大蒜、生姜、桔皮提取液复配抑菌防腐作用的研究

<广州食品工业科技> Vo1．19 No．1(总74) 大蒜、生萋、桔皮提取液复配抑菌防腐作用硇研究 刘晓蓉 (广东轻工职业技术学院食品与生物系 广州 510300) 摘 要 对大蒜、生姜、桔皮的提取液复配，测试其对食品 中常见腐败菌 的抑制作用，并测定 了复配液的最低抑菌浓度 (MIC)、耐热性、抑菌 pH范围和对果蔬的防腐作用。 关键词 提取液复配；抑菌；防腐 Study on Antimicrobial Action of the Extraction 1VIixture from Garlic，Ginger and Tangerine Peel Abstract this paper studied the extraction mixture of garlic，ginger and tangerine peel，and found the mixture Call restrain microbes the bacteriostatic effect On several commonfood．Atthe samctime，theMIC(MinimumInhibitionConcentration)，Iesistanceto heating andpH range of the mixture WCI'C tested． Key words the extraction mixture；antimicrobial action 细菌 、霉菌 、酵母菌等 微生物 的侵袭是食 品腐败 的主要 因素⋯1。因此 在食 品的生产 、加工和贮 藏过程 中，防腐剂有很重要的应用价值。但由于合成食品添 加剂具有一定的毒副作用，人们倾 向于选择安全性高 的天然食品防腐剂。当前 ，对天然食 品防腐剂 的研究 开发已成为国内外备受瞩目的热点。许多资料明 大蒜 、生姜 、桔皮对食 品 中的常 见腐败菌具 有一定 的 抑制作用 ，但抑菌谱较窄。 本试验对三种提取 液复配后 的抑菌效 果进行研 究 ，讨论其广 谱抗菌性 ；测定复 配液的最低 抑菌浓 度 (MIC)、耐热性、抑菌 pH范围以及对果蔬的防腐作用 ，为 其开发奠定基础，为食品防腐剂开辟一条新路径。 1 材料与方法 1．1 材料 1．1．1 大蒜 、生姜、桔皮 (市售 ) 1．1．2 供 试果蔬 类 ：新鲜 、大 小色泽均匀 、表面 无破 损的葡萄 、青椒和西红柿。 1．1．3 供试菌种 细菌 ：金黄色葡萄球菌 (Staphylococcus aureus) 大 肠 杆 菌 (Escherichia coti) 鼠伤寒沙门氏菌 (Salminella typhimu~um) 宋内氏志贺氏菌 (Shigella dysentertae sonnei) 收稿日期"~002—10—17 26 真菌 ： 霉 菌 ：黄 曲 霉 (Aspergillus flavus) 黑 根 霉 (Rhizopus nigricans) 酵母菌 ：酒精酵母 (Saccbaf0nlyces cerevisiae) 啤 酒 酵 母 (Sac~haromyces cercvisiae thnse．) 以上菌种均 由广东省微生物研究所提供 。 1．1．4 培养基 细菌培养利用牛 肉膏蛋 白胨琼脂培养基 。真菌培 养利用马铃薯葡萄糖琼脂培养基。 1．1．5 菌悬液 1．2 试验方法 1．2．1 提取液的制备 用水 洗 干净 原材 料 ，捣 碎至 糊状 ，按 100g原材 料 ：100m195％酒精的 比例 ，浸泡 6h，离心 ，取上清液浓 缩至 80ml。 1．2．2 菌悬液的制备 将上述各种待试菌用相应斜 面培 养基活化 2次 ， 以无 菌 生 理盐 水 配 制 成孢 子 或菌 体 浓 度 为 lO6 l07cfu／ml的菌悬液。 