全 文 ： 壳聚糖-蒲公英提取物的抑菌活性与稳定性研究
张 强 1，胡维岗 2，金新文*
(1.新疆农垦科学院 农产品加工研究所，新疆 石河子 832000;
2.新疆农垦科学院 农产品加工重点实验室，新疆 石河子 832000)
摘 要：研究天然抑菌剂壳聚糖和蒲公英提取物联用抑菌活性和抑菌稳定性。分别测定壳聚糖和蒲公英提
取物对大肠杆菌、沙门氏菌、金黄葡萄球菌的抑菌最小浓度以及在最小抑菌浓度下的抑菌率和抑菌圈直径。
并研究了壳聚糖和蒲公英提取物联用时的抑菌活性与抑菌稳定性。结果表明: 单独使用壳聚糖与蒲公英提
取物，均对大肠杆菌、沙门氏菌、金黄葡萄球菌有一定的抑菌活性，两者联用后，抑菌活性较单独使用有
所提高，将联用抑菌剂通过不同温度、pH值和紫外照射时间处理后测定可知，壳聚糖与蒲公英提取物联用
抑菌剂在 60 ℃、pH值为 5～7 和紫外照射时间 40min 的情况下仍具有较强的抑菌活性，抑菌稳定性良好。
关键词：壳聚糖，蒲公英，抑菌活性，抑菌稳定性
Study on antibacterial activity and stability of chitosan and dandelion extract
Zhang Qiang 1，Hu Wei-gang 2，JIN Xin-wen *
(1.Institute of Agro-Products Processing Science and Technology, 2. Key
lab of Agro-Products Processing Science and Technology, Xinjiang Academy of Agricultural and R
eclamation Science, Shihezi 832000, China )
Abstract: The antibacterial activity and stability of the two natural antibacterial agents chitosan and dandelion
extracts had been studied. The minimum antibacterial concentration of E. coli, Salmonella, S. aureus which were
produced by chitosan and dandelion were determined, and the inhibition rate and inhibition zone diameterand at
the MIC had been studied also. And antibacterial activity and stability of the two antibacterial mixtures had been
determine too. The results show that both chitosan and dandelion extract have some antibacterial activity to E. coli,
Salmonella, S. aureus, and the mixtures of chitosan and dandelion extract have more antibacterial activity than the
two substance had been used alone. The mixtures had been reduced in different temperature, pH and UV
irradiation time, and antibacterial activity could be ketp well in 60 ℃, pH=5-7 and 40 minutes UV irradiation, the
results show that the antibacterial stability of the mixtures is very well.
Key words: Chitosan; Dandelion; antibacterial activity; antibacterial stability
中图分类号：TS254.3 文献标识码：A 文章编号：
1

1作者简介：张强（1977－），男，安徽，硕士，助理研究员，研究方向：农产品加工与贮藏保鲜。E-mail：
821861127@qq.com
