香蕉皮單寧的提取及其提取物的抑菌抗氧化活性*

王虹玲，武婷茹，姜詩(shī)文，劉丹丹，司銳，楊玉紅

(沈陽(yáng)工學(xué)院生命工程學(xué)院，遼寧撫順，113122)

香蕉為我國(guó)南方四大果品之一，屬于高熱量水果，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值頗高，且產(chǎn)量很大。長(zhǎng)期以來(lái)，對(duì)于香蕉人們只食其果肉，而對(duì)于果皮未有充分的開(kāi)發(fā)利用。研究表明，香蕉皮占香蕉全果重量的35% ～41%［1］，其中含有大量的果膠、膳食纖維、蛋白質(zhì)、脂肪及多種微量元素［2］;此外，香蕉皮中含有的活性抑菌成分——單寧還可有效地治療由細(xì)菌和真菌感染所引起的皮膚瘙癢癥［3］。因此充分開(kāi)發(fā)香蕉皮資源，既可以實(shí)現(xiàn)資源的循環(huán)利用，保護(hù)環(huán)境，又可以創(chuàng)造額外的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。目前對(duì)于香蕉皮中果膠［4-7］、多糖［8-9］、膳食纖維［10-12］等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)提取的研究較多，但是對(duì)于單寧的提取卻鮮有報(bào)道。

單寧又稱鞣質(zhì)、單寧酸，是多酚中高度聚合的化合物，化學(xué)性質(zhì)活潑。研究表明單寧在紫外線區(qū)有強(qiáng)吸收值，能高效吸收空氣中的紫外線，抑制過(guò)氧化氫酶的活性，還原皮膚中沉積的黑色素從而起到防曬美白的效果［13］;此外，單寧還可以通過(guò)抑制皮膚中彈性蛋白酶對(duì)彈性蛋白的降解能力恢復(fù)皮膚彈性，延緩機(jī)體衰老，促進(jìn)細(xì)胞代謝，增強(qiáng)皮膚活力，起到抗皺的功能［14］。近年來(lái)又因其具有抗氧化、捕捉自由基、抑菌、衍生化反應(yīng)等生物活性，而被廣泛地應(yīng)用于食品加工、果蔬加工、貯藏、醫(yī)藥和水處理等領(lǐng)域［15］，開(kāi)發(fā)前景十分廣闊。

本研究以市售新鮮香蕉為原料，通過(guò)響應(yīng)面分析法優(yōu)化香蕉皮單寧的微波提取工藝條件，并對(duì)單寧提取物進(jìn)行了抑菌和抗氧化活性研究。

1 材料與方法

1.1 原料

1.1.1 材料

市售進(jìn)口香蕉，購(gòu)于撫順市農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)。

1.1.2 供試菌種

細(xì)菌為大腸桿菌，金黃色葡萄球菌;霉菌為根霉菌，青霉菌;酵母菌為啤酒酵母，以上菌種均為本實(shí)驗(yàn)室保存菌種。

1.1.3 培養(yǎng)基

細(xì)菌、霉菌、酵母菌分別采用LB、PDA和YPD培養(yǎng)基培養(yǎng)。

1.2 試驗(yàn)試劑

無(wú)水乙醇、丙酮、甲醇、H3PO4、HCl、H3PO4·12MoO3、Na2WO4、單寧酸、H2O2、Fe2SO4、FeCl3、Tris-HCl緩沖液、鄰苯三酚、鄰二氮菲、HCl等，均為國(guó)產(chǎn)或進(jìn)口分析純。

1.3 儀器設(shè)備

LD210-2R型電子天平(美國(guó) Sartorius公司)，721G型可見(jiàn)分光光度計(jì)(日本島津公司)，SW-CJ-2FD型超凈工作臺(tái)(哈爾濱市東聯(lián)電子技術(shù)開(kāi)發(fā)有限公司)，WF-2000微波提取器(上海寧商超聲儀器有限公司)，F(xiàn)W100型高速萬(wàn)能粉碎機(jī)(成都廣譜科學(xué)儀器有限公司)，GFL-70型鼓風(fēng)干燥箱(上海越眾儀器設(shè)備有限公司)，LDZX-75KBS型立式壓力蒸汽滅菌器(杭州科博儀器有限公司)，HPX-9052MBE型電熱恒溫培養(yǎng)箱(蘇州江東精密儀器有限公司)，RE-52A型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(上海洪紀(jì)儀器設(shè)備有限公司)等。

