肉桂醛及其衍生物对四种病原菌的抑菌效果

张永帅,王淼焱,孙俊良,梁新红,王田林

（河南科技学院,河南新乡453003）

肉桂醛及其衍生物对四种病原菌的抑菌效果

张永帅,王淼焱,孙俊良,梁新红,王田林

（河南科技学院,河南新乡453003）

测定了肉桂醛及其衍生物对4种致病菌（金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、沙门氏菌、炭疽杆菌）的最小抑菌浓度（MIC）.结果表明：肉桂醛、α-溴代肉桂醛、肉桂酸对4种致病菌都有明显的抑菌效果,肉桂醇仅对金黄色葡萄球菌有抑菌效果.4种化合物中抑菌效果最好的是肉桂酸,对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、沙门氏菌、炭疽杆菌的抑菌浓度分别为0.4、0.4、0.6、0.4 mmol/L.

肉桂醛；致病菌；抑菌作用

食品安全倍受全球关注,已成为继人口、资源、环境之后第四大社会问题.食品中的有害污染物包括物理、化学、生物性污染物等,严重危及人类健康、生命安全,微生物污染造成食源性疾病仍是世界食品安全中最突出的问题[1].可造成食源性疾病的微生物主要包括金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、沙门氏菌、炭疽杆菌等.对这几种致病菌的杀菌研究已成为当前研究的热点.

肉桂醛是重要的医药原料之一,常用于外用药、合成药中,具有促进血液循环,使皮肤回温,紧实皮肤组织的作用；对皮肤的疤痕、纤维瘤的软化与清除皆具效果；有抗凝血酶效果,具有镇静、镇痛、解热、抗惊厥等作用；能有效抗溃疡,促进胃肠蠕动；还可抑制肿瘤的发生,并具抗诱变作用和抗辐射作用的抗癌功能；对扩张血管及降压有特效,尤其是对肾上腺皮质性高血压的降压效果显著[2-4].在工业中,可以做显色剂、实验试剂、杀虫剂、驱蚊剂、冰箱除味剂、保鲜剂等；还可作为石油开采中的灭菌杀藻剂、酸化腐蚀剂,可显著增加石油产量,降低开采成本[5-10].有良好的持香作用,在调香中作配香原料使用,使主香料香气更清香；特性稳定,常用作定香剂,用于皂用香精,调制栀子、素馨、铃兰、玫瑰等香精；在食品香料中可用于苹果、樱桃、水果香精[11].肉桂醛不受pH值的影响,对于酸性或碱性的物质,都具较强的杀菌消毒功能,常用作保鲜防腐防霉剂,同时也是很好的调味油,能改善口感风味[12].对大肠杆菌、葡萄球菌、痢疾杆菌、伤寒和肺炎球菌、肠炎沙门氏菌等20多种病原菌具有抑制作用[13-15].

肉桂醛的衍生物如α-溴代肉桂醛、肉桂酸、肉桂醇等已经工业化生产.肉桂醛的一些衍生物对大肠杆菌、葡萄球菌、痢疾杆菌、伤寒和肺炎球菌、肠炎沙门氏菌等多种病原菌具有抑制作用,但是目前肉桂醛及其衍生物对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、沙门氏菌、炭疽杆菌的抑菌效果研究很少.本课题旨在研究肉桂醛及其衍生物对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、沙门氏菌、炭疽杆菌的抑菌效果,比较抑菌浓度,得出最优抑菌物质,为生物消杀剂的研究开发提供应用基础.

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、沙门氏菌、炭疽杆菌（购自中国工业微生物菌种管理保藏中心）；LB培养基（1%Tryptone,0.5%Yeast Extract,1%NaCl）；肉桂醛；α-溴代肉桂醛；肉桂酸；肉桂醇；二甲基亚砜；其余试剂均为分析纯.

VariosKan Flash Thermo；SW-CJ-1D单人单面垂直送风（经济型）净化工作台（中国苏州智净净化有限公司）；ZHWI-Z11C恒温培养振荡器（上海智诚分析仪器制造有限公司）；SHP型生化培养箱（北京中兴伟业仪器有限公司）；LDZX-50KBS立式压力蒸汽灭菌器（上海中安医疗器械厂）；FA1204B电子天平（上海精密科学仪器有限公司）.

1.2 试验方法

1.2.1 细菌培养基的制备称取1g蛋白胨,0.5g酵母提取粉,1gNaCl,放入250 mL烧杯中,用量筒取100 mL蒸馏水倒入烧杯,用玻璃棒搅拌均匀（固体培养基添加2%琼脂）.然后每20 mL分装到三角瓶中,用封口膜封口.121℃灭菌15 min.

1.2.2 菌种活化将-70℃下存放的甘油菌种取出,室温融化待用.无菌操作台紫外杀菌15min后,将融化好的菌液用划线法接种到固体培养基平板上,37℃培养过夜,然后挑取单克隆接种到液体培养基37℃培养8 h,取培养好的菌液200 μL接种到20 mL液体培养基中,37℃培养8 h,重复2～3次,取活化好的菌种100 μL接种到20 mL液体培养基中,37℃培养至菌体密度OD600=0.05时即可.

1.2.3 药物稀释液制备肉桂醛及其衍生物用二甲基亚砜（DMSO）进行溶解,再用LB培养液进行稀释,使DMSO的终浓度＜1%.经对照试验,该浓度DMSO对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、沙门氏菌、炭疽杆菌的生长无明显影响.

