全 文 ：不同提取工艺对川桂叶挥发油抑菌活性的影响
李姣娟1 ,黄克瀛2 ,卢丽俐3 ,龚建良2 ,陈丛瑾2
(1.中南林业科技大学 应用化学研究所 ,长沙　410004;2.中南林业科技大学 材料科学与
工程学院 ,长沙　410004;3.中南林业科技大学 资源与环境学院 ,长沙　410004)
摘要:采用水蒸气蒸馏法 、同时蒸馏萃取法和有机溶剂提取-水蒸气蒸馏法从川桂叶中提取挥发
油 ,以金黄色葡萄球菌 、大肠杆菌 、枯草芽孢杆菌 、酵母 、曲霉、青霉等6种常见污染菌作为供试菌 ,通
过体外抑菌实验研究了3种不同提取工艺对挥发油抑菌活性的影响。实验结果表明 ,川桂叶挥发
油对 6种供试菌都具有很强的抑制作用 ,其中对酵母菌的抑制作用最强。不同提取工艺对挥发油
的抑菌活性有显著影响 ,同时蒸馏萃取法提取的挥发油抑菌活性最强 ,其最低抑菌浓度(MIC)和最
低杀菌浓度(MBC)是:金黄色葡萄球菌 、大肠杆菌和枯草芽孢杆菌MIC 0.125 %, MBC 0.125 %,酵
母 MIC 0.0625 %,MBC 0.0625 %,曲霉和青霉 MIC 0.250 %,MBC 0.250 %。
关键词:川桂叶;挥发油;抑菌活性
中图分类号:TS202.3　　　文献标识码:B　　　文章编号:1000-9973(2008)12-0040-05
Effect of different extraction technology on antibacterial activity
of volatile oils from cinnamomum wilsonii gamble leaves
LI Jiao-juan1 , H UANG Ke-ying2 , LU Li-li3 ,GONG Jian-liang2 , CHEN Cong-jin2
(1.Insti tute of Applied Chemist ry , Central South University of Fo rest ry and Technolo gy ,
Changsha 410004 , China;2.School of M aterial Science and Enginee ring , Central South
U niversi ty of Forestry and Techno logy , Chang sha 410004 , China;3.School o fResources
and Environment , Central South Universi ty of Fo rest ry and Technology ,
Chang sha 410004 , China)
Abstract:Volatile oils were extracted f rom Cinnamomum wilsonii Gamble leaves by steam distillation
(SD), simultaneous distillation-solvent extraction (SDE)and organic solvent ext raction-steam distil-
lation(SE-SD).The effect of extraction technology on antibacterial activities of the volatile oils w as
studied in vit ro against Staphylococcus aureus , Escherichia coli , Bacillus subtilis , Saccharomyces cere-
visiae , Aspergillus niger and Penicillum cit rinum.Experimental results showed that these volatile oils
have strong inhibition against the six kinds of bacteria.The volatile oils have the st rongest antibacterial
effects against Saccharomyces cerevisiae among these bacteria.Extraction methods also significantly in-
fluence antibacterial activities of the volatile oils.Volatile oils ext racted by SDE features the st rongest
antibacterial activities with the minimal inhibitory concentration (MIC)and the minimal bactericidal
concentration (MBC)for Staphylococcus aureus , Escherichia coli and Baci llus subtilis 0.125%
(MIC), 0.125%(MBC), for Saccharomycescerevisiae 0.0625%(MIC), 0.0625%(MBC), for Aps-
ergil lus niger and Penici llum 0.250%(MIC)and 0.250%(MBC).
