潘旭遲，許劍鋒,*，傅昱晟，呂留莊，于曉?。?上海海洋大學(xué)食品學(xué)院，食品科學(xué)與工程國家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心，上海水產(chǎn)品加工及貯藏工程技術(shù)研究中心，上海 0306；.上海市第六人民醫(yī)院東院，上海 0306）

3 種植物揮發(fā)油抑制食源性細(xì)菌生長活性成分及機(jī)理

潘旭遲1，許劍鋒1,*，傅昱晟1，呂留莊1，于曉巍2
（1.上海海洋大學(xué)食品學(xué)院，食品科學(xué)與工程國家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心，上海水產(chǎn)品加工及貯藏工程技術(shù)研究中心，上海 201306；2.上海市第六人民醫(yī)院東院，上海 201306）

采用無水乙醇浸法提取檸檬花、茶樹葉、留蘭香葉揮發(fā)油，用抑菌圈法及微量肉湯稀釋法測定揮發(fā)油對大腸桿菌（Escherichia coli）、沙門氏菌（Salmonellas enteritidis）、金黃色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）和李斯特菌（Listeria monocytogenes）的抑菌效果，并通過氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用分析其有效成分，抑菌機(jī)理通過實(shí)驗(yàn)菌菌液的電導(dǎo)率及掃描電子顯微鏡驗(yàn)證。結(jié)果表明：檸檬油、茶樹油中有效抑菌成分分別為檸檬烯、1,8-桉葉素，其含量分別為65.50%、48.67%，留蘭香油中有效抑菌成分為檸檬烯與左旋香芹酮，其含量分別為16.33%、35.67%。其中抑菌廣譜性及抑菌效果最好的為留蘭香油及其有效活性成分左旋香芹酮。實(shí)驗(yàn)中的有效活性物質(zhì)可能是通過改變實(shí)驗(yàn)菌細(xì)胞膜的通透性，且可使細(xì)菌細(xì)胞發(fā)生皺縮破裂，以此起到抑菌及殺菌的作用。

抑菌；大腸桿菌；金黃色葡萄球菌；沙門氏菌；掃描電子顯微鏡；氣相色譜-質(zhì)譜

傳統(tǒng)中藥材具有殺菌、去熱、補(bǔ)中益氣等功效[1]，在作為藥物原料同時(shí)，其提取物因獨(dú)特的藥理性質(zhì)亦被應(yīng)用于抑菌、防腐、食品[2]等行業(yè)領(lǐng)域。與傳統(tǒng)化學(xué)防腐抑菌劑，如苯甲酸及其鹽類、山梨酸及其鹽類、硝酸鹽及亞硝酸鹽、對羥基苯甲酸酯類等[3]相比，天然植物，尤其是藥食同源植物提取物更加無毒、高效、安全[4]。有研究表明：苯甲酸鈉在人體胃腸道的酸性條件下會(huì)轉(zhuǎn)換成毒性較強(qiáng)的苯甲酸，可能引起胃腸功能的衰退，增加肝臟的負(fù)擔(dān)[5]。因此在崇尚綠色、安全、天然的今天，人們趨于尋找“天然源防腐劑”以代替人工防腐劑[6]。

以生態(tài)保護(hù)與中藥的可持續(xù)發(fā)展為理念，倡導(dǎo)綠色安全的食品與生活[7]，目前有較多對天然源植物揮發(fā)油的抑菌[8]及抗腫瘤功效[9]的研究。如：孫立春等[10]制備了14 種植物提取物，并對比證明其中五倍子及石榴皮醇提取物的抑菌效果更優(yōu)于同質(zhì)量濃度的山梨酸鉀；呂爽等[11]對比分析椒樣薄荷與蘇格蘭留蘭香精油的抑菌活性，為其多角度開發(fā)提供依據(jù)；阿不都拉·阿巴斯等[12]對小檗堿色素、酸漿花萼色素、紅景天濃縮液和小茴香濃縮液4 種藥用植物抑菌效果，并分析得其抑菌成分對高溫穩(wěn)定。本研究在現(xiàn)有研究基礎(chǔ)上改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法，采用天然源植物揮發(fā)油及其活性成分進(jìn)行抑食源性致病菌生長效果與機(jī)理研究，旨在篩選天然源植物揮發(fā)油中具有廣譜抑菌性的產(chǎn)品，以此為天然植物原料篩選提供數(shù)據(jù)和理論參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

