薤白乙醇提取物的抑菌特性

※基础研究食品科字201,vol.32,No.05119薤白乙醇提取物的抑菌特性张传军,刘超,姜晓坤(吉林农业科技学院食品工程学院,吉林吉林132101)摘要:通过抑菌实验和稳定性实验,对从白中提取的白抑菌物质的抑菌特性进行研究。结果表明:薤白抑菌物质对供试菌的抑菌效果大小顺序为:大肠杆菌>金黄色葡萄球菌>青>酵母菌>黑曲霉稳定性实验表明温度和pH值对薤白醇提物抑菌效力有一定影响,表现为50~60℃时抑菌活性最强,超过100℃时抑菌活性开始下降:白抑菌物质在中性、中性偏酸性、中性偏碱性条件下抑菌活性较强,在酸性(碱性)条件下随pH值的降低(升高)抑菌活性下降;紫外光照射对抑菌物质的抑菌活性有微小的影响,可以适当避光操作。K+对白抑菌物质的抑菌效果影响较小,Mg2+、Ca2、Zn2二价阳离子,Fe3+三价金属离子对其抑菌效果有一定影响,其中三价金属阳离子(Fe3)对其影响最大。关键词:白;乙醇提取物:抑菌特性 Antibacterial Effect of Ethanol Extract from Allium macrostemon Bunge Bulbs ZHANG Chuan-jun, LIU Chao, JIANG Xiao-kun (School of Food Engineering, Jilin Agricultural Science and Technology College, Jilin 132101, China) Abstract In this study, 70% ethanol extract from the bulbs of Allium macrostemon Bunge was tested for its antibacterial activities against five common microbes. Meanwhile, the stability of its inhibitory effects on. coli, Aspergillus niger and Saccharomyces cerevisiae was explored. The results showed that the extract sequentially inhibited five common microbes in the following order: E. coli >S. aureus Penic >Aspergillus niger. Stability experiments revealed that temperature and pH had strong influence on the antibacterial effect of the extract. The extract exhibited the the temperature was higher than 100 C. In addition, the al activity of the extract was strong under neutral, slightly acidic and slightly alkaline conditions, and dec ecreasing acidic pH or increasing alkaline pH, and was little affected by UV light illumination and K', but was affecte as Mg2,ca2and Zn2 as well as Fe as tervalent cation which had larger effect than these divalent cations. Key words: Allium macrostemon Bunge: ethanol extract: bacteriostatic property中图分类号:TQ4555文献标识码:A文章编号:1002-6630(2011)05-0119-04白(Allium macrostemon Bunge),又名“小根现在食品工业中使用的防腐剂大多是化学防腐剂,蒜”“野蒜”、“小蒜”,是一种安全、无毒的食对人体有一定的毒副作用,开发植物天然防腐剂是目用野菜,高30~60cm。