1.4 實(shí)驗(yàn)方法

1.4.1 樣品預(yù)處理

將新鮮香蕉皮清洗去雜后放入鼓風(fēng)干燥箱中，105℃殺青滅酶處理15min，然后在65℃條件下恒溫烘干至恒重，最后將干燥后的香蕉皮放入高速萬(wàn)能粉碎機(jī)中粉碎，過(guò)40目篩，收集香蕉皮粉密封備用。

1.4.2 項(xiàng)目測(cè)定

1.4.2.1 F-D 試劑的配制［16］

F-D試劑配制:準(zhǔn)確稱取 Na2WO4100 g、H3PO4·12MoO320 g、H3PO450 mL，溶于 750 mL 蒸餾水中，水浴回流2 h，待溶液冷卻后加蒸餾水稀釋至1 L備用。

1.4.2.2 單寧酸標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

稱取單寧酸5 mg，加水溶解并定容至50 mL，得到濃度為0.1 mg/mL的單寧酸標(biāo)準(zhǔn)液。準(zhǔn)確吸取標(biāo)準(zhǔn)液 0、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0 和 4.5 mL于10個(gè)50mL容量瓶中，分別加入2.5 mL F-D試劑和5 mL飽和碳Na2CO3溶液，定容且混合均勻，靜置30 min后以第一個(gè)容量瓶中的溶液為空白對(duì)照，于650 nm處測(cè)定吸光度。以吸光度為縱坐標(biāo)(Y)，濃度(μg/mg)為橫坐標(biāo)(X)，得到的標(biāo)準(zhǔn)曲線方程:Y=0.089 8 X-0.002 1;R2=0.999 7。

1.4.2.3 單寧的提取及含量測(cè)定［17］

將處理后的香蕉皮粉準(zhǔn)確稱取1.0 g置于錐形瓶中，加入一定濃度的乙醇提取溶劑，于一定微波功率和料液比條件下，在微波提取器中提取一定時(shí)間，反復(fù)提取3次，合并濾液，與標(biāo)準(zhǔn)曲線同法測(cè)吸光度，并根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算單寧提取量。

1.4.2.4 單寧總含量的測(cè)定及提取率計(jì)算

準(zhǔn)確稱取香蕉皮粉1.0 g，在乙醇體積分?jǐn)?shù)70%、提取時(shí)間100 s、微波功率450 W、料液比1∶30(g∶mL)的條件下，進(jìn)行反復(fù)提取，直到濾渣中加入1%的FeCl3不顯綠色為止，分別計(jì)算出每次提取的單寧含量，并進(jìn)行疊加，得出香蕉皮中單寧的總含量。通過(guò)測(cè)定香蕉皮中單寧的總含量為439.73 mg/g。

單寧提取率/%=(單寧提取量/單寧總含量)×100

1.4.3 響應(yīng)面試驗(yàn)

根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果和Central Composite Design(CCD)設(shè)計(jì)原理，運(yùn)用Design Expert 8.0.6軟件進(jìn)行響應(yīng)面設(shè)計(jì)，以單寧提取率為響應(yīng)值，乙醇體積分?jǐn)?shù)、提取時(shí)間、微波功率及料液比為考察因素，建立響應(yīng)值與影響因素間的數(shù)學(xué)模型，優(yōu)化香蕉皮單寧的最佳提取工藝。試驗(yàn)設(shè)計(jì)因素和水平見(jiàn)表1。

