明日叶提取物抑菌活性成分稳定性的研究
2016-08-06刘海燕张建伟华北理工大学公共卫生学院河北唐山063000唐山师范学院体育系河北唐山063000
刘海燕,张建伟(.华北理工大学公共卫生学院,河北唐山063000;.唐山师范学院体育系,河北唐山063000)
明日叶提取物抑菌活性成分稳定性的研究
刘海燕1,张建伟2
(1.华北理工大学公共卫生学院,河北唐山063000;2.唐山师范学院体育系,河北唐山063000)
对明日叶提取物抑菌稳定性进行研究。以金黄色葡萄球菌为指示菌,分别对明日叶提取物的热稳定性、pH稳定性、金属离子稳定性、紫外线稳定性、蔗糖稳定性进行测定。结果表明,明日叶提取物对不同温度、pH值、金属离子、紫外线和蔗糖均表现出较好的稳定性,仅在121℃、pH 11或者Ca2+处理后其抑菌活性下降较快。明日叶提取物具有较好的抑菌作用,可作为一种天然防腐剂进行开发利用。
明日叶;提取物;抑菌活性;稳定性
食品防腐剂在延长食品保质期、保证食品品质方面具有重要的作用。随着人们对健康要求的提高,食品防腐剂已从化学合成的防腐剂向天然食品防腐剂方向发展。更为安全、更方便使用的天然防腐剂成为人们追求的目标。植物源的各组植物提取物为天然防腐剂研制提供了可能[1-2]。
明日叶是一种翠绿色的植物,意思是“明天的叶子”,正是由于这种植物具有极强的生长能力,几乎能在一个晚上就长出新枝,所以称之为“明日叶”。它含有多种有利人们健康的成分,具有抗肿瘤、抗病毒、抑菌等多种功能[3-4]。本实验旨在探讨明日叶提取物的抑菌作用及其影响因素,为明日叶综合利用及新型安全天然食品防腐剂的研究提供一定的参考。
1 材料与方法
1.1材料
新鲜明日叶:实验室试验基地;金黄色葡萄球菌(Staphlococcus aureus)、大肠杆菌(Escherichia coli)、痢疾杆菌(Shigella dysenteriae)、蜡样芽孢杆菌(Bacillus cereus)、沙门氏菌(Salmonella sp.):中科院微生物研究所;牛肉膏蛋白胨培养基:科昊达生物技术公司。
1.2仪器与设备
FW200高速万能粉碎机:北京中兴伟业仪器公司;RE-52A旋转蒸发仪:太仓市科教器材厂;恒温培养箱:北京六一仪器公司;超净工作台:北京东联哈尔仪器公司;恒温水浴锅:北京长风仪器仪表公司;全自动高压灭菌锅:日本Sanyo公司;新华1号滤纸:杭州新华纸业有限公司;721分光光度计:上海第三分析仪器厂。
1.3方法
1.3.1明日叶提取物制备
新鲜明日叶的茎叶洗净、干燥、粉碎、研磨,按1∶6(g/mL)比例加入体积分数70%乙醇,60℃水浴回流提取3次,每次2.5 h。抽滤,合并滤液。滤液在旋转蒸发仪上浓缩,并冷冻干燥制成称干粉,备用。
1.3.2菌种活化及菌悬液制备[5]
将所有供测菌的菌种接种于相应试管斜面培养,37℃培养箱培养24 h,重复活化2次。活化好的各菌分别挑取一环,于生理盐水中制成1×108的菌悬液,备用。
1.3.3抑菌活性检测[6-8]
明日叶提取物干粉用无菌水配制成浓度为100 mg/mL的溶液。将6 mm的圆形灭菌滤纸片在制备好的明日叶提取液中浸泡2 h,取出后室温晾干。将以上菌悬液0.2 mL在牛肉膏蛋白胨培养基表面用无菌涂布棒均匀涂布,20 min后用无菌镊子将浸有明日叶提取物并晾干的滤纸片贴于涂菌平板的中央。每种细菌重复3个抑菌平板。平板在37℃培养箱培养24 h,测定抑菌圈直径,取平均值作为测定结果。以上操作均在超净工作台完成。
1.4明日叶提取物抑菌稳定性的研究[9-10]
选择明日叶提取物抑菌性能最显著的细菌进行抑菌稳定性研究。每个试验重复3次,取平均值为最终测定结果。
1.4.1热稳定性研究
明日叶提取物干粉以无菌水配制成浓度为100 mg/mL的溶液,分别在4、30、60、80、100、121℃条件下处理30 min,以未经处理的明日叶提取物为对照,按照上述抑菌活性检测的方法,测定抑菌圈直径。
1.4.2酸碱稳定性研究
明日叶提取物干粉以无菌水配制溶液,用1 mol/L NaOH或HCl调节溶液的pH,分别调至pH为1、3、5、7、9、11,使不同pH值的明日叶提取物溶液的终浓度均为100 mg/mL,在不同pH条件下处理30 min,以未经处理的明日叶提取物为对照,按照上述抑菌活性检测的方法,测定抑菌圈直径。
1.4.3金属离子稳定性研究
将NaCl、KCl、CaCl2、FeCl2、FeCl3粉末分别用蒸馏水配制成1 mol/L的溶液。明日叶提取物干粉分别于不同金属离子(Na+、K+、Ca2+、Fe2+、Fe3+)溶液中浸泡30 min,其中明日叶提取物质量浓度为100 mg/mL,以未经处理的无菌水配制的浓度为100 mg/mL的明日叶提取物溶液为对照,按照上述抑菌活性检测的方法,测定抑菌圈直径。
