利用香蕉皮制作天然食品保鲜剂的可行性研究
香蕉(Musa paradisiaca)为芭蕉科芭蕉属植物，主要产于热带、亚热带，因其产量高，芳香味美，营养丰富，有多种保健功效，在我国南方各省区大量栽培，且产量位居世界前列。香蕉皮的主要成分有酚类、油脂类、有机酸、缩合鞣质、蛋白质和糖类等多种物质，还有多种维生素和无机盐等营养成分，Ca、Mg、P、K 等矿质元素含量也非常丰富［1 － 2］。香蕉皮可以提取果胶、膳食纤维、多糖等有机营养物质，也可以制成禽畜饲料添加剂，其有机酸和单宁可以抑制细菌和真菌，还可以作为污水处理材料，吸附水中的铜、铅、锌等各种重金属［3 － 9］。香蕉虽好，人们往往只食其肉，却把占总重量约40%的香蕉皮随意丢弃，不仅浪费资源，而且污染环境，因此，若能将其变废为宝，将具有良好的生态效益和经济效益。
国内对香蕉皮综合利用的研究不多，利用香蕉皮制作食品保鲜剂的相关文献较少。目前，我国常用的食品保鲜技术主要有生物技术保鲜、纳米保鲜和保鲜剂保鲜［10 － 14］，前2 种保鲜技术虽说可以达到较好的保鲜效果，甚至还能在一定程度上改善食品的品质和档次，提高产品附加值，但由于成本过高或灵活性欠缺，目前尚无法广泛推行，市场上主流食品保鲜方法还是保鲜剂保鲜。过多地利用化学保鲜技术和化学保鲜剂，往往会引起人们对食品安全的担忧，研制安全、高效、环境友好的新型保鲜技术和材料具有重要的现实意义。为此，笔者在参考民间传统保鲜技术的基础上，进行了利用香蕉皮制作食品保鲜剂的可行性研究。
1· 材料与方法
1. 1 试验材料
试验香蕉于2012 年2 月16 日在广西宜州市城中市场随机购买，在实验室用自来水将其表面冲洗干净，然后将其果皮剥下，放置在60 ℃的电热恒温鼓风干燥箱中烘干至恒重，待温度降至室温后取出，用干净的塑料封口袋封装，置低温阴凉处保存，备用。
1. 2 仪器与试剂
1. 2. 1 仪器101 － 2 － BS 型电热恒温鼓风干燥箱(上海跃进医疗器械厂);FZ102 型微型植物样品粉碎机(天津市泰斯特仪器有限公司);AL204 型电子分析天平(梅特勒－ 托利多仪器上海有限公司);SHB － Ⅲ型循环水式多用真空泵(郑州长城工贸有限公司);SYQ － DSX － 280A 型手提式不锈钢压力蒸汽灭菌器(上海申安医疗器械厂);SW － CJ － 1F 型超净工作台(苏州安泰空气技术有限公司);SPX － 150 型生化培养箱(上海医疗器械有限公司);HH － 6 型数显恒温水浴锅(国华电器有限公司);艾柯DZG － 303A 型纯水仪(台湾艾柯成都康宁实验专用纯水设备厂);PHS － 3C 精密型pH 计(上海三信仪表厂)。
1. 2. 2 试剂牛肉浸膏、细菌学蛋白胨、琼脂粉、氯化钙、三水合乙酸铅、氯化钠、氯化铁、溴酚蓝、茚三酮、碘、硝酸银、碱性酒石酸铜(以上试剂均为分析纯，AＲ)。试验用水除特别说明外，均为去离子水。
1. 3 细菌培养基配制
1. 3. 1 最低抑菌浓度试验5%香蕉皮及其灰烬水提取液配制:①用微型植物样品粉碎机将烘干的香蕉皮粉碎，称取20 g粉碎后的样品，加入400 mL 蒸馏水，常温浸泡2 h，真空抽滤，取上清液。②另取部分烘干的香蕉皮，将其完全焚烧，待冷却后，称取20 g 香蕉皮灰烬，加入400 mL 蒸馏水，常温浸泡2 h，真空抽滤，取上清液。将①和②各分为6 个组，分别取20、40、60、80、100、120 mL 上清液配制成150 mL 的牛肉膏蛋白胨细菌培养基，同时用蒸馏水配制成150 mL 的牛肉膏蛋白胨细菌培养基作空白对照。
1. 3. 2 最佳浸取时间试验在12 个小烧杯中分别加入粉碎香蕉皮和香蕉皮灰烬各5 g，然后分别加入100 mL 蒸馏水，分别浸泡2、4、6、8、10、12 h，得到6 个不同浸取时间梯度的5%水提取液，再分别取80 mL 提取液配制成150 mL 的牛肉膏蛋白胨细菌培养基。
1. 3. 3 最佳浸取温度试验分别称取5 g 粉碎香蕉皮和香蕉皮灰烬各4 份，分别加入100 mL 蒸馏水，在30、50、70、90 ℃ 4 个温度条件下浸泡2 h，得到4 个不同浸取温度的香蕉皮及灰烬水提取液，取上清液配制成150 mL 的牛肉膏蛋白胨培养基。
1. 4 细菌培养
用高压蒸汽灭菌法将上述培养基灭菌30 min 后倒平板，在空气中暴露2 h，然后盖上培养皿，并用保鲜袋密封好，防止培养基在培养过程中过早风干。在37 ℃的生化培养箱中培养48 h，计算各个平板中的细菌菌落数。各试验组每1 细菌培养基平板为1 处理，重复5 次。
1. 5 香蕉皮主要营养物质的检验
香蕉皮主要营养物质的检验用试管预试法［15］。
