大蒜水提物抑菌作用的研究

赵 璇

(河北化工医药职业技术学院，石家庄 050026)

大蒜是一种长期以来在食品生产中，用来提高食品风味的风味增强剂。随着人们对大蒜研究的不断深入，大蒜除了挥发性化合物外，还含有丰富的维生素(尤其是B族维生素和维生素C)、抗氧化剂、黄酮类和矿物质[1]，同时被认为是其他非挥发性营养素的丰富来源，具有较强杀菌能力的活性成分、有机硫化合物及其前体(大蒜素、二烯丙基硫醚和二烯丙基三硫化物)[2-4]。大蒜以其药用特性和抗微生物活性而闻名[5-7]。对多种微生物有抑制作用。现今的研究表明，大蒜提取物的抑菌作用主要表现为大蒜中提取的大蒜油、大蒜素等[8-18]。用生物技术和食品工业的其他加工方法，例如烫漂、煮沸、油炸和微波，对大蒜抑菌活性的含量有显著影响，然而，家庭烹饪方法可能会显著降低生物活性化合物和蛋白质中的大蒜含量，从而降低抗氧化活性，尤其是在100 ℃下长时间暴露(>20 min)后，本研究用水对大蒜进行提取，研究通过水提取大蒜抑菌成分的最优提取条件，为大蒜水提物抑菌成分的提取提供了理论依据。

1 实验

1.1 实验材料

实验用大蒜样品：购于河北某超市；蛋白胨培养基、菌种(大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌、沙门氏菌)：购自盛天忆生物公司。

1.2 实验方法

1.2.1 大蒜水提物的制备

将购买的大蒜进行消毒，用酒精对带皮大蒜进行擦拭，用食品级粉碎机同时进行酒精消毒，之后对大蒜进行去皮、粉碎，称取搅碎后的蒜末50 g，加入5 mL灭菌后的水搅拌，使用1 mol/L HCl和1 mol/L NaOH进行pH的调节，设置pH为2，4，6，8，10的5个梯度，在不同温度的水浴锅中控制不同温度进行提取，设置温度梯度组为20，30，40，50，60 ℃ 5个梯度，控制不同的提取时间为20，40，60，80，100 min，在不同条件下提取的滤液即为大蒜水提物。

1.2.2 抑菌实验

将固体培养基按比例制备后进行灭菌备用，之后将其冷却，在超净工作台中，在冷却后的培养基中加入制备的菌液进行混合。量取15～20 mL制备好的培养基并倒入一次性培养皿中，在培养皿中加入大蒜水提物，并设置空白组对照，每个样品为3个平行。之后将倒好板的培养皿放置于37 ℃恒温箱中培养24 h左右，到时间后取出，观察抑菌圈的直径并进行测量，记录数据。大蒜水提物的不同提取工艺条件见表1。

表1 大蒜水提物的不同提取工艺条件

2 结果与讨论

2.1 不同pH对大蒜水提物抑菌作用的影响

利用调节不同pH的水作为溶剂，对大蒜进行提取，获得不同pH的大蒜水提物，通过抑菌实验获得不同pH对大蒜水提物抑菌作用的影响，见图1。

图1 不同pH对大蒜水提物抑菌作用的影响

由图1可知，大蒜水提物不同pH的提取工艺对抑菌作用的影响较大，抑菌圈直径整体在1.0～2.6 cm之间，在酸性条件下，pH越低，酸性越强，抑菌效果越差，当pH升到6时，抑菌效果最好，抑菌圈直径达到2.6 cm；在碱性条件下，随着pH的增大，抑菌圈的直径减小，当pH为10时，抑菌作用最差，因此，大蒜水提物的最优提取pH为6，在中性附近，酸性、碱性对大蒜水提物的抑菌作用都有一定的抑制作用，对大蒜水提物的活性成分产生破坏，因此当pH为6时，接近水的pH值，减少工艺对pH值进行调节，节约时间和成本。

