全 文 :食 品 科 技
FOOD SCIENCE AND TECHNOLOGY提取物与应用
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2013年 第38卷 第2期
水葱(Scirpus tabernaemontani)又名莞、苻蓠、
收稿日期:2012-07-24
基金项目:浙江省科技厅基金项目(2008C32025)。
作者简介:范铮(1964—),男,浙江宁波人,硕士,高级实验师,主要从事环境资源化和食品加工技术的实验与教学工作。
莞蒲、夫蓠、葱蒲,为莎草科多年生宿根挺水草
范 铮1,孙培龙1,马 新1,李丹青2
(1.浙江工业大学生物与环境学院,杭州 310032;
2.浙江中医药大学附属第三医院,杭州 310005)
摘要:对水葱全草以乙醇、正己烷、丙酮、正丁醇作为溶剂提取有效成分,采用抑菌圈法测定
了提取物对7种受试菌的抑菌作用,用稀释法测定了受试菌的MIC。结果表明:水葱提取物有较
强的抑菌活性。其中乙醇提取液对黑曲霉、枯草杆菌的MIC为1.25 mg/mL,正丁醇提取物对黑曲
霉的MIC为2.5 mg/mL,乙醇提取物抑菌活性总体好于其他溶剂提取物。实验测试了不同温度条
件下提取物的抑菌活性以及提取物对食物的防腐作用,表明水葱提取液具有较好的热稳定性和
防腐效果。
关键词:水葱;提取物;微生物;抑菌活性
中图分类号:R 285 文献标志码:A 文章编号:1005-9989(2013)02-0214-04
Antibacterial effect of extracts of Scirpus tabernaemontani
FAN Zheng1, SUN Pei-long1, MA Xin1, LI Dan-qing2
(1.College of Biology and Environmental, Zhejiang University of Technology, Hangzhou
310032; 2.Zhejiang Chinese Medical University NO.3 Hospital Affiliated, Hangzhou
310005)
Abstract: Used ethanol, n-hexane, acetone and butyl alcohol as a slvent to extract the Scirpus
tabernaemontani. The antibacterial were tested using the inhibitory zone method, and minimum
bactericidal concentrations were testd using the doubling dilution method. The results showed that Scirpus
tabernaemontani extracts could inhibit the growth of seven normal microbial. Ethanol extract against
microbes have stronger antimicrobial activity than those with n-hexane and acetone and butyl alcohol, the
results indicated that antimicrobial activities of extracts were affected by extraction medium. The minimal
inhibitory concentration (MIC) of extrac were: Aspergillus. niger 1.25 mg/mL, Bacilus subtilis 1.25 mg/mL
were used by ethanol extract, Aspergillus. niger 2.5 mg/mL was used by butyl alcohol extract. We tested
antibacterial activity of ethaniol extracts under different temperature and food preservative effect about
extracts, while the antimicrobial activity of the extracts is quite stable under heating and fine preservative
effect.
Key words: Scirpus tabernaemontani; extract; animalcule; antibacterial activity
水葱提取物的抗菌作用研究
DOI:10.13684/j.cnki.spkj.2013.02.003
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2013年 第38卷 第2期
