全 文 ：143※基础研究 食品科学 2009, Vol. 30, No. 19
荸荠皮和荸荠肉的提取液抑菌作用研究
吴士筠，邱品琼
(中南民族大学工商学院环境与生命科学系，湖北 武汉 430065)
摘 要：以大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、啤酒酵母、面包酵母、黑曲霉、青霉菌为供试菌种，采用滤纸片扩
散法、平板稀释法，分别对荸荠皮提取液及荸荠肉提取液的抑菌作用进行研究。结果表明：荸荠皮提取液及荸荠
肉提取液对 6种供试菌种都有不同程度的抑制作用，荸荠皮提取液的抑菌作用强于荸荠肉提取液的抑菌作用。荸荠
皮提取液对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌的MIC都为 3.33%，对多数真菌的MIC为 20%，说明荸荠皮提取液对细菌
及真菌都有较强的抗菌效力，尤其对细菌的抗菌能力更强。荸荠皮提取液在食品中可明显抑制细菌的生长，具有
作为天然防腐剂应用于食品工业的潜力。
关键词：荸荠皮提取液；荸荠肉提取液；抑菌作用；最低抑菌浓度；食品防腐剂
Inhibitory Effects of Bioactive Components in Water Chestnut on Bacteria
WU Shi-jun，QIU Pin-qiong
(Department of Environment and Life Science, College of Engineering and Commerce,South-central University for Nationalities, Wuhan
430065, China)
Abstract ：Inhibitory effects of water chestnut peel and meat extracts on bacteria were investigated using filter paper diffusion
and flat-plate dilution methods. Results indicated that both extracts from water chestnut peel and meat exhibited inhibitory
effects on Escherichia coli, Staphylococcus aureus, brewing yeast, baking yeast, Asperiyillus oryzae and Penicillium sp. to some
extent, however, the stronger antimicrobial activity of water chestnut peel extract was observed than that of water chestnut meat
extract. The minimum inhibitory concentrations (MICs) of water chestnut peel extract were 3.33% for Staphylococcus aureus
and Escherichia coli, respectively; 20% for most fungi. These results reveal that water chestnut peel extract has strong inhibitory
effect on both bacteria and fungi, especially on bacteria. Moreover, water chestnut peel extract also exhibited obvious inhibitory
effects on bacteria in foods, which provided the potential as a natural preservative in food industry.
Key words：water chestnut peel extract; water chestnut meat extract；antimicrobial activity；minimum inhibitory
concentration；food preservative
中图分类号：TS201.3 文献标识码：A 文章编号：1002-6630(2009)19-0143-04
收稿日期：2009-06-21
