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山苍子油的抑菌活性及机理研究
吴 均1，杨钦滟1，赵晓娟1，阚建全1，2，3，杜木英1，2，3，*
( 1.西南大学食品科学学院，重庆 400715;
2.重庆市特色食品工程技术研究中心，重庆 400715;
3.农业部农产品贮藏保鲜质量安全风险评估实验室( 重庆) ，重庆 400715)
摘 要:采用抑菌圈实验和试管二倍稀释法对山苍子油的抑菌活性、最低抑菌浓度( MIC) 进行测定，研究了山苍子油
对食品中常见的黑曲霉、大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和枯草芽孢杆菌的抑菌机理。结果表明:山苍子油对 4 种受试菌
的抑制效果差异较大，对黑曲霉的抑制作用很强( MIC 值 0.11μL /mL) ，对金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌的抑制作用
较弱( MIC值均为 0.47μL /mL) ;山苍子油对温度具有良好的稳定性，121℃，10min 加热处理对精油的抑菌效果无明显
影响; 经山苍子油处理一段时间后的蛋白质利用率有所下降，细菌通透性明显增强，引起内含物渗漏。结果表明，山苍
子油的抑菌机制可能在于破坏细菌细胞膜结构，导致细菌细胞变形和菌体蛋白质减少，直至菌体分解为碎片。
关键词:山苍子油，抑菌活性，抑菌机理
Study on antimicrobial activities and antimicrobial mechanism
of essential oil from Litsea cubeba
WU Jun1，YANG Qin－yan1，ZHAO Xiao－juan1，KAN Jian－quan1，2，3，DU Mu－ying1，2，3，*
( 1.College of Food Science，Southwest University，Chongqing 400715，China;
2.Chongqing Special Food Programme and Technology Ｒesearch Centre，Chongqing 400715，China;
3.Laboratory of Quality ＆ Safety Ｒisk Assessment for Agro－products on Storage and Preservation( Chongqing) ，
Ministry of Agriculture，Chongqing 400715，China)
Abstract: By using inhibition zone experiment and tube double dilution method to determine oil’s microbial activity
and minimum inhibitory concentration( MIC) .The inhibitory mechanism of the essential oil from Litsea cubeba on
Escherichia coli，Staphylococcus aureus and Bacillus subtilis commonly found in foods were elucidated.Ｒesults
showed that the antimicrobial activities of the essential oil from Litsea cubeba against four tested microbes were
largely different.The essential oil had strong antimicrobial effect against the molds ( MIC was 0.11μL /mL) ，while
weak effect against Staphylococcus aureus and Bacillus subtilis( MIC was 0.47μL /mL both) .Antimicrobial activities
of the essential oil were stable under the conditions of heating，the level bacteriostatic of the five spices essential
oils were not changed obviously by heating at 121℃ for 15min.During treatment with the oil，the soluble protein
contents of the three bacterial suspensions decreased，cell membrane permeability were increased，the leakage of
cell contents happen to bacteria.The analysis revealed that the antimicrobial mechanism might be achieved by
damaging bacterial cell structure，causing deformed bacterial cells and reduced protein content until the cells were
broken into pieces.
