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山苍子精油抑菌及抗氧化作用的研究



全 文 : 2006, Vol. 27, No. 11 食品科学 ※基础研究86
山苍子精油抑菌及抗氧化作用的研究
顾仁勇,刘莹莹
(吉首大学化学化工学院食品科学与工程系,湖南 吉首 416000)
摘 要:采用超临界CO2萃取法从山苍子中提取精油,用滤纸片法测定山苍子精油对常见细菌、霉菌及酵母的抑
菌圈大小,同时研究了pH值及加热处理对山苍子精油抑菌效果的影响,并以过氧化值为指标,测定了山苍子精
油对猪油的抗氧化效果。结果表明:山苍子精油对枯草杆菌和白葡萄球菌的抑菌圈处于10~15mm之间,属于中
度敏感;对大肠杆菌、黑曲霉、青霉和酵母的抑菌圈达15mm以上,属最敏感;山苍子精油的抑菌效果在pH值
5以下强烈,pH值6以上随pH值增大有所减弱;经80、100、121℃加热处理15min对其抑菌效果无明显影响;
山苍子精油具有一定的氧化作用,但其抗氧化能力弱于TBHQ。
关键词:山苍子精油;抑菌;抗氧化;超临界萃取
Study on the Anti-oxidation and Bacteriostasis of Litsea cubebaExtraction Oil
GU Ren-yong,LIU Ying-ying
(Department of Food Science and Engineering,College of Chemistry and Chemical Engineering,
Jishou University, Jishou 416000, China)
Abstract :By using supercritical CO2 xt action, Litsea cubebaextraction oil is gotten. Bacteriostasis diameters to bacteria, yeast
and molds were assayed with filter paper. And the influences to the bacteriostasis affect by using heating and changing the pH
are also investigated. And then, the anti-oxidation effect of Litsea cubebaextraction oil is studied according to the peroxide
value. The result showed that: since the bacteriostasis diameters of L ts a cubebaextr ion oil on Bac llus subt lisand wh te
Staphylococcus cremorcs a e from 10~15mm, and the two bacteria are sensitive to the Litse cub baextraction oil. While,
bacteriostasis diameters on E cherichia.c li, Aspergillusniger, Penicillium and Saccharmoyces cerevisiae are over 15mm, and
the four bacteria are more sensitive to the Litsea cubebaextrac on oil. the effect of Litsea cub ba extraction oil to the test
organisms are great uner pH5.0, but get weaker with the increasing of pH. Treating the Litsea cubebaextrac ion oil in 80, 100,
121℃ for 15 mins, the bacteriostasis affect is not changed obviously. Mean while, the Litsea cubebextraction il ha some
kinds of anti-oxidation ability, but is weaker than TBHQ.
Key words:Lit ea cubebaextraction oil;bacteriostasis;an i-oxidation;supercritical CO2 extraction
中图分类号:TS201.21 文献标识码:A 文章编号:1002-6630(2006)11-0086-04
收稿日期:2006-06-28
作者简介:顾仁勇(1972-),男,副教授,主要从事食品保藏的研究。
