段媛媛,李 嬌,王自立,王 雄,程杰瑞,牛顏冰
(山西農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,山西太谷030801)
食品防腐保鮮是食品產(chǎn)業(yè)的一個重要環(huán)節(jié)。據(jù)統(tǒng)計,全世界每年有20%~30%的食物損失于各種腐敗變質(zhì)[1]。食品防腐劑分為化學(xué)防腐劑和天然防腐劑[2],但是化學(xué)防腐劑會在人體內(nèi)殘留、積累而影響人們的身體健康[3],為避免化學(xué)防腐劑給人們帶來的健康問題,尋找出高效、安全、無毒的食品防腐劑已迫在眉睫。因此,從動植物中提取天然食品防腐劑已成為當(dāng)前食品防腐劑研究開發(fā)的熱點[4]。目前,在國內(nèi)外,天然食品防腐劑的研究已成為科技工作者研究的熱點,并已獲得可喜的成果[5]。
泡桐花為玄參科植物泡桐(Paulowniatomentosa(Thunb.)Steud)的花,主要分布于甘肅、陜西等地,春季開時采收,曬干或鮮用。其具有清熱解毒、疏風(fēng)散熱、燥濕止痢、清肝明目之功效[6]。目前研究結(jié)果顯示,泡桐花中含有黃酮類、生物堿、有機酸、氨基酸等多種成分[7],主治上呼吸道感染、急性扁桃體炎、支氣管肺炎、急性腸炎、菌痢、腮腺炎、急性結(jié)膜炎等[8],具有抗炎、抗菌、止咳、平喘、祛痰、治療手足癬等功效[9]。
本研究以無水乙醇作為提取劑,使用超聲波提取法對泡桐花活性成分進(jìn)行提取,設(shè)置不同的溫度、pH值、紫外線強度,通過濾紙片擴散法和菌絲生長速率法證明其對枯草芽孢桿菌和黑曲霉生長抑制作用的穩(wěn)定性,旨在為安全、高效食品防腐劑的研制提供一定幫助。
原料為泡桐花,枯草芽孢桿菌(Bacillus subtilis),黑曲霉(Asppergillus niger)。試劑為無水乙醇,酵母抽提物,胰蛋白胨,NaCl,葡萄糖,瓊脂,HCl,NaOH。培養(yǎng)基為LB液體培養(yǎng)基,LB固體培養(yǎng)基,PDA培養(yǎng)基。
取材→凈選→干燥→磨粉→超聲提取→抽濾→濃縮。
將泡桐花用微型植物粉碎機(0.125~0.59 mm)磨制成細(xì)粉,分別稱取20 g于三角瓶中,用20倍體積的溶劑通過浸漬、超聲、浸漬+超聲3種提取方法得到混合溶劑。然后用布氏漏斗進(jìn)行抽濾,旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀蒸發(fā),取濾液。在40℃的條件下將濾液濃縮至膏狀備用。
將泡桐花提取物無水乙醇溶解,配成10 mg/mL的儲備液備用。
對細(xì)菌抑制效果的評價采用濾紙片擴散法[10-11],對真菌抑制效果的評價采用菌絲生長速率法。
抑菌率[12]=(對照菌落直徑-處理菌落直徑)/對照菌落直徑×100%。
將泡桐花提取物分別在60,80,100℃水浴和121℃濕熱處理25 min,按一定比例加入到培養(yǎng)基中。以枯草芽孢桿菌和黑曲霉為指示菌,用KB試紙法和菌絲生長速率法檢測,觀察各指示菌的生長情況,通過單因素方差分析,判斷提取物抑菌作用的熱穩(wěn)定性。各試驗均重復(fù)3次。
用0.1 mol/L的HCl和0.1 mol/L的NaOH溶液分別調(diào)節(jié)PDA培養(yǎng)基的pH值為5,6,7,8,9共5個梯度的培養(yǎng)基,然后121℃滅菌20 min備用。以枯草芽孢桿菌和黑曲霉為指示菌,用KB試紙法和菌絲生長速率法檢測,觀察各指示菌的生長情況,通過單因素方差分析,判斷提取物抑菌作用的pH穩(wěn)定性。各試驗均重復(fù)3次。