※通信联系人：金新文（1970－)，男，甘肃，博士研究生，副研究员，研究方向：农产品加工与贮藏保鲜。
E-mail：372557223@qq.com
基金项目：新疆农垦科学院科技引导计划(50YYD201210)
网络出版时间：2015-05-21 09:41
网络出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/11.1759.TS.20150521.0941.014.html
抗菌防腐对食品的保鲜贮藏起着至关重要的作用，天然抑菌物质具有安全、
无毒、无害的优点，近年来受到了国内外的广泛关注[1-2]。壳聚糖是一种无毒无
味的天然物质，是甲壳质经脱乙酰反应后的产品，具有良好的生物相容性和可降
解性，同时具有良好的抑菌活性[3-4]。壳聚糖的分子量从几千到几十万不等，有
研究表明，粘均分子量在 1.5×105 左右的壳聚糖具有较强的抑菌活性[5]。目前，
已应用于壳聚糖种衣剂、壳聚糖杀菌、功能性纤维、农药缓释剂、植物生长促进
剂、土壤改良剂、可降解壳聚糖地膜、壳聚糖菜蔬保鲜剂等[6-8]。蒲公英属菊科
多年生草本植物，蒲公英植物体中含有蒲公英醇、蒲公英素、胆碱、有机酸、菊
糖等多种健康营养成分，具有广谱抑菌的效果，对肺炎双球菌、脑膜炎球菌、白
喉杆菌、绿脓杆菌、痢疾杆菌、伤寒杆菌等有较强的抑菌活性[9-10]。由于不同的
抑菌剂有着不同的抑菌机理[11-12]，联合使用，能够发挥各自的抑菌特性，对不同
微生物的抑菌活性形成互补，提高总体抑菌活性，目前已有复合抑菌剂在保鲜贮
藏已有研究和应用[13-14]。因此，本课题研究了粘均分子量为 1.5×105 的壳聚糖和
蒲公英提取物对大肠杆菌（E.coli）、沙门氏菌（Salmonella）、金黄葡萄球菌
（S.aureus）的抑菌活性，并将两者联合使用，研究其抑菌效果，为开发新型的
天然抗菌防腐材料与抗菌保鲜方法提供了参考和依据。
1 材料与方法
1.1 材料与仪器
壳聚糖 脱乙酰度 96%，粘均分子量为 1.5×105 上海紫一试剂厂；蒲公英 采
摘于野外，全草晾干，经石河子华强医药公司鉴定；供试菌种：大肠杆菌（E.coli）、
沙门氏菌（Salmonella）、金黄葡萄球菌（S.aureus），由新疆农垦科学院农产品加
工重点实验室提供；无水乙醇 99.5%、醋酸 南京化学试剂有限公司；其它试剂
均为分析纯。
TDZ6B-W 型离心机 上海卢湘仪离心机有限公司；HHS-11-4 型水浴锅 杭州
汇尔仪器设备有限公司； DH-500(303-3)AB 恒温培养箱 北京科伟永兴仪器有限
公司；V-1800 型光度计 上海美普达仪器有限公司；KK25F55TI 型冰箱 西门子
公司；MLS-3780 型高压蒸汽灭菌锅 杭州亚旭生物科技有限公司。
1.2 实验方法
1.2.1 壳聚糖抑菌溶液制备 实验采用粘均分子量为 1.5×105 壳聚糖，用 2%的醋酸
溶液溶解达到饱和后，再用 0.1 mol/L 的 NaOH 将溶液 pH值调节至 6.0，用调节
好的壳聚糖溶液进行抑菌实验[15]。
1.2.2 蒲公英浸提液的制备 取干蒲公英全草，粉碎至 40 目，将无水乙醇配制为
70%体积浓度，作为浸提剂，按照料液比为 1/25（m/V）投料，在水浴锅内 100 ℃
回流提取 2 h。结束后进行过滤浓缩，制成浓度为 1 g/mL 的浸提液[16-18]。
1.2.3 菌株及其菌悬液的制备 菌株为大肠杆菌、沙门氏菌、金黄葡萄球菌，将
菌株分别接种到 LB 固体培养基上，在 37 ℃ 培养 24 h，挑选单一菌落，置于
MH 培养基，在 37 ℃ 培养，直至菌液达到所需浓度为止。菌悬液的制备：将所
培养的细菌调至 0.5 麦氏比浊单位[19]。
1.2.4 抑菌活性的测定
1.2.4.1 壳聚糖、蒲公英浸提液最小抑菌浓度（MIC）的测定
采用微量二倍稀释法进行[20]，将待测菌液稀释至 0.5 麦氏比浊单位，加入
96 孔聚苯乙烯板中，取 180 μL 加入第一排孔，其余孔加入 100 μL，取 20 μL 配
制好的抑菌溶液加入第一孔，混匀，取 100 μL 加入第二孔，混匀，取 100 μL 加
入第三孔，依次加样至第 11 孔，第十二孔加待测浸提混合液，作为对照，以浸
提剂做阴性对照，重复 2～4 次，将平板置于 37℃培养箱内培养 24h，观察结果。
重复 3次，取平均值。
1.2.4.2 抑菌圈直径的测定
采用滤纸片扩散法[20]，制备药敏纸片：用滤纸制成直径为 6mm 的圆形纸片
