丁香、甘草協同抑菌作用研究

張雁南，寧志亮，陳長武，王大為*

(1.吉林工程技術師范學院食品工程學院，吉林 長春 130052；2.吉林農業大學食品科學與工程學院，吉林 長春 130118)

丁香、甘草協同抑菌作用研究

張雁南1，寧志亮1，陳長武1，王大為2,*

(1.吉林工程技術師范學院食品工程學院，吉林 長春 130052；2.吉林農業大學食品科學與工程學院，吉林 長春 130118)

對丁香、甘草、八角、白芷、草蔻和胡椒6種常用香辛料提取液的抑菌作用進行研究，選擇抑菌作用較強的香辛料提取液進行協同抑菌作用研究，確定協同作用的最佳配比。結果表明：丁香和甘草提取液抑菌作用較強，丁香與甘草提取液的最佳配比為體積比5:3，協同抑菌作用大于單一提取液。研究了復配液的最小抑菌質量濃度(MIC)，對細菌的MIC為3.125mg/mL，對霉菌的MIC為6.25mg/mL，在較低質量濃度下即可達到較好的抑菌效果。

香辛料；丁香；甘草；抑菌作用；協同作用

Abstract：The inhibitory effects of ethanol extracts from six commonly used spices on five species of microorganisms were measured and compared in order to screen spices with higher antimicrobial activity, and the optimal mixing ratio for screened spices resulting in the best synergistic antimicrobial effect was determined. Clove and licorice were the selected spices based on the results from the comparison of antimicrobial activity, and the best mixing ratio for the ethanol extracts from them was 5:3(V/V), which gave a synergistic antimicrobial effect better than single uses of them. The mixture presented minimum inhibitory concentrations (MIC) of 3.125 mg/mL for bacteria and 6.25 mg/mL for mold and could show better antimicrobial effect at a low concentration.

Key words：spices；clove；licorice；antimicrobial activity；synergistic effect

香辛料一般指具有食用安全性的芳香植物的根、樹皮、種子或果實，具有調味增香的作用，大多數香辛料具有抑菌防腐作用和抗氧化作用[1-2]，某些品種如豆蔻、丁香、枸杞等還是藥食兼用的名貴原料，香辛料已經成為天然食品防腐劑的重要來源。目前關于植物香辛料抑菌作用的報道多集中在單獨使用時的抗菌效果，關于協同抑菌效應的報道較少，而丁香、甘草協同抑菌作用還未見報道。

本研究選擇丁香、甘草、八角等6種常用香辛料，以大腸桿菌、枯草芽孢桿菌、青霉等5種微生物為供試菌，考察了6種香辛料提取液的抑菌效果，選擇抑菌作用較強的丁香和甘草進行協同抑菌作用研究，確定提取液的最佳配比，并測定復配液的最低抑菌濃度，以期為香辛料天然食品防腐劑的開發利用提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

丁香、甘草、八角、白胡椒、白芷、草蔻為市售優級品，無霉變、無蟲蛀、干燥、形態完整。

青霉(Penicilliumsp.)、黑曲霉(Aspergillus niger)、鼠傷寒沙門氏菌(Salmonella typhimurium)、枯草芽孢桿菌(Bacillus subtilis)、大腸桿菌(Escherichia coli) 吉林工程技術師范學院食品工程學院微生物實驗室。

牛肉膏、蛋白胨、瓊脂 北京奧博星生物技術有限責任公司；無水乙醇、硝酸鈉、磷酸氫二鉀、氯化鉀、硫酸鎂、硫酸亞鐵、氯化鈉、氫氧化鈉、蔗糖(均為分析純) 北京化工廠。

分別配制牛肉膏蛋白胨培養基(培養細菌用)和查氏培養基(培養霉菌用)[3]，備用。

1.2 儀器與設備

FW177型中草藥粉碎機 天津市泰斯特儀器有限公司；HH-S型水浴鍋 鞏義市予華儀器有限責任公司；RE-52C型旋轉蒸發儀 上海亞榮生化儀器廠；SHB-ⅢA循環水式多用真空泵 西安太康生物科技有限公司；LRH-250-S型恒溫恒濕培養箱 廣東省醫療器械廠；DRH-100型電熱恒溫箱 廣東省環境保護儀器設備廠；LDZX-40Ⅱ型立式自動電熱壓力蒸汽滅菌器 上海申安醫療器械廠；單人垂直凈化工作臺 蘇州三興凈化科技有限公司。

