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山胡椒挥发油抑菌活性的研究



全 文 :[收稿日期]2012 - 04 - 25
[基金项目]重庆市教委科技项目(KJ111202) ;重庆文理学院科研项目(Y2010SK43).
[作者简介]游玉明(1983 -) ,男,重庆开县人,讲师,硕士,主要从事天然产物开发与食品生物技术方面的研究.
2012 年 6 月 重庆文理学院学报 ( 自然科学版) Jun. ,2012
第 31 卷 第 3 期 Journal of Chongqing University of Arts and Sciences (Natural Science Edition) Vol. 31 No. 3
山胡椒挥发油抑菌活性的研究
游玉明
( 重庆文理学院林学与生命科学学院,重庆 永川 402160)
[摘 要]采用水蒸汽蒸馏法和同时蒸馏萃取法获得山胡椒挥发油,利用滤纸片扩散法研究山
胡椒挥发油对 7 种常见食源性污染菌的抑菌作用,并探讨加热处理对水蒸汽蒸馏法所得挥发
油抑菌活性的影响.实验表明,两种萃取方法所得挥发油对 7 种污染菌都有抑制作用,但对黄
曲霉和黑曲霉而言,水蒸汽蒸馏法提取的挥发油的抑菌活性更强,而加热处理对水蒸汽蒸馏法
所得山胡椒挥发油的抑菌效果无明显影响.
[关键词]山胡椒挥发油;水蒸汽蒸馏法(DDE) ;抑菌活性
[中图分类号]TS225. 1 [文献标志码]A [文章编号]1673 - 8012(2012)03 - 0070 - 03
山胡椒(Litsea cubeba) ,又称山苍子、木姜
子、山鸡椒,为樟科(Lauraceae) 木姜子属多年生
落叶小乔木,共有 250 余种,广泛分布于亚洲热
带、亚热带及澳洲等地. 我国长江以南各省是这
一资源的生物圈,已发现近 50 种[1 - 2].山胡椒鲜
果中挥发油含量为 4! ~ 8!,其中柠檬醛含量占
60! ~ 80! ( 最高可达90!) ,是合成香料及制
药工业重要的中间体. 除此之外,它还含有甲基
庚烯酮、香茅醛、蒎烯、柠烯及松油醇等,是合成
紫罗兰酮系列高级香料的主要原料,也是食品工
业良好的天然增香剂[3 - 4]. 据研究,山胡椒挥发
油还具有广谱抗菌、平喘、抗过敏及松弛平滑肌
等多种作用,被广泛地用于医药、化工及食品行
业,具有广阔的开发前景[5 - 6].
目前,关于山胡椒挥发油成分及抑菌活性的
研究均为采用单一的提取方法得到山胡椒挥发
油[7 - 9],而对不同方法提取的山胡椒挥发油中的
菌活性之间是否存在差异还未见报道. 因此,本
研究拟比较水蒸汽蒸馏法与同时蒸馏萃取法所
得到的挥发油对部分食品污染菌的抑菌效果,并
在此基础上探讨其最低抑菌浓度(MIC) 及热稳
定性,旨在为山胡椒资源的深度利用和开发新型
食品防腐剂提供理论依据.
1 材料与设备
1. 1 材料与试剂
山胡椒购自重庆市开县临江镇农贸市场;乙
醚、无水亚硫酸钠( 均为分析纯) 产自成都市科
龙化工试剂厂. 供试菌种: 大肠杆菌(Escherichia
coli)、金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、
枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、荧光假单孢菌
(P. Fluorescens)、黄曲霉(Penicillium sp.)、黑曲
霉(Aspergillus sp.)、酿酒酵母(Saccharomycescere-
visiae) ,均由西南大学食品科学学院实验中心提
供.营养琼脂培养基用于细菌培养; 马铃薯培养
基(PDA) 用于真菌培养.
1. 2 仪器与设备
SW - CJ - 2D型超净工作台( 苏州净化设备
有限公司) ;SPX -250B - II 型生化培养箱( 上海
跃进医疗器械厂) ;LDZX - 40AL 型高压灭菌锅
( 上海申安医疗器械厂) ;RE - 301 型旋转蒸发
仪( 巩义予华仪器有限公司) ; 蒸馏萃取装置( 南
京銮玉化玻仪器有限公司).