若干，灭菌、烘干。取 200 μL 待测抑菌溶液浸泡滤纸片 2h，取出纸片置于培养
基中，37 ℃ 下干燥 3 h。以浸提剂浸泡的滤纸片做空白对照。
接种培养：在无菌操作下，取 200 μL 菌悬液均匀涂布于无菌平皿，取 6 片
药敏滤纸片等距离贴放，中心贴一片做对照，每个样品重复 3 次。于 37 ℃ 培养
24h，用十字交叉法测定抑菌圈直径。
1.2.4.3 抑菌率的测定
采用比色法测定抑菌率[20]，将待测菌种进行活化至浓度为 4.0 lg/CFU/g 的菌
悬液[21]，以 1/100 稀释，配制为 A600mm波长处吸光度为 0.3～0.6 的标准菌液，作
对照组。取标准菌液，加入抑菌剂，配制为 MIC 的混合菌液，作为实验组。以
无菌 LB 培养基作标准液，调节分光光度计的零点。在 LB 培养基中加入标准液
300 μL，测吸光度（A600nm），测定后于 37 ℃ 培养 3 h，测定 A600nm，计算单位时
间内 A600nm变化（标示为△ A600nm），以此表示细菌的生长速率。按此方法测定含
抗菌剂实验组菌液的 A600nm变化值（标示为△ A′600nm），下降百分比作为抗菌剂的
抗菌活性[22]。
抑菌率/% = [(⊿A600nm-⊿A′600nm)/ ⊿A600nm]×100%
1.2.4.4 壳聚糖与蒲公英提取物联用时抑菌活性测定
联用抑菌液的配制：由于同一种抑菌剂对不同细菌有不同的 MIC，若同时
对三种细菌有抑菌作用，应当取三种细菌中 MIC 值的最大者。因此分别取壳聚
糖组和蒲公英提取物组中三种细菌的 MIC 值最大者，浓度值分别记为 C1 和 C2。
根据 C1 和 C2 的值，分别将壳聚糖与蒲公英提取物配制成浓度为 2C1 和 2C2 的溶
液，然后取等质量的两种溶液混合配制成壳聚糖与蒲公英提取物的联用抑菌剂，
最后对联用抑菌剂进行抑菌活性的测定。
1.2.5 抑菌活性稳定性的测定[22]
1.2.5.1 热处理对联用抑菌剂抑菌活性的影响
将联用抑菌剂分别置于 40、60、80、100 ℃ 水浴处理 30 min，对照组为 20 ℃，
测定联用抑菌剂的抑菌圈直径与抑菌率，实验重复 3 次，取平均值。
1.2.5.2 pH 对联用抑菌剂抑菌稳定性的影响
用 0.1 mol/L 的 HCl和 0.1 mol/L 的 NaOH 分别将联用抑菌剂溶液 pH 调至 3、
5、7、9、11，测定联用抑菌剂的抑菌圈直径与抑菌率，实验重复 3 次，取平均
值。
1.2.5.3 紫外照射对联用抑菌剂抑菌活性的影响
将联用抑菌剂置于 20 W 的紫外灯下 30 cm 处分别照射 20、40、60、80 min，
分别测定抑菌剂的抑菌圈直径和抑菌率，重复 3 次。
1.3 数据处理
实验数据采用 SPSS17.0 软件进行方差分析。
2 结果与分析
2.1 壳聚糖与蒲公英提取物最小抑菌浓度以及抑菌活性的测定
表 1 壳聚糖与蒲公英提取物最小抑菌浓度
Table 1 The MIC of chitosan and dandelion extract.
抑菌物质
壳聚糖 蒲公英提取物
E.coli Salmonella S.aureus E.coli Salmonella S.aureus
MIC（g/mL） 0.021±0.02 0.055±0.03 0.013±0.02 0.125±0.023 0.03125±0.015 0.0875±0.031
抑菌圈直径（mm） 3.1±0.1 3.5±0.2 2.6±0.1 12.7±0.2 17.5±0.2 8.6±0.1
抑菌率（%） 24.3±0.24 29.5±0.32 19.8±0.25 39.6±0.31 43.7±0.35 32.6±0.41
采用微量二倍稀释法，分别测定了壳聚糖与蒲公英提取物的最小抑菌浓度，
数据如表 1 所示，壳聚糖对大肠杆菌和金黄葡萄球菌最小抑菌浓度小于蒲公英提
取物，对沙门氏菌的最小抑菌浓度则大于蒲公英提取物的。有研究表明，壳聚糖
的浓度对其抗菌活性有重要影响，醋酸浓度和 pH 值亦能产生影响，但影响较小
[23]。
2.2 壳聚糖与蒲公英提取物联用与单独使用抑菌圈直径
表 2 C1浓度下壳聚糖与 C2浓度下蒲公英提取物及两者混合联用的抑菌圈直径
Table 2 The inhibitory zone diameters of chitosan in C1 and dandelion extract in C2 and the mixture of chitosan
and dandelion extract.
