丁香、甘草协同抑菌作用研究

张雁南，宁志亮，陈长武，王大为*

(1.吉林工程技术师范学院食品工程学院，吉林 长春 130052；2.吉林农业大学食品科学与工程学院，吉林 长春 130118)

丁香、甘草协同抑菌作用研究

张雁南1，宁志亮1，陈长武1，王大为2,*

(1.吉林工程技术师范学院食品工程学院，吉林 长春 130052；2.吉林农业大学食品科学与工程学院，吉林 长春 130118)

对丁香、甘草、八角、白芷、草蔻和胡椒6种常用香辛料提取液的抑菌作用进行研究，选择抑菌作用较强的香辛料提取液进行协同抑菌作用研究，确定协同作用的最佳配比。结果表明：丁香和甘草提取液抑菌作用较强，丁香与甘草提取液的最佳配比为体积比5:3，协同抑菌作用大于单一提取液。研究了复配液的最小抑菌质量浓度(MIC)，对细菌的MIC为3.125mg/mL，对霉菌的MIC为6.25mg/mL，在较低质量浓度下即可达到较好的抑菌效果。

香辛料；丁香；甘草；抑菌作用；协同作用

Abstract：The inhibitory effects of ethanol extracts from six commonly used spices on five species of microorganisms were measured and compared in order to screen spices with higher antimicrobial activity, and the optimal mixing ratio for screened spices resulting in the best synergistic antimicrobial effect was determined. Clove and licorice were the selected spices based on the results from the comparison of antimicrobial activity, and the best mixing ratio for the ethanol extracts from them was 5:3(V/V), which gave a synergistic antimicrobial effect better than single uses of them. The mixture presented minimum inhibitory concentrations (MIC) of 3.125 mg/mL for bacteria and 6.25 mg/mL for mold and could show better antimicrobial effect at a low concentration.

Key words：spices；clove；licorice；antimicrobial activity；synergistic effect

香辛料一般指具有食用安全性的芳香植物的根、树皮、种子或果实，具有调味增香的作用，大多数香辛料具有抑菌防腐作用和抗氧化作用[1-2]，某些品种如豆蔻、丁香、枸杞等还是药食兼用的名贵原料，香辛料已经成为天然食品防腐剂的重要来源。目前关于植物香辛料抑菌作用的报道多集中在单独使用时的抗菌效果，关于协同抑菌效应的报道较少，而丁香、甘草协同抑菌作用还未见报道。

本研究选择丁香、甘草、八角等6种常用香辛料，以大肠杆菌、枯草芽孢杆菌、青霉等5种微生物为供试菌，考察了6种香辛料提取液的抑菌效果，选择抑菌作用较强的丁香和甘草进行协同抑菌作用研究，确定提取液的最佳配比，并测定复配液的最低抑菌浓度，以期为香辛料天然食品防腐剂的开发利用提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

丁香、甘草、八角、白胡椒、白芷、草蔻为市售优级品，无霉变、无虫蛀、干燥、形态完整。

青霉(Penicilliumsp.)、黑曲霉(Aspergillus niger)、鼠伤寒沙门氏菌(Salmonella typhimurium)、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、大肠杆菌(Escherichia coli) 吉林工程技术师范学院食品工程学院微生物实验室。

牛肉膏、蛋白胨、琼脂 北京奥博星生物技术有限责任公司；无水乙醇、硝酸钠、磷酸氢二钾、氯化钾、硫酸镁、硫酸亚铁、氯化钠、氢氧化钠、蔗糖(均为分析纯) 北京化工厂。

分别配制牛肉膏蛋白胨培养基(培养细菌用)和查氏培养基(培养霉菌用)[3]，备用。

1.2 仪器与设备

FW177型中草药粉碎机 天津市泰斯特仪器有限公司；HH-S型水浴锅 巩义市予华仪器有限责任公司；RE-52C型旋转蒸发仪 上海亚荣生化仪器厂；SHB-ⅢA循环水式多用真空泵 西安太康生物科技有限公司；LRH-250-S型恒温恒湿培养箱 广东省医疗器械厂；DRH-100型电热恒温箱 广东省环境保护仪器设备厂；LDZX-40Ⅱ型立式自动电热压力蒸汽灭菌器 上海申安医疗器械厂；单人垂直净化工作台 苏州三兴净化科技有限公司。