2.2 不同提取时间对大蒜水提物抑菌作用的影响

在不同提取时间下对大蒜进行提取，获得不同提取时间的大蒜水提物，通过抑菌实验获得不同提取时间对大蒜水提物抑菌作用的影响，见图2。

图2 不同提取时间对大蒜水提物抑菌作用的影响

由图2可知，在20～100 min内，大蒜水提物的抑菌圈直径在2.0～2.8 cm之间，随着时间的延长，在40 min时达到最大值，抑菌圈直径为2.8 cm，之后随着时间的延长，抑菌圈直径几乎维持不变，没有表现逐渐上升，而且稍有下降，因此，不论是从抑菌圈直径的抑菌效果还是时间长短考虑，大蒜水提物的最优提取时间为40 min。

2.3 不同温度对大蒜水提物抑菌作用的影响

在不同提取温度下对大蒜水提物进行提取，获得不同提取温度的大蒜水提物，通过抑菌实验获得不同提取温度对大蒜水提物抑菌作用的影响，见图3。

图3 不同温度对大蒜水提物抑菌作用的影响

由图3可知，在温度为20～60 ℃之间，抑菌圈直径在1.5～2.5 cm之间，温度对大蒜水提物抑菌作用的影响相对较小，随着温度的升高，大蒜水提物的抑菌作用逐渐降低，在20～40 ℃之间的提取温度对大蒜水提物的抑菌作用效果最好，抑菌圈维持在2.5 cm左右，40 ℃之后，随着温度的上升，大蒜水提物的抑菌作用降低，原因是温度逐渐增高，对于大蒜水提物的抑菌成分有一定分解作用，使其抑菌作用下降，因此温度为40 ℃左右时的提取温度对大蒜水提物的抑菌作用最高。

本次研究没有考虑大蒜提取的料液比，料液比的大小对于大蒜提取物的提取效率也有显著影响，有研究表明，在含有不同浓度大蒜浸提液的培养基中培养细菌后，细菌的菌落直径明显变小[19]，并且李建涛等[20]表示随着大蒜浸提液浓度的升高，菌落直径越来越小，而细菌的繁殖数量也相应降低，当大蒜浸提液的浓度超过12%后，细菌的菌落直径和繁殖速率下降最明显，在用大蒜作生物抑菌剂时，并非浓度越大越好，不同的物种、不同的生长发育阶段应采用适量的浓度[21]。因此，对大蒜水提物的提取效率以及大蒜水提物的抑菌作用效果发挥受多重因素的影响。

3 结论

大蒜被认为是世界上20种最重要的蔬菜之一，用途广泛，既可作为烹饪用的生蔬菜，也可作为传统和现代医学的成分，大蒜的医学作用包括抗癌，抑制癌细胞增殖；抗炎，抗菌，加强免疫细胞的活性；抗氧化剂，清除羟基自由基；保护心脏，抑制血小板聚集，降低血压；同时能够进行免疫调节，调节巨噬细胞分泌和细胞活动。大蒜水提物作为天然植物提取物用于控制食品中的微生物生长评价较高。通常，消费者更喜欢不含合成或化学防腐剂的产品。由于这些化合物在食品中广泛使用而不是合成化合物，天然食品化合物的重要性正在增加，因此大蒜在日常生活饮食中的作用越来越重要。刘锐等的研究表明[22]，水法提取大蒜活性物质的最优条件为料液比1∶3，浸提温度30 ℃，浸提时间30 min，pH 6，与本次研究所得结果较为相似。

由本次实验结果可知，大蒜水提取的最佳提取工艺为在40 ℃的水浴提取温度下，pH为6，提取时间为40 min，此时大蒜水提物的抑菌作用最强，效果最好，在温度较高时，大蒜的活性成分被破坏，有一定的损失，造成其抑菌作用下降，并且在过酸、过碱的调节下，对大蒜活性成分的提取效果也较差，影响较大，因此通过本次研究，确定了大蒜水提物的最优提取工艺，对于大蒜水提物的抑菌作用最好，为工业化和日常食用提供了一定的理论依据。