抑菌物质
抑菌圈直径（mm）
E.coli Salmonella St.aureus
壳聚糖（C1浓度） 3.6±0.1
a 3.5±0.21a 4.1±0.1a
蒲公英提取液（C2浓度） 12.7±0.1
b 18.7±0.2b 9.1±0.1b
壳聚糖与蒲公英联用 14.3±0.2c 21.4±0.25c 12.9±0.26c
注：不同小写字母表示 LSD 检验在 5%水平上差异显著；表 3 同。
壳聚糖在 C1 浓度（0.055 g/mL）下，蒲公英提取物在 C2 浓度下（0.125 g/mL），
根据 C1 和 C2 值配置壳聚糖和蒲公英联用抑菌剂，对以上条件下抑菌圈直径进行
测定。由表 2 数据可知，壳聚糖在 C1 浓度下较蒲公英提取物在 C2 浓度下产生的
抑菌直径小，两者存在显著性差异（P＜0.05）；壳聚糖和蒲公英联用制剂产生抑
菌圈直径较 C2 浓度的蒲公英提取物有了显著增加（P＜0.05）。
2.3 壳聚糖与蒲公英提取物联用与单独使用抑菌率
表 3 C1浓度下壳聚糖与 C2浓度下蒲公英提取物及两者混合联用的抑菌率
Table 3 The inhibitory rate of chitosan in C1 and dandelion extract in C2 and the mixture of chitosan and dandelion extract.
抑菌物质
抑菌率（%）
E.coli Salmonella St.aureus
壳聚糖（C1浓度） 45.6±0.21
b 39.8±0.16a 64.7±0.35b
蒲公英提取液（C2浓度） 39.7±0.18
a 73.5±0.25b 43.2±0.27a
壳聚糖与蒲公英联用 89.6±0.32c 96.4±0.34c 92.5±0.43c
由表 3 所示，通过对表中同列数据纵向对比可知，壳聚糖-蒲公英提取物对
大肠杆菌、沙门氏菌、金黄葡萄球菌的抑菌率均比壳聚糖和蒲公英单独使用时有
所增加（P＜0.05）。
由抑菌圈直径和抑菌率变化可知，并且壳聚糖与蒲公英提取物联用比单独使
用一种抑菌剂能够产生更强的抑菌活性。
结合表 2 和表 3 分析可知，在固体培养基中，壳聚糖远比蒲公英提取产生的
抑菌圈直径小，相差 2.5～5.3 倍。而在液体菌悬液中的抑菌率差距则相对较小，
壳聚糖对大肠杆菌和金黄葡萄球菌的抑菌率反而较蒲公英提取物强。这是由于壳
聚糖粘度较高，在固体培养基中不易扩散，而在菌悬液溶中，壳聚糖充分溶解分
散，抑菌活性得以充分发挥。
由于两种抑菌剂有着不同的抑菌机制，壳聚糖的有效基因 N 可以细菌细胞
壁形成一个负电荷环境，阻碍细胞内外物质的正常流通，有些则通过渗透作用穿
过多孔细胞壁，破坏细胞质中内含物的胶体状态[24]。蒲公英对细菌的细菌的细
胞膜有强烈的破坏作用，导致胞内物质渗出，使细菌死亡[25]。因此，两种抑菌
剂联用后分别能够发挥自身的抑菌作用，抑菌活性超过单独使用一种抑菌剂的抑
菌活性[26]。
2.4 壳聚糖-蒲公英提取物的抑菌稳定性
2.4.1 热处理对联用抑菌剂抑菌活性的影响
食品生产过程中，经常会使用巴士杀菌控制微生物数量，这要求抑菌剂有较
好的热稳定性，能在尽量高的温度下保持较强的抑菌活性。
0
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对照 40 60 80 100
温度(℃)
抑
菌
圈
直
径
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m)
大肠杆菌
沙门氏菌
金黄葡萄球菌

图 1 温度对壳聚糖-蒲公英提取物抑菌圈直径的影响
Fig.1 The inhibitory zone diameters of chitosan and dandelion extract had been effected by temperature
20
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90
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对照 40 60 80 100
温度(℃)
抑
菌
率
%
大肠杆菌
沙门氏菌
金黄葡萄球菌

图 2 温度对壳聚糖-蒲公英提取物抑菌率的影响
Fig.2 The inhibitory rate of chitosan and dandelion extract had been effected by temperature
由图 1、图 2 可知，壳聚糖与蒲公英联用抑菌剂的抑菌活性在 40 ℃下保持
良好，无显著性变化（P＞0.05），在 60 ℃的巴氏杀菌温度下略有下降，但仍有
较强的抑菌活性，壳聚糖与蒲公英的联用抑菌剂热稳定性良好，能够满足食品加
工生产要求。在 80 ℃和 100 ℃高温下，抑菌活性下降严重（P＜0.05）。