檸檬（花）、茶樹（葉）、留蘭香（葉） 上海同濟(jì)大藥堂；左旋香芹酮標(biāo)準(zhǔn)品（色譜純≥98%） 上海阿拉丁公司；檸檬烯標(biāo)準(zhǔn)品（色譜純≥98%）、1,8-桉葉素標(biāo)準(zhǔn)品（色譜純≥98%） 上海源葉生物科技有限公司。

供試菌包括大腸桿菌（Escherichia coli ATCC25922）、沙門氏菌（Salmonellas enteritidis CMCC50041）、金黃色葡萄球菌（Staphylococcus aureus ATCC25923）、李斯特菌（Listeria monocytogenes ATCC19115） 中國科學(xué)院微生物研究所。

胰蛋白胨大豆瓊脂、胰酪胨大豆肉湯培養(yǎng)基、MH肉湯培養(yǎng)基 青島高科園海博生物技術(shù)有限公司；二甲基亞砜（dimethyl sulfoxide，DMSO）、磷酸二氫鈉、磷酸氫二鈉、2.5%戊二醛、無水乙醇 國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；碘硝基四唑紫（iodonitrotrtrazolium chloride，INT） 生工生物工程（上海）股份有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

MLS-3750全自動(dòng)高壓蒸汽滅菌鍋 日本三洋公司；垂直流超凈工作臺(tái) 新加坡ESCO公司；BPH-9082電熱恒溫培養(yǎng)箱 上海百典公司；SHP-2008恒溫培養(yǎng)振蕩器 上海世平實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司；DHG-9073B5-Ⅲ電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱 上海新苗公司；VOYAGER氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（gas chromatography-mass spectrometer，GC-MS）儀 美國Finnigan公司；DDS-307A型電導(dǎo)率儀 上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司。

1.3 方法

1.3.1 3 種植物揮發(fā)油萃取

稱取檸檬花、茶樹葉、留蘭香葉各200 g，粉碎后放入1 000 mL回流瓶，倒入200 mL無水乙醇，電熱套加熱回流煮沸5 h，倒出提取液后經(jīng)紗布過濾，減壓抽濾后，倒入旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)瓶，使用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀進(jìn)行減壓濃縮，將蒸餾出的溶劑再次倒入回流瓶，回流煮沸，重復(fù)進(jìn)行5 次，得到藥材乙醇提取物[13-17]，該提取法藥材出油率較高。

1.3.2 3 種植物揮發(fā)油抑菌圈實(shí)驗(yàn)

參考Chan等[18]方法測定抑菌圈直徑。將3 種天然植物揮發(fā)油利用DMSO助溶，配制成質(zhì)量濃度為0.5 g/mL的溶液。將活化后的E. coli、S. enteritidis、S. aureus和L. monocytogenes接種量分別調(diào)整至106、105、106、104CFU/mL。用移液槍取0.1 mL，均勻涂布在制備好的平板上，置于37 ℃的恒溫培養(yǎng)箱中10 min，使表面干燥，用無菌鑷子將濾紙片貼在培養(yǎng)基表面，輕壓紙片以確保接觸良好。吸5 μL 0.5 g/mL的樣品滴于濾紙片表面并做好標(biāo)記。37 ℃的恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24 h，觀察抑菌圈大小并利用游標(biāo)卡尺測定其直徑，3 組平行取平均值，相同質(zhì)量濃度抑菌圈直徑越大抑菌效果越好。