Key words:cinnamomum wilsonii gamble leaves;vo latile oil;antibacte rial activi ty
　　微生物的侵袭是导致食品腐败的主要因素 , 添加食品防腐剂是防止食品腐败的重要手段 ,目
收稿日期:2008-07-30
基金项目:湖南省教育厅基金资助项目(07C811)
作者简介:李姣娟(1965-),女 ,湖南新化人 , 副教授 ,主要研究方向为天然产物化学与利用。
No.12
Dec.2008
第 12期
2008 年 12月
　　　　　　　　　　　　　　　中 国 调 味 品
CHINA CONDIMENT
前食品工业中常用的食品防腐剂以化学合成的居
多。研究表明 ,化学合成防腐剂具有致癌性 、致畸
性和易引起食物慢性中毒等毒副作用 ,因而安全 、
无毒 、高效 、广谱的天然食品防腐剂的开发利用成
为当今食品工业的一个研究热点[ 1] 。我国地域辽
阔 ,拥有丰富的植物资源 ,许多植物中存在抑菌 、
抗氧化等多功能活性物质 ,植物源天然食品防腐
剂具有十分广阔的应用前景[ 2] 。川桂(Cinnamo-
mum w ilsonii Gamble)为樟科樟属芳香植物 ,常
绿乔木 ,分布于湖北 、四川 、湖南 、广西 、广东 、江西
和陕西等地 ,是一种极具开发潜力的园林观赏和
城市绿化树种[ 3 , 4] 。川桂叶具有较浓烈的芳香气
味 ,民间常用川桂叶作烹饪香料 ,烹制各种肉类 、
鱼类等食品 ,具有去腥增香的作用 ,其挥发油具有
抗菌作用[ 5] 。
提取挥发油的方法有水蒸气蒸馏法 、溶剂提
取法 、压榨法 、吸收法 、同时蒸馏萃取法和超临界
流体萃取法等 。有关研究表明 ,不同提取方法对
挥发油的品质 、化学成分及其生物活性有很大影
响[ 6-10] ,设计合理的提取工艺是稳定产品质量及
产业化的重要途径 ,具有明显的社会 、经济与生态
效益 。本研究以食品中常见的 6种污染菌为研究
对象 ,研究了水蒸气蒸馏法 、同时蒸馏萃取法和有
机溶剂提取———水蒸气蒸馏法三种不同提取工艺
对川桂叶挥发油抑菌活性的影响 ,为天然食品防
腐剂的开发和川桂资源的综合利用提供一定的研
究基础。
1　实验部分
1.1　主要材料和仪器设备
1.1.1　川桂叶
川桂叶样品于 2007 年 2 月采于湖南省新化
县海拔 800 m 的山坡 ,经中南林业科技大学刘克
旺教授鉴定确认为野生川桂。川桂叶样品经洗
净 、阴干 ,粉碎成粒径 0.25 ～ 0.40 mm 的粉末进
行实验。
1.1.2　供试菌种
金黄色葡萄球菌(Staphy lococcus aureus)、
大肠杆菌(Escherichia col i)、枯草芽孢杆菌(Ba-
ci l lus subti li s)、酵母菌(S accharomyces cerev isi-
ae)、曲霉(Apsergi l lus niger)、青霉(Penici l li-
um)。以上菌种由中南林业科技大学微生物实验
室提供。
1.1.3　培养基
牛肉膏蛋白胨琼脂培养基(细菌用):牛肉膏
5 g , 蛋 白胨 10 g , 琼脂 20 g , NaCl 5 g ,
水 1000 mL , pH 7.2 ～ 7.4 。
马铃薯葡萄糖琼脂培养基(真菌用):马铃薯
200 g ,葡萄糖 20 g ,琼脂 20 g ,水1000 mL ,自然
pH 值。
1.1.4　主要仪器
FW100型高速万能粉碎机 ,天津市泰斯特仪
器有限公司;挥发油提取器 ,北京玻璃仪器厂;同
时蒸馏萃取装置 ,北京玻璃仪器厂;普通水蒸气蒸
馏装置;LDZX-30KBS 型立式压力蒸汽灭菌器 ,
上海申安医疗器械厂;XB.K.25型血球计数板 ,
上海求精生化试剂仪器有限公司;SW-CJ-1F 净
化工作台 ,苏净集团苏州安泰空气技术有限公司;
SPX-250-G光照培养箱 ,上海跃进医疗器械厂。
1.2　实验方法
1.2.1　川桂叶挥发油的制备
1.2.1.1　水蒸气蒸馏法
称取川桂叶粉 200.0 g 装入挥发油提取器
中 ,加水 1600 mL ,蒸馏至无油滴馏出 ,经油水分
离 、无水 Na2SO4 干燥后得挥发油 。
1.2.1.2　同时蒸馏萃取法
