辣椒碱对枯草芽孢杆菌和大肠杆菌作用效果研究

朱莲英， 李成会， 许梦姣

（1.唐山师范学院生命科学系，河北唐山 063000；2.河北大学生命科学院，河北保定 071000）

辣椒碱又称辣椒辣素，化学名称为反-8-甲基-N-香草基-6-壬烯基酰胺，是辣椒中含有的极度辛辣的香草酰胺类生物碱，为白色结晶粉末。具有杀菌、美白、抑制肿瘤和消除炎症、镇痛等多种生理作用（陈明杰等，2009；李延红等，2006；景作亮等，2004）。辣椒碱在食品添加剂、医药保健、生物农药、饲料添加剂等领域均有应用（丁宏标等，2018；朱亦赤等，2007；邹华娇，2002）。近年来，随着人们对食品安全要求的提高，以及国家对无抗、减抗养殖业发展的要求提出，新型替抗添加剂的开发成为热门，辣椒碱因具有较好的抑菌、杀菌作用而被进一步重视。

枯草芽孢杆菌作为畜禽肠道有益菌、大肠杆菌作为畜禽肠道有害菌均为肠道常驻菌，其菌群数量多少直接关系到畜禽肠道健康状况，进而影响畜禽健康和畜禽产品品质。本试验利用不同浓度梯度的辣椒碱对枯草芽孢杆菌和大肠杆菌进行体外作用效果研究，以便为辣椒碱在畜禽上深入开发应用提供数据支持。

1 材料与方法

1.1 试验材料 辣椒碱：由唐山市动物营养与饲料工程重点实验室提供，含量为2%；细菌：枯草芽孢杆菌、大肠杆菌由家禽肠道分离提取纯化获得。

1.2 培养基制备 枯草芽孢杆菌和大肠杆菌培养基配制配方见表1。

表1 细菌培养及配制配方

固体培养基和液体培养基配好后于121℃湿热灭菌3 h备用。液体培养基用于枯草芽孢杆菌和大肠杆菌菌悬液制备；固体培养基用于试验检验。

1.3 菌悬液的制备 将已纯化的枯草芽孢杆菌和大肠杆菌在超净工作台上用接种环挑取一环，接种于液体培养基中，振荡培养，在摇床中37℃培养18 h。

1.4 辣椒碱稀释液的制备 用75%乙醇将2%含量的辣椒碱分别溶解成0.125、0.25、0.5、1、2、3 mg/mL的溶液备用。

1.5 试验用滤纸片的制备 用10 mm的打孔器打出若干直径10 mm的滤纸片，放入灭菌锅中121℃灭菌3 h，取出无菌干燥。空白对照组为将滤纸片浸置于75%乙醇中一定时间后取出干燥后备用；试验组滤纸片为将滤纸片浸置于一定浓度辣椒碱溶液中一定时间取出后淋干备用。辣椒碱浓度及浸置时间见表2。

表2 浸置用辣椒碱浓度及浸置时间

1.6 抑菌试验 将灭菌冷却到50～60℃的培养基倒入灭菌干燥后的培养皿中冷却至室温，按试验设计在无菌条件下用移液器分别吸取0.2 mL枯草芽孢杆菌和大肠杆菌菌悬液滴于不同培养基上，并用涂布棒涂布均匀。将浸有不同浓度辣椒碱的滤纸片按图1样式进行排布好后，将培养基放入恒温培养箱37℃培养24 h，取出进行观察和结果测定。

图1 滤纸片放置样式

1.7 测定指标及方法 抑菌圈直径（mm）：直接测量法，用游标卡尺进行测量，测量结果精确到小数点后1位。

1.8 数据处理与分析 测得数据Excel进行处理与显著性分析。

2 结果与分析

2.1 相同浸泡时间内不同浓度辣椒碱对枯草杆菌和大肠芽孢杆菌的作用效果 在0.125～3 mg/mL 6个辣椒碱浓度下浸置3 h，对枯草芽孢杆菌和大肠杆菌作用效果见表3。

由表3可见，不同浓度辣椒碱对枯草芽孢杆菌和大肠杆菌均有抑制作用。对于枯草芽孢杆菌而言辣椒碱的抑制效果随浓度增加而增强，在1 mg/mL时达到最大，抑菌圈直径达到13.5 mm，而后随辣椒碱浓度升高抑制效果降低；与其他辣椒碱浓度相比，1 mg/mL辣椒碱浓度抑菌效果达到显著水平（P＜0.05）。对于大肠杆菌而言，随辣椒碱浓度升高，抑制作用在增强，抑菌圈直径在3 mg/kg时达到最大，为15.3 mm；各浓度间差异均达到显著水平（P＜0.05）。