2 方法
2. 1 山胡椒挥发油的提取与制备
07
2. 1. 1 水蒸汽蒸馏法(DDE)
取充分研磨后的山胡椒果实 50 g,置于
1 000 mL圆底烧瓶中,加入 500 mL 去离子水浸
泡 1 ~ 2 h,按《中华人民共和国药典》(2005 年
版) 提取挥发油,将所得挥发油加入适量无水硫
酸钠脱水,得到具有浓郁香气的淡黄色透明液
体,置冰箱中保存待用.
2. 1. 2 同时蒸馏萃取法(SDE)
取研磨后的山胡椒原料 50 g,置于 1 000 mL
圆底烧瓶中,加入 500 mL 去离子水浸泡 1 ~ 2 h,
用同时蒸馏萃取装置提取 4 h,收集得到含有山胡
椒挥发油的乙醚溶液,在 40 ℃条件下用旋转蒸发
仪除去乙醚,然后用无水硫酸钠脱水,得到具有浓
郁香气的淡黄色透明液体,置冰箱中保存待用.
2. 2 山胡椒挥发油的抑菌效果研究
吸取 100 μL(106 ~ 107 个 mL) 菌悬液于相
应的固体培养基上涂布均匀,将经干热灭菌后的
滤纸片( 直径6 mm) 分别放入2 种山胡椒挥发油
中浸泡 10 min,用无菌镊子取出在山胡椒挥发油
中已浸泡的滤纸片贴在固体平板上,每皿贴 3
片,同时作对照.细菌 37 ℃培养 24 h,酵母和霉
菌 26 ℃培养 3 d 后观察. 测定滤纸片的抑菌圈
直径,结果取 3 次试验的平均值[10].
2. 3 最低抑菌浓度的确定
采用 2 倍稀释法[10 - 11],以 1! Tween - 80 为
溶剂,将水蒸汽蒸馏法所得山胡椒挥发油配制成
1、1 2、1 4、l 8、l 16、l 32、1 64、1 128、l 256
等不同稀释度的溶液,取各个浓度药液 1 mL 分
别加入到无菌培养皿中,再加入经灭菌处理并冷
却至 55 ℃左右的 9 mL营养琼脂培养基( 真菌用
PDA) ,充分混匀后冷却制成含样液平板.按前述
条件接种培养,观察结果,每一浓度梯度做 3 组
平行实验,与对照组( 菌落正常生长) 比较,肉眼
可见菌落生长者为无抑制作用,以完全没有菌落
生长的最小质量浓度为其 MIC,以 1! Tween -
80 溶液作对照.
2. 4 温度对山胡椒挥发油抑菌效果的影响
将山胡椒挥发油分别置于 80、100、121 ℃下
热处理 15 min 后,采用滤纸片琼脂平板扩散法
测定挥发油的抑菌效果,试验重复 3 次.
3 结果与分析
3. 1 山胡椒挥发油的抑菌效果
抑菌实验结果如表 1 所示,参考美国临床检
验标准委员会(NCCLS)[12]推荐标准( 以抑菌圈
直径 > 20 mm为极敏,抑菌圈直径在 15 ~ 20 mm
之间为高敏,抑菌圈直径在 10 ~ 14 mm之间为中
敏,抑菌圈直径 < 10 mm 为低敏,无抑菌圈为耐
药) ,两种提取方法所制得的挥发油均对金黄色
葡萄球菌、枯草芽孢杆菌、荧光假单孢菌 3 种菌
均表现为极敏,对酿酒酵母表现为中敏,对大肠
杆菌表现为低敏,但对黄曲霉和黑曲霉而言,水
蒸汽蒸馏法提取的挥发油的抑菌活性更强.根据
余伯良等[12]的报道,山胡椒挥发油抗霉菌的有
效成分其抗菌效力从强到弱依次为柠檬醛、香茅
醛、山胡椒油、香叶醇、芳樟醇、甲基庚烯酮,因此
水蒸汽蒸馏法提取的挥发油的抑菌活性更强.这
可能是与水蒸汽蒸馏法提取的山胡椒挥发油中
含有更多的柠檬醛及香茅醛等抗真菌成分有关.
