全 文 :中 国 酿 造
2008年 第13期
总第190期研究报告
硬头黄竹醋液抑菌和杀菌性能的研究
周建斌1,魏 娟1,叶汉玲1,张齐生2*
(1.南京林业大学化学工程学院,江苏 南京 210037;2.南京林业大学木材工业学院,江苏 南京 210037)
摘 要:以硬头黄竹醋液为原料,研究了不同稀释比的硬头黄竹醋液对细菌类、酵母菌类和霉菌类中有代表性菌株的抑菌和杀
菌性能。试验表明,硬头黄竹醋液及稀释比为1:1时对三类菌的抑菌率和杀菌率均为100%,稀释比为1:2时对大肠杆菌、热带假丝酵
母菌、绿色木霉菌及桔青霉菌的抑菌率为100%,对金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌、小椭圆酵母菌、酵母菌、黑曲霉菌有抑制作用,其
抑菌率分别为 90.0%、95.0%、75.76%、91.18%、82.05%;对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌杀灭能力分别为100%、90%、
90%,对小椭圆酵母菌、热带假丝酵母菌、酵母菌杀灭能力分别为98.3%、100%、99.98%;对黑曲霉菌、绿色木霉菌和桔青霉菌杀灭能
力分别为 91.3%、99.98%、97.98%。当稀释比为1:3时对大肠杆菌、绿色木霉菌、桔青霉菌还具有较强的抑制力,分别为 95.50%、
95.50%、100%,对其他菌株也仍具抑制作用;结果表明,硬头黄竹醋液对细菌和真菌均有较强的抑菌和杀菌作用,它是一种具有广谱
抑菌和杀菌性能的天然抗菌剂。
关 键 词:硬头黄竹;竹醋液;抑菌;杀菌
中图分类号:TS201.3 文献标识码:A 文章编号:0254-5071(2008)13-0009-04
Studyontheanti-microbialfunctionsandsterilizationefectsofBambusarigidavinegar
ZHOUJianbin1,WEIJuan1,YEHanling1,ZHANGQisheng2*
(1.ColegeofChemicalEngineering,NanjingForestryUniversity,Nanjing210037,China;
2.ColegeofIndustryTimber,NanjingForestryUniversity,Nanjing210037,China)
Abstract:TheinhibitionorsterilizationefectsofBambusarigidavinegarsatdiferentdilutionontypicalbacteria,yeastsandmouldswereinvestigated.
Resultsshowedthattheoriginalliquororthe1:1dilutesolutionofB.rigidavinegarhavestronganti-microbialactivity,andtheratesofinhibitionon
threekindsoffunguswere100%.The1:2dilutesolutionofB.rigidavinegarhasstronganti-microbialfunctions,andtheratesofinhibitionon
Escherichiacoli,Candidatropicalis,Trichodermaviride,Peniciliumcitrinumwere100%,theratesofinhibitiononStaphylococcusaureus,Bacilus
subtilis,Saccharomycesmicroelipsoides,Saccharomycessp.andAspergilusnigerwere90.0%,95.0%,75.76%,91.18% and82.05%.
The1:3dilutesolutionofB.rigidavinegarhasanti-microbialfunctionsonE.coli,T.viride,P.citrinumwere95.50%,95.50%and100%,
andithasanti-microbialfunctionsonotherfungus.Theoriginalliquorandthe1︰1dilutesolutionofB.rigidavinegarhavestronganti-microbial
efects,theratesofsterilizationonthethreefungiwere100%.The1︰2dilutesolutionofB.rigidavinegarhasstrongsterilizationefectsonthethree
fungi.TheratesofsterilizationonE.coli,S.aureusandB.subtiliswere100%,90%and90%,respectively.TheratesofsterilizationonElip-
soideus,S.microelipsoides,C.tropicalisandSaccharomycessp.were98.3%,100%and99.98%,respectively.TheratesofsterilizationonA.niger,
T.virideandP.citrinumwere91.3%,99.98%and97.98%.ThisiluminatesthatB.rigidavinegarhasstronganti-microbialefectsandsterilization
efectsonbacteriaandepiphytes.Itisanaturalantimicrobialthathasthebroad-spectrumanti-microbialfunctionsandsterilizationefects.