1.4.4 單寧抑菌效果測(cè)定

1.4.4.1 菌懸液的制備

將預(yù)先制備好的培養(yǎng)基滅菌后置于平皿內(nèi)，待培養(yǎng)基凝固后接入相應(yīng)菌種，細(xì)菌于37℃下恒溫培養(yǎng)1 d，霉菌和酵母菌于28℃下恒溫培養(yǎng)2 d，連續(xù)培養(yǎng)3次，取活化好的菌種用無(wú)菌生理鹽水配制成濃度為108CFU/mL的菌懸液，備用。

1.4.4.2 抑菌性能的測(cè)定［18］

將濾紙用打孔器打成直徑為6 mm的濾紙片，160℃干熱滅菌2 h后放入單寧提取液中浸泡24 h，無(wú)菌水做對(duì)照。吸取制備好的菌懸液100 μL于相應(yīng)的培養(yǎng)皿上，均勻涂布。用無(wú)菌鑷子將上述濾紙片瀝去多余液體后放入含菌平皿中，每皿2片，每種菌做3個(gè)重復(fù)，按相應(yīng)條件培養(yǎng)。游標(biāo)卡尺分別測(cè)量每個(gè)抑菌圈的兩個(gè)垂直方向的直徑(呈十字)，取平均值，判定其抑菌效果。

1.4.4.3 最低抑菌濃度(MIC)的測(cè)定［19］

將提取液濃縮后，配制濃度為50 mg/mL的溶液，依次倍比稀釋得到8個(gè)濃度梯度的單寧溶液，各吸取2 mL置于平板內(nèi)，之后加入預(yù)先制備好的培養(yǎng)基，充分混勻待其凝固后，吸取100 μL菌懸液于平板內(nèi)，涂布均勻，放入相應(yīng)條件下的恒溫培養(yǎng)箱內(nèi)培養(yǎng)一定時(shí)間，菌落生長(zhǎng)被完全抑制的最低藥物濃度為提取液對(duì)該菌的MIC。每個(gè)受試樣平行重復(fù)3次，以不含提取液的平板做對(duì)照。

1.4.4.4 防腐劑對(duì)照

將8個(gè)濃度的單寧溶液換成同樣濃度的苯甲酸鈉溶液且做相同處理，測(cè)定常用化學(xué)防腐劑苯甲酸鈉對(duì)各菌種的MIC。

1.4.5 單寧抗氧化活性試驗(yàn)

1.4.5.1 香蕉皮單寧對(duì)超氧陰離子自由基的清除作用

采用鄰苯三酚自氧化法［20］測(cè)定香蕉皮單寧對(duì)超氧陰離子自由基的清除作用。準(zhǔn)確吸取不同濃度的待測(cè)樣品液1mL，加入4.5 mL 0.1 mol/L的Tris-HCL緩沖液(pH 8.2)和0.3 mL于25℃條件下預(yù)熱的5 mmol/L鄰苯三酚溶液，混勻后于25℃條件下保溫5 min，加10 mol/L的HCl溶液1 mL終止反應(yīng)，320 nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光值，記為Ai，空白對(duì)照以相同體積的去離子水代替樣品，記為A0，每組試驗(yàn)重復(fù)3次，取平均值。以VC做陽(yáng)性對(duì)照，同法操作。清除率計(jì)算公式為:

P/%=［(A0-Ai)/A0］×100

1.4.5.2 香蕉皮單寧對(duì)羥自由基的清除作用［21］

取0.75 mmol/L鄰二氮菲溶液1 mL，PBS緩沖液5 mL，0.75 mmol/L FeSO4溶液1 mL和2 mL不同濃度的樣品溶液充分混勻后，加入1 mL 3%H2O2，于37℃水浴中反應(yīng)60 min后，在536 nm處測(cè)定吸光度值，做3次平行試驗(yàn)，取平均值。以VC做陽(yáng)性對(duì)照，同法操作。清除率(P)計(jì)算公式為:

P/%=［(A2-A0)/(A1-A0)］×100

式中:A0為不含樣品的溶液的吸光值;A1為以蒸餾水代替H2O2的溶液的吸光值;A2為含有樣品的溶液的吸光值。

2 結(jié)果與討論

2.1 響應(yīng)面分析法優(yōu)化香蕉皮單寧提取工藝

2.1.1 回歸模型的建立及方差分析

根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，選取單寧提取率為考察響應(yīng)值，進(jìn)行乙醇體積分?jǐn)?shù)(A)、提取時(shí)間(B)、微波功率(C)和料液比(D)4因素5水平的Central Composite Design(CCD)試驗(yàn)設(shè)計(jì)。響應(yīng)面分析方案與結(jié)果見(jiàn)表2。利用Design-Expert 8.0.6軟件對(duì)表2試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行多元回歸擬合，獲得以香蕉皮單寧提取率為響應(yīng)值的回歸方程:Y=87.41-1.70A+0.065B+0.73C+0.35D+0.35AB+0.21AC+1.39AD+2.63BC-2.29BD+0.52CD-1.54A2-5.12B2-1.59C2-2.52D2。

回歸方程的方差分析結(jié)果顯示(表3):回歸模型極顯著(P＜0.000 1)，失擬項(xiàng)不顯著(P＞0.05)，回歸模型的決定系數(shù)R2=0.970 1，調(diào)整系數(shù)，說(shuō)明該模型與試驗(yàn)擬合較好，可以用于香蕉皮中單寧提取率的理論預(yù)測(cè)。從回歸方程系數(shù)顯著性檢驗(yàn)可知，各因素對(duì)單寧提取率影響程度依次為:乙醇體積分?jǐn)?shù)＞微波功率＞料液比＞提取時(shí)間;交互項(xiàng)AD、BC、BD 極顯著(P ＜0.001);二次項(xiàng) A2、B2、C2、D2均對(duì)單寧提取率有極顯著的影響(P＜0.000 1)。

表2 響應(yīng)面分析方案及試驗(yàn)結(jié)果Table 2 Program and experimental results of RSM

表3 回歸模型的方差分析結(jié)果Table 3 ANOVA results of regression model

方差來(lái)源 平方和 自由度 均方 F值 Pro＞F 顯著性CD 4.27 1 4.27 1.82 0.197 5 A2 65.04 1 65.04 27.67 ＜0.000 1 ＊＊B2 719.70 1 719.70 306.14 ＜0.000 1 ＊＊C2 69.55 1 69.55 29.59 ＜0.000 1 ＊＊D2 174.86 1 174.86 74.38 ＜0.000 1 ＊＊?dú)埐?35.26 15 2.35失擬項(xiàng) 24.26 10 2.43 1.10 0.487 0純誤差 11.01 5 2.20總和1 181.28 29

2.1.2 響應(yīng)面分析及最佳提取工藝研究

香蕉皮單寧提取工藝優(yōu)化的響應(yīng)面及其等高線見(jiàn)圖1。圖1列出了自變量中交互作用極顯著(P＜0.01)的3項(xiàng)AD、BC和BD。3組圖形直觀的反應(yīng)了各因素對(duì)響應(yīng)值的影響，在響應(yīng)面圖中，曲面越陡峭，則表示該因素對(duì)響應(yīng)值的影響越顯著。等高線圖與響應(yīng)面圖相對(duì)應(yīng)，越接近等高線圖的中心，對(duì)應(yīng)的響應(yīng)值就越大，且等高線圖形狀接近橢圓形，表示兩因素交互作用顯著，而圓形則與之相反。比較3組圖形可知，乙醇體積分?jǐn)?shù)和微波功率對(duì)香蕉皮單寧提取率影響較為顯著，表現(xiàn)為曲線較陡峭;而提取時(shí)間和料液比次之，曲線較為平緩。同時(shí)，3組圖形的交互作用也都是明顯的，等高線趨于橢圓形。

圖1 各因素交互效應(yīng)對(duì)香蕉皮單寧提取率影響的曲面圖Fig.1 Contour and surface plot of the combined effects of each factors on the tannin extraction from banana peel

圖1-a表示乙醇體積分?jǐn)?shù)和料液比及兩者交互作用對(duì)香蕉皮單寧提取率的影響。從圖1-a可以看出，當(dāng)料液比保持不變時(shí)，乙醇體積分?jǐn)?shù)過(guò)高不利用單寧的提取;當(dāng)保持乙醇體積分?jǐn)?shù)不變時(shí)，單寧提取率隨料液比的提高呈現(xiàn)出先增加后降低的趨勢(shì)。

