食药同源植物对果实采后常见腐败菌抑制作用

张增帅，郭俊花，马欣，成少宁，许先猛

运城职业技术大学健康学院（运城 044000）

水果采后极易受微生物污染，导致成品率下降，经济损失[1-5]。有研究表明，造成水果常见腐败微生物有扩展青霉、灰葡萄孢、链格孢抑菌、大肠杆菌和金黄色葡萄球菌等[6-10]。采用化学防腐剂是常用方式，化学防腐剂会造成果蔬农残量增加风险，食药同源植物安全性高，其对果蔬保鲜效果的研究成为热点。食药同源植物对细菌和霉菌的抑制作用均有报道，但对其抑制霉菌和细菌的共同作用研究较少。

选取丁香、槐米、鱼腥草、葛根、薤白、荷叶、薄荷、决明子、茯苓、菊花等食药同源植物，探索这些食药同源植物提取液对扩展青霉、灰葡萄孢、链格孢抑菌3种霉菌和大肠杆菌、金黄色葡萄球菌2种细菌抑菌的抑制效果，并将其应用于蓝莓的防腐保鲜上，以期为新型绿色安全食品保鲜剂的开发奠定基础。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

供试食药同源植物材料均购于临猗百草堂医药有限公司，种类及所供部位见表1。供试菌种名称及来源见表2。

土豆（运城美特好超市）；酵母提取物、胰蛋白胨、琼脂（北京奥博星生物技术有限公司）；葡萄糖、氯化钠（广东光华化学试剂厂）。其他试剂均为分析纯。

表1 供试食药同源植物材料

表2 供试菌种

1.2 仪器设备

CPA124S型电子分析天平（德国赛多利斯有限公司）；FW100高速万能粉碎机（天津市泰斯特仪器有限公司）；RE-2000A旋转蒸发仪（上海亚荣生化仪器厂）；LDZX-50KBS高压灭菌锅（上海申安医疗器械厂）；SPX-250智能生化培养箱（宁波海曙赛福实验仪器厂）；超净工作台（苏州净化设备有限公司）。

1.3 方法

1.3.1 食药同源植物提取液的制备

阴干的食药同源备用植物于50 ℃电热鼓风干燥箱中干燥至恒质量，材料粉碎并过80目筛得植物粉末。分别取100 g植物粉末于1 L烧杯中，用600 mL乙醇浸泡24 h后55 ℃ 800 W超声提取1 h，抽滤，将滤液浓缩后定容至100 mL，得到质量浓度1.0 g/mL植物提取液，4 ℃保存备用。

1.3.2 供试霉菌菌丝抑菌效果

将3.0 mL植物提取液加到融化的PDA培养基中，空白对照为3.0 mL 70%乙醇。用直径6 mm打孔器取活化后的霉菌菌块，用接种针转接至加植物提取液的PDA培养基中间，28 ℃培养5 d，十字交叉法测定抑菌圈直径，平行3次，计算植物提取液对霉菌菌丝的抑制效果。

式中：dc为对照菌落直径，mm；dT为处理菌落直径，mm；6为接种菌块的直径，mm。

1.3.3 供试菌霉菌最小抑菌浓度及最小杀菌浓度测定

将植物提取液稀释制作成质量浓度为100，50.0，25.0，12.5，6.25和3.13 mg/mL的PDA培养基，空白对照为50%乙醇PDA培养基。待培养基凝固后，取200 μL浓度达到106～108CFU/mL菌悬液于培养基上，用无菌涂布棒涂布均匀，每个浓度做3个平行。72 h后观察，以无菌生长的培养皿的最低浓度为最小抑菌浓度（MIC），将无菌生长的培养皿继续培养96 h后观察，以无菌生长的培养皿的最低浓度为最小杀菌浓度（MBC）。

1.3.4 植物提取液对供试霉菌孢子萌发的抑制作用

采用稀释平板计数法[11]测定植物提取液对供试霉菌孢子萌发的抑制作用。将植物提取液浓度释制作成浓度为MIC，1/2 MIC，1/4 MIC，1/8 MIC和1/16 MIC的PDA培养基，制备106～108CFU/mL霉菌菌悬液，稀释至约100 CFU/mL，吸取20 μL涂布植物提取液培养基，28 ℃恒温培养96 h，每个处理重复3次，培养完成后进行菌落计数，涂布植物提取液平板菌落数记为C，对照组菌落总数记为C0，计算抑制率。

1.3.5 供试细菌抑菌效果

采用滤纸片法测定11种植物提取液对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌的抑制效果。在制好的LB培养基上，加入100 μL浓度106～108CFU/mL菌悬液，用无菌涂布棒涂布均匀，在培养皿上放置直径为0.6 cm无菌滤纸片，每个滤纸片加入20 μL植物提取液，采用十字交叉法测定滤纸片的抑菌圈大小，每个处理重复3次。

1.3.6 供试细菌MIC和MBC测定

将植物提取液稀释制作成质量浓度分别为120，60.0，30.0，15.0和7.50 mg/mL的LB培养基，空白对照采用50%乙醇PDA培养基。待培养基凝固后，取200 μL浓度达到106～108CFU/mL菌悬液于培养基上，用无菌涂布棒涂布均匀，每个浓度做3个平行，24 h后观察，以无菌生长的培养皿的最低浓度为最小抑菌浓度（MIC），将无菌生长的培养皿继续培养168 h后观察，以无菌生长的培养皿的最低浓度为最小杀菌浓度（MBC）。

1.3.7 供试细菌生长曲线测定

调整LB液体培养基中植物提取液的质量浓度为MIC和1/2 MIC，分别接入含有106～108CFU/mL金黄色葡萄球菌的菌悬液各200 μL，37 ℃、120 r/min连续培养24 h，每隔1 h取样测定OD600，以不含植物提取液的LB液体培养基为对照，每组3个平行[12]。