1.3 方法

1.3.1 抑菌物质的提取

原料干燥后，粉碎至可全部通过孔径为0.420mm的标准筛。提取方法根据前期实验结果，采用体积分数65%的乙醇溶液，料液比1:10(m/V)，提取温度60℃，浸提2h，过滤，旋转蒸发仪浓缩，制备质量浓度为1g/mL的提取液。

1.3.2 菌悬液的制备[4]

将各供试菌在各自的培养基上活化后，分别用灭菌生理盐水配制成含菌数106～107个/mL的菌悬液备用。一般挑选大小适中的菌落2个，无菌操作加入9mL无菌生理盐水中、混匀。

1.3.3 抑菌效果的测定

采用滤纸片法[5-6]。用打孔器将定性滤纸加工成直径6mm的圆形滤纸片，干热灭菌，取无菌滤纸片放入各提取液中浸泡1h，取出、晾干。将各供试菌悬液取0.2mL滴到凝固好的无菌平板上，涂布均匀，放置1h，将上述含提取液且已干燥的滤纸片贴在含菌平板上，每个平板内等距离贴3片，以体积分数为65%的乙醇溶液浸泡的滤纸片作为对照，将培养皿倒置于恒温培养箱中培养，细菌37℃培养24h，霉菌28℃培养48h。提取液和对照均设3个重复。培养结束后测量抑菌圈直径大小，取其平均值，以抑菌圈直径为指标评价提取液的抑菌效果。

1.3.4 提取液的协同抑菌实验

考虑到香辛料提取液应用于食品的防腐保鲜，提取液不能影响食品本来的色泽、气味，因此选择抑菌效果较强、气味较轻、颜色较浅的香辛料提取液进行复配，考察协同抑菌效果，测定方法同1.3.3节。

1.3.5 复配液最低抑菌质量浓度(MIC)的测定

采用二倍稀释法[7]：将复配液用无菌蒸馏水进行倍比稀释，其系列质量浓度为100、50、25、12.5、6.25、3.125、1.563mg/mL。用无菌吸管分别吸取2mL稀释液加入到无菌培养皿中，然后每皿倒入15～20mL已灭菌并冷却至50℃左右的培养基，充分混匀，制成含样品平板。每平板加入0.2mL菌悬液，涂匀，培养，以完全没有菌生长的最低质量浓度为复配液的最低抑菌质量浓度。

2 结果与分析

2.1 不同香辛料提取液的抑菌作用

将丁香、甘草、八角等如1.3.1节制备提取液，如1.3.3节考察各提取液对大肠杆菌、鼠伤寒沙门氏菌、枯草芽孢杆菌、青霉、黑曲霉的抑菌效果。

表1 不同香辛料提取物对供试菌的抑制作用Table1 Comparison of antimicrobial effects of ethanol extracts from six commonly used spices on five species of microorganisms mm

由表1可看出，各提取液都对供试菌都表现出了一定的抑制作用，其中丁香、甘草、八角提取液对大肠杆菌、枯草芽孢杆菌、鼠伤寒沙门氏菌、青霉的抑制作用较强；丁香、八角提取液对黑曲霉的抑制作用明显优于甘草、胡椒、草蔻等提取液；胡椒、白芷提取液对霉菌的抑制作用优于其对细菌的抑制作用。综合考虑，丁香、甘草、八角提取液的抑菌作用较强，其中丁香提取液的抑菌作用最强。

2.2 丁香、甘草提取液的协同抑菌作用

由于八角提取液的气味较重，选择丁香和甘草提取液按照表2进行复配，考察其协同抑菌作用。复配液的抑菌效果见表3。

表2 丁香和甘草提取液复配方案Table 2 Mixing ratios for ethanol extracts from clove and licorice

表3 复配液对供试菌的抑制作用Table 3 Antimicrobial effects of ethanol extracts from clove and licorice mixed in different ratios mm

由表3可看出，两种提取液混合后，随着二者体积比的不同，抑菌成分之间既有协同增效作用，使复配液对某些供试菌的抑菌效果高于单一提取液；又有拮抗作用，使复配液对某些供试菌的抑菌效果低于单一提取液。丁香、甘草提取液中有效成分较为复杂，相互之间的反应机理还有待于进一步研究。 对表3中各处理组的抑菌性能进行差异显著性分析，结果见表4～8。