2.4.2 pH 对联用抑菌剂抑菌稳定性的影响
抑菌剂在使用时，环境 pH 处在不断变化过程中，因此，抑菌剂对酸碱环境
保持稳定性非常重要，能在较大 pH 值范围内保持抑菌稳定性较为理想。
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7
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3 5 7 9 11
pH
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菌
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直
径
(m
m)
大肠杆菌
沙门氏菌
金黄葡萄球菌

图 3 pH 对壳聚糖-蒲公英提取物抑菌圈直径的影响
Fig.3 The inhibitory zone diameters of chitosan and dandelion extract had been effected by pH
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3 5 7 9 11
pH
抑
菌
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(%
)
大肠杆菌
沙门氏菌
金黄葡萄球菌

图 4 pH 对壳聚糖-蒲公英提取物抑菌率的影响
Fig.4 The inhibitory rate of chitosan and dandelion extract had been effected by pH
由图 3 和图 4 分析可知，在 pH＜5 时，壳聚糖与蒲公英联用抑菌剂的抑菌
活性随 pH 的升高急剧升高（P＜0.05），当 pH=5 时，抑菌活性达到最高，在 pH>5
时，抑菌活性随着 pH 值增加逐渐下降，pH>7 时，抑菌活性加速下降（P＜0.05）。
2.4.3 紫外照射对联用抑菌剂抑菌活性的影响
许多种类的食品在生产及保鲜贮藏过程中，要进行紫外线照射灭菌处理，因
此，理想的抑菌剂其抑菌活性受紫外线照射影响较小为好。
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对照 20 40 60 80
时间(min)
抑
菌
圈
直
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m
) 大肠杆菌
沙门氏菌
金黄葡萄球菌

图 5 紫外线照射时间对壳聚糖-蒲公英提取物抑菌圈直径的影响
Fig.5 The inhibitory zone diameters of chitosan and dandelion extract had been effected by UV irradiation time
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40
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对照 20 40 60 80
时间(min)
抑
菌
率
(
%
) 大肠杆菌
沙门氏菌
金黄葡萄球菌

图 6 紫外线照射时间对壳聚糖-蒲公英提取物抑菌率的影响
Fig.6 The inhibitory rate of chitosan and dandelion extract had been effected by UV irradiation time
由图 5 和图 6 分析可知，壳聚糖与蒲公英的联用抑菌剂在短时间内受紫外线
照射，如 20 min，抑菌活性没有显著变化（P＞0.05），照射 40 min，抑菌活性有
所下降（P＜0.05），并且随着照射时间的延长，抑菌活性进一步下降（P＜0.05）。
3 结论
研究了粘均分子量为 1.5×105 的壳聚糖和干蒲公英全草提取物对大肠杆菌
（E.coli）、沙门氏菌（Salmonella）、金黄葡萄球菌（S.aureus）的抑菌活性。结
果表明，壳聚糖和蒲公英提取物均有一定的抑菌效果。在最小抑菌浓度时，蒲公
英提取物比壳聚糖有较强的抑菌活性。同时发现，壳聚糖在充分溶解扩散的情况
下能够产生较强的抑菌活性。将两种抑菌剂进行混合联用，抑菌活性获得了进一
步提高，对三种实验菌的抑菌率分别达到 89.6%、96.4%、92.5%。由于两种抑菌
剂的抑菌机制不同，因此，两种抑菌剂联用后分别能够发挥自身的抑菌作用，抑
菌活性较单独使用时显著加强。同时，联用后抑菌稳定性良好。由于壳聚糖与蒲
公英提取物均是天然产物，具有安全无毒、自然资源丰富、易取材、生产成本低
的优点，在开发安全健康的食品抑菌保鲜制剂和保鲜材料方面有着良好的应用前
景。

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