Keywords:Bambusarigida;bamboovinegar;anti-microbialfunctions;sterilizationefects
竹子在植物分类学上属于禾本科(Gramineae)竹亚科
(Bambusoideae)[1]。我国拥有丰富的丛生竹质资源,硬头黄
竹是丛生竹的一种,1~2年生就可成材利用,生长迅速、产
量高、经济效益好,在我国主要分布在四川、重庆、云南、广
东、台湾、广西等地区[2]。硬头黄竹醋液是由硬头黄竹热解
得到的成分复杂的液体产品[3],其主要组分是水,超过
80%。其次是酸类物质,还有少量的酚类物质、醛类物质、
酮类物质、醇类物质及成分复杂的焦油[4-5]。
竹醋液含有多种抑菌及抗氧化物质[6],其用途相当广
泛,在农业上能防治作物病虫害、消除异味,在医疗卫生上
能用于杀菌、消炎、医药、保健[7]。目前,国内有关学者对其
抑菌和杀菌性能也做了一些研究,如蒋新龙[8]利用竹醋液
对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌及白色念珠菌进行定量杀灭
试验;邹小明等[9]研究了竹醋液蒸馏分离所得馏分的抑菌
性能。但是采用硬头黄竹醋液进行抑菌和杀菌方面的研
究未见文献报道,本研究以硬头黄竹醋液为原料,参照《消
毒技术规范》[10]对其抑菌、杀菌性能鉴定试验的方法,分别
对细菌类、酵母菌类及霉菌类中的代表性菌株进行了全面
地抑菌和杀菌性能试验。由于目前市场上竹醋液的应用
领域还比较狭窄,主要用于生活保健方面,在众多领域如
医学、生物农药等方面还有待于开发,需要进行系统地试
验研究,通过利用硬头黄竹醋液针对不同种类的菌群进行
广谱的抑菌和杀菌性能试验,为今后在不同领域开发和应
用竹醋液提供技术支撑和科学理论依据。
1材料与方法
1.1材料
收稿日期:2008-02-21
基金项目:“十一五”国家科技支撑计划项目(2006BAD19B0603)
作者简介:周建斌(1965-),江西吉安人,副教授,研究方向为木材热解及炭材料;张齐生*,中国工程院院士,通讯作者。
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2008No.13
SerialNo.190 ChinaBrewing ResearchReport
1.1.1原料
硬头黄竹醋液(pH值为2.17):实验室热解精馏而得
到的产品。
1.1.2供试菌种
大肠杆菌(Escherichiacoli)、金黄色葡萄球菌(Staphy-
lococcusaureus)、枯草芽孢杆菌(Bacilussubtilis)、小椭圆
酵母菌(Saccharomycesmicroelipsoides)、热带假丝酵母
菌(Candidatropicalis)、酵母菌(Saccharomycessp.)、黑
曲霉菌(Aspergilusniger)、绿色木霉菌(Trichodermaviride)
和桔青霉菌(Peniciliumcitrinum):由南京林业大学微生
物实验室提供,第3代斜面培养物。
1.1.3试剂
硫代硫酸钠、磷酸二氢钾等均为分析纯,pH值为7.2~
7.4的磷酸盐缓冲液(PBS)。
1.2试验方法
1.2.1营养琼脂培养基
蛋白胨10g、牛肉膏5g、氯化钠5g、琼脂15g。
1.2.2沙氏琼脂培养基
土豆200g、葡萄糖20g、硫酸镁1.5g、磷酸二氢钾、琼
脂20g。
1.2.3中和剂鉴定试验[10]
将试验菌配制成含磷酸盐溶液(PBS)的菌悬液,与抗
菌液作用10min,将最终样液接种于平皿中,做活菌培养
计数。设平行试验6组(表1),水浴控制作用温度(20±1)℃,
试验重复3次。
1.2.4中和剂评价标准[10]
所测中和剂试验结果符合以下全部条件,可判为合
格:第1组无试验菌或仅有极少数试验菌菌落生长;第2
