幾種香辛料抑菌防腐作用的研究

◎ 葉欣兒，朱春梅，何嘉鈺，莫紫嬌，黎 助，魏志明，王馨晨

（肇慶學院 食品與制藥工程學院，廣東 肇慶 526000）

香辛料是利用植物的種子、花蕾、葉莖、根塊及果實或其提取物制成的一類具有芳香、辛香等典型風味的天然植物性原料的統稱[1]。香辛料具有一定的食品保鮮作用，相比于一些人工合成的食品保鮮添加劑，如山梨酸鉀、苯甲酸鈉等，更容易被人們接受，不僅在日常烹飪中使用方便，還能賦予食物獨特的芳香。本試驗以大蒜、花椒、生姜、茴香和八角5種天然香辛料揮發油為研究對象，通過對提取率、抑菌效果的比較篩選出抑菌能力較強的揮發油，以期為天然食物保鮮劑的研究提供一些可行的理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 香辛料品種

干花椒，大紅袍，250 g，重慶陽溪電子商務有限公司（炊合膳調料總店）；干茴香，250 g，重慶陽溪電子商務有限公司（炊合膳調料總店）；干八角，250 g，重慶陽溪電子商務有限公司（炊合膳調料總店）；生姜，250 g，肇慶學院昌大昌超市；大蒜，250 g，肇慶學院昌大昌超市。

1.1.2 病菌樣本

本研究所用的酵母菌、大腸桿菌、金黃色葡萄球菌由肇慶學院食品與制藥工程學院微生物實驗室提供；普通變形桿菌ATCC 49132購于上海嘉楚生物工程有限公司。

1.2 儀器與設備

恒溫箱，SL I-400，東京理化器械株式會社；手提式壓力蒸汽滅菌器，YX-18HDD，江陰濱江醫療設備有限公司；數顯恒溫水浴鍋，HH-4，常州智博瑞儀器制造有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 香辛料精油提取

（1）花椒精油的提取。將花椒用粉碎機粉碎，烘干，稱取100.85 g花椒粉末，置于1 000 mL圓底燒瓶中，加入500 mL蒸餾水浸泡潤濕，連接索氏提取器與球形冷凝管，在冷凝管上端加水使水充滿索氏提取器的刻度部分，直至水溢流入燒瓶，緩慢加熱至微沸，回流2 h后，停止加熱，放冷，分取油層，裝入精油瓶中，稱取凈產量1.96 g，將精油密封避光保存于4 ℃冰箱中備用。

（2）八角精油的提取。將八角用粉碎機粉碎，烘干，稱取95.07 g八角粉末，475 mL蒸餾水置于1 L圓底燒瓶中，使其浸泡潤濕，連接索氏提取器與球形冷凝管，在冷凝管上端加水使水充滿索氏提取器的刻度部分，直至水溢流入燒瓶，緩慢加熱至沸，回流2 h后，停止加熱，放冷，分取油層，裝入精油瓶中，稱取凈產量6.89 g，將精油密封保存于4 ℃冰箱中備用。

（3）茴香精油的提取。將茴香用粉碎機粉碎，烘干，稱取100.11 g茴香粉末，500 mL蒸餾水置于1 000 mL圓底燒瓶中，使其浸泡潤濕，連接索氏提取器與球形冷凝管，在冷凝管上端加水使充滿索氏提取器的刻度部分，直至溢流入燒瓶，緩慢加熱至沸，回流2 h后，停止加熱，放冷，分取油層，裝入精油瓶中，稱取凈產量2.18 g，將精油密封避光保存于4 ℃冰箱中備用。

（4）大蒜精油的提取。剝掉大蒜表面的蒜衣，用蒸餾水洗凈、剁碎，稱取270.08 g大蒜碎，置于5 000 mL圓底燒瓶，加入1 350 mL蒸餾水浸泡潤濕，連接索氏提取器與球形冷凝管，在冷凝管上端加水使水充滿索氏提取器的刻度部分，直至水溢流入燒瓶，緩慢加熱至沸，回流2 h后，停止加熱，放冷，分取油層，裝入精油瓶中，稱取凈產量0.28 g，將精油密封保存于4 ℃冰箱中備用。

（5）生姜精油的提取。去掉生姜皮，用姜蒜研磨器把去皮的生姜磨成姜泥，稱取321.33 g生姜泥，1 605 mL蒸餾水置于5 000 mL圓底燒瓶中，使其浸泡潤濕，連接索氏提取器與球形冷凝管，在冷凝管上端加水使水充滿索氏提取器的刻度部分，并使水溢流入燒瓶時為止，緩慢加熱至沸，回流2 h后，停止加熱，放冷，分取油層，裝入精油瓶中，稱取凈產量0.25 g，將精油密封保存于4 ℃冰箱中備用。

1.3.2 香辛料精油抑菌效果

（1）固體培養基的制備。稱取32.56 g牛肉膏蛋白胨溶于1 000 mL沸水中，冷卻后封裝在250 mL的錐形瓶內，放進手提式壓力蒸汽滅菌器121 ℃滅菌30 min后放進4 ℃冰箱備用。

（2）液體培養基的制備。稱取9.05 g營養肉湯，按9∶500的比例溶于沸水中，稍冷卻后立即用移液管轉移約9 mL進干凈干燥的試管中，密封后放進手提式壓力蒸汽滅菌器121 ℃滅菌30 min后，冷卻，備用（不能超過1 h）。

