取物對豬油的抗氧化作用

圖2 添加花生紅衣水提取物后豬油的過氧化值變化Fig.2 POV changes of lard with the addition of peanut skin water extract during storage

由圖2可知，分別添加花生紅衣水提取物和TBHQ后，豬油的POV值明顯低于空白對照的POV值，在添加量1.0‰時，花生紅衣水提取物的POV值與添加0.5‰TBHQ相差不大。說明花生紅衣水提取物也具有抑制油脂氧化的作用。第15天時，空白對照的POV值達到0.172g/100g，而添加花生紅衣水提取物的POV值最大值是0.078g/100g。因此，花生紅衣水提取物也因添加量的不同，使得過氧化值呈現(xiàn)明顯的梯度變化。由此可見，花生紅衣水提取物具有一定的抗氧化作用。

2.1.3 花生紅衣乙醇提取物和水提取物對豬油的抗氧化作用的比較

由圖1、2可知，添加花生紅衣乙醇提取物的豬油，其過氧化值比添加花生紅衣水提取物的低，且在第15天發(fā)生較大的變化，但是最終的過氧化值花生紅衣乙醇提取物的較低，說明花生紅衣乙醇提取物具有較好的抗氧化性。

花生紅衣中含有大量的黃酮和多酚類物質(zhì)，因此其抗氧化作用可能主要通過以下的途徑表現(xiàn)：一是酚羥基作為氫供體，可以清除多種活性氧，從而減少由活性氧進一步產(chǎn)生各種氧自由基的可能，中斷自由基鏈反應(yīng)；二是通過B環(huán)鄰位酚羥基與金屬離子的螯合，抑制多種由金屬離子催化的氧化或自由基反應(yīng)，因為豬油在熬制過程中接觸金屬物質(zhì)，所以豬油中可能含有金屬離子；三是對有氧化酶存在的自由基產(chǎn)生的體系可以有顯著的抑制能力。[11]

2.2 花生紅衣提取物對細菌、真菌的抑制作用

2.2.1 花生紅衣乙醇提取物對細菌、真菌的抑制作用

表1 不同添加量的花生紅衣乙醇提取物對細菌、真菌的抑菌率(,n=3)Table 1 Antibacterial rates of peanut skin ethanol extract at various concentrations (,n=3)%

表1 不同添加量的花生紅衣乙醇提取物對細菌、真菌的抑菌率(,n=3)Table 1 Antibacterial rates of peanut skin ethanol extract at various concentrations (,n=3)%

注：－.沒有抑制作用；同列字母不同，差異顯著(P＜0.05)。下同。

添加量/‰ 大腸桿菌 枯草芽孢桿菌 金黃色葡萄球菌 黃曲霉 紅酵母0.20－ － － － －0.26 46.53±0.96a － 50.83±1.27a － －0.32 71.74±2.19b 57.21±1.78a 74.31±2.87b － 22.76±2.41a 0.38 99.17±0.83c 73.76±2.56b 87.85±2.08c 17.97±1.55a 41.35±1.92b 0.44 100d 88.42±2.04c 96.41±1.26d 28.81±2.03b 61.86±2.11c 0.50 100d 97.16±0.71d 100e 47.12±2.69c 78.53±2.93d 0.56 100d 100d 100e 63.73±2.11d 92.63±1.46e 0.62 100d 100d 100e 82.03±2.55e 100f 0.68 100d 100d 100e 93.90±2.03f 100f 0.74 100d 100d 100e 100g 100f

供試菌是食品中常見的污染菌，且危害性大，因此以這5種菌作為測試對象具有一定的代表性，由表1可知，花生紅衣乙醇提取物對于供試菌有顯著的抑制作用，并且隨著其添加量的增加，其抑菌率明顯增高，在添加量0.56‰時，則能完全抑制所有供試細菌的生長，要完全抑制真菌的生長，則需添加量為0.74‰。花生紅衣乙醇提取物抗真菌活性和抗細菌活性有較大差異，對不同的菌種抑制效果為：大腸桿菌＞枯草芽孢桿菌＞金黃色葡萄球菌＞紅酵母＞黃曲霉。

花生紅衣的抗菌機制目前尚不完全清楚，可能是紅衣中的黃酮和多酚類物質(zhì)能特異性的凝固細菌蛋白，破壞細菌細胞膜結(jié)構(gòu)與細菌遺傳物質(zhì)DNA結(jié)合，從而改變細菌生理，抑制生長。另外紅衣中的黃酮和多酚類物質(zhì)受潮后容易發(fā)生氧化，在環(huán)境中與細菌爭奪氧氣，不利于需氧菌生長[12]。

2.2.2 花生紅衣水提取物對細菌、真菌的抑制作用

由表2可知，花生紅衣水提取物對于供試菌有著更為顯著的抑制作用，并且隨著其添加量的增加，其抑菌率明顯增高，與表1相比，花生紅衣水提取物對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌和紅酵母的最低抑菌濃度明顯降低，對枯草芽孢桿菌的抑制作用也比乙醇提取物的好，這可能是由于水提取物中含有的有效成分與乙醇提取物不同，或者有效成分的含量不同?；ㄉt衣水提取物抗細菌活性和抗真菌活性也具有較大差異，添加量為0.56‰時能完全抑制所有供試細菌的生長，而添加量為0.74‰時才能完全抑制供試真菌的生長。