组有较第1组多,但较第3、4、5组少的试验菌生长,并符
合要求;第3、4、5组有相似量试验菌生长,并在1×107cfu/mL~
5×107cfu/mL,其组间菌落数误差率<15%;第 6组无
菌生长。
1.2.5抑菌、杀菌试验[10]
将试验菌24h斜面培养物用PBS洗下,制成菌悬液
(要求回收菌数为1×104cfu/mL~9×104cfu/mL)。取被试样
液(5mL)和对照样液各1管。分别在每个被试样液和对照
样液内滴加100μL菌悬液,在(20±1)℃水浴上均匀混合,
开始计时,作用10min,取0.5mL混合液投入含5mL相应
PBS(杀菌试验采用相应的中和剂)的试管内,充分混匀,
做适当稀释,然后分别吸取 0.5mL最终样液置于平皿,
用15mL培养基作倾注,待琼脂凝固后翻转平板,(35±2)℃
培养48h(细菌)、(30±1)℃培养72h(酵母菌、霉菌),做活
菌菌落计数,重复3次。
1.2.6抑菌、杀菌评价标准
抑菌率≥50%~90%,产品有抑菌作用,抑菌率≥90%,
产品有较强抑菌作用;杀菌率≥90%,产品有杀菌作用。
2结果与讨论
2.1中和剂鉴定结果
以硬头黄竹醋液原液作为抗菌液,分别对菌种进行中
和剂鉴定试验。细菌类选用金黄色葡萄球菌(Staphylo-
coccusaureus),酵母菌类选用小椭圆酵母菌(Saccharomyces
microelipsoides),霉菌类选用黑曲霉(Aspergilusniger)作
为试验菌,金黄色葡萄球菌选用pH值为7.20含0.5%硫
代硫酸钠+0.3%卵磷脂+1%吐温-80的PBS;小椭圆酵母
菌选用pH值为7.20含1%吐温-80的PBS;黑曲霉选用pH
值为5.29含0.5%硫代硫酸钠的PBS进行中和剂定量鉴
定试验,结果见表1。
表1硬头黄竹醋液中和剂鉴定试验结果
Table1.ExperimentalresultsofBambusarigidavinegarand
neutralizer
由表1可知,第1组无试验菌菌落生长;第2组平板
平均菌落数>5cfu/mL,较第1组多,较第3、4、5组少;第
3、4、5组有相似量试验菌生长,为1×107cfu/mL~5×107cfu/mL,
其组间菌落数误差率分别为2.04%、9.30%、4.97%,<15%;
第6组无菌生长,符合中和剂评价标准。故确定细菌类中
和剂为pH7.20含0.5%硫代硫酸钠+0.3%卵磷脂+1%吐
温-80的PBS;酵母菌类中和剂为pH7.20含1%吐温-80
的PBS;霉菌类中和剂为 pH5.29含 0.5%硫代硫酸钠的
PBS。所选用的中和剂可分别中和硬头黄竹醋液原液的杀
菌成分,且其自身及中和产物对三类菌及培养基均无明显
影响,表明3种中和剂可分别适用于硬头黄竹醋液对三类
菌的杀菌试验。
2.2抑菌效果
将硬头黄竹醋液制备成1:1、1:2、1:3、1:4(V醋液:V水)
的水稀释样液,以大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆
菌、小椭圆酵母菌、热带假丝酵母菌、酵母菌、黑曲霉、绿色
木霉和桔青霉作为试验菌,按照抑菌试验方法分别进行试
验,结果见表2~表4。
2.2.1硬头黄竹醋液对细菌类的抑制效果
试验表明,相同稀释比的硬头黄竹醋液对不同细菌的
抑制能力是不相同的,而不同稀释比的硬头黄竹醋液对3
种细菌的抑制效果也不一样。
0
80
3.65×107
3.79×107
3.67×107
0
0
10
1.40×107
1.68×107
1.80×107
0
0
45
1.20×107
1.10×107
1.05×107
0
平均生长菌落数/(cfu·mL-1)
金黄色
葡萄球菌
小椭圆
酵母菌
黑曲霉
试
验
组
组成
1
2
3
4
5
6
硬头黄竹醋液+菌悬液
