薏米油的優(yōu)化提取及其抑菌效果評(píng)價(jià)

李玲，陳慧平，閆旭宇（湖南科技學(xué)院化學(xué)與生物工程學(xué)院，湘南優(yōu)勢(shì)植物資源綜合利用湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖南永州425199）

薏米油的優(yōu)化提取及其抑菌效果評(píng)價(jià)

李玲，陳慧平，閆旭宇*
（湖南科技學(xué)院化學(xué)與生物工程學(xué)院，湘南優(yōu)勢(shì)植物資源綜合利用湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖南永州425199）

以干燥的薏米為原料，采用正交試驗(yàn)研究薏米油的提取工藝條件。結(jié)果表明：薏米油產(chǎn)率的影響因素依次為：溶劑（D）＞溫度（A）＞時(shí)間（C）＞料液比（B）；最佳提取條件為A1B1C2D2，即提取溶劑為正己烷，為溫度30℃，時(shí)間20 min，料液比為1∶8（g/mL），此時(shí)薏米油的提取率達(dá)到最優(yōu)，為12.05%。薏米油的抑菌試驗(yàn)表明：薏米油對(duì)大腸桿菌的有效抑菌濃度為20%，對(duì)金黃色葡萄球菌的有效抑菌濃度為40%，對(duì)普通變形桿菌幾乎無(wú)抑制效果。

薏米油；提取工藝；抑菌作用

薏米又名薏苡，是我國(guó)廣泛栽培最古老的作物之一。薏米營(yíng)養(yǎng)豐富，富含淀粉、蛋白質(zhì)、脂肪，以及少量的VB、VPP、薏米素、薏米醋及特有的三萜類(lèi)化合物等。研究表明，薏米含油量約為11.74%，是普通家庭食用大米的30倍［1］；不飽和脂肪酸約占總脂肪酸的84%，具有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和較強(qiáng)的保健功能［2］。中醫(yī)認(rèn)為，薏苡性甘味淡，具有清熱溫氣健脾補(bǔ)肺以及消痛等功能［3］。臨床研究表明，薏苡仁油具有抗炎，抗病毒，清熱止血，排膿，免疫調(diào)節(jié)，抑制細(xì)菌以及癌細(xì)胞的生長(zhǎng)［4］。此外，薏苡仁油還能吸收一定量的紫外線，在化妝品中加入薏米的提煉物還能有防曬和防紫外線的功能。因此，在營(yíng)養(yǎng)食品、藥用及輕工等方面薏米油都表現(xiàn)出巨大的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值［2］。薏米油的提取工藝主要有機(jī)械壓榨法，有機(jī)溶劑浸提法，超臨界二氧化碳萃取法及超聲波輔助浸提法。超聲提取法簡(jiǎn)便易行，可有效的提高物質(zhì)的提取速度和提取率，在天然物質(zhì)的提取中應(yīng)用廣泛。因此，探索研究薏米油超聲輔助提取的工藝條件具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，為綜合利用薏米提供一定的參考。

1　材料與方法

1.1材料與試劑

薏米：市售。

乙酸乙酯、正己烷、乙醇（分析純）：天津福晨化學(xué)試劑廠；石油醚（沸程30℃～60℃）：天津福晨化學(xué)試劑廠。

KQ2200型超聲波提取儀：昆山市超聲儀器有限公司；R-201D-II型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀：鄭州長(zhǎng)城科工貿(mào)有限公司；FW-135型中藥粉碎機(jī)：天津奈斯特儀器有限公司；101-1型電熱鼓風(fēng)干燥箱：北京科偉永興儀器有限公司；HH電子恒溫水浴鍋：國(guó)盛實(shí)驗(yàn)儀器廠；JA2003型電子天平：上海精科廠；SHB-Ⅲ型循環(huán)水式多用真空泵：鄭州長(zhǎng)城科工貿(mào)有限公司。