鳞茎卵圆形或球形,直径.8~前食品防腐研究的热点1。据报道5薤白具有广谱的抑2cm,旁侧常有1~3个小鳞茎附着,鳞茎外包以白色菌活性,对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、普通变形杆膜质鳞被,有时带淡紫色山,在我国所有省份均有分菌、枯草芽孢杆菌、蜡状芽孢杆菌、绿脓杆菌、沙布。其鳞茎上屉蒸至半熟后晒千或烘千入药称作白。门氏菌等细菌及根霉、木、曲霉、酵母菌等真菌都薤白中含有多种生物活性成分,可通阳开痹、温中理显示出良好的抑制作用,而且具有较好的热稳定性,气、健胃整肠,并具有抑菌消炎的作用。笔者选择资因此可以利用白中提取的抑菌物质进行食品的防腐保源丰富的野生药用植物小根蒜为材料,全面系统地研究鲜。本实验就从薤白中提取的乙醇提取物的抑菌特性薤白的抑菌活性,以期为开发纯天然、无污染的植物进行系统的研究,以期为白天然抑菌素的开发提供源防腐剂提供依据31参考收稿日期:2010-12-301202011,ol.32.no.05食品科字※基础研究1材料与方法1.24抑菌特性研究11材料、试剂与仪器1.2.41温度对抑菌物质稳定性影响5薤白,6月采于吉林市左家镇山区。取薤白抑菌物质若干份,分别置于30、50、70、金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、大肠杆90、110℃水浴处理30min,以大肠杆菌、黑曲霉、酵菌(Escherichia coli)、青(Penicillium sp曲霉(A母菌为指示菌,用滤纸片法测定样品抑菌圈直径,进 pergillus niger)、酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)行3次平行实验。以上菌种均由吉林农业科技学院微生物实验室提供。1.2.4.2pH值对抑菌物质稳定性影响16细菌固体培养基:牛肉膏3g、蛋白陈10g、NaC取薤白抑菌液若份,用0.1 moVL HC和0.1 NaOH5g、琼脂15~20g、水1000mL、pH7.0~7.2:菌固调节pH值,使各溶液pH值分别为2.0、4.0、6.0、8.0、体培养基:马铃薯(切碎成块)200g、葡萄糖20g、琼脂1.0、12.0,以大肠杆菌、黑曲霉、酵母菌为指示菌,15~20g、水1000mL;酵母菌固体培养基:葡萄糖20g用滤纸片法测定样品抑菌圈直径,进行3次平行实验。蛋白陈10g、酵母膏10g、琼脂5~20g、水10L61.2.4.3紫外线对抑菌物质稳定性影响DH300电热恒温培养箱常州华普达仪器制造厂取薤白抑菌物质若千份,分别置于15W,50cm距LDX-50KBS自动控制不锈钢立式压力蒸汽灭菌锅上离的紫外灯下照射10、20、30、40、50、60min,以海茸研仪器有限公司:yCo7-R201真空旋转蒸发仪北大肠杆菌、黑曲霉、酵母菌为指示菌,用滤纸片法测京中西远大科技有限公司。定样品抑菌圈直径,进行3次平行实验。1.2方法1.2.4.4金属离子对抑菌物质稳定性影响1.21白抑菌物质的制备78在抑菌液中分别加入l、MgSO4、CaCl2、将一定量新鲜薤白打浆,用2倍水,于32℃浸提ZnAc、Fe(SO4)3,各取5个水平:10、20、30、40、3次,得到水提液,将薤白的水提液浓缩至一定体积50mmol/L,同时设空白对照,在上述各溶液中加入黑后,向其中加入95%的乙醇,使乙醇体积分数达到曲霉作为指示菌,在37℃条件下处理1h,用滤纸片法75%,静置24h,过滤去除杂蛋白,滤液浓缩,得到测定样品抑菌圈直径,进行3次平行实验。薤白抑菌液。1.2.2抑菌效力的测定2结果与分析用打孔器将定性滤纸加工成直径为10mm的圆形滤2.1薤白抑菌物质对5种菌的抑制作用纸片放入干燥的平皿中,于121℃热灭菌20mi,冷通过实验,薤白中提取的抑菌物质对5种菌均有一却后放入不同薤白抑菌物质溶液中浸泡10mi,于无菌定的抑制作用,其结果如表1所示。操作台上晾干。