1.3.3 3 種植物揮發(fā)油MIC和MBC的測定

參考微量肉湯稀釋法[19-20]進(jìn)行最小抑菌濃度（minimum inhibitory concentration，MIC）及最小殺菌濃度（minimum bactericidal concentration，MBC）的測定。將3 種提取的揮發(fā)油樣品溶劑溶解在DMSO中，樣品質(zhì)量濃度配制成100 mg/mL，經(jīng)二倍系列稀釋，得到系列質(zhì)量濃度為：100、50、25、12.5、6.25、3.13 mg/mL。實(shí)驗(yàn)組每孔加入50 μL菌液和50 μL樣品，對照組只加50 μL菌液和50 μL DMSO，將96 孔板置于恒溫培養(yǎng)箱中37 ℃條件下培養(yǎng)24 h，取出，每孔加入10 μL的INT溶液，染色30 min后觀察顏色變化：活細(xì)胞經(jīng)INT染色后為紫色，無活細(xì)胞則不變色，顏色沒有變化的最小濃度即為MIC；培養(yǎng)48 h后，顏色沒有變化的最小濃度即為MBC。

1.3.4 3 種植物揮發(fā)油GC-MS分析

3 種植物揮發(fā)油GC-MS分析方法參考文獻(xiàn)[21-25]。色譜柱：HP-5彈性石英毛細(xì)管柱（30.0 m×0.25 mm，0.25 μm）；升溫程序：初始溫度60 ℃，以2 ℃/min升溫至260 ℃；載氣（He）流速1.0 mL/min，進(jìn)樣量0.2 μL；分流比20∶1。

質(zhì)譜條件：電子轟擊（electron impact ion source，EI）離子源；電子能量70 eV；離子源溫度270 ℃；激活電壓1.5 V；質(zhì)量掃描范圍m/z 29～420；掃描間歇1.0 s；倍增器電壓280 V。

1.3.5 檸檬烯、1,8-桉葉素和左旋香芹酮標(biāo)準(zhǔn)品抑菌實(shí)驗(yàn)

1.3.5.1 標(biāo)準(zhǔn)品抑菌圈實(shí)驗(yàn)

參考Chan等[18]方法測定抑菌圈直徑。將檸檬烯、1,8-桉葉素、左旋香芹酮標(biāo)準(zhǔn)品配制成0.5 mg/mL的溶液。以0.5 mg/mL的DMSO作陰性對照[26-27]。具體操作同1.3.2節(jié)。

1.3.5.2 標(biāo)準(zhǔn)品MIC和MBC的測定

參考微量肉湯稀釋法[19-20]，采用檸檬烯、1,8-桉葉素、左旋香芹酮標(biāo)準(zhǔn)品進(jìn)行MIC及MBC的測定。將標(biāo)準(zhǔn)品質(zhì)量濃度配制成100 μg/mL，經(jīng)二倍系列稀釋，得到系列質(zhì)量濃度為：100、50、25、12.5、6.25、3.13 μg/mL。具體操作同1.3.3節(jié)。

1.3.6 3 種植物揮發(fā)油的抑菌機(jī)理研究

1.3.6.1 電導(dǎo)率的測定

電導(dǎo)率的測定參考文獻(xiàn)[28]。將經(jīng)活化后的實(shí)驗(yàn)菌菌液接種于新鮮的胰蛋白胨大豆肉湯（tryptic soy broth，TSB）培養(yǎng)基中，37 ℃、150 r/min搖床振蕩培養(yǎng)6 h。加入適量標(biāo)準(zhǔn)品，使培養(yǎng)液中檸檬烯終質(zhì)量濃度在E. coli中為100 μg/mL（2×MIC）、在S. aureus中為12.5 μg/mL（2×MIC）、在S. enteritidis及L. monocytogenes中為25 μg/mL（2×MIC）；培養(yǎng)液中1,8-桉葉素最終質(zhì)量濃度在E. coli中為50 μg/mL（2×MIC）、在S. enteritidis中為100 μg/mL（2×MIC）、在S. aureus中為25 μg/mL（2×MIC）、在L. monocytogenes中為12.5 μg/mL（2×MIC）；培養(yǎng)液中左旋香芹酮最終質(zhì)量濃度在E. coli、S. aureus、L. monocytogenes中為25 μg/mL（2×MIC）、在S. enteritidis中為50 μg/mL（2×MIC）。將混合均勻的菌液在37 ℃、150 r/min條件下?lián)u床振蕩培養(yǎng)12 h。分別在0、2、4、6、8 h取培養(yǎng)液2 mL，在5 000 r/min條件下離心10 min，取上清液，稀釋20 倍，測電導(dǎo)率。以不加標(biāo)準(zhǔn)品的菌液離心后所得到的上清液作為對照測其電導(dǎo)率，實(shí)驗(yàn)重復(fù)3 次，取平均值。繪制電導(dǎo)率時(shí)間變化曲線。