1.2方法

1.2.1工藝流程

薏米→烘干→粉碎→提取→抽濾→干燥→薏米油

取一定量質(zhì)地均勻的薏米，用蒸餾水快速?zèng)_洗以去除雜質(zhì)，置于恒溫鼓風(fēng)干燥箱中，80℃干燥8 h，真空冷卻備用。用中藥粉碎機(jī)粉碎干燥后的薏米，過(guò)80目篩，得到薏仁粉。將薏仁粉和提取溶劑配置一定料液比，設(shè)定不同的溫度和時(shí)間，利用超聲波提取儀進(jìn)行提取。提取結(jié)束后，抽濾提取液，除去從濾紙中漏出的固體雜質(zhì)，再通過(guò)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)回收有機(jī)溶劑，收集薏米油，計(jì)算薏米油的含量。計(jì)算公式如下：

式中：W為薏米油得率，%；M1為收集瓶和薏米油的總質(zhì)量，g；M2為收集瓶的質(zhì)量，g；M為所稱(chēng)取薏米粉的質(zhì)量，g。

1.2.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1）單因素試驗(yàn)

按照薏米油提取工藝流程，分別對(duì)提取溶劑、提取溫度、提取時(shí)間、料液比進(jìn)行單因素試驗(yàn)，研究這些因素對(duì)薏米油得率的影響。

2）正交試驗(yàn)

根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，分別選取每個(gè)因素薏米油得率較高的3個(gè)水平，采用L9（34）進(jìn)行正交試驗(yàn)。通過(guò)正交試驗(yàn)選出薏米油的最佳提取工藝條件，并對(duì)其進(jìn)行驗(yàn)證。

1.2.3抑菌評(píng)價(jià)

采用濾紙片法，通過(guò)測(cè)量抑菌圈直徑的大小，比較濃度為20%、40%、60%、80%、100%的薏米油對(duì)大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、普通變形桿菌的抑制效果。

2　結(jié)果與分析

2.1薏米油提取條件的優(yōu)化試驗(yàn)

2.1.1不同溶劑對(duì)薏米油提取率的影響

稱(chēng)取5.00 g粉碎后的薏米粉，在提取溫度為40℃，提取時(shí)間為20 min，料液比為1∶8（g/mL）時(shí)，研究正己烷、石油醚、乙酸乙酯、乙醇對(duì)薏米油得率的影響。結(jié)果見(jiàn)圖1。

圖1　溶劑對(duì)薏米油產(chǎn)率的影響Fig.1　Effect of solvent on the coix oil extraction rate

由圖1可以看出，利用溶劑正己烷提取薏米油得率最高。

2.1.2料液比對(duì)薏米油提取率的影響

稱(chēng)取5.00 g粉碎后的薏米粉，在提取溶劑為正己烷，提取溫度為40℃，提取時(shí)間為20 min，料液比為1∶8時(shí)，研究1∶4、1∶8、1∶12、1∶16、1∶20（g/mL）5個(gè)梯度的料液比對(duì)薏米油得率的影響。結(jié)果見(jiàn)圖2。

圖2　料液比對(duì)薏米油得率的影響Fig.2　Effect of solid to liquid ratio on the coix oil extraction rate

由圖2可以看出，料液比應(yīng)控制在1∶12（g/mL）為宜。

2.1.3提取溫度對(duì)薏米油提取率的影響

稱(chēng)取5.00 g粉碎后的薏米粉，在提取溶劑為正己烷，提取時(shí)間為20 min，料液比為1∶12（g/mL）時(shí)，研究20、30、40、50、60℃5個(gè)梯度的提取溫度對(duì)薏米油得率的影響。結(jié)果見(jiàn)圖3。