配制细菌(大肠杆菌、金黄色葡萄球菌)、霉菌(黑曲霉、青霉)、酵母菌(酿酒酵母)固体培表1白抑菌液对常见菌的抑制作用养基,121℃湿热灭菌30min,冷却后倒平板在无菌 Table Inhibitory effect of ethanol extract from Allium macrostemon Bunge bulbs on five common microbes条件下,用无菌棉签蘸取0.5mL菌悬液均匀涂布于平板一定距离贴在含菌平板上,然后将各平皿分别置于恒温白抑液14.513抑菌直径mm上,再用无菌镊子夹取浸有供试液的滤纸3片,间隔样品大肠杆菌金黄色菌酿酒酵母黑曲青11.511.312.5培养箱中进行培养(细菌:37℃培养24h),测定抑菌圈无菌生理盐水一直径,取平均值。以6%苯甲酸钠溶液和无菌生理盐注:表中数据为3次平行实验的平均值:一无抑菌效果水作为对照。由表1可知,薤白抑菌液对5种菌都有一定的抑制12.3最低抑菌浓度的测定1214作用,尤以对细菌的抑制效果较为显著,而对酵母菌采用2倍稀释法,以无菌蒸馏水为溶剂,配制250、和部分霉菌的抑制作用较弱。125、62.5、31.3、15.7、7.9、3.95、1.98g/L,一系2.2薤白抑菌液最低抑菌浓度(MIC)的确定列质量浓度梯度的白抑菌液。用无菌吸管分别吸取按1.2.3节方法,测定薤白抑菌液的最低抑菌浓度,1mL抑菌液加入到15~20mL培养基中,充分混匀。待其结果如表2所示。培养基冷却凝固后,在平板上加入0.2mL指示菌悬液,由表2可知,薤白抑菌物质对细菌的抑制效果较好,用无菌涂棒均匀涂抹,按前述条件培养,观察结果。其次是酵母菌和霉菌。对于大肠杆菌的MIC为31.3g/L每个质量浓度梯度做3次平行实验,以无菌水作对照。金黄色葡萄球菌的MIC为62.5g/L;对于酿酒酵母、黑※基础研究食品科字201,.32n.05121曲霉和青霉的MIC为125g/L15目13表2白抑菌物质最低抑菌浓度11 Table 2 Minlmum Inhibltory concentrations of ethanol extract from9大肠杆菌 Bunge bulbs against five common microbes7黑曲莓菌洛数/个酿酒酵母金黄色葡萄黑曲502468101214浓度gL)2500000 pH125000图2pH值对白提取物抑菌效力稳定性的影响62.52.331.2 Fig.2 Effect of pH on bacteriostatic activity of ethanol extract from31.301.210.49.18.3 Allium macrostemson Bunge bulbs15.75.64.230.525.1247.920.217.83640522.33紫外线对白抑菌物质稳定性影响3.95大面积生长人面积生长大面秒性长人面长大面长1.98人面积生长人性长人面积长大面积生长人长按1.2.4.3节方法,测定紫外线对薤白抑菌物质稳定注:中数据为3次平行实验的平均值:人面积生长:菌落长超过性影响,其结果如图3所示1/2平皿面积,无法计数5B2.3薤白抑菌物质稳定性的研究112.3.1温度对白抑菌物质抑菌效力稳定性的影响9大肠杆菌按1.2.4.1节方法,测定薤白抑菌物质的热稳定性,黑曲莓酿酒酵母其结果如图1所示。51020304050607016辐射时间/min图3紫外照射对白抑菌物质的抑菌效力的影响 Flg3 Effect of UV irradiation on bacteriostatic activity of ethanol8大肠杆菌 extract from Allium macrostemon Bunge bulbs黑曲霉酿酒酵母随着紫外光照射时间的延长,薤白抑菌物质对3种0菌的抑菌效力逐渐下降,但下降幅度不大,说明薤白20406080100120抑菌物质中含有少部分对紫外线敏感的抑菌成分,长时温度/℃间照射,对于抑菌效力有微小的破坏作用,在实际应图温度对白提取物抑菌效力稳定性的影响 Fig1 Effect of temperature on bacteriostatic activity of ethanol extract用中可以采用适当避光处理 from Allium macrostemon Bunge bulbs2.3.4金属离子对薤白抑菌物质稳定性影响按1.2.4.4节方法,检测金属离子对白抑菌物质稳由图1可看出,薤白抑菌物质在50~60℃时抑菌活定性影响,其结果如图4所示性最强,90℃时,白抑菌物质的抑菌活力开始下降,13.0到110℃时,抑菌活性很弱。