表 1 山胡椒挥发油抑菌效果
供试菌种
DDE山胡椒挥发油
抑菌圈直径 mm
SDE山胡椒挥发油
抑菌圈直径 mm
大肠杆菌 9. 3 9. 3
金黄色葡萄球菌 27 25. 5
枯草芽孢杆菌 29. 2 27. 1
荧光假单孢菌 27 28. 3
黄曲霉 21. 5 13. 2
黑曲霉 19. 7 16. 7
酿酒酵母 12. 4 12. 4
3. 2 山胡椒挥发油对供试菌的 MIC
据表 1实验结果选择研究水蒸汽蒸馏法所得
的山胡椒挥发油的 MIC,采用 2 倍稀释法进行测
定.由表 2可知,山胡椒水蒸汽蒸馏法对不同供试
菌具有不同的抑菌效果,对枯草芽孢杆菌抑菌效
果最好,MIC为 1 256;对金黄色葡萄球菌、荧光假
单胞菌和黑曲霉的 MIC 均为 1 128,而对酿酒酵
母的抑菌能力最弱,其最低抑菌浓度为 1 32 .
表 2 山胡椒水蒸汽蒸馏挥发油的 MIC
供试菌 MIC
大肠杆菌 1 64
金黄色葡萄球菌 1 128
枯草芽孢杆菌 1 256
荧光假单胞杆菌 1 128
黄曲霉 1 64
黑曲霉 1 128
酿酒酵母 1 32
3. 3 温度对山胡椒挥发油抑菌效果的影响
水蒸汽蒸馏法所得山胡椒挥发油经 80、
17
100、120 ℃处理 15 min后,对各供试菌的抑菌效
果见表 3.
表 3 山胡椒挥发油经 80、100、120 ℃加热处理后
对各种供试菌的抑菌效果
供试菌
抑菌圈直径 mm
80 ℃加
热处理
100 ℃加
热处理
120 ℃加
热处理
大肠杆菌 8. 7 8. 5 8. 7
金黄色葡萄球菌 26. 5 25. 1 25. 5
枯草芽孢杆菌 28. 4 28. 9 27. 4
荧光假单胞杆菌 27. 6 26. 5 25. 6
黄曲霉 19. 8 19. 2 18. 6
黑曲霉 18. 2 17. 6 17. 2
酿酒酵母 11. 9 10. 2 10. 5
由表 3 可以看出,经过不同温度加热处理,
挥发油对 7 种供试细菌抑菌效果的影响不大,各
处理温度之间抑菌圈的差异不明显. 因此,可以
说明水蒸汽蒸馏法所得山胡椒挥发油的抑菌活
性成分具有较好的热稳定性.
4 结论
水蒸汽蒸馏法和同时蒸馏萃取法所得山胡椒
挥发油对金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌及荧光
假单胞菌的抑菌圈在 20 mm以上,表现为极敏;对
酿酒酵母的抑菌圈,在 10 ~14 mm之间,表现为中
敏;对大肠杆菌小于10 mm,表现为低敏;但对黄
曲霉和黑曲霉而言,水蒸汽蒸馏法提取的挥发油
的抑菌活性更强,水蒸汽蒸馏法所得挥发油对不
同食源性微生物的 MIC有差异,其中抑制枯草芽
孢杆菌的 MIC最小,为 1 256.水蒸汽蒸馏法所得
山胡椒挥发油具有良好的热稳定性,经 80、100、
120 ℃处理 15 min后,其抑菌活性无明显变化.
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Study on antibacterial activity of Litsea cubeba essential oil
YOU Yu - ming
(College of Forestry and Life Science,Chongqing University of Arts and Sciences,Yongchuan Chongqing 402160,China)
Abstract:Litsea cubeba essential oil was obtained by steam distillation extraction and simultaneous distillation
extraction,respectively. Bacteriostasis diameters to 7 common foodborne pathogenic bacteria were assayed
with filter paper. Meanwhile,thermal treatment affecting the antibacterial activity of the steam distillation ex-
traction essential oil was also investigated. Results indicated that essential oil extracted by two methods from
L. cubeba exhibited an obvious inhibitory effect against 7 pathogenic bacteria,but for Penicillium sp. and As-
pergillus sp. stronger inhibition effect of L. cubeba essential oil extracted by direct distillation extraction than
that of L. cubeba essential oil extracted by simultaneous distillation extraction was observed,treating the Lit-
sea cubeba extraction oil obtained by steam distillation extraction,the bacteriostasis affect is not changed ob-
viously.
Key words:Litsea cubeba essential oil;direct distillation extraction (DDE) ;bacteriostasis activity
(责任编辑 吴朝平)
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