全 文 :明日叶提取物抑菌活性成分稳定性的研究
刘海燕1,张建伟2
(1.华北理工大学公共卫生学院,河北唐山 063000;2.唐山师范学院体育系,河北唐山 063000)
摘 要:对明日叶提取物抑菌稳定性进行研究。以金黄色葡萄球菌为指示菌,分别对明日叶提取物的热稳定性、pH稳
定性、金属离子稳定性、紫外线稳定性、蔗糖稳定性进行测定。结果表明,明日叶提取物对不同温度、pH值、金属离子、紫
外线和蔗糖均表现出较好的稳定性,仅在 121℃、pH 11或者 Ca2+处理后其抑菌活性下降较快。明日叶提取物具有较好
的抑菌作用,可作为一种天然防腐剂进行开发利用。
关键词:明日叶;提取物;抑菌活性;稳定性
Study on Stability of Antibacterial Activity Compositions Extracted from Ashitaba
LIU Hai-yan1,ZHANG Jian-wei2
(1. School of Public Health,North China University of Science and Technology,Tangshan 063000,Hebei,
China;2. Department of Physical Education,Tangshan Normal University,Tangshan 063000,Hebei,China)
Abstract:Ashitaba extract was assayed for its antibacterial activity and stability. Ashitaba extract was treated
with different temperature,pH,metal iron,ultraviolet and saccharose,and its stability was also studied with
Staphlococcus aureus as the indicatior strain. The results showed that Ashitaba extract had strong antibacterial
activity. Antibacterial activity showed significant effect only when high temperature up to 121℃,pH 11 and
metal ion calcium treatment. Ashitaba extract has better antibacterial activity and can be developed and utilized
as one of natural preservative resources.
Key words:Ashitaba;extract;antibacterial activity;stability
食品研究与开发
Food Research And Development
2016年 5月
第 37卷第 10期
DOI:10.3969/j.issn.1005-6521.2016.10.010
基金项目:唐山市应用基础研究计划项目(14130254B);2014省级
大学生创新创业训练计划项目(201410081087)
作者简介:刘海燕(1977—),女(汉),讲师,博士,研究方向:功能性
食品的开发利用。
食品防腐剂在延长食品保质期、保证食品品质方
面具有重要的作用。随着人们对健康要求的提高,食
品防腐剂已从化学合成的防腐剂向天然食品防腐剂
方向发展。更为安全、更方便使用的天然防腐剂成为
人们追求的目标。植物源的各组植物提取物为天然防
腐剂研制提供了可能[1-2]。
明日叶是一种翠绿色的植物,意思是“明天的叶
子”,正是由于这种植物具有极强的生长能力,几乎能
在一个晚上就长出新枝,所以称之为“明日叶”。它含
有多种有利人们健康的成分,具有抗肿瘤、抗病毒、抑
菌等多种功能[3-4]。本实验旨在探讨明日叶提取物的抑
菌作用及其影响因素,为明日叶综合利用及新型安全
天然食品防腐剂的研究提供一定的参考。
1 材料与方法
1.1 材料
新鲜明日叶:实验室试验基地;金黄色葡萄球菌
(Staphlococcus aureus)、大肠杆菌(Escherichia coli)、痢
疾杆菌(Shigella dysenteriae)、蜡样芽孢杆菌(Bacillus
cereus)、沙门氏菌(Salmonella sp.):中科院微生物研究
所;牛肉膏蛋白胨培养基:科昊达生物技术公司。