收稿日期:2011-05-05
基金项目:国家自然科学基金项目(21005041)。
作者简介:王则臻(1970—),男,黑龙江人,硕士,副教授,研究方向为表面活性剂的合成应用及纺织助剂应用研究。
本植物,株高1~2 m,茎杆高大通直,杆呈圆柱状,
中空。水中根状茎粗状而匍匐,须根很多[1]。在
自然界常生长在沼泽地、沟渠、池畔、湖畔浅水
葱在水景园中主要做后景材料;其茎秆可作插
花线条材料,也用作造纸或编织草席、草包材
料。现代医学证明水葱内含“苯乙烯、樟脑、龙
脑、薄荷脑、苯乙烯基醚、异胡椒酮、优藏茵香
酮、罗布麻宁、a-香木兰烯、吐,7,7a-三甲基,
5,6,7,7a-四氢苯并吠喃酮、菊、邻苯二甲酸甲基
丁基二酚、苯甲酸苯甲基醋、菲、肉豆寇”等该
植物的地上部分可入药,夏、秋采收,洗净,切
段,晒干。中医认为味甘,淡,性平,归膀胱
经,可利水消肿,主治水肿胀满,小便不利[2-3]。
有关水葱的抑菌防腐作用未见报道,本试验旨在
探讨水葱不同提取物对7种微生物的抑菌作用,希
望能找出新的抑菌方法和抑菌资源,为绿色食品
开发利用提供有益资料。
1 材料与方法
1.1 供试材料
水葱采自杭州市西湖曲院风荷湖面。先用自
来水洗净,再用蒸馏水冲洗3次,自然晒干后粉
碎,置于冰箱备用。取200 g水葱用150 mL乙醇
恒温60 ℃浸泡30 min过滤,滤渣重复提取3次,
合并滤液用旋转蒸发仪减压浓缩至膏状。同样方
法制得丙酮、正丁醇、正己烷溶液提取物,冷藏
备用。
1.2 供试菌种
大 肠 杆 菌 ( E . C o l i ) 、 金 黄 色 葡 萄 球 菌
(S.L.Aureus)、黑曲霉(Aspergillus.niger)、青霉
(Penicillium.citrinum)、枯草杆菌(Bacilus subtilis):
浙江工业大学生环学院微生物教研室提供;口
腔链球菌(S.Salivarius)、变形链球菌(Streptococcus
mutans):浙江中医药大学附属第三医院化验室提
供;蛋白胨营养琼脂培养基(用于供试细菌培养):
牛肉膏5 g,蛋白胨10 g,NaCl 5 g, 琼脂18 g,水
1000 mL,pH7.2~7.6;马铃薯培养基(用于供试真
菌培养):马铃薯20 g,葡萄糖2 g,琼脂2 g,水
1000 mL,pH自然。
1.3 试剂及仪器
乙醇(A)、正丁醇(B)、丙酮(C)、正己烷(D):
市售(分析纯)。
XM-52高压蒸汽灭菌锅,LRH-250A生物培
养箱,RE540旋转蒸发仪,DGG-9053A恒温干燥
箱,SW-CJ-IF无菌操作台,FA-2004电子天平。
2 测定
2.1 抑菌圈的测定
菌悬液的制备:大肠杆菌、金黄色葡萄球
菌、变形链球菌、口腔链球菌、枯草杆菌接种于
营养琼脂培养基试管斜面,37 ℃培养24 h,用灭
菌生理盐水洗下菌苔,配制成106~107 cfu/mL的菌
悬液。黑曲霉、青霉接种于马铃薯培养基28 ℃
培养48 h,用灭菌生理盐水洗下菌苔,配制成
106~107 cfu/mL的菌悬液[4-5]。
试验方法:采用滤纸片法测定抑菌作用。在
培养基表面接种50 μL菌悬液并涂布均匀,取已
灭菌直径6 mm干燥滤纸片,置于30 mg/mL提取液
浓度的稀释液中,无菌自然干燥10 min后,用无
菌镊子夹取滤纸片贴于平板表面,每皿内间隔
贴4片,轻轻按压使充分接触,以相应的溶剂
做为空白对照,各皿放入培养箱中培养,大肠
杆菌、金黄色葡萄球菌、变形链球菌、口腔链球
菌、枯草杆菌37 ℃培养24 h;黑曲霉、青霉28 ℃
培养48 h,每种试验重复进行3次。取出后,用十
字交叉法测定抑菌直径D(mm),取平均值[6-7],结
果见表1。
2.2 最小抑菌浓度(MIC)的测定
用无菌移液器准确量取供试的水葱提取物,
使提取液与培养液配成20、10、5.0、2.5、1.25
mg/mL等浓度梯度的无菌培养基,往培养皿中分别
加入2 mL,然后每皿到入18 mL已融化的固体培养
基,混合均匀,待冷却后,用无菌棉签分别蘸取
各种待试菌悬液涂布均匀,将各培养皿置于不同
温度的恒温箱中(细菌放入37 ℃培养24 h,真菌放
入28 ℃培养48 h)观察现象,以无菌斑产生确定最
小抑菌浓度(MIC),结果见表2。
2.3 抑菌活性的热稳定性
以乙醇提取液作热稳定性测试试剂,测定含
30 mg/mL乙醇提取物在20、40、60、80、100、
120 ℃条件下处理30 min后,观察提取物对供试菌
抑菌活性的变化,试验方法与2.1一致。
2.4 提取液食物防腐实验
水葱的乙醇提取物和丙酮提取物各50%混
合,用无菌水配成含生药浓度10 g/mL的药液。将
鲜肉、豆腐切成约1 cm×1 cm×1 cm小块,白菜切
成约1 cm×1 cm小块煮熟,用提取物浸泡30 min,
用无菌水处理作为对照。置于培养皿中,37 ℃保
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温3 d,观察结果[8]。
3 结果与讨论
3.1 水葱提取物对各供试菌的抑菌圈实验效果
由表1可知,几种有机溶剂提取液都显示较好