1．2．3 管碟法测试抑菌效果 取 lml各种待试 菌悬 液与 45℃的相应灭菌培 养 基 15ml摇匀制成含 菌平板 ，凝 固后 ，等距离 、平稳 放 置无菌牛津杯 ，杯 内滴加提取 液和苯 甲酸钠 ，对照加 维普资讯 http://www.cqvip.com <广州食品工业科技) Guangzhou Food Sdence and Technology Vo1．19 No．1(总 74) 0．85％的生理 盐水。每 菌 3个 重 复 ，细菌 37℃培 养 24h，霉菌、酵母 菌 26℃培养 48h，移 去牛津杯 ，精确 量 取各抑菌圈的直径L引。 1．2．4 最低抑菌浓度 (MIC)的测定 将大蒜 +生姜 +桔皮复配液按二倍 递增法稀释 ， 每种菌每个浓度 3个重复 ，按 1．2．3测 定各浓度 下抑 菌圈的直径。 1．2．5 耐热性的测定 将复配液分 别在 6o℃、80℃、100℃下处理 10分 钟 ，按 1．2．3测量抑菌圈的直径。 1．2．6 抑菌 pH范围的测定 用 自来水配制 细菌培养基 ，分装试管 ，配成 2份 pH4 9系列培养基 ，分别取 pH4，4．5，5，5．5，6，6．5，7， 7．5，8，9，称为系列 1，系列 2； 用复配 液代替 自来水 ，同方 法配制 2份 pH4—9 系列培养基 ，称 为系列 3，系列 4。 上述培养基均 不灭菌 ，系列 1、3放入 冰箱冷藏 ， 系列 2、4放入 37℃恒温箱培养。 以系列 1、3作对照，蒸馏水为空白试剂(吸光度 A 吸 =0)，入 ：565nm，用分 光光 度计分别测 定相应 pH 下的吸光度 A吸系列值I3J3。 1．2．7 防腐试验 保鲜 袋 的 制 备：普 通 牛 皮 纸 粘 制 成 约 20cm × 30cm大小的袋 ，于复 配液 中浸泡 6小 时，40—50℃下 烘干。 样品处理 ：供试葡萄 、青椒和西红柿洗净、沥干。 防腐试验 ： 处理 ：将供试样品喷洒复配液 ，并装入保鲜袋 中， 封 口。 对照 ：将未经复配液处理的供试样品直接装入普 通牛皮袋中 ，封 口。 每处理三个重复 ，32℃下阴凉处存放 。 检测方法 维生素 C的测定用 2，4一二硝基 苯肼 比色法测 定 ；pH值用 pH计测定 ；可溶性固形物用手提式折光 计测其折光率；用称重法来测定失重率；定期观察样 品的外观形态L4J。 2 结果与 2．1 提取液抑菌效果 的测定 各种单一提取液、提取液复 配和苯 甲酸钠抑菌效 果的比较见表 1。 表 1 提取液的抑菌效果 单位 ．"In．rfl 注：①提取液按相同体积 比复配；②抑菌圈直径均为三个 重复的平均值 由表可见 ，三种提取液对供 试菌都有不同程度的 抑制作用：大蒜的抑菌效果最好，其次是生姜 ，桔皮最 差 ；但单一提取液的抑菌谱较窄。 提取液两 两复配对供 试菌株 的抑 制效果有 如下 排序 ：大蒜 +生姜 >大蒜 +桔 皮 >生姜 +桔皮 ；大 蒜 +生姜 >苯 甲酸钠。生姜 +桔皮复 配具有拮 抗效应 ， 其抑菌效果 比单一提取液差 ；大蒜 +生姜复配对大肠 杆菌和宋内氏志贺 氏菌 的抑 菌作用 强于生姜而 弱于 大蒜 ，但对其它几种 菌的抑制效 果明显 增强 了，即具 有协同效应 ；大蒜 +桔皮复配 的抑菌作用 明显优于桔 皮 ，也具有协同效应。 此外 ，大蒜 +生姜 +桔皮复配除 了对宋 内氏志贺 氏菌和鼠伤寒沙门的抑制作用不明显以外，对酵母和 霉菌的抑制强于两两复配和单一提取液，也优于化学 防腐剂苯甲酸钠。可见，提取液复配可以增强抑菌效 果和扩大抑菌谱。 2．2 最低抑菌浓度(MIC)的测定 大蒜 +生姜 +桔皮提取液复 配 ，对供试菌 的最低 抑制浓度见表 2。 