1.2 仪器与设备
FW200高速万能粉碎机:北京中兴伟业仪器公司;
RE-52A旋转蒸发仪:太仓市科教器材厂;恒温培养箱:
北京六一仪器公司;超净工作台:北京东联哈尔仪器公
司;恒温水浴锅:北京长风仪器仪表公司;全自动高压
灭菌锅:日本 Sanyo公司;新华 1号滤纸:杭州新华纸业
有限公司;721分光光度计:上海第三分析仪器厂。
1.3 方法
1.3.1 明日叶提取物制备
新鲜明日叶的茎叶洗净、干燥、粉碎、研磨,按
基础研究
39
1 ∶ 6(g/mL)比例加入体积分数 70 %乙醇,60℃水浴
回流提取 3次,每次 2.5 h。抽滤,合并滤液。滤液在旋
转蒸发仪上浓缩,并冷冻干燥制成称干粉,备用。
1.3.2 菌种活化及菌悬液制备[5]
将所有供测菌的菌种接种于相应试管斜面培养,
37 ℃培养箱培养 24 h,重复活化 2次。活化好的各菌
分别挑取一环,于生理盐水中制成 1×108的菌悬液,
备用。
1.3.3 抑菌活性检测[6-8]
明日叶提取物干粉用无菌水配制成浓度为
100 mg/mL的溶液。将 6 mm的圆形灭菌滤纸片在制
备好的明日叶提取液中浸泡 2 h,取出后室温晾干。将
以上菌悬液 0.2 mL在牛肉膏蛋白胨培养基表面用无
菌涂布棒均匀涂布,20 min后用无菌镊子将浸有明日
叶提取物并晾干的滤纸片贴于涂菌平板的中央。每种
细菌重复 3 个抑菌平板。平板在 37 ℃培养箱培养
24 h,测定抑菌圈直径,取平均值作为测定结果。以上
操作均在超净工作台完成。
1.4 明日叶提取物抑菌稳定性的研究[9-10]
选择明日叶提取物抑菌性能最显著的细菌进行
抑菌稳定性研究。每个试验重复 3次,取平均值为最
终测定结果。
1.4.1 热稳定性研究
明日叶提取物干粉以无菌水配制成浓度为
100 mg/mL的溶液,分别在 4、30、60、80、100、121 ℃条
件下处理 30 min,以未经处理的明日叶提取物为对照,
按照上述抑菌活性检测的方法,测定抑菌圈直径。
1.4.2 酸碱稳定性研究
明日叶提取物干粉以无菌水配制溶液,用 1 mol/L
NaOH或 HCl调节溶液的 pH,分别调至 pH为 1、3、5、
7、9、11,使不同 pH值的明日叶提取物溶液的终浓度
均为 100 mg/mL,在不同 pH条件下处理 30 min,以未
经处理的明日叶提取物为对照,按照上述抑菌活性检
测的方法,测定抑菌圈直径。
1.4.3 金属离子稳定性研究
将 NaCl、KCl、CaCl2、FeCl2、FeCl3粉末分别用蒸馏
水配制成 1 mol/L的溶液。明日叶提取物干粉分别于不
同金属离子(Na+、K+、Ca2+、Fe2+、Fe3+)溶液中浸泡 30 min,
其中明日叶提取物质量浓度为 100 mg/mL,以未经处
理的无菌水配制的浓度为 100 mg/mL的明日叶提取物
溶液为对照,按照上述抑菌活性检测的方法,测定抑
菌圈直径。
1.4.4 紫外线稳定性研究
将明日叶提取物干粉分别在紫外灯(功率 20 W)
下照射 10、15、20、25、30 min,之后以无菌水配制成浓
度为 100 mg/mL的提取液,未经处理的明日叶提取物
用无菌水配制成浓度为 100 mg/mL的溶液为对照,按
照上述抑菌活性检测的方法,测定抑菌圈直径。
1.4.5 蔗糖稳定性研究
明日叶提取物干粉分别以不同浓度的蔗糖溶液
(4 %、8 %、12 %、16 %、20 %)浸泡 30 min,其中明日叶
提取物质量浓度为 100 mg/mL,未经处理的明日叶提
取物用无菌水配制浓度为 100 mg/mL的溶液为对照,
按照上述抑菌活性检测的方法,测定抑菌圈直径。
2 结果与分析
2.1 明日叶提取物抑菌性的确定
明日叶提取物对常见细菌的抑菌效果见表 1。
由表 1可知,明日叶提取物对几种细菌都有较好
的抑菌效果,特别是对金黄色葡萄球菌的抑菌能力最
为明显。因此,选择抑菌效果最为显著的金黄色葡萄球
菌为指示菌,进行明日叶提取物抑菌稳定性的研究。
2.2 明日叶提取物抑菌稳定性研究
2.2.1 不同温度对明日叶提取物抑菌能力的影响
温度对明日叶提取物抑菌活性的影响见图 1。
由图 1可知,明日叶提取物经过不同温度处理后,
抑菌活性变化不大,只是经过 121℃、30 min的处理,
抑菌活性下降较快。这表明明日叶提取物的抑菌能力
表 1 明日叶提取物对常见细菌的抑菌效果
Table 1 Inhibitory effect of Ashitaba extract on common bacteria
strains
菌种 抑菌圈直径/mm
金黄色葡萄球菌 32
蜡样芽孢杆菌 25