Key words: Litsea cubeba oil; antimicrobial activities; antimicrobial mechanism
中图分类号:TS201.3 文献标识码:A 文 章 编 号:1002－0306(2013)17－0119－04
收稿日期:2013－02－21 * 通讯联系人
作者简介:吴均( 1988－ ) ，女，硕士研究生，研究方向:食品安全与质量
控制。
基金项目: 2008－2009 中国－克罗地亚政府间科技合作项目( 3－08) 。
山苍子(Litsea cubeba) 又名山鸡椒、木姜子、山胡
椒、香桂等，为樟科木姜子属植物［1］。山苍子作为我
国优良的木本芳香油料和药材树种，在我国得到广
泛的种植，主要分布于长江以南的湖南、湖北、四川
等地，主要以野生为主［2－3］，但是福建、湖南和四川等
地已开始人工种植山苍子［4］。山苍子油是具有柠檬
香气的黄色油状液体，无毒，其主要成分为柠檬醛，
含量可高达 70% ～80%，其它成分则为柠檬烯、甲基
庚烯酮、芳樟醇、香叶醇、蒎烯等［5］。柠檬醛既能转化
为烯丙基紫罗兰酮、甲基紫罗兰酮、鸢尾酮、紫罗兰
酮等紫罗兰酮系列高级香料［6］，也是合成食用色素胡
萝卜素、维生素 A、维生素 E、维生素 K 等的重要原
料［7］。研究表明，山苍子油具有多种功效，它作为中
药具有健胃消食、祛风散寒、消肿止痛之功效; 可以
有效抑制肺癌、肝癌和口腔癌细胞生长［8］; 可以抑制
副溶血性弧菌，李斯特菌和异常汉逊酵母菌这些对
人类身体健康有严重危害的菌类生长［9］; 具有很好的
抗氧化的作用，因此已被广泛的用于化工、食品及医
DOI:10.13386/j.issn1002-0306.2013.17.019
120
疗行业［10－11］; 还有研究表明，山苍子油中的一些成分
可以杀死甘蓝尺蠖和夜蛾幼虫，是一种有发展潜力
的植物杀虫剂［12］。食品在到达消费者手中前会经过
生产、包装、运输、储藏等多个环节，在这些环节中食
品很容易被微生物感染而腐败变质。食品腐败变质
不但对人身体健康造成威胁，而且造成了巨大的经
济损失，企业通常为了延长食品的保质期，向其中添
加防腐剂抑制微生物的生长繁殖，但化学防腐剂大
多对人体健康具有一定潜在威胁［13－14］。因此，研究安
全无毒的纯天然防腐剂已成为食品加工领域的热
点，越来越受到人们的重视。本实验对山苍子油抑
菌作用及机理进行初步探索，为将山苍子油开发成
天然抑菌剂提供科学参考依据。
1 材料与方法
1.1 材料与仪器
山苍子油 重庆国泰生化药品责任有限公司，
柠檬醛含量为 95%; 甘油、Tween80 重庆钛新化工
有限公司; 乙醇、氢氧化钠、盐酸、戊二醛、磷酸 均
为分析纯;大肠杆菌(Escherichia coli)、金黄色葡萄球
菌(Staphylococcus aureus)、枯草芽孢杆菌(Bacillus
subtilis)、黑曲霉(Aspergillus niger) 西南大学食品科
学学院微生物实验室提供。
SWCJ－1F型超净工作台 江苏安泰空气技术有
限公司; 热风循环烘箱、CSIOI－ A 型电热鼓风干燥
箱 重庆银河实验仪器有限公司; 紫外分光光度
计 重庆研润光机科技有限公司;AA2600 原子吸收
分光光度计 北京华洋仪器公司;JD200－3 型电子天
平 沈阳龙腾电子称量仪器有限公司;HH－6 型数显
恒温水浴锅、BS－4G 数显震荡培养箱 金坛市富华
仪器有限公司;HH－B11 型电热恒温培养箱 上海跃
进医疗器械厂;TOMYAUTOCLAVESS－325、Olympus光
学显微镜 日本;血球计数板 海门市天龙实验器材
制造产;DHP－500电热恒温培养箱 天津市中环实验
有限公司;打孔器 重庆钛新制剂有限公司。
1.2 实验方法
1.2.1 抑菌实验
1.2.1.1 培养基的制备 分别配制牛肉膏蛋白胨培
养基和土豆培养基 PDA［15］，待用。
1.2.1.2 菌种的活化和菌悬液的制备 在超净工作
台上将 3 种细菌接种于牛肉膏蛋白胨平板上，37℃
培养 24h;将黑曲霉转接到土豆培养基斜面中活化，
28℃培养 48h。挑取少量菌落于无菌生理盐水中，细
菌采用平板计数法，霉菌使用显微镜直接记数法测菌