1. 6 数据处理
试验数据用Excel 2003 和SPSS 18. 0 进行处理。平板菌落计数采用活菌计数法［16 － 17］，抑菌率计算公式:抑菌率=［(对照皿菌落数－ 试验皿菌落数) /对照皿菌落数］×100%。
2 ·结果与分析
2. 1 不同水提液浓度对抑菌效果的影响
从图1 可以看出，未焚烧处理的香蕉皮水提液，其抑菌效果与经焚烧处理的试验组相比有明显差异。经焚烧处理的香蕉皮水提液抑菌效果相对较好，当水提液浓度高于0. 005 g /mL 时，各试验组均具有一定的抑菌作用;当溶液浓度为0. 0067 g /mL 时，抑菌率达到了79. 84%，并且随着香蕉皮水提液浓度的增大，抑菌率也逐渐提高;当香蕉皮水提液浓度为0. 033 3 g /mL 时，抑菌率达到100%。未经焚烧处理的香蕉皮水提液抑菌效果相对较差，当浓度小于0. 013 3 g /mL时，未焚烧处理的香蕉皮水提液几乎无抑菌作用，但随着水提液浓度的增大，其抑菌作用也随之增强;当浓度为0. 05 g /mL时，抑菌效果达到84. 47%。
2. 2 不同浸提时间水提液对抑菌效果的影响
由图2 可见，浸提时间对香蕉皮水提液抑菌效果的影响情况比较复杂。开始时，未经焚烧处理的香蕉皮水提液，随着浸提时间的增加，抑菌率逐渐提高，浸泡时间为4 h 时抑菌效果最好，抑菌率为64. 94%;但随着浸提时间的增加，其抑菌效果却出现大小不同的波动，先逐渐下降，后又缓慢上升，其抑菌率大约在62% ～ 65%之间。与未经焚烧处理香蕉皮水提液的抑菌效果相比较，经过焚烧处理的香蕉皮水提液抑菌作用更加明显，浸提2 h 即达到100% 的抑菌效果，浸提2 h与浸提12 h 的抑菌效果差别甚小，约为1%。浸提时间并非越长越好，从节能与提高效率的角度来看，浸提时间以2 h为宜。
2. 3 不同浸提温度水提液对抑菌效果的影响
由图3 可见，并非浸提温度越高抑菌效果越好。经焚烧处理的香蕉皮，浸提温度为30 ℃时，其水提液的抑菌效果最好，抑菌率为98. 86%，浸提温度超过30 ℃，其抑菌效果反而下降。未经焚烧处理的香蕉皮，当浸提温度为30 ℃和50 ℃时，其水提液的抑菌效果完全相同，抑菌率均为57. 95%，温度超过50 ℃，香蕉皮水提液抑菌效果反而下降。焚烧处理与未焚烧处理的香蕉皮相比较，前者的水提液抑菌效果明显优于后者。
2. 4 香蕉皮抑菌成分
由于未焚烧处理的香蕉皮没有经过高温、高压或化学处理，其水提液主要化学成分没有改变，主要为蛋白质、多糖、有机酸和鞣质等，其主要抑菌成分为有机酸和鞣质。
由表1 可见，焚烧处理香蕉皮水提液pH 值达到10. 2，加入三水合乙酸铅无白色沉淀生成，加入氯化钠白明胶和三氯化铁也无明显反应，另取1 份试样加入茚三酮没有出现蓝紫色，验证多糖时加入碘、氨性硝酸银、碱性酒石酸铜均无明显现象。因此，经焚烧处理后的香蕉皮水提液基本上不存在有机酸、鞣质、蛋白质和多糖，这是因为鞣质、有机酸、蛋白质、多糖等营养物质在高温燃烧情况下均会被燃烧氧化掉［18］，通常只剩下一些氧化物和生物碱。
3· 小结与讨论
我国的香蕉年产量位居世界第三，果皮数量大，目前只有少部分被用来提取果胶、色素和制作饲料添加剂。香蕉皮水提液具有一定的抑菌作用，梁盛年等曾对香蕉皮的化学成分进行研究，指出香蕉皮中的有机酸和鞣质具有一定的抑菌作用［15］，而香蕉皮中的鞣质主要为缩合鞣质，含量极少，发挥抑菌作用的可能是有机酸［4］。经焚烧处理的香蕉皮，其水提液的抑菌成分主要为生物碱和其他碱性物质，这与农熠瑛等的相关研究结果是一致的［18］。碱性物质对食品保鲜具有一定的效果。
在我国民间，尤其是南方农村，在节庆期间有用灰水(草木灰水提液)制作凉水粽子的习惯。使用灰水浸泡的糯米，制作出来的粽子色泽金黄，口感醇香，并且具有更好的防腐和保鲜作用，因此深受群众喜爱。目前，食品安全问题越来越受到人们的关注，香蕉皮虽然具有许多复杂的成分，其抑菌机理、适用范围及抑菌效果等相关研究尚需继续进行，但是，作为一种新的资源利用方式，利用香蕉皮制作天然食品保鲜剂还是很有价值的。根据以上试验数据及分析讨论，可以初步得到以下结论:(1)经焚烧处理和未经焚烧处理的香蕉皮，其水提液具有一定抑菌效果，但前者效果更佳。(2)水提液浓度对抑菌效果有一定的影响，高浓度的水提液抑菌效果相对较好。(3)不同浸提时间和浸提温度对香蕉皮水提液的抑菌效果影响不明显，从节约成本角度考虑，以浸提时间2 h 和浸提温度30 ℃为宜。(4)利用香蕉皮制作天然食品保鲜剂，不仅技术简单，操作简便，原料充足，成本低廉，效果明显，而且绿色环保，极具开发潜力。