1.3.6.2 掃描電子顯微鏡觀察及樣品制備

掃描電子顯微鏡觀察及樣品制備參考文獻(xiàn)[29]。將經(jīng)活化后的E. coli、S. enteritidis、S. aureus、L. monocytogenes接種于新鮮的TSB培養(yǎng)基中，按1.3.6.1節(jié)方法加入檸檬烯、1,8-桉葉素和左旋香芹酮標(biāo)準(zhǔn)品并調(diào)整終質(zhì)量濃度。在37 ℃、150 r/min條件下?lián)u床振蕩培養(yǎng)12 h。先后用戊二醛和鋨酸固定后，乙醇脫水、烘干備用。樣品經(jīng)離子濺射金后，即可進(jìn)行掃描電子顯微鏡觀察。

1.4 數(shù)據(jù)處理

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)均為3 次重復(fù)實(shí)驗(yàn)的平均值，數(shù)據(jù)用Excel 2010軟件進(jìn)行處理，計(jì)算其平均值與標(biāo)準(zhǔn)差。

2 結(jié)果與分析

2.1 3 種植物揮發(fā)油抑菌圈直徑及MIC、MBC

2.1.1 3 種植物揮發(fā)油對4 種菌的抑菌圈直徑

表1 3 種植物揮發(fā)油對4 種菌的抑菌圈直徑Table 1 Mean diameter of area of inhibition of foodborne bacteria when exposed to of volatile oils from 3 kinds of plants mm

對表1分析可知，3 種植物揮發(fā)油對4 種實(shí)驗(yàn)菌的抑菌圈直徑皆在10 mm及以上，其中留蘭香油對E. coli、S. enteritidis及S. aureus抑菌效果最好，抑菌圈直徑均在18 mm及以上。而對L. monocytogenes的抑菌效果檸檬油表現(xiàn)最好。通過對3 種揮發(fā)油建立Matlab的TOPSIS評(píng)價(jià)模型評(píng)價(jià)抑菌效果[4]，易得3 種揮發(fā)油皆具有廣譜抑菌性，抑菌普適性最強(qiáng)的為留蘭香油。最終抑菌效果評(píng)價(jià)為：留蘭香油＞檸檬油＞茶樹油。

2.1.2 3種植物揮發(fā)油的MIC與MBC

表2 3 種天然植物揮發(fā)油的MIC、MBCTable 2 MIC and MBC of volatile oil from three kinds of plants mg/mL

由表2可得，3 種揮發(fā)油對4 種實(shí)驗(yàn)菌皆具有較好的抑菌效果，其中留蘭香油抑菌效果最好，在6.25 mg/mL時(shí)對E. coli、S. aureus、L. monocytogenes皆具有較強(qiáng)抑制生長的效果，且在50 mg/mL對4 種供試菌皆有殺菌效果。而檸檬油對S. aureus、L. monocytogenes的抑菌效果也較明顯，MIC為6.25 mg/mL。殺菌效果方面，檸檬油、茶樹油分別對E. coli和S. enteritidis效果不明顯，只能在一定程度上起到抑制作用。

2.2 GC-MS分析3 種揮發(fā)油主要成分

圖1 檸檬油總離子流色譜圖（a）、檸檬烯質(zhì)譜圖（b）和GC-MS圖（c）Fig. 1 Total ion chromatogram of lemon oil (a), mass spectrum of cinene (b) and GC-MS profile of cinene (c)

由圖1分析得，檸檬油中主要成分為檸檬烯（C10H16）[30]，相對分子質(zhì)量為136.23，保留時(shí)間為9.08 min，占揮發(fā)油含量的65.50%。

圖2 茶樹油總離子流色譜圖（a）、1,8-桉葉素質(zhì)譜圖（b）和GC-MS圖（c）Fig. 2 Total ion chromatogram of tea tree oil (a), mass spectrum of 1,8-cineole (b) and GC-MS profile of 1,8-cineole (c)