表2 不同添加量的花生紅衣水提取物對細菌、真菌的抑菌率(,n＝3)Table 2 Antibacterial rates of peanut skin water extract at various concentrations (,n＝3) %

表2 不同添加量的花生紅衣水提取物對細菌、真菌的抑菌率(,n＝3)Table 2 Antibacterial rates of peanut skin water extract at various concentrations (,n＝3) %

添加 量/‰ 大腸 桿菌 枯草芽孢桿 菌 金黃色葡 萄球菌 黃 曲霉 紅酵 母0.2021.33±1.26a － － － －0.26 60.94±1.43b 29.31±2.49a 58.29±1.26a － －0.32 92.52±0.83c 45.62±2.95b 74.86±1.72b － 23.40±1.46a 0.38 100d 69.03±2.27c 92.54±1.65c 12.88±2.55a 49.03±2.54b 0.44 100d 82.97±2.12d 100d 29.49±3.10b 77.24±2.77c 0.50 100d 97.40±1.47e 100d 48.81±1.55c 94.55±2.93d 0.56 100d 100e 100d 67.12±2.11d 100e 0.62 100d 100e 100d 84.06±2.55e 100e 0.68 100d 100e 100d 96.95±1.76f 100e 0.74 100d 100e 100d 100f 100e

2.2.3 花生紅衣提取物與防腐劑苯甲酸鈉的抑菌活性比較

表3 苯甲酸鈉溶液的抑菌效力(,n＝3)Table 3 Antibacterial rates of sodium benzoate at various concentrations (,n＝3)%

表3 苯甲酸鈉溶液的抑菌效力(,n＝3)Table 3 Antibacterial rates of sodium benzoate at various concentrations (,n＝3)%

添加 量/‰ 大腸 桿菌 枯草芽 孢桿菌 金黃色葡 萄球菌 黃曲 霉 紅酵 母0.20－ － － － －0.26－ － － － －0.32－ － － － －0.38－ － － － －0.44 － 20.94±1.78a － 19.66±2.06b 11.14±0.70a 0.50 10.16±0.61a 53.10±1.72c 58.29±1.26a 65.93±0.87d 37.70±1.54b 0.56 40.63±0.95b 66.38±1.70d 74.86±1.72b 80.76±1.16e 51.49±1.85c 0.62 71.17±0.64c 74.92±1.13e 92.54±1.65c 97.27±1.56f 84.31±0.72d 0.68 100d 100e 100d 100e 100e 0.74 100d 100e 100d 100f 100e

由表3可知，苯甲酸鈉對供試菌也有不同程度的抑菌作用，對細菌和真菌的最低抑菌濃度分別是0.62‰和0.68‰?？梢钥闯觯c苯甲酸鈉相比，花生紅衣提取物的抑菌作用較強，因此，花生紅衣提取物用來做天然食品防腐劑應(yīng)具有較好的開發(fā)前景。

3 結(jié) 論

添加花生紅衣提取物后，豬油的過氧化值明顯低于空白對照組，這說明花生紅衣提取物具有一定的抗氧化作用，且花生紅衣乙醇提取物的抗氧化能力強于花生紅衣水提取物。

與防腐劑苯甲酸鈉比較，相同添加量下，花生紅衣提取物的抑菌效果較高，其MIC普遍偏低。花生紅衣提取物對各菌種的抑制效果為：大腸桿菌＞枯草芽孢桿菌＞金黃色葡萄球菌＞紅酵母＞黃曲霉，花生紅衣提取物在添加量為0.56‰時，能完全抑制所有供試細菌的生長，要完全抑制真菌的生長，則需添加量為0.74‰，并且隨著其添加量的增加，其抑菌率明顯增高，但是花生紅衣水提取物對于供試菌有著更為顯著的抑制作用。

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Comparative Studies on Antioxidant and Antibacterial Activities of Water and Ethanol Extracts from Peanut Skin

XIONG Liu1，ZHANG Lei1，ZHANG Ji-min2，SUN Qing-jie1,*
(1. College of Food Science and Engineering, Qingdao Agricultural University, Qingdao 266109, China；2. Shandong Peanut Research Institute, Qingdao 266100, China)

The antioxidant effects of water and ethanol extracts from peanut skin on lard and the antibacterial activity against common bacterial pollutants were investigated in the present study. The results showed that both extracts could remarkably inhibit the increase of peroxide value of lard, and delay the oxidation of lard. The ethanol extract revealed the best inhibitory effect at the dosage of 0.8‰ and the antioxidant effect was in a dosage-dependent fashion. Furthermore, the two extracts exhibited obvious dose-dependent antibacterial activity. The minimum inhibitory concentrations (MIC) of the ethanol extract against bacteria and fungi were 0.44‰ and 0.62‰, and of the water extract 0.38‰ and 0.56‰, respectively.

peanut skin；ethanol extract；water extract；antioxidant activity；antibacterial activity

TS201.2

A

1002-6630(2012)03-0019-04

2011-01-22

青島市公共領(lǐng)域科技支撐計劃項目(09-1-1-84-nsh)

熊柳(1975—)，女，講師，碩士，研究方向為糧食、油脂與蛋白質(zhì)工程。E-mail：xiongliu821@163.com

*通信作者：孫慶杰(1970—)，男，教授，博士，研究方向為糧食、油脂與蛋白質(zhì)工程。E-mail：phdsun@163.com