采用紫外照射泡桐花提取物0.5,1.0,1.5,2.0,2.5 h,按一定比例加入到培養(yǎng)基中。以枯草芽孢桿菌和黑曲霉為指示菌,用KB試紙法和菌絲生長速率法檢測,觀察各指示菌的生長情況,通過單因素方差分析,判斷提取物抑菌作用的紫外穩(wěn)定性。各試驗均重復(fù)3次。
分別用60,80,100℃水溶和121℃濕熱處理泡桐花無水乙醇提取物,測定不同溫度處理的提取物對供試菌種抑菌效果的影響(表1)。
表1 溫度對泡桐花乙醇提取物抑菌效果的影響
由表1可知,溫度對泡桐花無水乙醇提取物的抑菌效果沒有明顯影響,121℃處理25 min,提取物仍具有較高的抑菌性能。進(jìn)一步將其進(jìn)行方差分析,結(jié)果列于表2。
表2 不同溫度對供試菌種抑制作用的方差分析
由表2可知,不同溫度處理后的提取物對黑曲霉抑制率的P 值為0.412 5>0.05,對枯草芽孢桿菌抑菌率的P 值為0.463 0>0.05,表明不同溫度對泡桐花無水乙醇提取物的影響不顯著。說明泡桐花無水乙醇提取物具有良好的熱穩(wěn)定性。
從表3可以看出,pH值對泡桐花無水乙醇提取物的抑菌效果影響不明顯,不同pH值條件下,抑菌性能變化不大。進(jìn)一步對其進(jìn)行方差分析,結(jié)果列于表4。
表3 pH 值對泡桐花乙醇提取物抑菌效果的影響
由表4可知,不同pH值處理后的提取物對黑曲霉抑制率的P 值為0.977 9>0.05,對枯草芽孢桿菌抑菌率的P 值為0.172 9>0.05,表明不同pH值對泡桐花無水乙醇提取物的影響不顯著。說明泡桐花無水乙醇提取物在pH值為5~9的范圍內(nèi)具有良好的酸堿穩(wěn)定性。
從表5可以看出,不同照射時間處理后的泡桐花無水乙醇提取物對黑曲霉和枯草芽孢桿菌的影響變化不大。進(jìn)一步對其進(jìn)行方差分析,結(jié)果列于表6。由表6可知,不同紫外照射時間處理后的提取物對黑曲霉抑制率的P 值為0.684 6>0.05,同時對枯草芽孢桿菌抑菌率的P 值為0.730 9>0.05,表明不同紫外照射時間對泡桐花無水乙醇提取物的影響不顯著。說明泡桐花無水乙醇提取物具有良好的紫外穩(wěn)定性。
表4 不同pH 值對供試菌種抑制作用的方差分析
表5 紫外對泡桐花乙醇提取物抑菌效果的影響
表6 不同紫外照射時間對供試菌種抑制作用的方差分析
本試驗所用的泡桐花均于5月份采自山西農(nóng)業(yè)大學(xué),季節(jié)和地域差異都會影響泡桐花各生物活性成分的富集,富集的成分不同對其穩(wěn)定性的研究也會有一定程度的影響,因此,試驗還應(yīng)注意比較各個地區(qū)的泡桐花抑菌活性成分的穩(wěn)定性。本試驗只對泡桐花的熱穩(wěn)定性、酸堿穩(wěn)定性、紫外穩(wěn)定性進(jìn)行了研究,毒理方面還有待進(jìn)一步研究。
本試驗研究了泡桐花提取物抑菌活性的穩(wěn)定性,結(jié)果表明,以黑曲霉和枯草芽孢桿菌為指示菌,其具有良好的熱穩(wěn)定性(P=0.436 0>0.05),即pH值為5~9的酸堿穩(wěn)定性(P=0.179 2>0.05)和紫外穩(wěn)定性(P=0.730 9>0.05),說明泡桐花無水乙醇提取物具有良好的穩(wěn)定性。
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