称取川桂叶粉 200.0 g 装入同时蒸馏萃取装
置的样品瓶中 ,加水 1600 mL ,加热至沸腾 ,在萃
取瓶中加入乙醚 30 mL ,水浴加热产生乙醚蒸汽 ,
同步循环萃取馏出液。萃取结束 ,收集萃取瓶中
的油水混合液 ,油水分离后 ,油层经无水 Na2SO4
干燥 、蒸馏回收乙醚后得挥发油。
1.2.1.3　有机溶剂提取 ———水蒸气蒸馏法
称取川桂叶粉 200.0 g 装入索氏提取器中 ,
用石油醚(沸程 30 ～ 60 ℃)作溶剂 ,加热提取至溶
液近无色 ,蒸馏回收石油醚得浸膏。将所得浸膏
进行水蒸气蒸馏 ,蒸馏至无油滴馏出 ,经油水分
离 、无水 Na2SO4 干燥后得挥发油 。
1.2.2　菌悬液的制备
将已活化的各菌种分别接种于试管斜面培养
基 ,细菌于 37 ℃恒温培养箱中培养 24 h ,真菌于
28 ℃恒温培养箱中培养 72 h 。在净化工作台上
用接种环挑取一环菌体置于无菌生理盐水中 ,用
血球计数板计数 ,配成含菌体 105 ～ 106个/mL的
41第 12期　　　　　　　试验研究　不同提取工艺对川桂叶挥发油抑菌活性的影响
菌悬液。
1.2.3　抑菌圈的测定
用无水乙醇将不同方法提取的川桂叶挥发油
稀释 ,配成体积分数为20.0 %的挥发油溶液 。将
培养基在 121 ℃下高压灭菌 25 min ,冷却到约 50
～ 60 ℃后 ,在净化工作台上将无菌培养基(约 10
～ 15 mL)倒入 90 mm 无菌培养皿中 ,培养基凝
固后 ,吸取 0.1 mL 菌悬液置于培养皿中央 ,用刮
铲涂布均匀 ,然后用灭菌镊子在每块培养皿中央
放入无菌牛津杯 ,在牛津杯中加入 100 μL 供试样
液 ,每种样液平行 3份 ,并同时作无水乙醇溶剂对
照和空白对照实验 。细菌在 37 ℃培养箱中培养
24 h ,真菌在 28 ℃培养箱中培养 72 h ,用三角尺
分别测量抑菌圈两个垂直方向的直径大小 ,取其
平均值。
1.2.4　最低抑菌浓度(M IC)的测定
用倍比稀释法将挥发油配成体积分数分别为
20.0%, 10.0%, 5.00%, 2.50%, 1.25%,
0.625%, 0.3125%一系列浓度梯度的挥发油乙醇
溶液 ,吸取各溶液 1.0 mL 分别加入到9.0 mL 冷
却到 50 ～ 60 ℃的无菌培养基中 ,立即混匀后倒
入 90 mm 培养皿中 , 得到 2.00%, 1.00%,
0.500%, 0.250%,0.125%,0.0625%, 0.03125%
一系列浓度梯度的药物培养基 ,待培养基凝固后 ,
在培养基底部作标记 ,并按皿底记号接种菌液 ,每
个培养皿接种 3种菌液 ,每种浓度平行 3份 ,同时
作无水乙醇溶剂对照和空白对照实验。细菌置
37 ℃培养箱中培养 24 h ,真菌置28 ℃培养箱中
培养 72 h ,观察菌的生长情况 。完全没有菌生长
的最低浓度即为最低抑菌浓度 。
1.2.5　最低杀菌浓度(MBC)的测定
把上述没有菌生长的培养皿继续培养 48 h ,
仍然没有菌生长的最低浓度为最低杀菌浓度 。
2　结果与分析
2.1　不同提取工艺对川桂叶挥发油得率的影响
表 1　不同提取工艺的挥发油得率
Table 1　The yield of the vo latile oils
ex tracted by different technolog y
提取工艺 水蒸气蒸馏
同时蒸馏
萃取
有机溶剂提取—
水蒸气蒸馏
得率/ %(v/ w) 1.1 1.5 1.7
　　分别采用水蒸气蒸馏法 、同时蒸馏萃取法和
有机溶剂提取-水蒸气蒸馏法三种不同工艺提取
川桂叶挥发油 ,其得率如表 1所示 。
由表 1中的结果可知 ,不同提取工艺对川桂
叶挥发油的得率有较大影响 ,其大小顺序为:有机
溶剂提取 —水蒸气蒸馏法>同时蒸馏萃取法>水
蒸气蒸馏法。这可能是水蒸气蒸馏法提取挥发油
时 ,一些脂溶性较小的成份因溶解在水中而受到
损失 ,而同时蒸馏萃取法和有机溶剂提取-水蒸
气蒸馏法都是在有机溶剂的参与下进行的 ,脂溶
性较小的成份可有效地被萃取到有机溶剂中 。
2.2　不同工艺提取的挥发油抑菌效果
水蒸气蒸馏法 、同时蒸馏萃取法和有机溶剂
提取 —水蒸气蒸馏法三种不同工艺提取的挥发油
