制備條件對生姜浸提物抑制熒光假單胞菌活性的影響

于慶華

(內蒙古財經大學 旅游學院，呼和浩特 010051)

生姜指姜屬植物的塊根莖，性溫，含揮發油、和辣味成分姜辣素等。工業中生姜常被用于提取姜油，用于藥用、制作副食品以及香精香料的生產，從而增加生姜的利用率，減少資源浪費。食用生姜能有效地治療腹脹、腹瀉、嘔吐等癥狀，因此也常用作傳統中藥材[1-3]。

熒光假單胞菌是一種在4 ℃低溫條件下就能生長繁殖的假單胞菌，其對于生長所需條件較低，能產生熒光色素及粘液，分解蛋白質及脂肪的能力強，常常會引起冷藏肉類、乳及乳制品變質，是食品工業中常見的一類腐敗菌。目前食品工業中對于熒光假單胞菌抑制的研究方法有高壓脈沖、植物提取劑、負空氣離子等[4-6]。

生姜作為一種常用的食物去腥增香的輔料，也被證實其有效成分為姜酮、姜烯酮等的混合物，對于酵母菌、金黃色葡萄球菌、霉菌、傷寒桿菌和霍亂弧菌等都有較強的抑制作用[7-10]。而熒光假單胞菌，因其在食品中致腐敗性強，通過此研究想驗證生姜提取物對于其是否有抑制效果，以及制備條件對于熒光假單胞菌抑制效果的影響。

1 材料及方法

1.1 實驗原料及試劑[11]

原料：生姜，購自市場。

試劑：無水乙醇、氯化鈉、磷酸氫二鉀、蔗糖、蛋白胨，均為分析純。

菌種：熒光假單胞菌，由本實驗室分離、鑒定、保存。

1.2 實驗設備

潔凈工作臺、恒溫數顯水浴鍋、攪拌器、微波系統、恒溫培養箱、旋轉蒸發儀。

1.3 單因素實驗

1.3.1 水提取法料液比對生姜浸提物提取率的影響

稱取20 g生姜，分別按照料液比1∶8、1∶10、1∶12、1∶14、1∶16加入對應質量的蒸餾水。在70 ℃水浴攪拌浸提1 h得浸提液。然后在5000 r/min條件下離心10 min，得到澄清的浸提液，測定生姜提取物的提取率。將澄清浸提液分別在50 ℃條件下旋轉蒸發至原來體積的1/4，備用。

1.3.2 乙醇提取法料液比對生姜浸提物提取率的影響

稱取20 g生姜，分別按照料液比1∶8、1∶10、1∶12、1∶14、1∶16加入對應質量的75%乙醇。提取、分離方法同1.3.1。將澄清浸提液分別在50 ℃條件下用旋轉蒸發儀將乙醇蒸發掉，即最終樣品濃縮液與1.3.1中樣品濃度對應，濃縮液備用。

1.4 微波輔助提取的正交實驗

以1.3實驗中提取率為參考指標選取較優的料液比條件，先在常溫下將姜粉和提取劑攪拌30 min，然后分別置于不同微波條件下。分別探究在微波條件下水提取法和乙醇提取法料液比、微波功率和微波作用時間正交實驗，探究微波對于提取液抑菌效果的影響。

1.5 抑菌實驗

1.5.1 菌懸液的制備

將實驗所需熒光假單胞菌用肉湯培養基活化兩代，取活化后的菌液用酶標儀測定菌液濃度，并用無菌生理鹽水稀釋至菌濃度為106CFU。

1.5.2 抑菌圈的測定

參考文獻[12]的方法，將預制好的培養基劃十字線四等分，然后接種100 μL制備好的菌液，用涂布器均勻涂布。然后在4個區域分別打孔，在孔中接入20 μL生姜提取液。每種樣品制備2個板平行，將平板置于28 ℃條件下培養24 h，然后觀察并用游標卡尺測量孔周圍的抑菌圈直徑，取平均值。

2 結果與分析

2.1 料液比對生姜浸提物提取率的影響

根據單因素實驗，確定水提取法和乙醇提取法料液比對于生姜提取物提取率的影響，結果見圖1和圖2。

由圖1可知，對于用水作為溶劑提取來說，當料液比在1∶8～1∶12區間內，生姜提取物的提取率呈逐漸上升趨勢。進一步增加料液比，即當料液比在1∶12～1∶16區間內，隨著料液比的增加，生姜提取物的提取率呈下降趨勢。

圖1 水提取法料液比對生姜浸提物提取率的影響 Fig.1 Effect of water extraction method on extraction rate of ginger extract

由圖2可知，對于用乙醇作為溶劑提取來說，當料液比在1∶8～1∶14區間內，生姜提取物的提取率隨料液比的增加呈逐漸上升趨勢。當料液比在1∶14～1∶16區間內，生姜提取物的提取率隨著料液比的增加而下降。

圖2 乙醇提取法料液比對生姜浸提物提取率的影響Fig.2 Effect of ethanol extraction method on the extraction rate of ginger extract

綜合來看，在一定的料液比區間內，隨著料液比的增加，生姜提取物的提取率隨著料液比的增加而增加，推測原因是料液比過低時由于溶劑比例過低不利于提取物的溶出。而料液比過高時，可能由于溶劑比例過高導致提取物過快溶于溶劑，在長時間的加熱條件下隨著溶劑的蒸發而揮發，造成提取物的損失。并且料液比過高在一定程度上也造成了有效物質的稀釋。因此，確定水提取法的最佳料液比為1∶12，乙醇提取法的最佳料液比為1∶14。

2.2 微波輔助浸提正交實驗

2.2.1 微波對于水提取法提取物抑菌效果的影響

在2.1單因素實驗的基礎上，進行三因素三水平的正交實驗，以抑菌圈直徑為指標，利用極差分析探究微波條件下水提取法的最佳提取工藝，正交實驗表見表1。

表1 微波輔助水提取法正交實驗表Table 1 Orthogonal test table for microwave-assisted water extraction method

由表2可知，料液比、微波功率和微波時間這3個因素對于水提取法的抑菌效果由主到次依次是料液比>微波功率>微波時間，最優條件為料液比1∶12，微波功率200 W，微波時間3 min。

表2 微波輔助水提取法正交實驗結果及分析Table 2 Orthogonal test results and analysis of microwave-assisted water extraction method

2.2.2 微波對于乙醇提取法提取物抑菌效果的影響

以抑菌圈直徑為指標，探究微波條件下乙醇提取法最佳提取工藝的三因素三水平正交實驗，正交表及極差分析結果見表3和表4。

表3 微波輔助乙醇提取法正交實驗表Table 3 Orthogonal test table for microwave-assisted ethanol extraction method

表4 微波輔助乙醇提取法正交實驗結果及分析Table 4 Orthogonal test results and analysis of microwave-assisted ethanol extraction method

續 表

由表4可知，乙醇提取法中料液比、微波功率和微波時間這3個因素對于乙醇提取法的抑菌效果由主到次依次是料液比>微波功率>微波時間，最優條件為料液比1∶14，微波功率150 W，微波時間2.5 min。

3 結論

通過用水或者乙醇作為提取劑制得的生姜提取物對熒光假單胞菌都有較好的抑制作用。且在微波輔助提取的條件下，使用乙醇作為提取劑在其最優提取條件下制得的生姜提取液抑制熒光假單胞菌的效果要好于使用水作為提取劑在其最優提取條件下所制得的生姜提取液抑制熒光假單胞菌的效果。