1.4.4紫外线稳定性研究
将明日叶提取物干粉分别在紫外灯(功率20 W)下照射10、15、20、25、30 min,之后以无菌水配制成浓度为100 mg/mL的提取液,未经处理的明日叶提取物用无菌水配制成浓度为100 mg/mL的溶液为对照,按照上述抑菌活性检测的方法,测定抑菌圈直径。
1.4.5蔗糖稳定性研究
明日叶提取物干粉分别以不同浓度的蔗糖溶液(4%、8%、12%、16%、20%)浸泡30 min,其中明日叶提取物质量浓度为100 mg/mL,未经处理的明日叶提取物用无菌水配制浓度为100 mg/mL的溶液为对照,按照上述抑菌活性检测的方法,测定抑菌圈直径。
2 结果与分析
2.1明日叶提取物抑菌性的确定
明日叶提取物对常见细菌的抑菌效果见表1。
表1 明日叶提取物对常见细菌的抑菌效果Table 1 Inhibitory effect of Ashitaba extract on common bacteria strains
由表1可知,明日叶提取物对几种细菌都有较好的抑菌效果,特别是对金黄色葡萄球菌的抑菌能力最为明显。因此,选择抑菌效果最为显著的金黄色葡萄球菌为指示菌,进行明日叶提取物抑菌稳定性的研究。
2.2明日叶提取物抑菌稳定性研究
2.2.1不同温度对明日叶提取物抑菌能力的影响
温度对明日叶提取物抑菌活性的影响见图1。
图1 温度对明日叶提取物抑菌活性的影响Fig.1 Effects of temperature on antimicrobials activity of Ashitaba extract
由图1可知,明日叶提取物经过不同温度处理后,抑菌活性变化不大,只是经过121℃、30 min的处理,抑菌活性下降较快。这表明明日叶提取物的抑菌能力具有较好的热稳定性。对于常规的食品加工中的热处理过程都有很好的耐受。
2.2.2不同pH对明日叶提取物抑菌能力的影响
pH对明日叶提取物抑菌活性的影响见图2。
图2 pH对明日叶提取物抑菌活性的影响Fig.2 Effects of pH on antimicrobials activity of Ashitaba extract
由图2可知,随着pH的升高,明日叶提取物的抑菌能力升高,对于酸性环境有很好的稳定性。当pH小于9时都有较强的抑菌能力,当pH 11时,即强碱性环境抑菌能力下降较快。可能原因是明日叶的提取物抑菌成分与碱性溶液发生反应[11],从而降低了该提取液的抑菌能力。
2.2.3不同金属离子对明日叶提取物抑菌能力的影响
金属离子对明日叶提取物抑菌活性的影响见图3。
图3 金属离子对明日叶提取物抑菌活性的影响Fig.3 Effects of metal ion on antimicrobials activity of Ashitaba extract
由图3可知,与未经处理组相比,Ca2+处理后的明日叶提取物抑菌能力有所下降,其余各组的抑菌能力趋于一致。有研究表明,某些金属离子本身对某些菌体有抑制作用,有的金属离子也可能与抑菌成分相螯合[12],从而降低其抑菌能力。但是从结果来看,明日叶提取物对以上金属离子的抑菌稳定性优于以往研究的某些抑菌物质[6-9,11-12]。
2.2.4紫外光对明日叶提取物抑菌能力的影响
紫外光对明日叶提取物抑菌活性的影响见图4。
由图4可知,经紫外光处理不同时间,随着时间的延长,明日叶提取物的抑菌能力基本保持不变,说明明日叶提取物对紫外光具有很高的稳定性。
2.2.5不同浓度蔗糖对明日叶提取物抑菌能力的影响蔗糖对明日叶提取物抑菌活性的影响见图5。
图4 紫外光对明日叶提取物抑菌活性的影响Fig.4 Effects of ultraviolet on antimicrobials activity of Ashitaba extract
图5 蔗糖对明日叶提取物抑菌能力的影响Fig.5 Effects of sucrose on antimicrobials activity of Ashitaba extract
由图5可知,随着蔗糖浓度的升高,明日叶提取物的抑菌能力逐渐升高。研究表明,高浓度的蔗糖通过影响微生物细胞膜的渗透压,可以抑制微生物的生长[6]。本试验中明日叶提取物与蔗糖表现出了协同效应,提高了抑菌能力。
3 结论
明日叶提取物的抑菌试验中,选取了食品生产中经常会采用的处理方式,比如热处理、介质pH的变化、不同金属离子、紫外线及添加蔗糖。以期为明日叶提取物应用于食品防腐抑菌提供参考。
本研究表明明日叶提取物仅对温度121℃、pH11 及Ca2+的抑菌能力下降较快,其余条件下均表现出较好的抑菌能力,这对于实际食品防腐有较好的应用前景。