由圖2可得，茶樹油中主要成分為1,8-桉葉素（C10H18O），相對分子質(zhì)量為154.25，保留時(shí)間為6.39 min，占揮發(fā)油含量的48.67%。

圖3 留蘭香油總離子流色譜圖（a）、左旋香芹酮質(zhì)譜圖（b）和GC-MS圖（c）Fig. 3 Total ion chromatogram of spearmint oil (a), mass spectrum of L(-)-carvone (b) and GC-MS profile of L(-)-carvone (c)

由圖3分析，留蘭香油中主要成分有兩種，分別為檸檬烯（C10H16），相對分子質(zhì)量為136.23、保留時(shí)間為9.08 min，占揮發(fā)油含量的16.33%；以及左旋香芹酮（C10H14O），相對分子質(zhì)量為152.22、保留時(shí)間為20.49 min，占揮發(fā)油含量的35.67%。

根據(jù)GC-MS分析，揮發(fā)油所呈現(xiàn)的抑菌效果應(yīng)與其主要活性物質(zhì)具有相關(guān)性，因此對所分析的3 種活性成分進(jìn)行進(jìn)一步研究。

2.3 檸檬烯、1,8-桉葉素與左旋香芹酮的抑菌效果

表3 檸檬烯、1,8-桉葉素及左旋香芹酮抑菌圈直徑Table 3 Mean diameter of area of inhibition of foodborne bacterial when exposed to cinene, 1,8-cineole and L(-)-carvone mm

由表3可知，與陰性對照DMSO相比，檸檬烯、1,8-桉葉素與左旋香芹酮對供試細(xì)菌都具有極顯著抑制效果（P＜0.01），且抑菌譜廣，抑菌圈直徑均在11 mm以上，其中左旋香芹酮對S. enteritidis的抑制效果最好，抑菌圈達(dá)到了19.33 mm。檸檬烯、1,8-桉葉素及左旋香芹酮分別為檸檬油、茶樹油和留蘭香油的主要成分，與表1中數(shù)據(jù)對比可得：主要活性成分抑制圈直徑均高于各對應(yīng)揮發(fā)油，可認(rèn)為此3 種活性成分皆能在對應(yīng)的3 種揮發(fā)油中起抑菌活性作用。

表4 檸檬烯、1,8-桉葉素及左旋香芹酮的MIC、MBCTable 4 MIC and MBC of cinene, 1,8-cineole and L(-)-carvone μg/mL

表4中3 種實(shí)驗(yàn)樣品對S. aureus的MIC皆較小，基本分布在6.25～12.5 μg/mL，說明3種活性成分對S. aureus抑制作用強(qiáng)。其中左旋香芹酮對E. coli、S. aureus和L. monocytogenes 3 種供試菌的MIC都為12.5 μg/mL，對S. enteritidis則為25 μg/mL。結(jié)果顯示，左旋香芹酮的抑菌效果優(yōu)于1,8-桉葉素和檸檬烯，但后兩者的抑菌效果則需根據(jù)特定菌種的實(shí)際情況才可進(jìn)行比較。經(jīng)線性分析，各主要成分對供試細(xì)菌的MIC與其對應(yīng)揮發(fā)油的MIC都有較好的關(guān)系，其相關(guān)系數(shù)分別為0.83、0.98、1.00。從MBC結(jié)果中可得，1,8-桉葉素和左旋香芹酮可完全抑制和殺死4 種實(shí)驗(yàn)細(xì)菌；左旋香芹酮在低劑量（12.5 μg/mL）條件下即對E. coli和S. aureus起到殺菌的作用。綜合考慮實(shí)驗(yàn)樣品的物理性質(zhì)及抑菌效能，左旋香芹酮因具有良好的抑菌效果及對食品風(fēng)味破壞程度的最小化，可以采用包合技術(shù)或助溶方式作為食品添加劑運(yùn)用到實(shí)際應(yīng)用中，其應(yīng)用前景較為廣闊。

2.4 檸檬烯、1,8-桉葉素與左旋香芹酮對4 種實(shí)驗(yàn)菌菌液電導(dǎo)率的影響

圖4 檸檬烯對4 種實(shí)驗(yàn)菌菌液電導(dǎo)率的影響Fig. 4 Effect of cinene on electric conductivity of bacterial suspensions