1.3 方法

1.3.1 抑菌物質的提取

原料干燥后，粉碎至可全部通過孔徑為0.420mm的標準篩。提取方法根據前期實驗結果，采用體積分數65%的乙醇溶液，料液比1:10(m/V)，提取溫度60℃，浸提2h，過濾，旋轉蒸發儀濃縮，制備質量濃度為1g/mL的提取液。

1.3.2 菌懸液的制備[4]

將各供試菌在各自的培養基上活化后，分別用滅菌生理鹽水配制成含菌數106～107個/mL的菌懸液備用。一般挑選大小適中的菌落2個，無菌操作加入9mL無菌生理鹽水中、混勻。

1.3.3 抑菌效果的測定

采用濾紙片法[5-6]。用打孔器將定性濾紙加工成直徑6mm的圓形濾紙片，干熱滅菌，取無菌濾紙片放入各提取液中浸泡1h，取出、晾干。將各供試菌懸液取0.2mL滴到凝固好的無菌平板上，涂布均勻，放置1h，將上述含提取液且已干燥的濾紙片貼在含菌平板上，每個平板內等距離貼3片，以體積分數為65%的乙醇溶液浸泡的濾紙片作為對照，將培養皿倒置于恒溫培養箱中培養，細菌37℃培養24h，霉菌28℃培養48h。提取液和對照均設3個重復。培養結束后測量抑菌圈直徑大小，取其平均值，以抑菌圈直徑為指標評價提取液的抑菌效果。

1.3.4 提取液的協同抑菌實驗

考慮到香辛料提取液應用于食品的防腐保鮮，提取液不能影響食品本來的色澤、氣味，因此選擇抑菌效果較強、氣味較輕、顏色較淺的香辛料提取液進行復配，考察協同抑菌效果，測定方法同1.3.3節。

1.3.5 復配液最低抑菌質量濃度(MIC)的測定

采用二倍稀釋法[7]：將復配液用無菌蒸餾水進行倍比稀釋，其系列質量濃度為100、50、25、12.5、6.25、3.125、1.563mg/mL。用無菌吸管分別吸取2mL稀釋液加入到無菌培養皿中，然后每皿倒入15～20mL已滅菌并冷卻至50℃左右的培養基，充分混勻，制成含樣品平板。每平板加入0.2mL菌懸液，涂勻，培養，以完全沒有菌生長的最低質量濃度為復配液的最低抑菌質量濃度。

2 結果與分析

2.1 不同香辛料提取液的抑菌作用

將丁香、甘草、八角等如1.3.1節制備提取液，如1.3.3節考察各提取液對大腸桿菌、鼠傷寒沙門氏菌、枯草芽孢桿菌、青霉、黑曲霉的抑菌效果。

表1 不同香辛料提取物對供試菌的抑制作用Table1 Comparison of antimicrobial effects of ethanol extracts from six commonly used spices on five species of microorganisms mm

由表1可看出，各提取液都對供試菌都表現出了一定的抑制作用，其中丁香、甘草、八角提取液對大腸桿菌、枯草芽孢桿菌、鼠傷寒沙門氏菌、青霉的抑制作用較強；丁香、八角提取液對黑曲霉的抑制作用明顯優于甘草、胡椒、草蔻等提取液；胡椒、白芷提取液對霉菌的抑制作用優于其對細菌的抑制作用。綜合考慮，丁香、甘草、八角提取液的抑菌作用較強，其中丁香提取液的抑菌作用最強。

2.2 丁香、甘草提取液的協同抑菌作用

由于八角提取液的氣味較重，選擇丁香和甘草提取液按照表2進行復配，考察其協同抑菌作用。復配液的抑菌效果見表3。

表2 丁香和甘草提取液復配方案Table 2 Mixing ratios for ethanol extracts from clove and licorice

表3 復配液對供試菌的抑制作用Table 3 Antimicrobial effects of ethanol extracts from clove and licorice mixed in different ratios mm

由表3可看出，兩種提取液混合后，隨著二者體積比的不同，抑菌成分之間既有協同增效作用，使復配液對某些供試菌的抑菌效果高于單一提取液；又有拮抗作用，使復配液對某些供試菌的抑菌效果低于單一提取液。丁香、甘草提取液中有效成分較為復雜，相互之間的反應機理還有待于進一步研究。 對表3中各處理組的抑菌性能進行差異顯著性分析，結果見表4～8。