大肠杆菌 29
痢疾杆菌 27
沙门氏菌 20
34
30
26
22
18
14
10
抑
菌
圈
直
径
/m
m
0 20 140
温度/℃
40 60 80 100 120
图 1 温度对明日叶提取物抑菌活性的影响
Fig.1 Effects of temperature on antimicrobials activity of
Ashitaba extract
刘海燕,等:明日叶提取物抑菌活性成分稳定性的研究 基础研究
40
具有较好的热稳定性。对于常规的食品加工中的热处
理过程都有很好的耐受。
2.2.2 不同 pH对明日叶提取物抑菌能力的影响
pH对明日叶提取物抑菌活性的影响见图 2。
由图 2可知,随着 pH的升高,明日叶提取物的抑
菌能力升高,对于酸性环境有很好的稳定性。当 pH小
于 9时都有较强的抑菌能力,当 pH 11时,即强碱性环
境抑菌能力下降较快。可能原因是明日叶的提取物抑
菌成分与碱性溶液发生反应[11],从而降低了该提取液
的抑菌能力。
2.2.3 不同金属离子对明日叶提取物抑菌能力的影响
金属离子对明日叶提取物抑菌活性的影响见图 3。
由图 3可知,与未经处理组相比,Ca2+处理后的明
日叶提取物抑菌能力有所下降,其余各组的抑菌能力
趋于一致。有研究表明,某些金属离子本身对某些菌
体有抑制作用,有的金属离子也可能与抑菌成分相螯
合[12],从而降低其抑菌能力。但是从结果来看,明日叶
提取物对以上金属离子的抑菌稳定性优于以往研究
的某些抑菌物质[6-9,11-12]。
2.2.4 紫外光对明日叶提取物抑菌能力的影响
紫外光对明日叶提取物抑菌活性的影响见图 4。
由图 4可知,经紫外光处理不同时间,随着时间的
延长,明日叶提取物的抑菌能力基本保持不变,说明
明日叶提取物对紫外光具有很高的稳定性。
2.2.5 不同浓度蔗糖对明日叶提取物抑菌能力的影响
蔗糖对明日叶提取物抑菌活性的影响见图 5。
由图 5可知,随着蔗糖浓度的升高,明日叶提取物
的抑菌能力逐渐升高。研究表明,高浓度的蔗糖通过
影响微生物细胞膜的渗透压,可以抑制微生物的生
长 [6]。本试验中明日叶提取物与蔗糖表现出了协同效
应,提高了抑菌能力。
3 结论
明日叶提取物的抑菌试验中,选取了食品生产中
经常会采用的处理方式,比如热处理、介质 pH的变
化、不同金属离子、紫外线及添加蔗糖。以期为明日叶
提取物应用于食品防腐抑菌提供参考。
本研究表明明日叶提取物仅对温度 121 ℃、pH11
及 Ca2+的抑菌能力下降较快,其余条件下均表现出
较好的抑菌能力,这对于实际食品防腐有较好的应
用前景。
本研究仅对对明日叶提取物的抑菌能力进行了
初步探讨,对于提取物中有效抑菌组分的分子结构还
图 2 pH对明日叶提取物抑菌活性的影响
Fig.2 Effects of pH on antimicrobials activity of Ashitaba extract
35
30
25
20
15
抑
菌
圈
直
径
/m
m
0 1 12
pH
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
图 3 金属离子对明日叶提取物抑菌活性的影响
Fig.3 Effects of metal ion on antimicrobials activity of Ashitaba
extract
34
28
22
16
10
抑
菌
圈
直
径
/m
m
CK Fe3+
金属离子
Na+ K+ Ca2+ Fe2+
35
30
25
20
15
10
抑
菌
圈
直
径
/m
m
0 10 30
时间/min
15 20 25
图 4 紫外光对明日叶提取物抑菌活性的影响
Fig.4 Effects of ultraviolet on antimicrobials activity of
Ashitaba extract
50
40
30
20
10
0
抑
菌
圈
直
径
/m
m
4 20
蔗糖浓度/%
8 12 16
图 5 蔗糖对明日叶提取物抑菌能力的影响
Fig.5 Effects of sucrose on antimicrobials activity of
Ashitaba extract
刘海燕,等:明日叶提取物抑菌活性成分稳定性的研究基础研究
41
不清楚,其作用机理、毒理学评价等方面还有待进一
步研究。
参考文献:
[1] 刘洋,黄晨,王万骞,等.浅析食品防腐剂的安全应用[J].食品研
究与开发, 2014, 35(9): 127-130
[2] 周建新.植物源天然食品防腐剂的研究现状存在问题及前景[J].