1.3.8 丁香对蓝莓果实腐烂率影响

挑选颜色、大小统一，无机械损伤和病虫斑的蓝莓果实进行腐烂率测定[1]。蓝莓果置于MIC浓度丁香提取液中浸泡5 min，蓝莓果实与浸泡液固液比为1︰2（g/mL），以无菌水浸泡处理作对照，晾干后置于塑料盒中并密封完好，平均每盒果实50个，置于温度4±0.5 ℃冰箱贮藏，每7 d取1次样直到第42天，每阶段取3组重复样，测定腐烂率。

1.4 数据分析

试验数据采用WPS和SPSS 19.0软件计算、作图及数据处理，p＜0.05为有显著性差异，p＜0.01为有极显著差异。

2 结果与讨论

2.1 食药同源植物对供试霉菌的抑菌效果

2.1.1 食药同源植物对供试霉菌菌丝抑菌效果

由表3可知，丁香对3种供试霉菌抑菌效果最好，抑菌率均达100%。葛根、薤白、薄荷和决明子对青霉的抑菌效果均超过50%，薄荷达到67.51%；薄荷、天麻、决明子和菊花对链格孢的抑菌效果均超过50%，薄荷达到76.58%。选取丁香和薄荷进行最小抑菌浓度及最小杀菌浓度的测定。

表3 食药同源提取物对3种供试霉菌的抑制效果

2.1.2 供试菌霉菌最小抑菌浓度及最小杀菌浓度

由表4可知，丁香对扩展青霉、灰葡萄孢和链格孢的MIC均为3.13 mg/mL，MBC分别为3.13，6.25和3.13 mg/mL。薄荷对扩展青霉和链格孢的MIC均为100 mg/mL。

表4 食药同源提取物对供试霉菌的MIC、MBC测定结果 mg·mL-1

2.1.3 植物提取液对供试霉菌孢子萌发的抑制作用

由表5可知，3.13 mg/mL丁香提取液对3种霉菌孢子萌发抑制率均为100%，丁香提取液浓度与3种霉菌的孢子萌发抑制率均呈正相关。

2.2 食药同源植物对供试细菌的抑菌效果

2.2.1 植物提取液对2种细菌的抑菌效果

从表6可知，丁香和天麻对大肠杆菌有一定抑制作用，抑菌圈直径分别为17.77和11.67 mm，其他植物提取液均无作用；丁香、葛根和茯苓对金黄色葡萄球菌无抑制作用，其他植物提取液对其均有一定作用。天麻和鱼腥草对黄色葡萄球菌抑制效果显著，抑菌圈直径分别为31.77和29.00 mm。选取天麻和鱼腥草研究其对金黄色葡萄球菌的最小抑菌浓度及最小杀菌浓度。

表5 丁香对3种霉菌的孢子萌发的抑制效果 %

表6 植物提取液对2种细菌的抑菌效果 mm

2.2.2 植物提取液对金黄色葡萄球菌的MIC和MBC

由表7可知，天麻对金黄色葡萄球菌的MIC和MBC分别为30.0和60.00 mg/mL，鱼腥草对金黄色葡萄球菌MIC和MBC分别为60.0和120 mg/mL。天麻对金黄色葡萄球菌抑菌效果优于鱼腥草。2.2.3 药食同源植物提取液对金黄色葡萄球菌生长状况的影响

表7 植物提取液对金黄色葡萄球菌的MICs和MBCs mg·mL-1

由图1可知，添加鱼腥草和天麻的金黄色葡萄球菌生长曲线与空白组变化明显，OD600值显著降低，鱼腥草和天麻添加量为MIC时，延长期均延长，对数期变短。这可能是因为鱼腥草提取物主要通过破坏细菌细胞壁，造成细胞内容物泄漏来实现抑菌功效[13]；天麻中抑菌蛋白发挥抑菌作用实现抑菌功效[14]。

图1 不同浓度药食同源植物提取液对金黄色葡萄球菌生长状况的影响

2.3 药食同源植物提取液对蓝莓果实腐烂率影响

蓝莓果置于质量浓度3.13 mg/mL丁香和30.0 mg/mL天麻混合液中浸泡5 min，蓝莓果实与浸泡液固液比为1︰2，以无菌水浸泡处理作对照，测定蓝莓腐烂率，结果见表6。前21 d处理组与对照组没有显著差异，到28 d以后处理组与对照组具有极显著差异，说明丁香和天麻混合液结合4 ℃冷藏，能够有效降低蓝莓腐烂率，延长蓝莓保质期。

表8 丁香和天麻复合液对蓝莓腐烂率的影响 %

3 讨论与结论

试验探究11种食药同源植物提取液对水果常见的腐败菌扩展青霉、灰葡萄孢、链格孢抑菌、大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑制效果。丁香对3种霉菌的抑制效果显著，抑菌率均达到100%，且MIC浓度对3种霉菌孢子萌发均100%抑制，这与彭方杰等[15]、付振喜[16]研究结果一致；薄荷对扩展青霉和链格孢的抑菌效果次于丁香但优于其他植物，与余兴等[17]研究结果一致。丁香和天麻对大肠杆菌有一定抑制作用，其他植物均没有抑制效果。天麻和鱼腥草对金黄色葡萄球菌抑制效果显著。以蓝莓腐败率为指标，蓝莓置于质量浓度3.13 mg/mL的丁香和30.0 mg/mL的天麻混合液后浸泡5 min，晾干后在4 ℃条件下28 d后腐败率极显著低于对照组。

试验结果为食药同源提取液在果实采后抑菌剂的开发奠定基础，对食药同源植物的提取方式、抑菌机理及在果蔬中应用等方面有待进一步研究。