圖1-b為微波功率和提取時(shí)間及兩者交互作用對(duì)單寧提取率的影響。當(dāng)微波功率不變時(shí)，隨提取時(shí)間的增大，香蕉皮單寧提取率先增大后減小;當(dāng)提取時(shí)間不變時(shí)，隨微波功率的增加，單寧提取率逐漸增大。

圖1-c為料液比和提取時(shí)間的交互作用對(duì)香蕉皮單寧提取率的影響，從圖1-c中等高線變化趨勢(shì)可以隨著料液比和提取時(shí)間的提高，單寧提取率呈現(xiàn)先升高后降低的明顯趨勢(shì)。

運(yùn)用Design Expert 8.0.6的響應(yīng)面分析軟件對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化，得到香蕉皮單寧的最優(yōu)提取條件:當(dāng)乙醇濃度為74.29%、提取時(shí)間為80.67 s、微波功率372.88 W、料液比為1∶29.53、提取次數(shù)為3次時(shí)，香蕉皮單寧提取率預(yù)測(cè)可達(dá)到最大值87.97%。為實(shí)際操作方便，將上述最優(yōu)提取條件簡(jiǎn)化為:乙醇體積分?jǐn)?shù)75%、提取時(shí)間80 s、微波功率375 W、料液比1∶30，提取次數(shù)3次后進(jìn)行3次重復(fù)試驗(yàn)，得到香蕉皮單寧提取率的平均值為87.04%，與預(yù)測(cè)值接近，說(shuō)明了此響應(yīng)面法優(yōu)化得到的單寧的微波提取工藝在實(shí)踐中可行。

2.2 抑菌性能測(cè)定

2.2.1 香蕉皮單寧的抑菌性能測(cè)定

通過(guò)問(wèn)卷調(diào)查數(shù)據(jù)結(jié)果分析發(fā)現(xiàn)，北方農(nóng)村住宅的取暖方式仍舊較為落后，使用傳統(tǒng)能源比例較大，是冬季室內(nèi)空氣污染的主要來(lái)源；同時(shí)居民吸煙、房屋裝修、冬季結(jié)霜等也成為了室內(nèi)污染的重要來(lái)源。居民通風(fēng)換氣的次數(shù)低，主要依靠開(kāi)窗通風(fēng)的形式，單次開(kāi)窗通風(fēng)時(shí)間長(zhǎng)，造成能源浪費(fèi)，同時(shí)將室外污染物帶入室內(nèi)，從數(shù)據(jù)可以看出，北方農(nóng)村地區(qū)通風(fēng)換氣現(xiàn)狀并不理想，存在很大的改善空間。居民對(duì)于室內(nèi)環(huán)境的不滿意度較低，反映了居民對(duì)室內(nèi)環(huán)境的關(guān)注程度較低，主動(dòng)采取通風(fēng)換氣措施來(lái)改善居住環(huán)境的意識(shí)較差。

圖2 香蕉皮單寧的抑菌試驗(yàn)結(jié)果Fig.2 Antibacterial activities of tannin from banana peel

本試驗(yàn)以細(xì)菌(大腸桿菌、金黃色葡萄球菌)、真菌(酵母菌)和霉菌(青霉、根霉)為研究對(duì)象，考察了不同濃度香蕉皮單寧的抑菌性能，結(jié)果如圖2所示。單寧濃度為0是空白對(duì)照，即培養(yǎng)基中不含單寧提取液，涂布等量的無(wú)菌水?？瞻捉M抑菌圈直徑為6 mm，表示無(wú)抑菌效果，大于6 mm表示具有抑菌活性，抑菌圈直徑越大，抑菌效果越明顯。由圖2可知，香蕉皮單寧對(duì)各種以上各種微生物均有明顯的抑制作用，隨著單寧濃度的降低，相應(yīng)的抑菌圈直徑也隨之減小。其中，單寧對(duì)大腸桿菌的抑菌的抑菌效果最明顯，對(duì)酵母菌的抑菌效果最差。表現(xiàn)出對(duì)于同一濃度的單寧提取液，大腸桿菌的抑菌圈直徑最大，酵母菌最小。當(dāng)單寧濃度較高時(shí)(＞25 mg/mL)，金黃色葡萄球菌的抑菌圈直徑大于霉菌，濃度較低時(shí)則對(duì)霉菌的抑制效果較好。

