茶多酚与茶皂素及其复配液的抑菌作用研究

晏秀梅，魏 静，许靖逸，李 解，郭 襄

（四川农业大学园艺学院，四川雅安 625000）

茶多酚与茶皂素及其复配液的抑菌作用研究

晏秀梅，魏 静，许靖逸*，李 解，郭 襄

（四川农业大学园艺学院，四川雅安 625000）

采用牛津杯法，研究不同浓度茶皂素、茶多酚单独使用与复配使用对食品常见污染菌金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌作用。结果表明，茶多酚、茶皂素及其复配液对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌均有不同程度的抑制作用，差异具有统计学意义（p＜0.05），呈现随浓度增大其抑菌作用越强的趋势；茶皂素和茶多酚复配使用时表现出明显的协同抑菌作用，复配液抑菌效果与浓度成正相关，特别是一定浓度的茶皂素中复配不同浓度的茶多酚对两种菌的抑制作用明显强于同浓度茶皂素的抑菌活性；同时，同浓度的茶多酚、茶皂素及其复配液对大肠杆菌的抑制作用均强于对金黄色葡萄球菌的抑制作用。研究显示，茶多酚、茶皂素及其复配液均具有良好的抑菌效果，抑菌作用与浓度成正相关。

茶多酚，茶皂素，金黄色葡萄球菌，大肠杆菌，抑菌效果

茶 叶 中 含 有 茶 多 酚（tea polyphenols，TP）、茶 皂素（tea saponin，TS）和氨基酸等多种生物活性物质[1]，对人体具有很高的营养价值。其中茶多酚是茶叶中的主要化学成分，大量研究表明，茶多酚具有较强的消除自由基、抗辐射、抗癌和抗衰老等作用[2]。另外，茶多酚还有抑菌作用，能防止食物腐败变质[3]，延长食品的保鲜期，是一种安全理想的抗氧化剂和抑菌剂，在果蔬、肉制品、糕点等方面的防腐保鲜中得到广泛应用。茶皂素是茶籽中含量较高的一种化学成分，不仅具有良好的乳化、发泡及润滑等表面活性作用[4]，而 且 具 有 明 显 的 抗 病 毒[5]、抗 菌 消 炎[6]、杀 虫 驱虫[7]等作用，对典型革兰氏细菌、酵母菌也具有强烈抑制作用，具有食品防腐和保鲜功能[8]。国内外研究表明，将几种不同的天然防腐剂配合使用，可使食品杀 菌 条 件 更 趋 温 和 ，达 到 互 补 或 协 同 增 效 作 用[9-10]。已有研究表明，茶多酚与一些植物提取物复配具有协同抑菌效果。但将茶叶中提取的茶多酚和茶皂素进行混合抑菌实验的研究尚未见报道，所以本实验以茶多酚和茶皂素为抑菌材料，通过牛津杯法[11]，观察茶多酚和茶皂素单独使用以及两者按一定比例复配使用对两种常见食品污染菌大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑制效果，为高效、安全、经济的新型天然防腐剂的开发和研制开辟新途径，为茶副产物的开发利用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

大 肠 杆 菌（Escherichia coli），金 黄 色 葡 萄 球 菌（Staphylococcus aureus） 均由四川农业大学食品学院食品质量与安全研究室提供；茶多酚（纯度90%）食品级，四川省克鲁尼茶叶生物科技有限公司；茶皂素（纯度90%） 从茶籽中提取，杭州青田中野天然植物科技有限公司。

HPG-280B型光照培养箱 哈尔滨市东联电子技术开发有限公司；SS-325型全自动高压灭菌锅 日本TOMY公司；超净工作台 苏净集团安泰公司；牛津杯 内径6mm，外径8mm，广州北锐精密仪器有限公司；牛肉膏蛋白胨培养基 蛋白胨1g，牛肉膏0.3g，琼脂粉2g，氯化钠0.5g，蒸馏水100mL。

1.2 实验方法

1.2.1 细菌平板计数及菌悬液的制备 在无菌操作台上，将大肠杆菌、金黄色葡萄球菌分别接种至牛肉膏蛋白胨琼脂斜面培养基上，置于37℃恒温培养箱培养24h。然后从斜面琼脂培养基上分别挑出受试菌株的菌落，划线接种到适宜的平板培养基上，置于37℃恒温培养箱培养24h后，按常规平板计数方法进行细菌计数。根据平板计数的结果，选取待测菌并用无菌生理盐水稀释到1×106CFU/mL，以备下一步实验使用。

1.2.2 茶多酚、茶皂素及其复配溶液的配制 茶多酚溶液的制备：在超净工作台上，准确称取用紫外灭菌的茶多酚粉末0.5g，用无菌蒸馏水溶解并定容至50mL，制成10mg/mL的溶液。取已配制的10mg/mL茶多酚溶液10mL至50mL的容量瓶中，用蒸馏水定容至刻度，制成2.0mg/mL的溶液。再依次稀释成1.6、1.0mg/mL的溶液，分别作为1、2、3处理组。

