胡新穎,陶玉欣,李興國,劉盼盼,陳俊亮,費 鵬
(河南科技大學 食品與生物工程學院,河南 洛陽 471023)
多酚普遍存在于植物當中,由于其具有抗氧化、預防癌癥、抑菌等方面的生理功效,備受研究者關注[1]。由于酚羥基在有氧的條件易氧化成醌,降低了環(huán)境中氧的含量,并能夠清除人體中的自由基,所以大多數(shù)植物的多酚類化合物都具有抗氧化活性,這也是多酚類物質具有延緩衰老、降低高血壓、降低高血脂、預防癌癥和抑菌抗炎功能的原因[2-3]。目前,茶多酚[4]、黑木耳多酚[5]、洋蔥多酚[6]、蓮子多酚[7]、菱莖多酚[8]等植物多酚的抗氧化、抑菌活性的研究也已被報道。
大麥是世界第四大谷類作物,其營養(yǎng)成分豐富,除了碳水化合物、蛋白質、膳食纖維等,還含有維生素、核黃素和胚芽維。雖然大麥中營養(yǎng)物質豐富,但是隨著人們對大麥功能性的重視,如何繼續(xù)開發(fā)大麥的功能性成為目前需要解決的問題。大麥中多酚類化合物含量豐富,因此有足夠的證據(jù)表明大麥多酚具有較好的抗氧化活性和抑菌能力[10]。
試驗以大麥為原料,從中提取多酚類物質,通過考查大麥多酚對羥基自由基(·OH)、超氧陰離子(·) 和1,1 - 二苯基- 2 - 三硝基苯肼(DPPH)的清除能力,評估其抗氧化能力;通過測得大麥多酚對金黃色葡萄球菌、單增李斯特菌、鼠傷寒沙門氏菌、大腸桿菌和克羅諾桿菌的抑菌圈直徑、MIC值和MBC 值,評估其抑菌能力,以期擴展大麥多酚的功能性。
大麥,購自洛陽大張超市;硫酸亞鐵、維C、無水乙醇、水楊酸、雙氧水、DPPH、氫氧化鈉、磷酸氫二鉀,均為分析純,洛陽昊華化學試劑有限公司提供;溶菌肉湯培養(yǎng)基(LB) 和胰酪胨大豆瓊脂培養(yǎng)基(TSA),青島海博生物有限公司提供。
供試菌株:大腸桿菌(Escherichia coliO157∶H7)、金黃色葡萄球菌(Staphylococcus aureusATCC 13565)、沙門氏菌(Salmonella typhimuriumATCC 14028)、克羅諾桿菌(CronobacterATCC 29544) 和單增李斯特氏菌(Listeria monocytogenesCMCC 54004),東北農業(yè)大學提供。
牛津杯,上海橋星貿易有限公司產品;UV-1100 型分光光度儀,上海美譜達儀器有限公司產品;HH-S2 型水浴鍋,金壇市醫(yī)療儀器廠產品;CP213 型電子天平,上海奧豪斯儀器有限公司產品;YM30B 型滅菌鍋,上海三申醫(yī)療器械有限公司產品;KDC-16H 型離心機,科大創(chuàng)新股份有限公司產品;Bcn 1360 型無菌工作臺,上海佳勝儀器制造有限公司產品。
1.3.1 大麥多酚的提取
將大麥碾碎成粉,過80 目篩網(wǎng),在溫度78 ℃,pH 值4.7,料液比1∶30 條件下浸泡提取95 min,抽濾2 次,濾液合并后旋轉蒸發(fā),40 ℃下真空濃縮得到大麥多酚濃縮液,最后使用冷凍干燥機干燥成粉末。
1.3.2 抗氧化活性的測定
將大麥多酚粉末配制成質量濃度依次是0.1,0.2,0.3,0.4,0.5 mg/mL 的樣品,分別測定其對·OH,·和DPPH·的清除能力,并以維C 做陽性對照。
(1) 大麥多酚對·OH 的清除率。根據(jù)吳琳珊[11]的方法,在試管中依次添加9 mmol/L 的FeSO4溶液1 mL,9 mmol/L 的醇溶水楊酸2 mL,去離子水2 mL及8.8 mmol/L 的H2O22 mL,振蕩后暗處放30 min,于波長510 nm 處檢驗吸光度即A0,此時以不加H2O2的體系作為空白溶液。取系列試管,依次加入FeSO4溶液1 mL,乙醇-水楊酸2 mL,樣品2 mL 及H2O22 mL,在上述同樣的條件下反應后測定吸光度記為A1,同上不加H2O2但加樣品測得的吸光度為A2。A1,A2測定時拿蒸餾水作參比。結果測3 次取平均。按下式計算·OH 的清除率:
(3) 大麥多酚對DPPH·的清除率。采用DPPH·比色法測定大麥多酚對DPPH·的清除能力[13]。配制0.2 mmol/L 乙醇溶解的DPPH·備用。向樣品管按順序移入2 mL 的樣品和醇溶DPPH·;在對照管中依次加入2 mL 的樣品溶液和無水乙醇;向空白管按順序移入2 mL 的醇溶DPPH·和無水乙醇。將3 個管分別振蕩,在暗處放置30 min,于波長517 nm 處檢驗吸光度,依次記為A1,A2,A0。同時用維C 作陽性對照。結果測3 次取平均。按照下式計算DPPH·的清除率:
1.3.3 大麥多酚抑菌活性的測定
(1) 抑菌圈直徑的測定。調整菌液濃度為107CFU/mL,取100 μL 涂布在TSA 平板上,將牛津杯水平插入TSA 平板中,每個平板放3 個。向每個牛津杯中加入10 mg/mL 的大麥多酚溶液200 μL,于37 ℃下培養(yǎng)24 h,測定抑菌圈的直徑,重復3 次,取平均值[14]。
(2) MIC 和MBC 值的測定。將滅菌的TSA 冷卻至45 ℃后,放入24 孔板中,再加入大麥多酚使其質量濃度依次為0.312 5,0.625 0,1.250 0,2.500 0,5.000 mg/mL,然后混勻。室溫下冷卻凝固后接種107CFU/mL的菌懸液2 μL 到每孔中央,于37 ℃條件下培養(yǎng)24 h 觀察菌類生長情況,MIC 即為肉眼不見受試菌株生長的大麥多酚的最小濃度。取100 μL 菌懸液在質量濃度為0.625,1.25,2.5,5 mg/mL 的大麥多酚溶液中37 ℃培養(yǎng)24 h 后涂布在TSA 平板上,菌落無法生長的大麥多酚最小濃度即為MBC 值[14]。
2.1.1 大麥多酚對·OH 的清除能力
不同質量濃度的大麥多酚對·OH 的清除率見圖1。
圖1 不同質量濃度的大麥多酚對·OH 的清除率
以維C 為陽性對照,測定0.1,0.2,0.3,0.4,0.5 mg/mL 的大麥多酚對·OH 的清除能力,結果如圖1 所示。大麥多酚對·OH 的清除能力隨著其質量濃度的增加而增加,0.5 mg/mL 的大麥多酚對·OH 的清除能力為18.78%,低于同等質量濃度下維C 對·OH的清除能力,考慮到維C 是強的抗氧化劑,因此大麥多酚對·OH 的清除能力是可以接受的。
圖2 不同質量濃度的大麥多酚對·的清除率
2.1.3 大麥多酚對DPPH·的清除能力
不同質量濃度的大麥多酚對DPPH·的清除率見圖3。
以維C 為陽性對照,測定0.1,0.2,0.3,0.4,0.5 mg/mL 的大麥多酚對DPPH·的清除能力,結果如圖3 所示。大麥多酚對·OH 的清除能力隨著其質量濃度的增加而增加,0.5 mg/mL 的大麥多酚對DPPH·的清除能力為82.05,略低于同等質量濃度下維C 對DPPH·的清除能力,因此大麥多酚對DPPH·具有較好的清除能力。
大麥多酚對食源性致病菌的抑菌效果見表1。
圖3 不同質量濃度的大麥多酚對DPPH·的清除率
表1 大麥多酚對食源性致病菌的抑菌效果
試驗以DIZ,MIC 和MBC 為評價指標,測定大麥多酚對5 種食源性致病菌的抑菌效果。結果表明,大麥多酚對金黃色葡萄球菌ATCC 13565(G+)、單增李斯特菌CMCC 54004(G+)、鼠傷寒沙門氏菌ATCC 14028(G-)、大腸桿菌O157∶H7(G-) 和克羅諾桿菌ATCC 29544(G-) 這5 種受試菌株的抑菌圈直徑分別15.5±0.21,15.3±0.18,16.8±0.17,16.5±0.14,16.6±0.19 mm。大麥多酚對金黃色葡萄球菌和單增李斯特菌的MIC 是2.5 mg/mL,MBC是5.0 mg/mL;對鼠傷寒沙門氏菌、大腸桿菌和克羅諾桿菌的MIC 是1.25 mg/mL,MBC 是2.5 mg/mL。