表2 大豫 +生羹 +桔皮复配液的 MIC 单位：In．rfl 27 维普资讯 http://www.cqvip.com <广州食品工业科技> ~o1．19 No．1(总74) 注 ：抑 茵圈直径均为三个重复的平均值 由上表可知，复配液对金黄色葡萄球菌、酵母菌 和霉菌的最低抑菌浓度 (~Ⅱc)较低 ，如对啤酒酵母和 黑根霉的 MIC都是 0．39％，表明复配液对这几种菌的 抑制效果较好；而对宋 内氏志贺氏菌和 鼠伤寒 沙门氏 菌的抑制效果略差 ，MIC都是 6．25％，这 与前面所得 结果相吻合。 2．3 耐热性的测定 复配液分 别 经 6o℃、80℃、100℃ 的温度 处理 l0 分钟 ，测得抑菌圈直径见表 3，因对宋内氏志贺氏菌和鼠 伤寒沙门氏菌的抑制作用不很好，故未在表中列出。 表3 大蒜+生羹+桔皮复配液的耐热性比较 单位．"flIIn 注：①对照为不经处理的复配液②抑茵圈直径均为三个重 复的平均值 由表 3可得 ，经过 60℃和 80℃处理后的复配液对 所测试 菌的抑制效 果较好 ，100℃处理后 的复 配提取 液 ，可能因为高温使复配提取液的抑菌成分破坏或者 挥发 ，故对供 试菌的抑 制作用不很 明显 ，也证 明 了复 配提取液对 100℃的高温不稳定。 2．4 抑菌 pH范围的测定 培养 2天后两个 pH系列培养物 的 A吸值和培养 现象见表 4，其空 白对照分别为系列 l和系列 3。 表 4 不同pH系列培养物的吸光度值和培养现象 由表 4可见，系列 4的吸光度值小于同 pH值的 系列 2的吸光度，而且系列 4的浑浊度、沉淀量均小 28 于同 pI-I值的系列 2，系列 4的各 pI-I值 中均未出现菌 膜，而系列 2从 pH6开始便出现菌膜。这说明了系列 4中杂菌生长浓度明显低于系列 2，表明复配液在 pI-I5 — 9条 件 下都 具有 良好抑 菌效 果。其 次 ，多数 菌在 pH7附近生长旺盛 ，而在低 pH范围内生长较少，是 因 为低浓度 pH本身 已具有一定的抑菌作用。 2．5 防腐保鲜结果 本试验根据食 物 的不 同性 质，腐 烂速度 的不 同。 选用了葡萄、青椒和西红柿作为防腐对象。对它们 的 pH值、可溶性 固形物 、ⅥtC含量 的变化 和水分 的损失 进行了测试 ，并对其外观 形态的变化进行检验。结果 见表 5和表 6。 表5 经复配液处理和未处理的食葺．外观形态变化情况的比较 注 ：对 照为 未处理 的食 物 由表 5可得 ，经过防腐保鲜 的食物其贮藏效果好 于未经处理 的。未经处理 的葡萄 已经 出现腐烂 ，果枝 分离 ；而经过保鲜 的葡萄稍软，还 未出现腐斑。同样 ， 未经处理的青椒 已腐 烂，而经 过保鲜 的虽稍有松软 ， 但未出现腐烂现象；而西红柿在贮藏过程 中其外观变 化不很大 ，未经处理的西红柿变软 ，梗脱落 ，而经过保 鲜 的西红柿仍保持硬度。 由表 6可得，经防腐保鲜 的食物其贮藏效果明显 优于未经处理 的。首先 ，保鲜食物失重率小于未经处 理的 ，第四天 葡萄失 重率 出现 了一次 突跃 ，而保 鲜葡 萄的突跃范围明显小于未处理的 ；未经处理 的青椒在 保鲜的第六天 ，失 重率 出现 了一次突跃 ，而保鲜 青椒 在第八天才出现 ，且 其突跃范 围明显小 于前者 ；对于 西红柿来说 ，未经 处理 的失重 率稍大于 保鲜 的。在贮 藏的第 12天 ，两者只相差 3％左右。其次 ，保 鲜食品 pH值的变化小于未处理 的。葡萄和青椒在贮藏过程 中的pH值都有较小幅度的上升；而西红柿的pH值则 下降。