1.2.4 肉桂醛及其衍生物的抑菌测定在96孔板A01-A10中分别加入100 μL金黄色葡萄球菌菌液,在96孔板B01-B10中分别加入100 μL大肠杆菌（OD600=0.05）菌液,在96孔板C01-C12中分别加入100 μL沙门氏菌（OD600=0.05）菌液,在96孔板D01-D10中分别加入100 μL炭疽杆菌（OD600=0.05）菌液,在A01-A10、B01-B10、C01-C10、D01-D10中分别加入0、1、2、4、6、8、10、12、16、20 μL 20 mmol/L肉桂醛、α-溴代肉桂醛、肉桂酸或肉桂醇溶液,这40个孔中不足200 μL的用无菌水补足.37℃培养24 h后,以浊度为指标检查试管中有无细菌生长,以不显示混浊,肉眼观察未见菌体生长的药物浓度为MIC.用VariosKan Flash在600 nm下测定吸光值.平行测定3次求平均值[16].

2 结果与分析

2.1 肉桂醛对4种致病菌的抑菌作用

肉桂醛对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、沙门氏菌、炭疽杆菌的抑菌效果见图1.

由图1可知,肉桂醛对金黄色葡萄球菌（A）、大肠杆菌（B）、沙门氏菌（C）、炭疽杆菌（D）均有明显的抑菌效果,对这4种菌的MIC分别为1.0、0.8、0.8、1.2 mmol/L.抑菌效果比较：B=C＞A＞D.

图1 肉桂醛对4种致病菌的抑菌作用Fig.1 The bacteriostasis of cinnamic aldehyde on four pathogens

2.2 α-溴代肉桂醛对4种致病菌的抑菌作用

α-溴代肉桂醛对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、沙门氏菌、炭疽杆菌的抑菌效果见图2.

图2 a-溴代肉桂醛对四种致病菌的抑菌作用Fig.2 The bacteriostasis of α-bromo cinnamic aldehyde on four pathogens

由图2可知,α-溴代肉桂醛对金黄色葡萄球菌（A）、大肠杆菌（B）、沙门氏菌（C）、炭疽杆菌（D）这4种致病菌均有明显的抑菌效果,α-溴代肉桂醛对这4种菌的MIC分别为0.8、0.6、0.6、0.4 mmol/L.抑菌效果比较：D＞B=C＞A.

2.3 肉桂酸对4种致病菌的抑菌作用

肉桂酸对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、沙门氏菌、炭疽杆菌的抑菌效果见图3.

图3 肉桂酸对4种致病菌的抑菌作用Fig.3 The bacteriostasis of cinnamic acid on four pathogens

由图3可知,肉桂酸对金黄色葡萄球菌（A）、大肠杆菌（B）、沙门氏菌（C）、炭疽杆菌（D）这4种致病菌均有明显的抑菌效果,肉桂酸对这4种菌的MIC分别为0.4、0.4、0.6、0.4 mmol/L.抑菌效果比较：A=B=D＞C.

2.4 肉桂醇对4种致病菌的抑菌作用

肉桂醇对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、沙门氏菌、炭疽杆菌的抑菌效果见图4.

图4 肉桂醇对4种致病菌的抑菌作用Fig.4 The bacteriostasis of cinnamic alcohol on four pathogens

由图4可知,肉桂醇仅对金黄色葡萄球菌（A）有明显的抑菌效果，其MIC为0.8 mmol/L,肉桂醇对大肠杆菌（B）、沙门氏菌（C）、炭疽杆菌（D）均无抑菌效果.

3 结论

肉桂醛、α-溴代肉桂醛、肉桂酸对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、沙门氏菌、炭疽杆菌4种致病菌都有明显的抑菌效果.这3种化合物对金黄色葡萄球菌的MIC分别为1.0、0.8、0.4 mmol/L,抑菌效果比较：肉桂酸＞α-溴代肉桂醛＞肉桂醛；肉桂醛、α-溴代肉桂醛、肉桂酸对大肠杆菌的MIC分别为0.8、0.6、0.4 mmol/L,对沙门氏菌的MIC分别为0.8、0.6、0.6 mmol/L,对炭疽杆菌的MIC分别为1.2、0.4、0.4 mmol/L.肉桂醇对金黄色葡萄球菌有明显的抑菌效果,其MIC为0.8 mmol/L,对大肠杆菌、沙门氏菌、炭疽杆菌均无抑菌效果.4种化合物中对4种致病菌的抑菌效果最好的是肉桂酸.

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（责任编辑：邓天福）

Antibacterial effect of cinnamic aldehyde and its derivatives on four pathogens

Zhang Yongshuai,Wang Miaoyan,Sun Junliang,Liang Xinhong,Wang Tianlin
（Henan Institute of Science and Technology,Xinxiang 453003,China）

The minimum inhibitory concentratio of cinnamaldehyde and its derivatives on four pathogens（Staphylococcus aureus,Escherichia coli,Salmonella,Bacillus anthracis）were determined in this paper.The results showed that：cinnamic aldehyde,α-bromo cinnamic aldehyde,cinnamic acid alcohol had significant antibacterial effect on four pathogens,cinnamic alcohol only had antibacterial effect on S.aureus.The antibacterial effect of cinnamic acid was the best.The antibacterial concentrations of cinnamic acid on S.aureus,E.coli,Salmonella,B.anthracis were 0.4,0.4,0.6,0.4 mmol/L,respectively.

cinnamic aldehyde；pathogens；bacteriostasis

Q946.8

A

1008-7516（2014）04-0026-04

10.3969/j.issn.1008-7516.2014.04.006

2014-05-04

国家自然科学基金项目（311641/C200101）；河南省科技计划项目（122102110037）

张永帅（1987-）,男,河南许昌人,硕士研究生.主要从事食品生物技术研究.

孙俊良（1964-）,男,河南新乡人,博士,教授,硕士生导师.主要从事食品生物技术与酶制剂工程研究.