作者简介：吴士筠(1950－)，女，高级实验师，本科，主要从事微生物研究。E-mail：wusj5721@sina.com
荸荠(Water chestnuts)又名为马蹄、乌芋、凫茨、
地栗等，属莎草科多年生浅水草本植物的地下球茎。荸
荠不但营养丰富而且具有极高的药用价值[1]。我国作为
荸荠生产大国，长期以来人们主要将荸荠用于马蹄淀
粉，马蹄饮料，马蹄罐头的生产，近年来则经过研究
进一步将荸荠加工成各种营养饮料、保健品等产品，以
满足人们的生活需要。荸荠皮是以荸荠为原料进行食品
加工过程中产生的废弃物，其产量不断增加[2]。如果能
够充分开发这些废弃物并加以利用，将会变废为宝，不
仅减少其对环境的污染，而且为处理废弃物提供一条新
的途径。
随着生活水平的不断提高和对健康问题的日益关
注，人们对防腐剂之类的食品添加剂在安全性上提出了
更高的要求，消费者倾向于选择天然抑菌防腐剂，科
技工作者也对化学合成防腐剂的使用持慎重态度。这就
要求人们发现和研究一些具有良好防腐作用的天然防腐
剂，这种防腐剂不仅要求能抑制腐败微生物的污染和繁
殖，还要对人体健康无害，同时不能破坏食品的风味
及营养成分[3- 4]。
本研究对荸荠肉和荸荠皮分别制备的不同提取物的
抗菌性能进行研究和比较，以期充分开发、利用天然
资源，减少荸荠皮对环境的污染，为将其作为一种天
然抑菌防腐剂应用于食品加工中提供依据。
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1 材料与方法
1.1 材料与菌种
荸荠 市售。
金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、大肠杆
菌(Es c he r i c h ia c o l i )、啤酒酵母(Sac c har om y c e s
cerevisiae)、面包酵母(Saccharomyces cerevisiae)、黑
曲霉(Asperiyillus oryzae)、青霉菌(Penicillium sp.)均由中
南民族大学工商学院环境与生物工程实验教学中心提供。
1.2 培养基
牛肉膏蛋白胨培养基(细菌培养基)：牛肉膏 0.3g、
蛋白胨 1 . 0g、氯化钠 0 . 5 g、琼脂 2 . 0 g、水 1 0 0m l、
pH7.2～7.6。
豆芽汁培养基(真菌培养基)：新鲜黄豆芽 10.0g煮
沸 30min滤得豆芽汁，葡萄糖 5.0g、补水至 100g、琼
脂 2 .0 g，pH 值自然。
1.3 方法
1.3.1 荸荠皮提取物和荸荠肉提取物的制备
用小刀将鲜荸荠皮与荸荠肉分离，分别将鲜荸荠
皮、荸荠肉置于电热鼓风干燥箱中干燥、备用。各称
取 4 0 g，加入少量 9 5 % 乙醇，经榨汁机捣碎成匀浆，
与 500ml的 95%乙醇混合，于 40℃下浸提 16h，再将浸
提液经减压蒸馏分别浓缩成1g/ml的荸荠皮提取物与荸荠
肉提取物，抽滤，弃渣，收集滤液，于冰箱中 4℃保
存备用。
1.3.2 菌种活化及菌悬液制备
将各供试菌菌种用适宜的平板培养基进行活化后，
分别挑取一个菌落，用无菌水制成含菌量约为 1 0 5～
106CFU/ml的菌悬液，备用。
1.3.3 抑菌作用的测定
采用滤纸片扩散法[4-5]。圆滤纸片用打孔器在白色滤
纸上打出直径为 6.0mm 的小圆片, 高压蒸气灭菌后备用。
选用直径为 7cm的培养皿，每皿加 10ml培养基，
凝固后，移取各菌种悬液 50μl分别加入各平板上，涂
布均匀，待含菌平板表面干燥后，取直径 6mm的无菌
圆滤纸片贴在含菌平板上，用微量可调移液器分别吸取
各提取液 25μl缓慢点于滤纸片中心，每皿贴 3片，每
菌做3次重复。以提取剂馏出液作为对照，将细菌置37℃
培养 24h，酵母菌置 28℃培养 24h，霉菌置 28℃培养
4 8 h，取出后测量抑菌圈大小，比较其抑菌效果。
1.3.4 抑菌效力的测定
采用平板稀释法[6-7]。将荸荠皮提取液用无菌水进行
稀释(V/V )，制成 20%、10%、5%、3 . 33%、2 .5%、
2% 系列浓度稀释液；将荸荠肉提取液用无菌水稀释，
制成 100%、20%、10%、5%、3.33%、2.5%系列浓
度稀释液，用微量可调移液器吸取各稀释液 0.50ml，分
别加入到无菌培养皿中，与倾入的 4.5ml培养基充分混
匀，静置凝固后制成含样品平板，并做记号。每系列
接种一种菌种，做 3次重复, 细菌置 37℃培养 24h，酵
母菌置 28℃培养 24h，霉菌置 28℃培养 48h，观察各菌
生长情况，以完全没有菌生长的最低浓度为最低抑菌浓