茶皂素溶液的制备：在超净工作台上，称取用紫外灭菌的茶皂素粉末5.0g，用无菌蒸馏水溶解并定容至50mL，制成100mg/mL的茶皂素溶液。取已配制的100mg/mL的茶皂素溶液25mL于50mL容量瓶中，用蒸馏水定容，制成50mg/mL的溶液。照此方法稀释成25mg/mL的浓度，分别作4、5、6处理组。

茶多酚与茶皂素复配液的配制：将上述配制好的茶皂素和茶多酚溶液以同体积相复配，复配液浓度分别为（2.0+100.0）、（2.0+50.0）、（2.0+25.0）、（1.60+ 100.0）、（1.60+50.0）、（1.60+25.0）、（1.0+100.0）、（1.0+ 50.0）、（1.0+25.0）mg/mL（括号中，前面的数字为茶皂素浓度，后面的数字为茶多酚浓度）。

1.2.3 抑菌实验 采用双层平板透明圈法，即在无菌培养皿中倒入5mL高压灭菌的琼脂（下层），待凝固后，迅速在平板上十字形放入4只灭过菌的牛津杯。在无菌条件下加入混有受试菌的培养基15mL（上层按100mL培养基中加入浓度为1×106CFU/mL的受试菌悬液1mL）。待培养基凝固后取出牛津杯，分别向每个孔中加入上述制备好的茶皂素、茶多酚及两者复配液100μL，空白对照为相同体积的无菌蒸馏水。将平板置于37℃的光照培养箱中培养，20h后观察并测量抑菌圈的直径，每个抑菌圈测量3次，每个浓度做3次重复，取平均值。

2 结果与分析

2.1 茶多酚、茶皂素及其复配液对大肠杆菌的抑菌活性

由表1可知，茶多酚和茶皂素单独使用时对大肠杆菌的生长均表现出一定的抑制作用，并随浓度增大抑菌作用增强，其中当茶多酚溶液的浓度为2.00mg/mL时对大肠杆菌的抑菌圈极显著大于浓度分别为1.6mg/mL和1.00mg/mL茶多酚溶液的抑菌圈（p＜0.01）；当茶皂素的浓度为100.00mg/mL时，对大肠杆菌的抑菌圈极显著大于其他两个低浓度的（p＜0.01）。说明茶多酚、茶皂素对大肠杆菌的抑菌作用与其浓度有关。当茶多酚和茶皂素按一定比例复配时，总体上随着两者复配液浓度比例的增大抑菌效果增强，抑菌效果优于同浓度的两者单独使用的抑菌作用。当茶多酚浓度为2.0mg/mL与浓度为100mg/mL茶皂素复配时，抑菌作用最强，抑菌圈直径为18.10mm，极显著大于其他浓度的复配液（p＜0.01）。表明茶皂素和茶多酚复配对大肠杆菌的抑菌效果强于两者单独使用的抑菌效果，即适当浓度的茶多酚和茶皂素复配具有一定的协同增效作用，其协同效应与两者复配的浓度成正相关。

表1 茶多酚、茶皂素及其复配液对大肠杆菌的抑菌效果Table 1 The inhibition effect of tea polyphenols and tea saponin and their blends against Escherichia coli

2.2 茶多酚、茶皂素及其复配液对金黄色葡萄球菌的抑菌活性

由表2可知，茶多酚和茶皂素单独使用时对金黄色葡萄球菌均有抑制作用，并随两者浓度的增大，抑制作用增强。其中当茶多酚溶液的浓度为2.00mg/mL时对金黄色葡萄球菌的抑菌圈显著大于浓度为1.60mg/mL和1.00mg/mL茶多酚（p＜0.05）。当茶皂素的浓度为100.00mg/mL时对金黄色葡萄球菌的抑菌圈极显著大于其他两组浓度（p＜0.01）。且当茶多酚和茶皂素按一定比例复配后对金黄色葡萄球菌的抑制作用随着两者复配浓度的增大，抑菌效果越明显，其中以浓度为2.0mg/mL茶多酚和浓度为100mg/mL茶皂素复配时，抑菌作用最强，抑菌圈直径为13.89mm，极显著大于其他浓度的复配液（p＜0.01）。说明茶多酚和茶皂素联合使用的抑菌活性高于单独使用同浓度茶多酚的抑菌活性，两者复配表现出一定的协同增效作用，以两者高浓度复配效果最明显。

表2 茶多酚、茶皂素及其复配液对金黄色葡萄球菌的抑菌效果Table 2 The inhibition effect of tea polyphenols and tea saponin and their blends against Staphylococcus aureus

结果发现，茶多酚、茶皂素及其复配液对两种食物病原菌都具有不同程度的抑制作用，同等浓度的茶多酚、茶皂素及其复配液对大肠杆菌的抑制作用强于对金黄色葡萄球菌的抑制作用，推测其原因可能与这两种菌种类、生长的pH及茶多酚和茶皂素对微生物的抑菌具有选择性等有关。另外，茶多酚和茶皂素具有协同抑菌作用，随着两者复配液浓度比例的增大，抑菌效果增强，特别是一定浓度的茶皂素中复配不同浓度的茶多酚对两种菌的抑制作用明显强于单独使用茶皂素的抑菌活性，茶皂素增效茶多酚的作用可能是由于茶皂素的表面活性剂性质加大了茶多酚与细菌接触的表面积，提高了茶多酚的有效作用浓度，或是茶皂素对细菌造成的氧化性损伤，增强了病原菌对茶多酚的敏感性[12-13]。