的抑菌作用,对口腔链球菌、枯草杆菌抑菌作用
较强,而不同溶剂的提取液成分不一样,表现出
抑菌效果不同,说明溶剂会影响水葱提取液的抑
菌能力。
表1 水葱提取液对各供试菌的抑菌圈直径
溶剂
抑菌圈直径/mm
大肠
杆菌
葡萄
球菌
枯草
杆菌
口腔
链球菌
变形链
球菌
黑曲
菌
青霉
菌
乙醇 14.3 12.4 17.3 13.4 15.7 16.3 14.0
正丁醇 15.5 13.7 15.7 14.3 15.1 14.8 13.5
丙酮 12.6 11.5 15.8 12.7 12.5 13.2 11.1
正己烷 11.3 10.7 13.1 10.9 11.3 12.7 10.3
3.2 水葱提取物的对各供试菌的MIC影响
表2 水葱提取液对各供试菌的最低抑菌浓度(MIC)
溶
剂
提取物浓度
/(mg/mL)
最低抑菌浓度(MIC)
大肠
杆菌
葡萄
球菌
枯草
杆菌
口腔链
球菌
变形链
球菌
黑曲
菌
青霉
菌
乙
醇
20 - - - - - - -
10 - - - - - - -
5 - - - - - - -
2.5 - - - - - - -
1.25 + + - + + - +
正
丁
醇
20 - - - - - - -
10 - - - - - - -
5 - - - - + - -
2.5 + + + + ++ - +
1.25 ++ ++ + ++ +++ + ++
丙
酮
20 - - - - - - -
10 - - - - - - -
5 - + - - + - +
2.5 + ++ + + ++ + +
1.25 ++ +++ ++ ++ +++ + ++
正
己
烷
20 - - - - - - -
10 - + - - + - -
5 + ++ - - ++ - +
2.5 ++ +++ + + +++ + ++
1.25 ++ +++ ++ ++ +++ ++ +++
注:“-”表示无菌生长,“+”表示菌生长较弱,“++”表示菌生
长较强,“+++”表示菌生长强。
由表2可以看出,当培养基中提取液浓度为
20 mg/mL时,7种供试菌生长都受到抑制,培养皿
中无菌落生长。随着提取物浓度的降低,它们对
供试菌的抑菌能力表现有所差别。乙醇提取物抑
菌浓度试验中,当培养基中浓度为2.5 mg/mL以上
时,7种供试菌的生长完全受到抑制,对黑曲霉和
枯草杆菌的MIC达到1.25 mg/mL。正丁醇最低抑菌
浓度试验中,当培养基中提取物浓度为10 mg/mL
时,7种供试菌的生长受到抑制,对黑曲霉的MIC
为2.5 mg/mL。丙酮最低抑菌浓度试验中,当培养
基中提取物浓度为10 mg/mL时,7种供试菌的生长
完全受到抑制。正己烷最低抑菌浓度试验中,当
培养基中提取物浓度为20 mg/mL时,7种供试菌的
生长受到抑制。从上述结果可知:乙醇提取物的
MIC最小,抑菌活性最好;正丁醇提取物抑菌活
性稍小,丙酮提取物更次之,正己烷最小但也
有一定的抑菌作用。4种提取物对黑曲霉,枯草
杆菌作用较明显。分析原因:乙醇有一定极性
且溶解性能较好,大多数有效成分均能提取,
因此有机酸、酮、生物碱类等有效成分提取较为
充分,丙酮、正丁醇极性和溶解性稍弱于乙醇,
它们提取物的抑菌活性亦稍弱。正己烷为非极性
分子,可有效提取脂溶性成分,但水葱作为一种
草本植物,所含脂类成分较少,故其提取物抑
菌效果稍差,也可推测水葱的抑菌有效成分不
是脂类物质。
3.3 抑菌活性的热稳定性
以乙醇提取液作热稳定性测试实验,测定
在不同温度条件下经30 min处理后,提取物抑菌
活性的变化,结果见图1。由图1可知,提取物经
30~120 ℃不同温度处理后基本保持了原有的抑
菌活性,表明提取物的抑菌活性具有较好的热稳
定性。
图1 水葱乙醇提取物抑菌活性的热稳定性
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3.4 提取液食物防腐实验效果
水葱提取物的防腐实验结果显示,经水葱乙
醇、丙酮提取物混合试剂处理后的猪肉、豆腐和
白菜其气味、质地、色泽基本无变化,无微生物
生长。再将食物装入三角瓶中,加水充分振荡,
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观察浸出液清亮透明,食物结构亦保持尚好。而
对照品有异味产生,颜色变深,浸出液浑浊,观
察表面有杂菌生长迹象,食物发生了变质。上述
实验说明水葱提取萃取物对食品可起到较好的防
腐作用。
4 结论
通过实验研究发现,水葱提取物具有较强的
抑菌作用。4种溶剂提取物对7种供试菌均有较强
的抑菌作用,其中乙醇提取液的抑菌效果较好,
几种溶剂提取液对黑曲霉、枯草杆菌的抑菌作用
较强。以上实验可知,水葱所含活性成分对微生
物有明显和广泛的抑菌作用。其所含抑菌作用成
分,有待进一步分析确认,这些活性成分可能为
新型生物抑菌剂开发提供有益经验。随着对水葱
认识的深化,它不仅可作为中药的良好原药材,
在食品领域也将大有可为。
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