度(M IC )。提取物的M IC 越低，其抗菌效力越强。
1.3.5 抑菌性能应用实验
将黄瓜切成小块煮熟，梨子切成小块，分装于灭
菌培养皿中，将菌种稀释度为 10-4的菌悬液 2ml洒在每
个培养皿的食物上，再分别将 4ml浓度为 0.2g/ml的荸荠
皮提取液和荸荠肉提取液洒在上述食物上，另作一组只
加菌液不加提取液的样品为空白对照。在 25℃下放置
2 d，观察食品感官变化情况。
2 结果与分析
2.1 滤纸片法测定抑菌作用结果
抑菌菌直径(mm)
细菌 酵母菌 霉菌
项目
大肠 金黄色 平均 啤酒 面包 平均 黑曲 青 平均
杆菌 葡萄球菌 值 酵母 酵母 值 霉 霉 值
提取剂馏出液 6.0 7.5 6.8 8.7 8.8 8.8 6.0 6.0 6.0
荸荠皮提取液 12.0 16.3 14.2 18.1 13.9 16.0 10.8 21.3 16.1
荸荠肉提取液 9.5 12.9 11.2 14.2 11.7 13.6 8.0 14.3 11.2
表1 荸荠皮提取液及荸荠肉提取液对供试菌种的抑菌效果
Table 1 Inhibitory effects of water chestnut peel and meat
extracts on bacteria, yeasts and molds
注：圆滤纸片直径为 6 .0 mm。
由表 1 可见，提取剂馏出液、荸荠皮提取液和荸
荠肉提取液对细菌的抑菌圈平均直径分别为 6.8、14.2、
11.2mm；对酵母菌抑菌圈平均直径分别为 8.8、16.0、
13.6mm；对霉菌的抑菌圈平均直径分别为 6.0、16.1、
11.2mm。说明荸荠皮提取液、荸荠肉提取液都有很强
的抑菌作用，荸荠皮提取液和荸荠肉提取液的抑菌效力
远远大于提取剂的馏出液，而荸荠皮提取液的抑菌效力
又大于荸荠肉提取液的抑菌效力, 说明荸荠的抑菌作用主
要取决于荸荠皮中的抑菌成分。表 1还表明，荸荠皮提
取液及荸荠肉提取液不仅能抑制革兰氏阴性菌，也能抑
制革兰氏阳性菌，同时对霉菌、酵母菌也有抑制作用，
是一种具有广谱抑菌作用的天然原料。
2.2 最低抑菌浓度(MIC)测定结果
由表 2可见，荸荠皮提取液对细菌及真菌都有较强
的抑菌效力，且对细菌的抑菌力更强。荸荠皮提取液
对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌的MIC都为 3.33% ，对
多数真菌的MIC为 20%，而对青霉的抑菌效力则更强，
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平均菌落总数(CFU/ml)
荸荠皮提取液
大肠 金黄色 啤酒 面包 黑曲 青霉
体积分数(%)
杆菌 葡萄球菌 酵母 酵母 霉 菌
20 0 0 0 0 0 0
10 0 0 0 71.7 2.7 0
5 0 0 43.3 112.7 43.3 0
3.33 0 0 59.3 172 77 0
2.5 92.3 44 160 208.7 142.7 0
2 173.7 72.3 224 326.7 270.3 1.3
表2 荸荠皮提取液的抑菌效力
Table 2 MICs of water chestnut peel extract against bacteria,
yeasts and molds
提取剂馏出液 大肠 金黄色 啤酒 面包 黑曲 青
体积分数(%) 杆菌 葡萄球菌 酵母 酵母 霉 霉
50 － － － － － －
25 － － － － － －
12.5 － － + － － －
6.25 － － ++ ++ ++ ++
5 － － ++ ++ ++ ++
2.5 + + +++ +++ +++ +++
1.25 ++ ++ +++ +++ +++ +++
表4 提取剂馏出液的抑菌效力
Table 4 Inhibitory effects of distilled water chestnut extracts
against bacteria, yeasts and molds
注: －.无菌生长；+.少数菌落生长；++.稍多一些菌落生长；+++.菌落
生长良好。
为 2.5%。由表 3可见，荸荠肉提取液有一定的抑菌能
力，但抑菌力比荸荠皮提取液的抑菌力低得多。由表 4
可见，提取剂馏出液对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌的
MIC仅为 5%，对多数真菌的MIC为 12.5%，说明其抗
菌力比荸荠皮提取液的抗菌力低得多，同时也进一步说