圖5 1,8-桉葉素對4 種實(shí)驗(yàn)菌菌液電導(dǎo)率的影響Fig. 5 Effect of 1,8-cineole on electric conductivity of bacterial suspensions

圖6 左旋香芹酮對4 種實(shí)驗(yàn)菌菌液電導(dǎo)率的影響Fig. 6 Effect of L(-)-carvone on electric conductivity of bacterial suspensions

菌液電導(dǎo)率變化是細(xì)胞膜滲透性變化的間接表現(xiàn)，3 種標(biāo)準(zhǔn)品檸檬烯、1,8-桉葉素和左旋香芹酮對4 種實(shí)驗(yàn)菌菌液電導(dǎo)率影響的實(shí)驗(yàn)結(jié)果分別見圖4～6。菌液的電導(dǎo)率隨時(shí)間的延長而緩慢增大，加入檸檬烯、1,8-桉葉素和左旋香芹酮后的4 種實(shí)驗(yàn)細(xì)菌菌液電導(dǎo)率隨時(shí)間的延長迅速增大，6～8 h時(shí)才趨于穩(wěn)定，實(shí)驗(yàn)組的電導(dǎo)率相比對照組更大。總體來看當(dāng)作用6 h時(shí)，實(shí)驗(yàn)組電導(dǎo)率與對照組電導(dǎo)率差異最大，說明檸檬烯、1,8-桉葉素和左旋香芹酮皆可改變4種實(shí)驗(yàn)細(xì)菌細(xì)胞膜的通透性，起到抑制生長、殺滅的作用。

2.5 掃描電子顯微鏡分析

圖7 檸檬烯處理前后實(shí)驗(yàn)菌效果對比圖Fig. 7 Scanning electron micrographs of tested bacteria treated with cinene

圖8 1,8-桉葉素處理前后實(shí)驗(yàn)菌效果對比圖Fig. 8 Scanning electron micrographs of tested bacteria treated with 1,8-cineole

圖9 左旋香芹酮處理前后實(shí)驗(yàn)菌效果對比圖Fig. 9 Scanning electron micrographs of tested bacteria treated with L(-)-carvone

圖7 ～9依次為檸檬烯、1,8-桉葉素和左旋香芹酮對4 種實(shí)驗(yàn)菌作用前后菌體形態(tài)對比圖。對照組菌體外觀飽滿，表面光滑、折光性好；實(shí)驗(yàn)組添加培養(yǎng)后菌體產(chǎn)生皺縮、干癟，且菌體表面有明顯凹陷。說明檸檬烯、1,8-桉葉素和左旋香芹酮皆可以對4 種實(shí)驗(yàn)菌的生長產(chǎn)生抑制效果，通過破壞細(xì)菌細(xì)胞膜、使細(xì)胞通透性增加、核酸泄漏的方式，最終導(dǎo)致細(xì)菌細(xì)胞的死亡。

3 結(jié) 論

本研究以天然源植物揮發(fā)油抑菌效果為基礎(chǔ)，發(fā)現(xiàn)檸檬油、茶樹油和留蘭香油對4 種實(shí)驗(yàn)細(xì)菌都具有抑制效果。其中留蘭香油對所有實(shí)驗(yàn)菌都起到殺菌作用。從綜合抑菌效果上看，留蘭香油效果最好。進(jìn)一步利用GC-MS對檸檬油、茶樹油及留蘭香油進(jìn)行抑菌活性物質(zhì)的分析，得到對應(yīng)含量最高的化合物分為檸檬烯、1,8-桉葉素與左旋香芹酮，含量分別為65.50%、48.67%和35.67%。相同質(zhì)量濃度下，左旋香芹酮在抑制4 種實(shí)驗(yàn)菌的效果上普遍優(yōu)于檸檬烯和1,8-桉葉素。其中左旋香芹酮對于E. coli、S. aureus、L. monocytogenes 3 種實(shí)驗(yàn)菌的MIC均為12.5 μg/mL，而檸檬烯則在50 μg/mL時(shí)對于E.coli有抑制效果，1,8-桉葉素在50 μg/mL對S. enteritidis有抑制效果。左旋香芹酮在12.5 μg/mL就對E. coli和S. aureus具有較好殺菌效果，對S. enteritidis的MBC則為50 μg/mL，但檸檬烯對S. enteritidis殺菌效果不明顯。通過菌液的電導(dǎo)率驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)證明3 種化合物皆可改變細(xì)菌細(xì)胞膜的通透性，起到抑制生長、殺菌的作用。而根據(jù)掃描電子顯微鏡照片細(xì)菌細(xì)胞形態(tài)對比，發(fā)現(xiàn)加入活性化合物的細(xì)菌發(fā)生皺縮、干癟、且菌體表面有明顯的凹陷，同樣證明了3 種化合物對于實(shí)驗(yàn)菌具有抑制生長繁殖、破壞細(xì)胞膜、使細(xì)胞膜通透性增加、大分子物質(zhì)泄漏的作用，最終可以導(dǎo)致細(xì)菌細(xì)胞死亡，證明了檸檬烯、1,8-桉葉素和左旋香芹酮分別為檸檬油、茶樹油和留蘭香油的主要抑菌成分。