山苍子(Litsea cubeba(Lour)Pers)为樟科木姜子属植
物,又叫山鸡椒、木姜子、山胡椒、香桂等,共有
250余种,主产区在亚洲东部、大洋洲和太平洋诸岛、
中国、印度、马来西亚、印尼等国,中国约有46种。
在我国广布于长江以南、广西、广东、福建、江西、
江苏、浙江、湖南、云南、贵州、四川等省。目
前我国部分省区已人工营造山苍子林,以福建、湖南
和四川等省营造面积最大[1]。山苍子油则是从其果实中
所提取,为淡黄色到棕黄色油状液体,无毒,具芳香
气味,其主要成分为柠檬醛,含量70%~80%,是合
成香料及制药工业重要的中间体,除此之外,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[2,3]。据研究山苍子油具有广谱抗菌,
平喘,抗过敏及抗心律失常等多种作用,被广泛的用
于化工、食品及医疗行业,可作为食品防腐剂、保鲜
剂的重要原料。
食品在生产、储运、包装、销售和消费等各个环
节均易受微生物的感染,导致食品腐败变质。为保持
食品的新鲜度,延长食品的保质期,通常向其中添加
87※基础研究 食品科学 2006, Vol. 27, No. 11
防腐剂以抑制微生物的生长繁殖,但化学防腐剂大多含
有一定程度的毒性,诱癌性、致畸性,能易引起食物
中毒等。因此,随着人们对食品安全性的日益重视,
具有良好保鲜效果,对人体安全无毒害的纯天然保鲜剂
的开发,越来越受到人们的重视,已经成为食品保鲜
剂领域的一个研究热点。除了微生物的作用以外,油
脂氧化是油脂及富脂食品变质的另一主要原因。常用抗
氧化剂来抑制油脂的氧化,因此,天然抗氧化剂的开
发也同样成为食品加工领域的热点之一。
本研究以超临界CO2流体萃取技术制备山苍子精
油,能有效提高精油的得率,获得纯度较高,成分稳
定的精油产品。在此基础上研究了其对所选对象菌的抑
菌效果及抗氧化性能,以期为山苍子精油作为食品天然
保鲜剂的开发提供一定的理论基础,为山苍子资源的精
深加工开辟一条新的途径。
1 材料与方法
1.1材料与设备
1.1.1材料及药品
山苍子 市售;新鲜猪油 本地市场购买肥猪肉,
经熬炼,过滤而得;碘化钾、三氯甲烷、冰乙酸、
硫代硫酸钠、淀粉等均为分析纯。
供试菌种:大肠杆菌(Escherichia coil)、枯草杆菌
(Bacillus subtilis)、变形杆菌(Proteus vulgaris)、白葡
萄球菌(StapHylococcus cremoris),黑曲霉(Aspe gillum
niger)、青霉(Penicillium sp)、酿酒酵母(Saccharmoyces
cerevisiae)。以上各菌种均由吉首大学资环学院微生物
实验室提供。
1.1.2仪器
HA121-50-01型1L半连续超临界萃取装置 江苏南
通华安超临界萃取有限公司;LS-S11全自动立式电热压
力蒸汽灭菌器 上海博迅实业有限公司医疗设备厂;
GZX-9246MBE电热恒温鼓风干燥箱 上海博迅实业有限
公司医疗设备厂;LPH-150-B生化培养箱 广东省医疗
器械厂;TMP-2上皿式电子天平 湘仪天平仪器设备有
限公司。
1.2方法
1.2.1山苍子精油的萃取
采用超临界CO2萃取法。
1.2.2山苍子精油抑菌学实验
1.2.2.1培养基的制备
营养琼脂培养基[4]:称取营养琼脂粉约45g,加
1000ml水,熔化,121℃灭菌30min。
马铃薯培养基[ 4]:马铃薯去皮,切成小块,取
200g,加水煮沸30min过滤,再加20g蔗糖和20g琼脂,
溶化后补充水至1000ml,pH自然,121℃灭菌30min。
豆芽汁培养基[4]:称取新鲜豆芽100g,煮沸30min
过滤。再加入50g蔗糖和20g琼脂,熔化后补水至
1000ml,121℃灭菌30min。
1.2.2.2菌悬液的制备
取少量已活化的待测菌于装有9ml无菌水的试管
中,充分混合,制成菌悬液,用无菌吸管取1ml充分
混合的菌悬液于试管中,加无菌水9ml,依次制成系列
浓度的菌悬液。细菌采用平板计数法,霉菌和酵母采
用显微镜直接记数法测菌体或孢子个数,调至浓度为含
孢子或菌体106~107个/ml的菌悬液,备用[4]。
1.2.2.3抑菌圈的测定
制直径9mm的圆滤纸片若干,干热灭菌后放入山
苍子精油中浸泡2h。取各种待试菌悬液各0.15ml于相应
的固体培养基上均匀涂布,用无菌镊子取已浸泡精油的
滤纸片贴在固体平板上,每皿贴3片,同时另取无菌滤
纸作对照。细菌置37℃培养24h,真菌置28℃培养48h
后观察[4,5]。测定滤纸片的抑菌圈直径,结果取三次重
复实验的平均值。
1.2.2.4pH值对山苍子精油抑菌效果的影响
用2%的NaOH和50%的柠檬酸调节pH值,分别
制成pH为4、5、6、7、8的系列培养基,然后测
定山苍子精油的抑菌圈大小(方法同1.2.4.1),比较不同
pH值对山苍子精油抑菌效果的影响[4,5]。
1.2.2.5抑菌成分热稳定性实验
