基于壳寡糖食品级墨水抑菌性能分析

材料与仪器

实验材料

大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、白色念珠菌3种常见菌，由上海鲁微科技有限公司提供。

牛肉膏、蛋白胨、琼脂粉、NaCl（分析纯盐）由荆楚理工学院微生物实验室提供。

仪器

无菌水、灭菌三角瓶、玻璃珠、三角棒、75%酒精棉、消毒镊子、移液管、接种针、酒精灯、试剂瓶、培养基、胶头滴管、烧杯、玻璃棒、称量纸、电磁炉、电子秤、铁锅、勺子、超净工作台、旋转式摇床、高温灭菌锅。

实验过程

固体培养基的制备

称取牛肉膏5g，蛋白胨10g，琼脂20g倒入烧杯中，用加热后的无菌水完全融化试剂后倒入铁锅中，加入无菌水1升，用电磁炉小火加热，同时用玻璃棒慢慢搅拌。待试剂溶解煮沸后，将锅放入超净工作台内，趁沸用勺子取适量溶液倒入培养皿内铺平，待溶液冷却凝固后盖好置于超净工作台。

菌悬液的制备

在超净工作台内将接种针用酒精灯烧红，冷却后轻轻刮动斜面孢子悬浮层，取得少量大肠杆菌（金黄色葡萄球菌、白色念珠菌）加入已倒入适量灭菌水的三角瓶中，加入玻璃珠数粒后放入旋转式摇床内培养2小时（设置转速200～250r/min），制得3种菌悬液，放入超净工作台内待用。

墨水圆纸片的制备

将滤纸片剪成直径8毫米的圆片，用镊子分别沾取实验室自制壳寡糖食品级墨水（蓝、黄、红）编号为1#（蓝1#、黄1#、红1#）。用镊子分别沾取实验室自制普通食品级墨水（蓝、黄、红）编号为0#（蓝0#、黄0#、红0#），墨水配方如右表1。

表1 壳寡糖食品级墨水配方

接种及培养

分别取少量制备好的3种菌悬液倒入烧杯中，用胶头滴管取几滴菌悬液滴入固体培养基内，用三角棒铺平。将三种带菌固体培养基分别编号为大肠杆菌培养基、金黄色葡萄球菌培养基、白色念珠菌培养基。将同色1#与0#编为一组分别放入3种细菌培养基内（蓝1#与蓝0#、黄1#与黄0#、红1#与红0#），放入37℃恒温培养箱内培养24h。

图1 蓝色墨水对金黄色葡萄球菌的抑制效果图

现象与分析

金黄色葡萄球菌

由图表1可知，墨水蓝0# 周围均有金黄色葡萄球菌菌落长出，而墨水蓝1# 的圆片周围都有抑菌圈出现。

图2 黄色墨水对大肠杆菌的抑制效果图

这是由于墨水蓝0#中未添加具有抑菌作用的壳寡糖，其中具有抑菌效果的酒精在圆片干燥过程中已挥发而不起抑菌作用，而圆片上蘸有的墨水成分均为食品级别，为金黄色葡萄球菌提供了养分，从而其周围有菌落长出。而墨水蓝1#中添加了具有抑菌作用的壳寡糖，壳寡糖在墨水中仍然保持了抑菌作用，故而圆片周围有抑菌圈出现。

大肠杆菌

由图2是可知，墨水黄0#周围均有大肠杆菌菌落长出，而墨水黄1#的圆片周围都有抑菌圈出现。

图3 四色墨水对白色念球菌的抑制效果图

1#相比于0#区别在于添加了壳寡糖作为理想抑菌物质，而1#有明显抑菌圈生成，0#并无明显抑菌作用。其中具有抑菌效果的酒精灭除杂菌后在圆片干燥过程中已挥发完全而不影响壳寡糖的抑菌作用。如酒精残留，0#相对于1#不会有大量细菌生长繁殖。圆片上蘸有的墨水成分为细菌的生长繁殖提供了养料，所以会有菌群出现。而墨水黄1#中添加了壳寡糖，壳寡糖在细菌生长繁殖过程中起到了抑菌作用，故1#有明显抑菌圈生成。

白色念珠菌

由图3是可知，墨水红0#周围均有白色念球菌菌落长出，而墨水红1#的圆片周围都有抑菌圈出现。

由于墨水红0#中未添加具有抑菌作用的壳寡糖，而圆片上的食品级墨水为白色念珠菌提供了养料，酒精因挥发不起抑菌作用，故0#无明显抑菌作用产生。1#相比于0#添加了壳寡糖作为理想抑菌物质，食品级墨水为白色念珠菌提供了养料，酒精因挥发不起抑菌作用，而1#有明显抑菌圈生成，故判定壳寡糖作为抑菌物质起到了抑制白色念珠菌的生长繁殖。

实验结论

如图1 、图2 、图3所示， 1#类相比于0#类实验结果而言有明显抑菌圈形成，而0#类基本无抑菌作用的产生，说明壳寡糖对于添加于食品级别的白色念珠菌、金黄色葡萄球菌、大肠杆菌三种常见菌具有较好的抑制作用。壳寡糖相比于市面上常用的食品防腐剂B H T(丁基羟基茴香醚）、B H A（二丁基羟基甲苯）具有纯天然、无毒性副作用、有益于人体、获取方式简单等利处。壳寡糖的抑菌机理主要是形成一层高分子薄膜吸附于细胞外，中断了营养物质向细胞内的运输过程，干扰细胞正常的生长繁殖，从而起到抑菌作用。壳寡糖在运用于食品级别的保鲜防腐功能在我国食品运输、零售市场具有很大潜力，而壳寡糖浓度与抑菌作用的强度和关系有待进一步研究。