对供试菌种的抑菌圈直径如表 2所示。
表 2　不同工艺提取的挥发油对供试菌种的抑菌圈直径
Table 2　The diame te r of inhibition cycle o f the volatile
o ils ag ainst various bacteria (mm)
供试菌种
提取工艺
水蒸气
蒸馏
同时蒸馏
萃取
有机溶剂
提取—水
蒸气蒸馏
乙醇
对照
空白
对照
金黄色
葡萄球菌 16.8 28.2 12.5 - -
大肠杆菌 18.2 26.3 14.9 - -
枯草芽孢
杆菌 32.1 22.5 18.1 - -
酵母菌 24.9 44.0 20.2 - -
曲霉 24.1 38.9 16.4 - -
青霉 22.8 24.5 14.5 - -
　　注:表中“ -”表示无抑菌效果。
由表 2中的结果可知 ,三种不同工艺提取的挥
发油对 6种供试菌种均有显著的抑制作用。水蒸气
蒸馏法所得挥发油对6种供试菌种的抑菌圈直径为
(16.8 ～ 32.1)mm ,同时蒸馏萃取法所得挥发油对
6种供试菌种的抑菌圈直径为(22.5 ～ 44.0)mm ,
有机溶剂提取—水蒸气蒸馏法所得挥发油对6种供
试菌种的抑菌圈直径为(12.5 ～ 20.2)mm ,显然同
时蒸馏萃取所得挥发油的抑菌效果最好。6种供试
菌种中 ,对细菌的抑菌圈直径为(12.5 ～ 32.1)mm ,
对真菌的抑菌圈直径为(14.5 ～ 44.0)mm ,相对而
言 ,真菌对挥发油的敏感性较高 ,其中酵母菌对挥发
油的敏感性最高 ,同时蒸馏萃取所得挥发油对酵母
菌的抑菌圈直径达44.0 mm 。
42 总第 358期　　　　　　　　　　　　　　　　中 国 调 味 品
2.3　不同工艺提取的挥发油抑菌效果方差分析
为了考察不同提取工艺对供试菌种抑菌效果
的影响程度及供试菌种之间的差异显著性 ,对不
同工艺提取的挥发油的抑菌作用及相同工艺提取
的挥发油对不同菌种的作用效果进行了方差分
析 ,结果分别如表 3和表 4所示。
表 3　不同工艺提取的挥发油对同一菌种作用
效果的方差分析
Table 3　Variance analy sis of the vo la tile oils ex tracted
by differ ent techno lo gy against same bac te ria
供试菌种 方差来源 平方和 自由度 均方 均方比 显著性
金黄色
葡萄球菌
工艺间 393.1 2 196.6 209.6 ＊
工艺内 5.627 6 0.9378
总和 398.7 8
大肠杆菌
工艺间 204.5 2 102.2 139.4＊
工艺内 4.400 6 0.7333
总和 208.9 8
枯草芽孢
杆菌
工艺间 308.7 2 154.4 157.7 ＊
工艺内 5.873 6 0.9788
总和 314.6 8
酵母菌
工艺间 955.2 2 477.6 236.7 ＊
工艺内 12.11 6 2.018
总和 967.3 8
曲霉
工艺间 780.6 2 390.3 343.3 ＊
工艺内 6.820 6 1.137
总和 787.4 8
青霉
工艺间 172.2 2 86.10 103.5 ＊
工艺内 4.993 6 0.8322
总和 177.2 8
Fα F0.01(2 ,6)=10.92 ,F0.05(2 ,6)=5.143 ,F0.10(2 ,6)=3.463
　　注:表中＊表示 P<0.01 影响显著。
从表 3的方差分析结果可知 ,不同提取工艺
对川桂叶挥发油的抑菌效果具有极显著影响 ,对
6种供试菌种影响程度的大小顺序为:曲霉>酵
母菌>金黄色葡萄球菌>枯草芽孢杆菌>大肠杆
菌>青霉。因此 ,设计合理的提取工艺可有效提
取川桂叶中的抑菌成分 ,从而提高挥发油的抑菌
效果 。提取工艺不同 ,挥发油中的抑菌成分不同 ,
直接影响挥发油的抑菌效果。对于水蒸气蒸馏
法 、同时蒸馏萃取法和有机溶剂提取-水蒸气蒸
馏法三种提取工艺 ,选取同时蒸馏萃取法可有效
提高挥发油对 6种供试菌种的抑制作用 。同时从
表 4的方差分析结果还可看出 ,同种工艺提取的
挥发油对不同菌种的作用效果也存在极显著性差
异 ,其显著性影响的大小顺序为:同时蒸馏萃取法