2.2.2 香蕉皮單寧最低抑菌濃度MIC的測(cè)定

采用稀釋分析法分析香蕉皮單寧對(duì)大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、青霉、根霉和酵母菌的最低抑菌濃度(表4)，凡是最高稀釋平板中無(wú)菌落形成者，即為單寧對(duì)該菌種的MIC。由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，大腸桿菌的MIC為0.781 3 mg/mL，金黃色葡萄球菌和酵母菌為6.25 mg/mL，青霉和根霉為1.562 5 mg/mL，可見(jiàn)香蕉皮單寧對(duì)大腸桿菌的抑菌效果最好，酵母菌最差。這與濾紙片法進(jìn)行香蕉皮單寧對(duì)各菌種的抑菌性能測(cè)定的結(jié)果相一致。

表4 香蕉皮單寧的最低抑菌濃度(MIC)Table 5 Minimum inhibitory concentration(MIC)of tannin from banana peel

2.2.3 苯甲酸鈉MIC的測(cè)定

苯甲酸鈉是食品中常用的化學(xué)防腐劑，測(cè)定不同濃度的苯甲酸鈉對(duì)各種微生物的MIC，與香蕉皮單寧做對(duì)比，以此判定香蕉皮單寧替代化學(xué)防腐劑的可行性。苯甲酸鈉對(duì)5種受試菌的抑菌情況見(jiàn)表5。由5可知，苯甲酸鈉對(duì)各菌種均有不同程度抑菌作用，其中大腸桿菌的MIC為12.5 mg/mL，金黃色葡萄球菌為25 mg/mL，青霉和根霉為6.25 mg/mL，酵母菌的MIC為3.125 mg/mL?？梢?jiàn)苯甲酸鈉對(duì)酵母菌的抑制作用最明顯，對(duì)細(xì)菌的抑制作用最弱，其次為霉菌。比較香蕉皮單寧和苯甲酸鈉的對(duì)各菌種的MIC可知，與當(dāng)前常用的化學(xué)防腐劑苯甲酸鈉相比，香蕉皮單寧提取液對(duì)以上五種受試菌具有較強(qiáng)的生長(zhǎng)抑制作用。鑒于化學(xué)防腐劑的毒副作用，和我國(guó)香蕉資源的豐富，開(kāi)發(fā)天然的防腐劑用以替代化學(xué)防腐劑在食品中的應(yīng)用具有廣闊的應(yīng)用前景。

表5 苯甲酸鈉的最低抑菌濃度(MIC)Table 5 Minimum inhibitory concentration(MIC)of Sodium benzoate

2.3 香蕉皮單寧的抗氧化作用

2.3.1 香蕉皮單寧對(duì)超氧陰離子自由基的清除作用

通過(guò)圖3顯示，香蕉皮單寧提取物和Vc溶液均對(duì)超氧陰離子自由基有一定的清除能力，且清除率隨濃度的增加而提高。低濃度時(shí)Vc對(duì)超氧陰離子自由基的清除效果低于單寧，但隨濃度的增加至1.0 mg/mL后，Vc的清除效果急劇增加，在濃度為1.8 mg/mL時(shí)，Vc的清除率可達(dá)(85.12±2.872)%，單寧的清除率為(66.04±3.926)%。而單寧在低濃度時(shí)增加較快，當(dāng)達(dá)到一個(gè)最佳濃度后趨于平緩，清除率變化不大，其中單寧提取液的最佳作用濃度為1.4 mg/mL。

2.3.2 香蕉皮單寧對(duì)羥自由基的清除作用

圖3 不同濃度的抗氧化劑對(duì)超氧陰離子自由基的清除效果Fig.3 Scavenging capacities of antioxidants in different concentrations for superoxide anion free radicals