食品科学, 2006, 27(1): 263-268
[3] Shin H J, Shon D H, Youn H S. Isobavachalcone suppresses expres-
sion of inducible nitric oxide synthase induced by Toll-like receptor
agonists[J]. Int Immunopharmacol, 2013, 15(1): 38-41
[4] 张建伟.明日叶查耳酮对Ⅱ型糖尿病大鼠脂代谢的影响[J].食品
科学, 2015, 36(9):250-254
[5] 沈苹,范秀容,李广武.微生物学实验[M]. 3版.北京:高等教育出
版社, 1999: 214-222
[6] 楼英彪,陈菲,高素华. 雪松松针提取物抑菌活性及抑菌稳定性
研究[J].中国药业, 2013, 22(8): 39-40
[7] 孟良玉,兰桃芳,卢佳琨,等.蜂胶提取物中抑菌成分稳定性研
究[J].食品科学, 2010, 31(21): 98-100
[8] 杨冬梅,朱兴一,王秋霜,等.蕨麻提取物的抑菌作用及其稳定
性研究[J].食品科学, 2010, 31(7): 127-130
[9] 张媛媛,李艳利,李书国.五味子抑菌成分的提取及在面制食品
保鲜中的应用[J].粮食与饲料工业, 2014(12): 23-27
[10] 詹欣,辛敏,王然,等.银杏叶发酵与未发酵提取物的抑菌活性
研究[J].中国医药导报, 2013, 10(35): 130-132
[11] 赵淑艳,呼世斌,吴焕利,等.山茱萸提取物抑菌活性成分稳定
性的研究[J].食品科学, 2008, 29(1): 98·101
[12] 刘晓蓉,邓毛程,张媛媛.广藿香挥发油的提取及抑菌活性成分
稳定性的研究[J].中国酿造, 2009(8): 87-90
收稿日期:2015-10-06
毛建对重金属Ni2+和Cu2+吸附的研究
李慧卿,孙泽臣,常丹,宋琦,张娟,郝彦宇
(忻州师范学院化学系,山西忻州 034000)
摘 要:研究毛建茶多酚的提取以及毛建对重金属 Ni2+和 Cu2+的吸附能力。结果发现,70 %甲醇作溶剂时提取率最大,
微波提取优于水浴萃取。在茶饮条件下,毛建对重金属 Ni2+和 Cu2+都有吸附。毛建对 Ni2+和 Cu2+的吸附是一个吸热过程,
高温有利于其吸附,它对两种金属离子的吸附都符合兰缪尔等温式,属于单层吸附,最大吸附量分别为 50.25、57.47mg/g。
关键词:毛建;微波提取;重金属吸附
Study on the Absorption to Heavy Metal ions Ni2+ and Cu2+ of Dracocephalum Rupestre
LI Hui-qing,SUN Ze-chen,CHANG Dan,SONG Qi,ZHANG Juan,HAO Yan-yu
(Department of Chemistry,Xinzhou Teachers University,Xinzhou 034000,Shanxi,China)
Abstract:The extraction methods of tea polyphenols from Dracocephalum rupestre and heavy metal adsorbtion
capacity were investigated. The results showed that the extraction rate was maximum when 70 % methanol was
as solvent and microwave method was better than water bathing. Dracocephalum rupestre could adsorb heavy
metals nickel and copper ions under the condition of simulating tea drinking condition. The adsorbtion to Ni2+
and Cu2+ was endothermic and elevated temperature was advantaged. The adsorbtion isotherms of both ions were
fitted to a Langmuir equation,which means the adsorption is monodermic. The maximum number of adsorbed
metal ions was given:50.25 mg/g for Ni2+ and 57.47 mg/g for Cu2+.
Key words:dracocephalum rupestre;microwave extraction;absorption to heavy metal ions
食品研究与开发
Food Research And Development
2016年 5月
第 37卷第 10期
DOI:10.3969/j.issn.1005-6521.2016.10.011
基金项目:忻州师范学院学生课外科技创新项目(2014);忻州师范学院化学化工创新实践基地项目;忻州师范学院第四批专项课题
(ZT201403);山西省科技厅自然基金(2014011014-2)
作者简介:李慧卿(1972—),女(汉),副教授,博士,研究方向:生物活性分子。
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
基础研究
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