（3）細菌（真菌）懸液的制備。在無菌條件下，用接種環從菌種保藏管中刮取少量菌，轉接到新鮮的液體培養基中，細菌于37.3 ℃恒溫箱中培養19 h，真菌于28 ℃培養47 h后放進4 ℃冰箱中不超過18 h，備用。

（4）濾紙片的制備。利用打孔器在定性濾紙上打出直徑為6 mm的圓形紙片，放進手提式壓力蒸汽滅菌器121 ℃滅菌30 min后烘干備用。

（5）其他工具的準備。移液槍頭若干支、培養皿若干密封后放進手提式壓力蒸汽滅菌器121 ℃滅菌30 min后烘干備用。

（6）平板的制備。涂布平板法：把固體培養基放進數顯恒溫水浴鍋中煮30 min至全部溶化，在酒精燈下向已經滅菌的培養皿（采用十字交叉法將培養皿底部均勻劃分為4個區域）中傾注18 mL左右的平板培養基，用手緩緩水平搖勻后水平靜置到培養基凝固，用移液槍在菌懸液中反復吸放至細菌均勻分布于液體培養基中，隨后用移液槍吸取0.1 mL菌懸液置于培養皿中，將涂布器放在酒精燈的外焰上灼燒至無菌后，在培養基上冷卻涂布，每個重復2次，備用。

（7）濾紙片法。在酒精燈下，將濾紙片放進精油里浸泡若干分鐘，用鑷子輕輕夾起濾紙片待多余精油滴下后放進培養皿中（每一個區域放進一張濾紙片），然后將所有的培養皿倒扣放進37.3 ℃恒溫箱中培養23 h，酵母菌于28 ℃培養46 h。

（8）抑菌圈大小測量。在恒溫箱中取出培養好的平板，采用十字交叉法用直尺測量出抑菌圈的直徑，用直徑表示抑菌圈的大小。

（9）計算提取率。提取率計算公式如下：

2 結果與分析

2.1 不同香辛料提取率的比較

不同香辛料的精油提取率如圖1所示。從圖1可以看出，不同香辛料在相同料液比、相同蒸餾時間下的精油提取率不同，且干八角的精油提取率最高，其次是干茴香與干花椒，提取率最少的是大蒜和生姜。

2.2 不同香辛料的抑菌強度比較

香辛料精油對4種菌種的抑制效果如表1、圖2所示。由表1、圖2可知干花椒精油、干八角精油、干茴香精油、大蒜精油和生姜精油對大腸桿菌、酵母菌、金色葡萄球菌和變形桿菌均有抑制效果，且大蒜精油和生姜精油對大腸桿菌和金色葡萄球菌的總體抑制強度強于干花椒精油、干八角精油和干茴香精油。

表1 香辛料精油對4種菌種的抑制效果表

3 討論與結論

3.1 討論

試驗結果表明，不同香辛料在相同條件下的精油提取率不同，干八角的精油提取率高于其他4種香辛料的精油提取率。因此，在生產過程中可以優先選擇干八角等高效經濟的防腐材料作為生產天然防腐劑的原料，可有效節約成本，提高利潤，具有很好的發展前景。此外，根據不同香辛料具有不同風味的特點，有選擇地將其精油加入各種食品之中，不僅能起到綠色天然防腐劑的作用，還能調節食品的風味。

香辛料精油對大腸桿菌、酵母菌、金黃色葡萄球菌和變形桿菌都具有一定的抑制效果。研究表明，香辛料提取物對枯草芽孢桿菌、嗜酸乳桿菌、假單胞菌和熱死環絲菌也有抑菌活性[2-5]。大蒜精油和生姜精油會比干花椒、干八角、干茴香提取的精油對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的總體抑制效果更強。張璐等[6]研究發現，在陽光照射下雞蛋花揮發油中的芳香成分會有所損失。可以推斷，對香辛料進行脫水、干燥，會使所提取精油中的有效抑菌成分損失，使其對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的抑制作用減弱。

小茴香作為香辛料，有著一股獨特的、舒緩的香味，這是因為茴香中含有茴香醇、茴香醚等物質，這類物質具有一定的鎮靜作用，能夠治療失眠。茴香精油能夠促進肝組織細胞的再生，對于患有肝類疾病的人，能夠有效抑制肝病細胞的繁殖生長，促進正常肝細胞的繁殖再生。此外，小茴香含有的茴香醚成分是天然植物中難得的殺菌抗生素，能夠有效殺滅大腸桿菌、痢疾桿菌等細菌，預防胃癌，同時還能夠起到暖胃護胃的作用。如平時將少許小茴香摻入一定量的鹽裝入小布袋置于枕邊，既可防潮和防蟲，又能改善失眠癥狀。生姜精油的驅寒性較好，有助于改善體內濕氣、改善子宮虛寒，且能軟化腳皮，有特別的護膚功效。用生姜精油泡腳，能較好地緩解疲勞。這表明香辛料精油具有一定的藥用價值。

3.2 結論

試驗結果表明，幾種香辛料在相同條件下的精油提取率不同，其中干八角的精油提取率最高。干花椒精油、干八角精油、干茴香精油、大蒜精油和生姜精油對大腸桿菌、酵母菌、金色葡萄球菌、變形桿菌均有抑制效果，其中，大蒜精油和生姜精油比干花椒、干八角、干茴香提取的精油對這4種菌種的抑制效果更強。