将山苍子精油分别置于80、100、121℃下热处理
15min,选取相应待试菌,测定其抑菌圈大小(方法同
1.2.4.1)[4,5]。
1.2.3抗氧化作用实验
1.2.3.1样品处理
分别取山苍子精油0.25、1、4g置入3个200ml烧
杯中,每个烧杯中加新鲜猪油30g,另取两份30g相同
的猪油,其中一份加入TBHQ 20mg作对照样,另一份
作空白样。将上述猪油样品在70℃下加热搅拌30min,
使加入物充分溶解,再转移入白瓶,瓶中留约1/3空
间,用玻璃塞塞住瓶口,置于65℃恒温箱保存,每隔
24h分别摇匀搅拌2min,并交换它们在恒温箱中的位
置,每3d取样测各猪油样品的过氧化值[6]。
1.2.3.2过氧化值的测定
按照GB/T5009.37-2003(食用植物油卫生标准的分析
方法)进行。
2 结果与分析
2.1山苍子精油的萃取
2006, Vol. 27, No. 11 食品科学 ※基础研究88
参考有关文献[7]设计其萃取条件为:压力25MPa,
温度45℃,流量为22kg/h,萃取时间为1h。萃取所得
到山苍子精油为淡黄色半透明油状液体,其得率约为
30.9%。
2.2山苍子精油的抑菌效果
山苍子精油对供试菌抑菌圈直径测定结果如表1所
示 。
表1 山苍子精油对供试菌的抑菌圈直径
Table 1 The bacteriostasis diameters of Litsea cubeba
extraction oil on several test organisms
供试菌 抑菌圈直径(mm) 供试菌 抑菌圈直径(mm)
大肠杆菌 24 黑曲霉 24.3
枯草杆菌 14.5 青霉 25.1
白色葡萄球菌 12 酿酒酵母 20
表2 不同 pH值下山苍子精油抑菌圈直径
Table 2 The bacteriostasis diameters of Litsea cubeba
extraction oil in different pH
pH 值 4 5 6 7 8
抑菌圈直径(mm)无菌生长 无菌生长 18.7 17.2 16.0
表3 山苍子精油加热处理后对白葡萄球菌的抑菌圈直径
Table 3 The bacteriostasis diameters of Litsea cubeba extraction oil
by treating in different termperatures to Staphylococcus ceremoris
热处理温度(℃) 80 100 121
抑菌圈直径(mm) 14.8 15.7 14.7
抗菌素抑菌圈的判定标准是:抑菌圈直径>15mm
时为最敏感、10~15mm为中度敏感,7~9mm时为低
度敏感,无抑菌者为不敏感[8]。 由表1结果可见,山
苍子精油对枯草杆菌和白葡萄球菌的抑菌圈直径处于
10~15mm之间,属于中度敏感;对大肠杆菌、黑曲
霉、青霉和酵母的抑菌圈均达15mm以上,属最敏感。
显示山苍子精油对各供试的细菌、霉菌和酵母均有较强
的抑制作用。综合比较来看,其抑菌效果为霉菌>酵
母>细菌。
2.3pH值对山苍子精油抑菌的影响
以大肠杆菌为对象菌,不同pH值条件下山苍子精
油对大肠杆菌的抑菌圈直径如表2所示。
表2结果显示:当pH值为4、5时菌体完全停止
生长;pH值为6、7、8时,随pH值的增大抑菌圈
有减小的趋势。表明山苍子精油的抑菌效果在酸性条件
下极为强烈,在中性和碱性范围内随pH值的增大而有
所减弱。
低pH抑菌力增强有两方面的原因,一方面是H+的
作用,p H降低,细菌所处环境发生变化,降低了细
菌的活性;另一方面,pH降低引起非极性酚类化合物
上所带的酚羟基的电离度变小,疏水性增加,酚类更
易溶于细菌细胞膜的脂相及蛋白质的疏水区域,和细胞
膜上的蛋白质结合能力更强,因而pH降低,抑菌作用
增大。
2.4山苍子精油热稳定性测定结果
山苍子精油分别经过80、100、121℃热处理15min
后,测定其对白葡萄球菌的抑菌圈大小,结果见表3。
从表3的结果可看出,经过80、100、121℃的热
处理15min后,山苍子精油对白葡萄球菌的抑菌圈直径
没有减弱,且相互没有明显差异。这一结果表明山苍
子精油在加热的条件下,其抗菌成分并未受到影响,还
对微生物具备较强的抑制作用,说明山苍子精油中的抗
菌成分具备良好的热稳定性,这对于山苍子精油作为防
腐剂在食品中的实际应用具有重要的意义。
2.5山苍子精油的抗氧化效果
添加山苍子精油及TBHQ的猪油在存放期间的POV
值变化见图1。
由图1的结果可以看出,经山苍子精油处理的猪油
样在整个存放期间,其POV值的上升速度较对照的空白
样慢,从第3d开始呈现出比较明显的差异,表明山苍
子精油对猪油样品的氧化具有较明显的抑制作用;比较
精油用量0.25、1.0、4.0g的样品可以看出,精油的抗
氧化效果随着精油用量的加大而有所增强;同使用
TBHQ的样品相比较来看,山苍子精油的抗氧化效果比