体个数，将菌悬液浓度调至 106～107CFU/mL，备用。
1.2.1.3 抑菌圈直径测定 采用培养基打孔法:用无
菌打孔器在含菌平板上打孔，取 20μL山苍子油于孔
中，细菌于 37℃下培养 24h，霉菌于 28℃下培养 48h，
每组 3 个平板，每个平板放置 3 片滤纸，重复 3 次，选
取抑菌圈比较明显的平板测定抑菌圈直径，结果取 3
次重复实验的平均值。
1.2.1.4 热处理对山苍子油抑菌活性的影响 将山
苍子油分别置于 40、60、80、100、121℃ 下热处理
10min，然后按照 1.2.1.3 的方法进行测定。
1.2.1.5 最小抑菌质量浓度(MIC) 的测定 采用二
倍稀释法，配制一系列梯度浓度的山苍子油溶液，将
不同梯度浓度的溶液加入融化的固体培养基中混合
均匀，使培养基中所含精油浓度分别为 30、15、7.5、
3.75、1.88、0.94、0.47、0.23、0.11μL /mL。待培养基凝
固后，用移液枪吸取 200μL菌悬液，均匀涂布于固体
培养基表面。以不长菌时的山苍子油的体积浓度来
确定精油抑菌的最低体积浓度为精油的 MIC 值，以
乙醇－无菌水作对照。
1.2.2 抑菌机理研究
1.2.2.1 山苍子油对细菌细胞膜通透性的影响 将
培养 24h的菌液在 3000r /min 下离心 10min，用无菌
水洗涤 3 次，用低浓度 NaCl 悬浮，加入 1mL 山苍子
油处理菌液 12h，对照组不经山苍子油处理。最后将
悬浮液在 7000r /min下离心 10min，取上清液用原子
吸收光度计测定 Ca2 +、K +和 Mg2 +浓度。
1.2.2.2 菌液蛋白质利用率的测定 将菌株按 3%的比
例分别接种到培养基，再加入 1mL山苍子油，以不加山
苍子油作对照，于 37℃恒温培养，每隔 5h 取菌液 5mL，
以 7000r /min，离心 l0min，取上清液，采用 Bradford改良
法［16］测定蛋白质含量，计算蛋白质利用率。
蛋白质利用率(%)=(M1－M2)/M1 × 100
其中，M1 －培养基原有蛋白质含量(mg) ;M2 －培
养基现有蛋白质含量(mg)。
2 结果与分析
2.1 山苍子油抑菌活性测定
通过测定山苍子油对大肠杆菌、金黄色葡萄球
菌、枯草芽孢杆菌和黑曲霉的抑菌圈直径大小比较
精油对这 4 种菌的抑菌效果，结果见表 1。
表 1 山苍子油对不同菌种的抑菌活性
Table 1 The antibacterial effect of Litsea cubeba oil
供试菌种 大肠杆菌
金黄色
葡萄球菌
枯草芽孢
杆菌
黑曲霉
抑菌圈直径
(mm)
30.55 22.75 19.65 无菌生长
抗菌素抑菌圈实验结果的判定标准是: 抑菌圈
直径 ＞ 15mm为高度敏感、10～15mm为中度敏感，7～
9mm时为低度敏感，无抑菌者为不敏感［17］。由表 1
可以看出，山苍子油对所有对供试菌均有较强的抑
制效果，抑菌圈直径均在 15mm以上，属于高度敏感，
其中山苍子油对霉菌的抑制效果最强，呈无菌生长
状态。综合比较来看，其抑菌效果为黑曲霉 ＞大肠
杆菌 ＞金黄色葡萄球菌 ＞枯草芽孢杆菌。
2.2 热处理对山苍子油抑菌效果的影响
由图 1 可见，经不同温度处理的山苍子油对供
试菌的抑菌圈直径没有明显变化，其中山苍子油对
黑曲霉的抑菌作用最好，抑菌圈直径高达 90mm，对
金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌和大肠杆菌的抑菌
圈效果相差不是很大。表明山苍子油在加热的条件
下，其抗菌成分具有很好的热稳定性并未受到显著
影响。综上所述得出山苍子油在 121℃以下具有热
稳定性，这一性质对于一些需经高温处理的食品的
121
表 2 山苍子油对细菌和霉菌最低抑菌浓度
Table 2 The MIC value of Litsea cubeba oil against bacteria and mold
实验菌株
山苍子油浓度(μL /mL)
30 15 7.5 3.75 1.88 0.94 0.47 0.23 0.11
大肠杆菌 － － － － － － － － +
金黄色葡萄球菌 － － － － － － － + +