表4 复配液对大肠杆菌抑制作用的差异显著性分析Table 4 Significance of difference in anti-E. colieffects of ethanol extracts from clove and licorice mixed in different ratios

表5 复配液对枯草芽孢杆菌抑制作用的差异显著性分析Table 5 Significance of difference in anti-Bacillus subtiliseffects of ethanol extracts from clove and licorice mixed in different ratios

表6 复配液对鼠伤寒沙门氏菌抑制作用的差异显著性分析Table 6 Significance of difference in anti-Salmonella typhimuriumeffects of ethanol extracts from clove and licorice mixed in different ratios

表7 复配液对青霉抑制作用的差异显著性分析Table 7 Significance of difference in anti-Penicilliumsp. effects of ethanol extracts from clove and licorice mixed in different ratios

表8 复配液对黑曲霉抑制作用的差异显著性分析Table 8 Significance of difference in anti-Aspergillus nigereffects of ethanol extracts from clove and licorice mixed in different ratios

从表4～8可看出，处理号7对大肠杆菌、枯草芽孢杆菌、鼠伤寒沙门氏菌、黑曲霉的抑制作用最强，与其他处理号存在显著性差异。从表7可看出，处理号6、7对青霉的抑制作用与其他处理号存在显著性差异，处理号6、7之间也存在显著性差异，但二者对青霉都表现出较强的抑制作用。与单一提取液比较，处理号7对细菌的抑制作用强于丁香提取液，稍弱于甘草提取液，对霉菌的抑制作用强于单一提取液。处理号7的抑菌圈直径总和103.27mm，均值20.65mm，高于单一提取液和其他处理号。综合考虑，选择处理号7的比例作为复配液的最佳配比。同时，处理号7的抑菌效果高于张百刚等[8]、钱昆等[9]、汪生等[10]的研究结果。

2.3 7号复配液最低抑菌质量浓度(MIC)

表9 复配液对供试菌MIC的测定Table 9 MICs of ethanol extracts from clove and licorice mixed in optimal ratio

由表9可看出，复配液在较低质量浓度下对细菌和霉菌的抑制效果较好。不同质量浓度的复配液对供试菌的抑制效果存在差异，原因可能是各种供试菌对同一抑菌成分的敏感程度不同。

3 结 论

3.1 对丁香、甘草、八角、白芷、草蔻、胡椒等6种常用香辛料提取液的抑菌作用进行了研究，6种香辛料都有一定的抑菌作用，丁香提取液对细菌和霉菌都表现出了较强的抑制作用，甘草、八角提取液的抑菌作用优于白芷、草蔻、胡椒提取液。

3.2 选择抑菌作用强、气味较轻的丁香、甘草提取液进行复配，考察其协同抑菌作用。丁香与甘草提取液的体积比为5:3时协同抑菌作用最强，高于单一提取液，抑菌圈直径总和达到为103.27mm，均值20.65mm。

3.3 7号复配液对细菌的MIC为3.125mg/mL，对霉菌的MIC为6.25mg/mL，说明在较低质量浓度下复配液的抑菌效果较好。

天然植物香辛料来源广泛，价格低廉，选出具有抑菌活性的香辛料并通过复配制备出高效、安全的复合保鲜剂将有广阔的开发前景。香辛料提取液多有刺激气味，直接添加到食品中对食品风味有一定的影响，丁香和甘草成分之间存在着抗菌性的协同增效作用，在食品中联合使用，可减少香辛料的用量，降低对食品风味的影响，扩大其使用范围，也能降低成本。

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Synergistic Antimicrobial Effect of Ethanol Extracts from Clove and Licorice

ZHANG Yan-nan1，NING Zhi-liang1，CHEN Chang-wu1，WANG Da-wei2,*
(1.College of Food Engineering, Jilin Teachers’ Institute of Engineering and Technology, Changchun 130052, China；2.College of Food Science and Engineering, Jilin Agricultural University, Changchun 130118, China)

TS201.3

A

1002-6630(2010)21-0065-04

2010-09-02

国家“863”计划项目(2007AA10Z336)

张雁南(1976—)，女，讲师，硕士，研究方向为天然植物功能成分提取及食品保鲜。E-mail：zhyn1221@163.com

*通信作者：王大为(1960—)，男，教授，博士，研究方向为粮食、油脂与植物蛋白工程及功能食品。E-mail：xcpyfzx@163.com