圖3 溫度對(duì)薏米油得率的影響Fig.3　Effect of temperature on the coix oil extraction rate

由圖3可以看出，溫度應(yīng)控制在30℃為宜。

2.1.4提取時(shí)間對(duì)薏米油提取率的影響

稱(chēng)取5.00 g粉碎后的薏米粉，在提取溶劑為正己烷，料液比為1∶12（g/mL），提取溫度為40℃時(shí)，研究10、20、30、40、50 min 5個(gè)梯度的提取時(shí)間對(duì)薏米油得率的影響。結(jié)果見(jiàn)圖4。

圖4　時(shí)間對(duì)薏米油得率的影響Fig.4　Effect of time on the coix oil extraction rate

由圖4可以看出，時(shí)間應(yīng)控制在20 min為宜。

2.2正交設(shè)計(jì)優(yōu)化薏米油提取工藝條件

根據(jù)單因素試驗(yàn)的結(jié)果，選取提取溶劑、料液比、提取溫度、提取時(shí)間各因素的最優(yōu)實(shí)驗(yàn)范圍，按照表1的因素水平表，以薏米油得率為考察指標(biāo)，采用正交設(shè)計(jì)對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化，以確定最佳工藝條件。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。

表1　試驗(yàn)因素水平表Table 1　The factors and levels of orthogonal test

表2　正交試驗(yàn)結(jié)果Table 2　The results of orthogonal test

由表2可知，影響薏米油提取率的強(qiáng)弱因素依次為D＞A＞C＞B，即溶劑＞試驗(yàn)溫度＞提取時(shí)間＞料液比。A1B1C2D2組合時(shí)薏米油得率最高，在該條件下進(jìn)行3次平行試驗(yàn)，平均提取率達(dá)到12.05%。因此，薏米多酚最佳提取條件為：提取溶劑為正己烷，料液比為1∶8（g/mL），提取溫度為30℃、提取時(shí)間為20 min。

2.3薏米油抗菌性能評(píng)價(jià)

為了評(píng)價(jià)薏米油的抑菌效果，在溫度為37℃、濕度為70%的恒溫恒濕條件下，使用LB培養(yǎng)基來(lái)研究不同濃度薏米油對(duì)金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、普通變形桿菌的抑制效果，結(jié)果見(jiàn)圖5。

圖5 薏米油對(duì)細(xì)菌的抑制效果Fig.5　Antibacterial effect of coix oil

由圖5可知，薏米油對(duì)大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的抑菌效果較好，在試驗(yàn)濃度范圍內(nèi)，呈較好的劑量效應(yīng)關(guān)系，對(duì)大腸桿菌的有效抑菌濃度為20%，對(duì)金黃色葡萄球菌的有效抑菌濃度為40%，對(duì)大腸桿菌的抑制效果好于金黃色葡萄球菌。薏米油對(duì)普通變形桿菌無(wú)抑制效果。

3　討論

惹米油成分豐富，是一種極具營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和保健功能的脂質(zhì)，在食品、藥用及輕工等方面具有很大的應(yīng)用價(jià)值。張棟霞等［5］利用GC/MSD從薏仁油中檢測(cè)出35種成分，主要由油酸（含量46.40%）、亞油酸（37.41%）、棕?cái)R油（12.26%）、硬脂酸（2.53%）和長(zhǎng)碳鏈脂肪酸組成，還含有角鱉烯（0.05%）和VE（20 mg/100 g）。不飽和脂肪酸約占總脂肪酸的84%，對(duì)抗癌食品功能性基料開(kāi)發(fā)具有重要意義；天然維生素E安全性高、具有抗氧化和抗衰老作用。魏冬梅等［6］利用超臨界萃取薏米油的產(chǎn)率為11.59%，氣相色譜分析薏米油含有亞油酸30.07%、油酸55.54%、棕桐酸12.71%。本實(shí)驗(yàn)中，在最佳提取工藝條件下，薏米油得率為12.05%，略高于魏冬梅等［6］利用超臨界萃取的薏米油得率（11.59%）。