枯草芽孢杆菌 － － － － － － － + +
黑曲霉 － － － － － － － － －
注:“+”表示培养基有菌落生长，“－”表示培养基未出现菌落。
防腐保鲜具有重要意义。
图 1 不同温度处理后山苍子油对试供菌抑菌圈直径的影响
Fig.1 The effect of Litsea cubeba oil after treated
under different temperature on diameter of inhibition zone
2.3 山苍子油的最低抑菌浓度(MIC)
MIC值是测定抗菌物质抗菌活性大小的指标。
由表 2 可见，山苍子油对黑曲霉的抗性很强，当浓度
达到 0.11μL /mL时平板中没有检出菌落，对大肠杆
菌的最小抑菌浓度(MIC) 为0.23μL /mL，对金黄色葡
萄球菌和枯草芽孢杆菌的最小抑菌浓度(MIC) 均为
0.47μL /mL。对革兰氏阳性菌金黄色葡萄球菌和枯
草芽孢杆菌的抑菌作用要比革兰氏阴性菌大肠杆菌
弱。山苍子油对几种菌的 MIC 值较小，在低体积浓
度下即能有效抑制食品腐败菌的生长，具有较强的
抑菌活性。
2.4 山苍子油对细菌细胞膜通透性的影响
由表 3 可知，山苍子油对细菌细胞膜的通透性
影响较大，同对照组相比，添加组的 Ca2 +、K +和 Mg2 +
浓度都有增加，其中 Mg2 +的浓度增加倍数高达 10 倍
以上，K +浓度增加倍数达 5 倍以上，Ca2 +的浓度只增
加了少许，结果表明山苍子油中的抑菌成分对细菌
产生作用，细菌的细胞膜结构可能受到一定破坏，从
而导致小分子离子从细菌细胞中大量渗出。
表 3 山苍子油对金黄色葡萄球菌
和大肠杆菌离子渗漏的影响
Table 3 Effect of Litsea cubeba oil on ion leakage
of Escherichia coli cell and Staphylococcus aureus cell
组别
离子浓度(mg /L)
Ca2 + K + Mg2 +
( 金黄色葡萄球菌) 添加组 5.5 166.4 58.9
( 金黄色葡萄球菌) 对照组 3.2 31.3 5.7
( 大肠杆菌) 添加组 4.3 155.6 42.3
( 大肠杆菌) 对照组 2.7 26.5 3.5
2.5 山苍子油对菌液蛋白质利用率的影响
由图 2 可知，经山苍子油作用一段时间后的蛋
白质的利用率呈下降趋势。随着作用时间的延长，
山苍子油的有效抑菌成分可能受到破坏，细胞结构
被破坏，胞内蛋白质溢出，同时培养基含有的蛋白质
被细菌生命活动所消耗，这些原因综合起来就使蛋
白质的利用率呈下降趋势。金黄色葡萄球菌和大肠
杆菌菌液蛋白质利用率相当，枯草芽孢杆菌则较高，
表明山苍子油对 3 种菌体的蛋白质利用率的影响不
同，对枯草芽孢杆菌的抑制效果较强。
图 2 山苍子油对细菌利用蛋白质的影响
Fig.2 Effect of Litsea cubeba oil on protein availability
3 结论
山苍子油对供试霉菌抑菌效果最好，其次细菌;
山苍子油对大肠杆菌的最小抑菌浓度(MIC) 均为
0.23μL /mL，对金黄色葡萄球菌和枯草芽孢杆菌的最
小抑菌浓度(MIC) 均为0.47μL /mL;山苍子油具有较
强的热稳定性，但在高温时容易挥发;经山苍子油处
理过后的细菌通透性明显增强，Ca2 +、K +和 Mg2 +浓度
都有增加;山苍子油明显地抑制了金黄色葡萄球菌
和大肠杆菌对蛋白质的消耗。
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( 下转第 125 页)
125
味香肠中 B(a)P含量随发酵天数递增的原因。
3 结论
由以上实验结果与分析可知:香肠中苯并(a) 芘
可能主要来源于烟熏过程; 未烟熏的川味香肠仍存
在苯并(a) 芘，可能是由于香肠中存在的乳酸菌对环
境中苯并(a) 芘的物理吸附所致。
基于以上研究和分析结果，为进一步降低香肠
中苯并(a) 芘含量，应改善香肠的烟熏加工工艺，同
时注意提高香肠加工和贮藏等过程中的卫生条件，
全面控制烟熏食品的安全性。
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