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Antibacterial Ingredients and Mechanism of Volatile Oils from Three Kinds of Plants against Foodborne Bacteria

PAN Xuchi1, XU Jianfeng1,*, FU Yusheng1, Lü Liuzhuang1, YU Xiaowei2
(1. National Experimental Teaching Demonstration Center for Food Science and Engineering, Shanghai Engineering Research Center of Aquatic-Product Processing and Preservation, College of Food Science and Technology, Shanghai Ocean University, Shanghai 201306, China; 2. Sixth People’s Hospital East Campus, Shanghai 201306, China)

The antibacterial effects of the volatile oils extracted with absolute ethanol from lemon flowers (Citrus limon), tea tree leaves (Melaleuca alternifolia) and spearmint leaves (Mentha spicata L.) against Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Salmonellas enteritidis and Listeria monocytogenes were investigated in this study, and their active ingredients were identified by gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS). Meanwhile, the antibacterial mechanism was evaluated by determining the electric conductivity of bacterial suspensions and observing bacterial cells by scanning electron spectroscopy (SEM). The active ingredients were identified as cinene (65.50%) in lemon oil, 1,8-cineole (48.67%) in tea tree oil, and cinene (16.33%) and L(-)-carvone (35.67%) in spearmint oil. Among these, spearmint oil and its L(-)-carvone had the broadest antibacterial spectrum and strongest antibacterial activity. SEM examination showed that the bacterial cells were crumpled and ruptured after active ingredient treatment, demonstrating these substances could effectively suppress bacterial growth and reproduction by changing cell membrane permeability.

antibacterial effect; Escherichia coli; Staphylococcus aureus; Salmonellas enteritidis; scanning electron microscope (SEM); gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS)

10.7506/spkx1002-6630-201713024

TS201.3

A

1002-6630（2017）13-0143-07

潘旭遲, 許劍鋒, 傅昱晟, 等. 3 種植物揮發(fā)油抑制食源性細(xì)菌生長活性成分及機(jī)理[J]. 食品科學(xué), 2017, 38(13): 143-149. DOI:10.7506/spkx1002-6630-201713024. http://www.spkx.net.cn

PAN Xuchi, XU Jianfeng, FU Yusheng, et al. Antibacterial ingredients and mechanism of volatile oils from three kinds of plants against foodborne bacteria[J]. Food Science, 2017, 38(13): 143-149. (in Chinese with English abstract)

10.7506/ spkx1002-6630-201713024. http://www.spkx.net.cn

2016-05-31

上海市進(jìn)一步加快中醫(yī)藥事業(yè)發(fā)展三年行動(dòng)計(jì)劃項(xiàng)目（ZY3-CCCX-3-3044）

潘旭遲（1995—），女，本科生，研究方向?yàn)樯锛夹g(shù)（海洋生物制藥）。E-mail：panxuchi1514@126.com

*通信作者：許劍鋒（1968—），男，副教授，博士，研究方向?yàn)楹Ｑ筇烊凰幬?。E-mail：jfxu@shou.edu.cn