TBHQ要差。
3 结 论
山苍子精油对各供试菌均表现出一定的抑制效果,
其中枯草杆菌和白葡萄球菌属于中度敏感,大肠杆菌、
黑曲霉、青霉和酵母属最敏感,其抑菌效果为霉菌>
酵母>细菌;山苍子精油的抑菌效果在酸性条件下极为
强烈,在中性和碱性范围内随p H值的增大而有所减
弱;山苍子精油中的抗菌成分具备良好的热稳定性;山
苍子精油具有一定的抗氧化效果,用量越大,抗氧化
性能越强,但效果不及TBHQ。
89※基础研究 食品科学 2006, Vol. 27, No. 11
中草药提取物对油脂抗氧化的比较研究
万忠民,鞠兴荣,姚 琦,王谷炜,竺雯静
(南京财经大学食品科学与工程学院,江苏 南京 210003)
摘 要:我国许多中药材中含有有效的抗氧化物质。本文采用水煮法提取甘草、葛根、垂盆草中的抗氧化物质,
再利用液-液萃取的方法,分别用石油醚和乙酸乙酯对提取物加以分离提纯。将提取物加入菜籽油中,放入恒温
箱中在60℃条件下保存,通过定时测定菜籽油酸价和过氧化值的变化情况,来研究中药材提取物的抗氧化活性,
并与茶多酚与V E进行比较。实验结果表明,甘草、葛根、垂盆草提取物均具有良好的抗氧化活性,并可以与
茶多酚和VE相媲美。
关键词:中药材;提取;油脂;抗氧化性
Study on the Extraction of the Antioxidant Substances from Chinese Herbal Medicine to the Oil
WAN Zhong-min,JU Xing-rong,YAO Qi,WANG Gu-wei,ZHU Wen-jing
(College of Food Science and Engineering, Nanjing University of Finance and Economics,
Nanjing 210003, China)
Abstract :Many Chinese herbal medicines contain effective antioxidant substances. In this article, we extract the antioxidants from
the Glycyrrhiza uralensis Fisch, kudzu root and Sedum sarmentosum Bunge by water-cooking method, then the substances were
extracted with petroleum ether and ethyl acetate. Put the extractions into the oil, and save the sample in the temperature case of 60℃.
Measure the acid value and the peroxide value of the oil, study on the antioxidant activity of extracts of Chinese herbal medicine and
compare it with the tea-polyphenols and the VE. The results showed that the extraction from Glycyrrhiza ura ensis Fisch, k dzu
root and Sedum sarmentosum Bunge exhibited high antioxidative activity comparable to the tea-polyphenols and the VE.
Key words:Chinese herbal medicine;extractio;o l;antioxidant activity
中图分类号:R284.2 文献标识码:A 文章编号:1002-6630(2006)11-0089-04
参考文献:
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收稿日期:2006-08-12
作者简介:万忠民(1968-),男,副教授,硕士,主要从事粮油食品的加工与保鲜的教学与科研工作。
油脂氧化是食物变质的主要原因之一,由于它导致
高脂肪食物产生各种不良的风味而影响了食物的贮存期
[1]。防止油脂氧化酸败最常用也是非常有效的手段便是
添加抗氧化剂。但是传统的人工合成抗氧化剂虽然作用
效果显著,其安全性却存在着一些问题,天然抗氧化
剂取代合成抗氧化剂将是一种必然趋势[2]。目前研究较
多的天然抗氧化剂主要有VE、茶多酚、类胡萝卜素、
芝麻酚、棉酚等[3]。而我国许多药食两用的植物提取物
有不同程度的抗氧化作用[4]。
目前国内外对于中草药抗氧化性的研究很多[5],本
文通过对甘草、葛根、垂盆草中的抗氧化物质的提取,
来研究其对油脂的抗氧化作用,甘草又称 “美草”、