明荸荠皮提取液的抑菌效力主要取决于荸荠皮中的抑菌
成分。这与用滤纸片法测定抑菌作用得出的结论一致。
注：黑曲霉与青霉菌生长蔓延成片，无法计算具体菌落数；+.少数菌
落生长；++.稍多一些菌落生长；+++.菌落生长良好。
平均菌落总数(CFU/ml)
荸荠肉提取液
大肠 金黄色 啤酒 面包 黑曲 青霉
体积分数(%)
杆菌 葡萄球菌 酵母 酵母 霉 菌
100 12.3 3 24.3 64.3 + 0
20 44 20.7 74.7 123 ++ +
10 91 42.7 151.3 176.3 ++ +
5 134.7 87 209.7 273.3 +++ ++
3.33 183.3 124.3 265.3 372.7 +++ +++
2.5 252.3 155.7 278.3 405.7 +++ +++
表3 荸荠肉提取液的抑菌效力
Table 3 MICs of water chestnut meat extract against bacteria,
yeasts and molds
2.3 抑菌性能应用实验结果
将荸荠皮提取液、荸荠肉提取液分别等量洒在黄
瓜、梨子上，以未加任何提取液的空白为对照，置于
2 5℃培养 2 d，观察其变化，结果见表 5。
项目 样品 质地 色泽 气味 长菌情况
荸荠皮提取液
黄瓜 无变化 微黄色 微馊 长有少量微小菌斑
梨子 无变化 微黄色 微馊 长有少量微小菌斑
荸荠肉提取液
黄瓜 轻微腐烂变质 暗黄色 馊味重 长有较大菌斑
梨子 轻微腐烂变质 黄色 馊味重 长有较大菌斑
提取剂馏出液
黄瓜 严重腐烂变质 黑色 恶臭味 长有大的菌膜
梨子 严重腐烂变质 黑色 恶臭味 长有大的菌膜
表5 加有提取液的黄瓜、梨子的感官变化
Table 5 Sensory changes of cucumbers and pears with the
addition of water chestnut peel meat extract, water chestnut meat
extract or distilled extracts after 2 d of storage at room temperature
由表 5可见，加有荸荠皮提取液的黄瓜、梨子其质
地、色泽、气味变化不大，表面长菌较少；加了荸荠
肉提取液的黄瓜、梨子其质地、色泽、气味变化较大，
表面长菌也较多；未加任何提取液的空白对照已经腐败
变质，有恶臭味，且长满细菌。进一步表明荸荠皮提
取液的抑菌效力比荸荠肉提取液的抑菌效力要强。
3 讨 论
无论是荸荠皮还是荸荠肉都具有抑菌作用。但是，
荸荠皮提取液的抑菌效力比荸荠肉提取液的抑菌效力要
强。实验证明，荸荠除食用外，还是一种好的天然防腐
剂。但具体添加多少效果最好，还有待于进一步研究。
荸荠皮及肉提取液中含有对细菌、酵母菌和霉菌较
强的抑制作用的物质，且对细菌的抑制能力比对酵母菌
和霉菌强；荸荠中的抑菌物尤其是荸荠皮中的有效抑菌
物具有开发和利用的价值。
抑菌剂主要是通过抑制微生物细胞的膜透性、抑制
核酸的合成或某些酶的作用，从而抑制微生物代谢过程
发挥作用的，也有许多抑菌剂则是作为代谢拮抗物影响
代谢的进行而发挥抑菌作用的。一般抑菌剂的分子结构
特征与生物膜脂分子结构特征愈相似，则愈易进入菌体
从而更易发挥抑菌作用[ 8]。本研究的抑菌结果也表明，
荸荠皮提取液及荸荠肉提取液对 6种供试菌种都有着不
同程度的抑制作用。这可能与提取液所含有的活性成分
的含量及种类有关，其具体的作用机制还不清楚，有
待于进一步探讨。生物体内的免疫系统非常复杂, 因此
一种药物在机体内的杀菌效果与体外实验是有差异的。
本实验的结果是通过体外抑菌实验得到的，因此，荸
荠在机体内的杀菌效果以及有关的抑菌活性成分及抑菌
机理还有待进一步研究。
在对荸荠皮和荸荠肉进行浸提的时候，应在提取后
立即进行减压蒸馏，且宜在蒸馏结束后即行处理，以
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防因放置时间过长导致其中的抑菌成分活性减弱，从而
影响其抑菌效果。
荸荠皮提取液比荸荠肉提取液抑菌效果明显，荸荠
皮是以荸荠为原料进行食品加工过程中产生的废弃物，
充分开发这些废弃物并加以利用，使其作为天然植物食
品防腐剂，不仅可以减少其对环境的污染，为处理废
弃物提供一条新的途径，而且它们无毒无副作用，对
人体又有一定的保健作用，还可赋予食品清爽的口感和
香味，因而具有很高的实用价值，可以增加产品的附
加值。
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