目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)薏米油抑菌效果的研究報(bào)道較少。僅有法希芹等［7］研究表明，薏米油對(duì)金黃色葡萄球菌、產(chǎn)氣莢膜梭菌、志賀氏菌和大腸桿菌具有明顯的抑制效果，其最低抑菌濃度為25%；對(duì)沙門(mén)氏菌、青霉有一定的抑制效果，其最低抑菌濃度為50%；對(duì)黑曲霉和搬起腸桿菌無(wú)抑制作用。這說(shuō)明，薏米油的抑菌作用受其濃度的影響。100%的薏米油對(duì)蠟樣芽孢桿菌、平酸菌和肉毒梭菌才有抑菌效果［7］。本試驗(yàn)表明，薏米油對(duì)大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的抑菌效果較好，對(duì)大腸桿菌的有效抑菌濃度為20%，對(duì)金黃色葡萄球菌的有效抑菌濃度為40%，對(duì)普通變形桿菌無(wú)抑制效果。

4　結(jié)論

薏米油微波輔助提取最佳工藝條件為：提取溶劑為正己烷、溫度為30℃、時(shí)間為20 min、料液比為1∶8（g/mL），此時(shí)薏米油得率為12.05%。薏米作為我國(guó)傳統(tǒng)的藥食兩用全谷物食品，其油脂成分抑菌能力較強(qiáng)，對(duì)大腸桿菌和金黃色葡萄球菌抑菌效果較好。

［1］杜連起.薏米及其在食品加工中的應(yīng)用［J］.食品科技，1994（2）：11-12

［2］周忠宇，呂慧卿，鄭麗萍，等.淺析薏米的開(kāi)發(fā)利用價(jià)值［J］.雜糧作物，2006，26（1）：58-59

［3］李英材.廣西的薏米資源及其開(kāi)發(fā)利用［J］.廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)，1992，3（2）：50-52

［4］楊梓晨，梁婧，劉雨晴，等.薏米的成分分析［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，39（2）：756，758

［5］張棟霞，張濤.GC/MSD分析薏仁油組份［J］.糧食與油脂，2001（1）：42-43

［6］魏冬梅，梁艷英.薏米油的超臨界CO2萃取研究［J］.陜西農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，57（5）：82-83

［7］法希芹，鄭明強(qiáng)，彭波，等.薏米油抑菌效果的研究［J］.食品工業(yè)科技，2010，31（6）：134-138

Study on the Extraction Process and Evaluation of Bacteriostasis Effect of Adlay Seed Oil

LI Ling，CHEN Hui-ping，YAN Xu-yu*
（Department of Chemistry and Biological Engineering，Hunan University of Science and Engineering，Key Laboratory of Comprehensive Utilization of Advantage Plants Resources in Hunan South，Yongzhou 425199，Hunan，China）

In this experiment，the extraction conditions of adlay seed oil by orthogonal test method and the evaluation of bacteriostasis effect were studied.The results showed that the impact of the adlay seed oil yield factors were followed by solvent（D）＞temperature（A）＞extraction time（C）＞raw and liquid ratio（B）.The best conditions for extraction of adlay seed oil was A1B1C2D2，in other words，solvent was n-hexane，temperature was 30℃，raw and liquid ratio was 1∶8（g/mL），extraction time was 20 min.The adlay seed oil extraction rate had reached 12.05%in the best condition.The results of inhibition effect of adlay seed oil showed that the minimum inhibitory concentration to Escherichia coli was 20%，Staphylococcus aureus was 40%，and it had no inhibitory effect to proteus vulgaris.

adlay seed oil；extraction process；inhibitory effect

10.3969/j.issn.1005-6521.2016.10.018

湘南湖南省永州市2015年度指導(dǎo)性科技計(jì)劃項(xiàng)目（2015-10）；湖南科技學(xué)院湘南優(yōu)勢(shì)植物資源綜合利用湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放基金（XNZW14C12）

李玲（1982—），女（漢），副教授，博士，研究方向：食品生物技術(shù)。
*

2015-04-03