3 讨论

茶多酚和茶皂素是茶叶和茶籽中的两类重要的功能性化合物。茶多酚通过影响细菌的培养液电导率和总糖浓度、影响细菌磷代谢、与蛋白质和金属离子 结 合 等 方 式 抑 制 大 部 分 肠 道 内 有 害 菌 的 生 长[14]，且具有广谱、强效、低毒的抗菌活性，同时能促进有益菌的生长，因此广泛应用在食品、医药、日化、养殖等方面。结果表明，茶皂素和茶多酚对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌均具有明显的抑菌作用，这与文莉等的结果一致[14-15]，且茶皂素对茶多酚的抑菌作用具有很好的增效作用，这与潘任桃等的茶皂素增效4种抗菌药物的实验结果相似[12]。由此可知，茶皂素与抗菌药物的协同增效作用，可扩大抗菌药物的抗菌谱，减少用药量，可开发为食品防腐剂。我国是产茶大国，每年产生4.4亿吨茶籽，其中绝大部分被废弃。据研究，茶籽中含有12%~15%的茶皂素。另外，茶叶的修剪枝叶、茶末、茶叶深加工产生的茶渣中仍含有茶多酚、茶皂素等成分，但很少得到利用，造成了巨大的资源浪费。因此，加强对茶籽及茶副产物资源的利用研究，从中提取茶多酚、茶皂素等天然成分应用于食品防腐保鲜不仅原料来源广泛，价格低廉，而且毒副作用小，对人体安全，还可实现企业的快速可持续发展，具有巨大的发展潜力和应用前景。因此，本实验结果，为高效、安全、经济的新型天然防腐剂的开发和研制开辟新途径，为茶副产物的开发利用提供理论依据。

李 增 礼 的 研 究 表 明[16]，茶 多 酚 浓 度 在 一 定 范 围内对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑制作用随浓度的增大而增强，本实验也得到了相同的结论，而国家相关法律法规明确规定茶多酚作为食品添加剂使用时要求其含量低于10.0mg/mL[14]，所以本实验选用的茶多酚最高浓度为2.0mg/mL。

4 结论

本实验结果表明，茶多酚、茶皂素及其复配物对食品常见污染菌金黄色葡萄球菌和大肠杆菌均有一定的抑制作用，随浓度增大其抑菌作用越强，且两者联合使用时具有协同抑菌效果，与两者浓度成正相关。其中以一定浓度的茶多酚复配茶皂素抑菌效果较好，即茶皂素对茶多酚具有增效作用。同时，相同浓度的茶多酚、茶皂素及其复配液对大肠杆菌的抑制作用均强于对金黄色葡萄球菌的抑制作用，但其抑菌机制尚不清楚，有待进一步研究。

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Study on antibacterial activities of tea polyphenols and tea saponin and their blends

YAN Xiu-mei，WEI Jing，XU Jing-yi*，LI Jie，GUO Xiang
（College of Horticulture，Sichuan Agricultural University，Ya’an 625000，China）

To evaluate the antibacterial activities of tea saponin and tea polyphenols and their blends on Escherichia coli and Staphylococcus aureus of common pollutant and pathogenic bacteria in foods，the Oxford Cup method were used to study their antibacterial activities.The results showed that tea polyphenols and tea saponin and their blends could significantly inhibit Staphylococcus aureus and Escherichia coli（p＜0.05 ） ，the antibacterial effect gradually increased along with the increasing concentration of tea saponin and tea polyphenols，and the inhibition was enhanced with their increasing concentration.Tea saponin and tea polyphenols demonstrated a synergistic inhibitory effect on Escherichia coli and Staphylococcus aureus and synergistic inhibitory effect was enhanced with their increasing concentration.Tea saponin mixed with different concentration of tea polyphenols had better antibacterial effect than the same concentration of tea saponin.The inhibition effect of tea saponin and tea polyphenols and their blends on Escherichia coli was stronger than Staphylococcus aureus.Studies showed that tea saponin and tea polyphenols and their blends had significant antibacterial activities，and the antibacterial effect gradually increased along with their increasing concentration.

tea polyphenols；tea saponin；Staphylococcus aureus；Escherichia coli；inhibition

TS272

A

1002-0306（2014）22-0159-04

10.13386/j.issn1002-0306.2014.22.026

2014－02－17

晏秀梅（1991-），女，硕士研究生，主要从事茶叶生物化学和资源利用方面的研究。

* 通讯作者：许靖逸（1980-），女，副教授，主要从事茶叶生物化学和保健功效方面的科研和教学。

四川省教育厅青年基金项目（12ZA125）。