表4 復配液對大腸桿菌抑制作用的差異顯著性分析Table 4 Significance of difference in anti-E. colieffects of ethanol extracts from clove and licorice mixed in different ratios

表5 復配液對枯草芽孢桿菌抑制作用的差異顯著性分析Table 5 Significance of difference in anti-Bacillus subtiliseffects of ethanol extracts from clove and licorice mixed in different ratios

表6 復配液對鼠傷寒沙門氏菌抑制作用的差異顯著性分析Table 6 Significance of difference in anti-Salmonella typhimuriumeffects of ethanol extracts from clove and licorice mixed in different ratios

表7 復配液對青霉抑制作用的差異顯著性分析Table 7 Significance of difference in anti-Penicilliumsp. effects of ethanol extracts from clove and licorice mixed in different ratios

表8 復配液對黑曲霉抑制作用的差異顯著性分析Table 8 Significance of difference in anti-Aspergillus nigereffects of ethanol extracts from clove and licorice mixed in different ratios

從表4～8可看出，處理號7對大腸桿菌、枯草芽孢桿菌、鼠傷寒沙門氏菌、黑曲霉的抑制作用最強，與其他處理號存在顯著性差異。從表7可看出，處理號6、7對青霉的抑制作用與其他處理號存在顯著性差異，處理號6、7之間也存在顯著性差異，但二者對青霉都表現出較強的抑制作用。與單一提取液比較，處理號7對細菌的抑制作用強于丁香提取液，稍弱于甘草提取液，對霉菌的抑制作用強于單一提取液。處理號7的抑菌圈直徑總和103.27mm，均值20.65mm，高于單一提取液和其他處理號。綜合考慮，選擇處理號7的比例作為復配液的最佳配比。同時，處理號7的抑菌效果高于張百剛等[8]、錢昆等[9]、汪生等[10]的研究結果。

2.3 7號復配液最低抑菌質量濃度(MIC)

表9 復配液對供試菌MIC的測定Table 9 MICs of ethanol extracts from clove and licorice mixed in optimal ratio

由表9可看出，復配液在較低質量濃度下對細菌和霉菌的抑制效果較好。不同質量濃度的復配液對供試菌的抑制效果存在差異，原因可能是各種供試菌對同一抑菌成分的敏感程度不同。

3 結 論

3.1 對丁香、甘草、八角、白芷、草蔻、胡椒等6種常用香辛料提取液的抑菌作用進行了研究，6種香辛料都有一定的抑菌作用，丁香提取液對細菌和霉菌都表現出了較強的抑制作用，甘草、八角提取液的抑菌作用優于白芷、草蔻、胡椒提取液。

3.2 選擇抑菌作用強、氣味較輕的丁香、甘草提取液進行復配，考察其協同抑菌作用。丁香與甘草提取液的體積比為5:3時協同抑菌作用最強，高于單一提取液，抑菌圈直徑總和達到為103.27mm，均值20.65mm。

3.3 7號復配液對細菌的MIC為3.125mg/mL，對霉菌的MIC為6.25mg/mL，說明在較低質量濃度下復配液的抑菌效果較好。

天然植物香辛料來源廣泛，價格低廉，選出具有抑菌活性的香辛料并通過復配制備出高效、安全的復合保鮮劑將有廣闊的開發前景。香辛料提取液多有刺激氣味，直接添加到食品中對食品風味有一定的影響，丁香和甘草成分之間存在著抗菌性的協同增效作用，在食品中聯合使用，可減少香辛料的用量，降低對食品風味的影響，擴大其使用范圍，也能降低成本。

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Synergistic Antimicrobial Effect of Ethanol Extracts from Clove and Licorice

ZHANG Yan-nan1，NING Zhi-liang1，CHEN Chang-wu1，WANG Da-wei2,*
(1.College of Food Engineering, Jilin Teachers’ Institute of Engineering and Technology, Changchun 130052, China；2.College of Food Science and Engineering, Jilin Agricultural University, Changchun 130118, China)

TS201.3

A

1002-6630(2010)21-0065-04

2010-09-02

國家“863”計劃項目(2007AA10Z336)

張雁南(1976—)，女，講師，碩士，研究方向為天然植物功能成分提取及食品保鮮。E-mail：zhyn1221@163.com

*通信作者：王大為(1960—)，男，教授，博士，研究方向為糧食、油脂與植物蛋白工程及功能食品。E-mail：xcpyfzx@163.com