最后，可溶性固形物和 Vc含量的变化都呈下 降趋势，但未经处理的下降幅度明显大于保鲜食品， 如保鲜青椒 Vc含量降低了3O96，而未经处理的则下 维普资讯 http://www.cqvip.com <广州食品工业科技> Guangzhou Food Science and Technology Vo1．19 No．1(总 74) 降了一半 ；再如保鲜西 红柿 Vc含 量仅 降低 2％，而未 处理的却降低 了 20％。 表6 经复配液处理和未处理的食物某些理化指标变化的比较 注：对照为未处理的食物 A——失重率(％) B——pH值 e一 可溶性固形物(％) 维生素 C的含 量(mg／100g) 由表 5、6可知，经过复配液保鲜的食品贮藏效果 明显优于不经保鲜 的。 3 结果与讨论 3．1 食 品防腐剂的复配使用 本试验中，大蒜 、生姜、桔皮 以相 同体积复配对某 些细菌 、酵母和霉 菌的抑制效 果较好 ，比苯 甲酸钠 的 抑菌 作用强 ，而且抑菌浓 度低 ，pH作用范 围广，热 稳 定性较好。这三种提取液复配具有协 同效应 (增效效 应)，可以增强抑菌效果和扩大抑菌谱。 3．2 防腐效果 复配液对供试果蔬的防腐保鲜效果 明显 ，经过保 鲜处理 的果蔬其外形 、失重率 、pH值 、可溶性 固形物 、 维生素 C的变化都 比较小 ，从而可 以延长食品的贮藏 期 ，并且不影 响食品原有 的风 味。这 对贮 藏水果、蔬 菜这类需新鲜食 用的食物具 有重大意 义。复配液 在 保水 方面 较理想 ，因为其在 果蔬 表面 形成 了一层 薄 膜 ，从而阻止 了水分的损失 。 3．3 开发前景展望 本试验中复配液 的抑菌效果好 ，因此可以将其 开 发作为天然防腐剂 ；并且大蒜 、生姜在我国资源丰富 ， 桔皮的丢弃造成了环境污染和资源浪费 ，若能将其合 理利用，可以产生巨大的经济价值；其有效成分的提 取工艺简单，操作方便，设备投资少；大蒜、生姜、桔皮 都具有较好 的保 健作用 ，因而对 人的健康 没有威 胁 ， 也不影响被防腐食物的风味与色泽 。因此 ，这种集 防 腐与保健为一体的无毒无 副作用 的天然 防腐 剂必将 具有广阔的开发与应用前景 。 参 考 文 献 l Moleyar V．＆ P．Narasimham ．MA pafkaging of vegetation．J． Food Sci．，Tech．，l994，(4)：267—278． 2 周德 庆 主编 ．微生 物 学 实验 手 册 ．上海 科 技 出 版社 ，1986： 283—290． 3 何煜波．苦瓜抑菌作用研究．食品科学，1998．19(3)：34 36． 4 张意静主编 ．食品分析技术 ．中国轻工业出版社 ，2001：93。 203． (上接第 22页) 5 香辛料的抗菌消炎及保鲜功效．国内外香料香精信息摘译， 1999，(2)，20． 6 香 辛 味 料 可 抑 制 肥 胖 发 生 ．国 内 外 香 料 香 精 信 息 摘 译 ， 1999，(3)，20 ． 7 大蒜能防止亚硝胺致癌．国内外香料香精信息摘译，1999， (5)，18． 8 任俊林．美拉德反应香料的生理功能．国内外香料香精信息 摘译 ，1999，(8)，10—12． 9 王延平 ，等 ．美 拉德反 应产 物抗 氧化 性能研 究进 展 ．食 品与 发酵工业 ，1998，24(1)，7O一73． 1O 钱 建亚 ，等 ．美 拉 德 反 应 产 物 的抗 突 变 作 用 ．食 品科 学 。 1997，18(8)，l1一l3． 11 精油——未来能够 存在的全能药物，香精香料化妆 品， 1996，(3)，22—27． 12 13 ch'i0iano~ ．Fla ngMa啊ialsI dhl d咖 ，US6120623(2000) 中华人民共和国药典，1995年版，第一部，广东科技出版社 ． 29 维普资讯 http://www.cqvip.com