(硬头黄竹醋液+菌悬液)+中和剂
中和剂+菌悬液
(硬头黄竹醋液+中和剂)+菌悬液
PBS缓冲液+菌悬液
PBS缓冲液+中和剂+培养基
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中 国 酿 造
2008年 第13期
总第190期
表2硬头黄竹醋液对3种细菌的抑菌效果
Table2.InhibitionefectofBambusarigidavinegaronthreebacteria
注:各阴性对照组均无菌生长。
由表2可知,硬头黄竹醋液及稀释比为1:1、1:2的样
液对3种细菌均有较强的抑制作用。稀释比为1:3的样液
对3种细菌的抑制率存在着一定的差异,对大肠杆菌的抑
制力较强,抑菌率为95.50%;但对枯草芽孢杆菌和金黄色
葡萄球菌的抑制作用稍弱,抑菌率分别为 80.45%、
72.71%。而稀释比为1:4的样液对3种细菌抑制能力较
弱。研究表明,硬头黄竹醋液浓度越高其抑菌能力越强。
2.2.2硬头黄竹醋液对酵母菌类的抑制效果
表3硬头黄竹醋液对3种酵母菌的抑菌效果
Table3.InhibitionefectofBambusarigidavinegaronthreeyeasts
注:各阴性对照组均无菌生长。
由表3可知,硬头黄竹醋液及稀释比为1:1、1:2的样
液对3种酵母菌有较强的抑制作用,除了稀释比为1:2时
对酵母菌和小椭圆酵母菌的抑制率分别为 91.18%、
75.76%外,其他抑制率都为100%。当用稀释比为1:3的硬
头黄竹醋液进行酵母菌类抑菌试验时也有抑制作用,对小
椭圆酵母菌、热带假丝酵母菌和酵母菌的抑制率分别为
66.67%、61.54%、61.76%。硬头黄竹醋液稀释比为1:4时对
3种酵母菌均抑制效果均较差。
2.2.3硬头黄竹醋液对霉菌类的抑制效果
表4硬头黄竹醋液对3种霉菌的抑菌效果
Table4.InhibitionefectofBambusarigidavinegaronthreemildews
注:各阴性对照组均无菌生长。
由表4可知,硬头黄竹醋液对霉菌类有很好的抑制作
用。硬头黄竹醋液稀释比为1:1、1:2的样液对3种霉菌均
有很强的抑制作用,除稀释比为1:2时对黑曲霉菌抑制率
为82.05%外,其他抑制率都为100%。稀释比为1:3的样
液对绿色木霉菌和桔青霉菌也有较强的抑制作用,对黑
曲霉菌也有抑制效果,其抑菌率为75.20%。稀释比为1:4
的样液对3种酵母菌的抑菌能力较差。因此,随着硬头黄
竹醋液稀释比的减小,对霉菌类的抑制能力逐渐减弱。
综合分析表2~表4可知,硬头黄竹醋液及稀释比为
1:1时对三类菌都有很强的抑制能力,抑制率均为100%。
当硬头黄竹醋液稀释比为1:2、1:3时对以上三类菌仍有
较强的抑制作用,随着硬头黄竹醋液浓度的逐渐降低,
对三类菌的抑制能力逐渐减弱,但是当用同一浓度硬头黄
竹醋液对三类菌进行抑菌试验时,其抑菌效果是不同的,
排列顺序是霉菌类>细菌类>酵母菌类。
2.3杀菌效果
将硬头黄竹醋液制备成 1:1、1:2、1:3、1:4(V醋液:V水)
的水稀释样液,以大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆
菌、小椭圆酵母菌、热带假丝酵母菌、酵母菌、黑曲霉、绿色
木霉和桔青菌作为试验菌,按照杀菌试验方法进行试验。
结果见表5~表7。
2.3.1硬头黄竹醋液对细菌类的杀灭效果
同种浓度的硬头黄竹醋液对不同的细菌杀灭能力不
同,不同稀释比的硬头黄竹醋液对3种细菌的杀灭效果也
不一样。
表5硬头黄竹醋液对3种细菌的杀灭效果
Table5.SterilizationefectofBambusarigidavinegaronthreebacteria
注:各阴性对照组均无菌生长。
由表5可知,硬头黄竹醋液及稀释比为1:1、1:2的样