本研究仅对对明日叶提取物的抑菌能力进行了初步探讨,对于提取物中有效抑菌组分的分子结构还不清楚,其作用机理、毒理学评价等方面还有待进一步研究。
[1]刘洋,黄晨,王万骞,等.浅析食品防腐剂的安全应用[J].食品研究与开发,2014,35(9):127-130
[2]周建新.植物源天然食品防腐剂的研究现状存在问题及前景[J].食品科学,2006,27(1):263-268
[3]Shin H J,Shon D H,Youn H S.Isobavachalcone suppresses expression of inducible nitric oxide synthase induced by Toll-like receptor agonists[J].Int Immunopharmacol,2013,15(1):38-41
[4]张建伟.明日叶查耳酮对Ⅱ型糖尿病大鼠脂代谢的影响[J].食品科学,2015,36(9):250-254
[5]沈苹,范秀容,李广武.微生物学实验[M].3版.北京:高等教育出版社,1999:214-222
[6]楼英彪,陈菲,高素华.雪松松针提取物抑菌活性及抑菌稳定性研究[J].中国药业,2013,22(8):39-40
[7]孟良玉,兰桃芳,卢佳琨,等.蜂胶提取物中抑菌成分稳定性研究[J].食品科学,2010,31(21):98-100
[8]杨冬梅,朱兴一,王秋霜,等.蕨麻提取物的抑菌作用及其稳定性研究[J].食品科学,2010,31(7):127-130
[9]张媛媛,李艳利,李书国.五味子抑菌成分的提取及在面制食品保鲜中的应用[J].粮食与饲料工业,2014(12):23-27
[10]詹欣,辛敏,王然,等.银杏叶发酵与未发酵提取物的抑菌活性研究[J].中国医药导报,2013,10(35):130-132
[11]赵淑艳,呼世斌,吴焕利,等.山茱萸提取物抑菌活性成分稳定性的研究[J].食品科学,2008,29(1):98·101
[12]刘晓蓉,邓毛程,张媛媛.广藿香挥发油的提取及抑菌活性成分稳定性的研究[J].中国酿造,2009(8):87-90
Study on Stability of Antibacterial Activity Compositions Extracted from Ashitaba
LIU Hai-yan1,ZHANG Jian-wei2
(1.School of Public Health,North China University of Science and Technology,Tangshan 063000,Hebei,China;2.Department of Physical Education,Tangshan Normal University,Tangshan 063000,Hebei,China)
Ashitaba extract was assayed for its antibacterial activity and stability.Ashitaba extract was treated with different temperature,pH,metal iron,ultraviolet and saccharose,and its stability was also studied with Staphlococcus aureus as the indicatior strain.The results showed that Ashitaba extract had strong antibacterial activity.Antibacterial activity showed significant effect only when high temperature up to 121℃,pH 11 and metal ion calcium treatment.Ashitaba extract has better antibacterial activity and can be developed and utilized as one of natural preservative resources.
Ashitaba;extract;antibacterial activity;stability
10.3969/j.issn.1005-6521.2016.10.010
唐山市应用基础研究计划项目(14130254B);2014省级大学生创新创业训练计划项目(201410081087)
刘海燕(1977—),女(汉),讲师,博士,研究方向:功能性食品的开发利用。
2015-10-06