>水蒸气蒸馏法>有机溶剂提取 —水蒸气蒸馏
法。同时蒸馏萃取法提取的挥发油不仅抑菌效果
好 ,而且各菌种对其敏感性差异也最大 。
表 4　相同工艺提取的挥发油对不同菌种
作用效果的方差分析
Table 4　Variance analy sis of the vo la tile oils ex tracted
by same techno log y against different bac te ria
提取工艺 方差来源 平方和 自由度 均方 均方比 显著性
水蒸气蒸馏
菌种间 450.0 5 90.00 81.89 ＊
菌种内 13.19 12 1.099
总和 463.2 17
同时蒸馏
萃取
菌种间 1128 5 225.6 186.8 ＊
菌种内 14.50 12 1.208
总和 1143 17有机溶剂
提取—水蒸
气蒸馏法
菌种间 113.7 5 22.74 22.47 ＊
菌种内 12.14 12 1.012
总和 125.8 17
Fα F0.01(5 , 12)=5.064 , F0.05(5 , 12)=3.106 , F0.10(5 , 12)=2.394
　　注:表中＊表示 P<0.01 影响显著。
2.4　不同工艺提取的挥发油最低抑菌浓度和最
低杀菌浓度
水蒸气蒸馏法 、同时蒸馏萃取法和有机溶剂
提取 —水蒸气蒸馏法三种不同工艺提取的挥发油
对 6种供试菌种的最低抑菌浓度和最低杀菌浓度
如表 5所示。
表 5　不同方法提取的挥发油对供试菌种的
最低抑菌浓度和最低杀菌浓度
Table 5　The MIC and M BC of the vo latile
o ils ag ainst various bacteria
供试菌种 水蒸气蒸馏 同时蒸馏萃取
有机溶剂提取—
水蒸气蒸馏
M IC/ % MBC/ % MIC/ % M BC/ % MIC/ % MBC/ %
金黄色
葡萄球菌 0.500 0.500 0.125 0.125 0.500 0.500
大肠杆菌 0.500 0.500 0.125 0.125 0.500 0.500
枯草芽孢
杆菌 0.500 0.500 0.125 0.125 0.500 0.500
酵母菌 0.250 0.250 0.0625 0.0625 0.250 0.250
曲霉 0.500 0.500 0.250 0.250 0.250 0.500
青霉 0.500 0.500 0.250 0.250 0.500 0.500
　　由表 5中的结果可知 ,采用不同工艺提取的
挥发油对 6种供试菌种都具有很强的抑菌活性 ,
最低抑菌浓度为 0.0625 %～ 0.500 %。由于不
同提取工艺对挥发油的抑菌活性具有极显著的影
响 ,不同工艺提取的挥发油对同一菌种的最低抑
菌浓度不相同 ,其中同时蒸馏萃取法提取的挥发
油的抑菌能力最强 ,对 6种供试菌种的最低抑菌
浓度都低于水蒸气蒸馏法和有机溶剂提取—水蒸
气蒸馏法 。川桂叶挥发油对酵母菌的抑菌能力最
强 ,同时蒸馏萃取法提取的挥发油对酵母菌的最
43第 12期　　　　　　　试验研究　不同提取工艺对川桂叶挥发油抑菌活性的影响
低抑菌浓度仅为 0.0625 %。同时 ,从表5还可以
看出 ,除有机溶剂提取 —水蒸气蒸馏法所得挥发
油对曲霉的最低杀菌浓度高于其最低抑菌浓度
外 ,挥发油对其它供试菌种的最低杀菌浓度等于
最低抑菌浓度 ,这说明川桂叶挥发油对供试菌种
的抑制作用可能是通过杀死菌种来实现的。
3　结论
川桂叶挥发油对金黄色葡萄球菌 、大肠杆菌 、
枯草芽孢杆菌 、酵母 、曲霉 、青霉等 6种食品中常
见的污染菌都具有高效的抑制作用 ,不同菌种对
挥发油的敏感性不同 ,其中酵母菌最为敏感。
川桂叶挥发油对 6种食品中常见的污染菌都
具有较低的最低抑 、杀菌浓度 ,可直接使用 ,具有
调味和防腐双重功效 ,是一种无毒无污染的天然
香料和食品防腐剂。
不同提取工艺对川桂叶挥发油的抑菌活性有
显著影响 ,同时蒸馏萃取法提取挥发油不仅得油
率较高 ,而且挥发油的抑 、杀菌效果最强 ,是一种
有效的提取方法 。
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