香蕉皮單寧和Vc對(duì)羥自由基的清除效果如圖4所示。從圖4可以看出，隨著單寧和Vc質(zhì)量濃度的增加，兩者對(duì)羥自由基的清除率均呈上升趨勢(shì)。其中低濃度時(shí)(＜1.4 mg/mL)，單寧對(duì)羥自由基的清除效果要優(yōu)于Vc，但隨著濃度的增加單寧清除率曲線趨于平緩，Vc對(duì)羥自由基清除率則隨濃度的增加而迅速提高。當(dāng)達(dá)到最大實(shí)驗(yàn)濃度1.8 mg/mL時(shí)，Vc的清除率為(92.23±3.172)%，單寧的清除率為(73.14±4.128)%。

圖4 不同濃度的抗氧化劑對(duì)羥自由基的清除效果Fig.4 Scavenging capacities of antioxidants in different concentrations for hydroxyl free radicals

綜上可知，香蕉皮單寧對(duì)超氧陰離子和羥自由基均具有較好的清除效果，表現(xiàn)出較強(qiáng)的抗氧化活性。超氧陰離子自由基和羥自由基是氧分子還原成水時(shí)產(chǎn)生的活性中間體，由于自由基中含未成對(duì)電子而具有高度的化學(xué)活性，可對(duì)生物體產(chǎn)生極大的損傷。單寧中的酚羥基可提供活潑的氫從而穩(wěn)定自由基，進(jìn)而終止自由基的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)［14］。從單寧的抗氧化結(jié)果中可以看出，單寧對(duì)超氧陰離子和羥自由基的清除具有一定的飽和效應(yīng)，即隨濃度的增大，清除率趨于平緩，此結(jié)果與張縱圓和顧海峰等人的研究相一致［23-25］。這可能是由于單寧易氧化的特性，隨濃度的增加，單寧自氧化作用與抗氧化作用達(dá)到平衡，從而限制了其清除活性氧的能力。

3 結(jié)論

本研究在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，采用CCD試驗(yàn)設(shè)計(jì)及響應(yīng)面分析，建立了香蕉皮單寧提取的二次多項(xiàng)回歸模型，確定單寧提取的最佳工藝條件為乙醇體積分?jǐn)?shù)75%、提取時(shí)間為80 s、微波功率375 W、料液比為1∶30、提取次數(shù)3次，在此條件下單寧的提取率為87.04%。

香蕉皮中的單寧具有一定的抑菌活性，且對(duì)大腸桿菌的抑制效果最為明顯，依次為霉菌和酵母菌。最低抑菌濃度試驗(yàn)結(jié)果表明，大腸桿菌的MIC為0.781 3 mg/mL，金黃色葡萄球菌和酵母菌為6.25 mg/mL，青霉和根霉為1.562 5 mg/mL，與單寧抑菌活性試驗(yàn)結(jié)果相一致。同時(shí)，通過(guò)與常用的化學(xué)防腐劑苯甲酸鈉的MIC對(duì)比可知，香蕉皮單寧在對(duì)細(xì)菌和霉菌的抑菌效果方面要優(yōu)于苯甲酸鈉。

香蕉皮單寧還可以有效的清除超氧陰離子自由基和羥自由基，且在低濃度時(shí)表現(xiàn)出優(yōu)于Vc的清除能力;在濃度為1.8 mg/mL時(shí)，單寧對(duì)超氧陰離子和羥自由基的清除率可達(dá)(66.04±3.926)%和(73.14±4.128)%，具有較強(qiáng)的抗氧化性能。

我國(guó)香蕉資源豐富，香蕉皮中單寧含量較高且具有較強(qiáng)的抑菌和抗氧化性能，有效的利用香蕉皮資源，充分發(fā)揮的單寧的抑菌和抗氧化功能，研制出天然的防腐劑和抗氧化劑，在資源緊缺和人們健康意識(shí)不斷提高的今天具有非常重要的研究意義和應(yīng)用價(jià)值。

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