12.02.3.pH值对薤白抑菌物质抑菌效力稳定性的影响按1.2.4.2节方法,测定白抑菌物质的pH值稳定10.5K 10.0F--MgSo.性,其结果如图2所示。 9.5--Cach 9.0-*-ZnAc由图2可看出,薤白抑菌物质对于大肠杆菌的抑制 8.*-Fea()作用在pH4~8时达到最大,在高碱性条件下,抑菌能1020304050力下降很快:对于酵母菌和曲,在中性偏碱性条件下金属离子浓度mmolL)抑菌效力随pH值的升高而下降。这可能是由于薤白抑图4金属离子对白抑菌物质的抑菌效力的影响菌物质中含有部分的酸性抑菌成分和部分的碱性抑菌成 al ions from Allium macrostemon Bunge bulbs分,针对不同的菌可以设置不同的抑菌作用条件,以增加抑菌效力。由图4可以看出,K+对白抑菌物质的抑菌效果影12220,ol.32,no.05食品科学※基础研究响较小,Mg2+、Ca2+、Zn2二价阳离子,Fe三价金张恒生姜人蒜提取物保鲜蔬菜[食品科02014117属离子对其抑菌效果有一定影响,其中三价金属阳离子3]张香美,刘焕云,王春,等白抑菌作用的初步研究安徽农业2205,33916677e3+)对其影响很大,随着离子浓度的增加,抑菌圈直陈锡雄白抑菌作用的初步研究杭州师范学院学报:自然科径显著减小。由此可以推断,薤白菌中提取的抑菌物学版,2004,3(4):337-340.质中某些基团结合阳离子后,中和其电荷,影响抑菌【5张香美刘焕云王春等白抑菌作用的初步研究安徽农生物活性业科学,2005,33(9):1676-16776张恒用大蒜及其提取物保鲜蔬菜研究]安徽农业科学205333结论(6:1062-1063:1086王展华洋葱精油提取分析及保鲜效果研究D]武汉:华中农业大薤白抑菌物质对5种供试菌有一定的抑制作用,其学,2007:2640抑菌效果大小顺序均为:大肠杆菌金黄色葡萄球菌>陈锡雄白抑菌作用的初步研究杭州师范学院学报:自然科学版,2004,3(4):337-340.青霉>酿酒酵母>黑曲;同时,MIC值实验表明, STROBELGA Rainforest endophytes and bioactivec薤白抑菌物质对不同菌种的抑制作用差别较大。稳定性 cal Reviews in Biotechnology, 2002, 22(2): 315-333.实验表明,温度和pH值对白提取物抑菌效力有一定10]文才艺关元华,田秀玲植物内生菌研究进展及其存在的问题生态学杂志2004,23(2):8691.影响(表现为50~60℃时抑菌活性最强,超过100时11】邹文欣,谭仁样植物内生菌研究新进展物报20143(9抑菌活性开始下降;薤白抑菌物质在中性、中性偏酸881-892性、中性偏碱性条件下抑菌活性较强,在酸性(碱性)【12】曾松荣,徐成东,王海坤,等药用植物内生真菌及其宿主相同活条件下随pH值的降低(升高)抑菌活性下降)。紫外光照性成分的机制初探中草药2000(306-308射对抑菌物质的抑菌活性有微小的影响,可以适当避3秦盛邢吴少华等3种仙人掌植物内生真菌抑菌活性的研究中草药2006,37(6):917-921.光操作。K+对白抑菌物质的抑菌效果影响较小,【14苏士彦食品微生物检验手册M.北京:中国轻工业出版1998Mg2+、Ca2+、Zn2+二价阳离子,Fe3+三价金属离子对303-365.其抑菌效果有一定影响,其中三价金属阳离子Fe3+)对【15]郭志坚,郭好书何康明等黄柏叶黄酮醇含量测定及其抑菌实验其影响最大。南学学报2002,23(5646616米卫国大蒜提取液有效成分抑菌活性及其作用机理研究D泰安:参考文献:山东农业大学,2004【张香美,刘焕云,王春霞等、小根蒜抑菌作用的初步研究安徽1张卿高尔燕白的研究进展中国中药杂志2003282:105-107.农业科学,2005,33(9:1676-1677.