液对3种细菌均有较强的杀灭作用。而稀释比为1:3的样
液对3种细菌的杀灭能力有差异,对大肠杆菌有较强的杀
灭能力,杀菌率为95.22%。但是对金黄色葡萄球菌和枯草
芽孢杆菌的杀灭效果较差,说明稀释比为1:3的硬头黄竹
醋液对大肠杆菌的杀灭能力要强于对金黄色葡萄球菌和
枯草芽孢杆菌的杀灭能力。稀释比为1:4的样液对3种细
菌杀灭能力均较差。试验证明,硬头黄竹醋液浓度越高其
杀菌能力越强。
研究报告
稀释比
原液
1:1
1:2
1:3
1:4
100
100
100
95.50
48.09
100
100
90.0
72.71
40.54
100
100
95.0
80.45
45.20
作用10min对不同细菌的平均抑菌率/%
大肠杆菌 金黄色葡萄球菌 枯草芽孢杆菌
稀释比
原液
1:1
1:2
1:3
1:4
100
100
75.76
66.67
44.52
100
100
100
61.54
21.42
100
100
91.18
61.76
18.24
作用10min对不同酵母菌的平均抑菌率/%
小椭圆酵母菌 热带假丝酵母菌 酵母菌
稀释比
原液
1:1
1:2
1:3
1:4
100
100
82.05
75.20
25.52
100
100
100
95.50
46.67
100
100
100
100
34.60
作用10min对不同霉菌的平均抑菌率/%
黑曲霉 绿色木霉 桔青霉
稀释比
原液
1:1
1:2
1:3
1:4
100
100
100
95.22
40.03
100
100
90.0
64.17
28.45
100
100
90.0
70.75
32.25
作用10min对不同细菌的平均杀菌率/%
大肠杆菌 金黄色葡萄球菌 枯草芽孢杆菌
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SerialNo.190 ChinaBrewing
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2.3.2硬头黄竹醋液对酵母菌类的杀灭效果
表6硬头黄竹醋液对3种酵母菌的杀灭效果
Table6.SterilizationefectofBambusarigidavinegaronthreeyeasts
注:各阴性对照组均无菌生长。
由表6可知,硬头黄竹醋液及稀释比为1:1、1:2的样
液对3种酵母菌均有很强的杀灭作用,其杀灭率均超过98%。
稀释比为1:3的样液对热带假丝酵母菌也具有较强的杀
灭能力,但对小椭圆酵母菌和酵母菌杀灭能力均较弱。试
验证明当硬头黄竹醋液稀释比为1:3时对热带假丝酵母菌
的杀灭能力比对小椭圆酵母菌及酵母菌的杀灭能力强。
2.3.3硬头黄竹醋液对霉菌类的杀灭效果
表7硬头黄竹醋液对3种霉菌的杀灭效果
Table7.SterilizationefectsofBambusarigidavinegaronthreemildews
注:各阴性对照组均无菌生长。
由表7可知,硬头黄竹醋液及稀释比为1:1、1:2的样
液对3种霉菌均有很强的杀灭作用,除稀释比为1:2的样
液对黑曲霉菌杀灭率为91.30%以外,其他杀灭率都超过
97.98%。当稀释比为1:3、1:4时对 3种霉菌均无杀菌效
果。结果表明,随着硬头黄竹醋液浓度的降低,对霉菌类
的杀灭能力逐渐减弱。
综合分析表5~表7可知,硬头黄竹醋液及稀释比为
1:1时对三类菌具有很强的杀灭能力,杀灭率都为100%。
当稀释比为1:2时对以上三类菌仍有杀灭作用,当稀释比
为1:3时对大肠杆菌和热带假丝酵母菌有杀灭能力,但对
其他试验菌杀灭能力均较弱,由此可知,随着硬头黄竹醋
液浓度增大,杀菌效果逐渐增强。
3结论
3.1硬头黄竹醋液稀释比为1:1时抑菌率均为100%;稀
释比为1:2时对大肠杆菌、热带假丝酵母菌、绿色木霉及