表3 浸置3 h不同浓度辣椒碱对不同枯草芽孢杆菌、大肠杆菌的作用效果mm

2.2 不同浸置时间不同辣椒碱浓度对枯草芽孢杆菌和大肠杆菌作用效果

2.2.1 不同浸置时间不同浓度辣椒碱对枯草芽孢杆菌的作用效果 在1、2 mg/kg和3 mg/kg浓度下浸置3、6、12、18 h对枯草芽孢杆菌作用效果见表4。

表4 不同浸置时间不同辣椒碱浓度对枯草芽孢杆菌的作用效果mm

由表4可见,辣椒碱对枯草芽孢杆菌有抑制作用。对于同一浸置时间而言，随浓度增加而抑菌效果呈降低趋势，在1、2、3 mg/mL三个浓度中以1 mg/mL的抑菌效果最好。对于同一浓度的不同浸置时间而言，各浓度辣椒碱抑菌效果均出现先降低后升高趋势。

2.2.2 不同浸置时间不同浓度辣椒碱对大肠杆菌的作用效果 在1、2 mg/kg和3 mg/kg浓度下浸置3、6、12、18 h对大肠杆菌作用效果见表5。

表5 不同浸置时间不同浓度辣椒碱对大肠杆菌的作用效果mm

由表5可见，辣椒碱对大肠杆菌有明显的抑菌作用。对于同一浸置时间的不同浓度辣椒碱而言，出现随浓度增加抑菌作用增强趋势。且无论哪个浸置时间，2 mg/mL辣椒碱的抑菌效果均显著高于1 mg/mL辣椒碱的抑菌作用。对于同一浓度辣椒碱的不同浸置时间对大肠杆菌的抑制效果而言，随浸置时间的延长，抑制作用呈增强趋势。且在浸置12、18 h时的抑菌效果均显著高于3 h的抑菌效果（P＜0.05）。

3 讨论

本研究结果表明，辣椒碱对枯草芽孢杆菌和大肠杆菌均具有一定的抑制作用。对于枯草芽孢杆菌的抑制作用最佳浓度为1 mg/mL时，且浸置时间对抑制效果影响不明显。当浓度大于3 mg/mL时，对枯草芽孢杆菌的抑制效果随浓度的增加反而出现下降趋势。吴影等（2007）报道，辣椒碱对枯草芽孢杆菌有抑制作用，在浓度低于1 mg/mL时，抑菌圈直径随浓度增加而增加，与本研究试验的结果相反。张祖娇等（2012）研究发现，辣椒碱对枯草芽孢杆菌最低抑菌浓度为0.115 mg/mL。而唐小平（2009）报道，辣椒碱对枯草芽孢杆菌无抑制作用，与本研究结果不一致。

对于大肠杆菌而言，本研究试验结果显示辣椒碱在试验浓度（0.125～3 mg/mL）范围内对大肠杆菌的抑菌效果随浓度增加而显著增强，且在同一浓度下随浸置时间延长，抑菌效果有所增加。杨海燕等（2002）研究发现,辣椒碱对大肠杆菌具有抑制作用。刘可春等（2007）报道，辣椒碱在浓度大于0.125 mg/mL时，对大肠杆菌出现抑菌效果，与本研究结果相一致。而吴影等（2007）报道，辣椒碱浓度为0.063 mg/mL时即对大肠杆菌产生抑菌作用。

枯草芽孢杆菌作为肠道益生菌而存在，大肠杆菌作为肠道有害菌而存在。该研究结果显示出的辣椒碱对枯草芽孢杆菌和大肠杆菌的抑制效果对实际生产中辣椒碱的应用具有一定的指导意义，在增加辣椒碱用量时可有效抑制大肠杆菌，而对枯草芽孢杆菌抑制作用无增强。该研究中不同浸置时间的试验结果显示，辣椒碱对枯草芽孢杆菌的作用效果可能会随食糜在肠道中停留时间延长而下降，而对于大肠杆菌而言，则可能会随食糜在肠道停留时间延长作用效果而增强。

本试验所用pH为7.2～7.4，正好在肠道pH范围内。吴影等（2007）报道，辣椒碱对大肠杆菌的抑菌效果较好时pH为6～8，此pH为肠道pH范围，更有利于抑制大肠杆菌，保护肠道健康。

4 结论

辣椒碱对枯草芽孢杆菌有一定的抑制作用，在浓度低于1 mg/mL时，随浓度增加而增强；浓度大于1 mg/mL时，出现减弱趋势。辣椒碱对大肠杆菌有很好的抑制效果，抑菌效果在浓度为0.125～3 mg/mL时随浓度增加而增强。