桔青霉的抑菌率也为100%,对金黄色葡萄球菌、枯草芽
孢杆菌、小椭圆酵母菌、酵母菌、黑曲霉抑菌率分别为
90.0%、95.0%、75.76%、91.18%、82.05%;当稀释比为1:3时
对大肠杆菌、绿色木霉菌、桔青霉的抑制力分别为95.50%、
95.50%、100%,对其他菌株仍具抑制作用。当醋液浓度再
减小时对三类菌抑制能力较差。
3.2硬头黄竹醋液稀释比为1:1时杀菌率均为100%;稀
释比为1:2时对金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌、黑曲霉
杀灭能力分别为90.0%、90.0%、91.30%,对其他试验菌
的杀灭率都超过97.98%;稀释比为1:3时对大肠杆菌和
热带假丝酵母菌有较强的杀灭能力,而对其他试验菌杀灭
能力较差。当醋液浓度再减小时对三类菌杀灭能力较差。
3.3硬头黄竹醋液对细菌和真菌均有较强的抑菌和杀菌
作用,而且对三类菌的抑菌、杀菌效果存在一定的差异,其
抑制效果排列顺序霉菌类>细菌类>酵母菌类。这为今
后开发新型的广谱高效消毒剂奠定了理论基础。
参考文献:
[1]杨 焰,王贵武.竹炭及竹醋液的分析研究[J].湖南林业科技,2006,
33(6):46-48.
[2]傅建生.撑绿竹无性系生长规律及其纸浆林培育技术研究[D].西南
林学院,2006:1-8.
[3]张齐生,姜树海.重视竹材化学利用开发竹炭应用技术[J].南京林业
大学学报:自然科学版,2002,26(1):1-4.
[4]王伟龙,陈文照.浙江省竹炭的加工利用现状和对策[J].竹子研究汇
刊,2002,21(2):58-60.
[5]张文标,等.竹醋液的组成分析[J].竹子研究汇刊,2001,4(20):72-77.
[6]池嶋庸元.竹炭·竹醋液のつくり方と使ぃ方[M].東京:曟山魚村協
會,1999.
[7]KWEONMH,HWANGHJ,SUNGHC.Identificationandan-tioxidant
activityofnovelchlorogenicacidderivativesfrombamboo(Phylostachys
edulis)[J].JAgricFoodChem,2001,49(10):4646-4655.
[8]蒋新龙.竹醋液灭菌效果的研究试验[J].竹子研究汇刊,2005,24(1):
50-53.
[9]邹小明,钱俊青,卢时勇.竹醋液馏分抑菌性能研究[J].林产化学与工
业,2005,25(3):33-37.
[10]中华人民共和国卫生部.消毒技术规范[M].北京:人民出版社,2002.
稀释比
原液
1:1
1:2
1:3
1:4
100
100
98.30
69.70
50.56
100
100
100
99.96
24.22
100
100
99.98
30.30
22.47
作用10min对不同酵母菌的平均杀灭率/%
小椭圆酵母菌 热带假丝酵母菌 酵母菌
ResearchReport
稀释比
原液
1:1
1:2
1:3
1:4
100
100
91.30
46.23
18.89
100
100
99.98
70.91
50.67
100
100
97.98
65.50
44.67
作用10min对不同霉菌的平均杀灭率/%
黑曲霉 绿色木霉 桔青霉
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心芳和秦含章先生而作。书中介绍了我国酿酒微生物研究与应用的优秀成果,在现阶段具有较
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员很好的参考书。72.00元(含邮费),欢迎订购。
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