地木耳提取物對幾種常見微生物的抑菌研究

錢森和，厲榮玉，魏 明，楊超英

（1.安徽工程大學生物與化學工程學院，安徽 蕪湖 241000；2.皖南醫學院，安徽 蕪湖 241001）

地木耳（Nostoc commune），別名地皮菜、地軟、地踏菜等，在分類學中隸屬于藍藻門（Cyanophyta），藍藻綱（Cyanophyceae），念珠藻目（Nostoccales），念珠藻科（Nostocaceae），念珠藻屬（Nostoc）中的Nostoc commune Vauch，是念珠藻中的群體型（Colony）[1]。地木耳是一種固氮藍藻，平時所見的是其原植體（thallus），其外由膠被包裹，內由藻絲彎曲、相互纏繞而成[2]。

地木耳含有豐富的蛋白質、糖類、多種微量元素和少量的脂肪、色素，是蛋白質和膳食纖維的一個很好來源[3]。地木耳是一種營養保健野菜，《本草綱目》等書記載地木耳具有“補心清胃，久食美色，益精悅神，至老不毀”等功效[4]。另外，研究發現地木耳中提取物還具有一定的抑菌、抗癌、抗病毒、提高免疫機能等功能[5]。因此，地木耳是一種價格低廉、來源廣泛、對人體無毒副作用，又有多種保健功能的生物資源，可廣泛應用于食品、醫藥行業。若將地木耳作為天然防腐劑應用于食品工業中，既可以提升地木耳的價值，又可以為食品工業發掘新原料。故本研究以地木耳提取物作為抑菌劑對常見的幾種微生物進行抑菌試驗，并對地木耳提取物的抑菌穩定性和抑菌的pH范圍進行了初步研究，為地木耳提取物作為一種天然、綠色的抑菌劑的研究奠定基礎。

1 實驗部分

1.1 材料

地木耳為蕪湖市神山口菜市場采購。

1.2 供試菌種

供試菌種：大腸桿菌（Escherichia coli）、枯草芽孢桿菌（Bacillus sabtilis）、粘質沙雷細菌（Serratia marcescens）、啤酒酵母（Staphy lococcus aureus）和白色念珠菌（Monilia albican），均為安徽工程大學生物技術實驗室保藏菌種。

1.3 實驗方法

1.3.1 培養基 牛肉膏蛋白胨固體培養基和液體培養基。

1.3.2 地木耳提取物的制備[6]將新鮮的地木耳洗凈之后，曬干，粉碎；取其粉末用質量分數為80%的甲醇溶液在80℃條件下提取、過濾，得到的濾液減壓濃縮，并再加入質量分數為80%的甲醇溶液，放置過夜，過濾。所得沉淀用無水乙醇洗滌，干燥后得到粉末狀提取物。收集粉末提取物，用純凈水分別配置成 1、0.75、0.50、0.25 和 0.10 mg/mL 溶液，并于4℃保存備用。

1.3.3 地木耳提取物的抑菌測定 采用濾紙片法[7]。

1.3.4 地木耳提取物熱穩定性的檢測[8-10]將地木耳提取物放入滅菌鍋中高溫滅菌，然后對大腸桿菌與枯草芽孢桿菌采用濾紙片法進行抑菌試驗，測定抑菌圈直徑。與未經加熱處理的地木耳提取物產生的抑菌效果進行比較，觀察抑菌效果有無明顯變化。

1.3.5 紫外光對地木耳提取物抑菌效力的影響[11-14]將地木耳提取物經不同時間紫外光處理后，以大腸桿菌和枯草芽孢桿菌為實驗菌，測定其抑菌效果，并與未進行紫外光處理的地木耳提取物的抑菌效果進行比較。照射時間間隔分為5、10、15、20、25 min。

1.3.6 最低抑菌濃度（Mic）的測定 參考姚淑敏等[8]的方法。

1.3.7 抑菌pH范圍測定 參考文獻[15]方法。

2 結果與分析

2.1 地木耳提取物對常見微生物的抑菌活性

圖1為1 mg/mL地木耳提取物對5種常見微生物的抑菌效果。由圖1可知，地木耳提取物對5種常見微生物均產生較好的抑菌效果，其中對粘質沙雷細菌、大腸桿菌以及枯草芽孢桿菌的抑菌效果最好，抑菌圈平均直徑分別為10.25、10.13和9.63 mm。對啤酒酵母和白色念珠菌的抑菌效果相對較差，其抑菌圈平均直徑分別為7.75和7.50 mm。

圖1 地木耳提取物對5種常見微生物的抑菌效果

2.2 地木耳提取物最低抑菌質量濃度（Mic）的測定

圖2 為不同質量濃度地木耳提取物對5種常見微生物的抑菌作用。由圖2可知，地木耳提取物對大腸桿菌、啤酒酵母和枯草芽孢桿菌的最低抑菌濃度均為1.00 mg/mL，對白色念珠菌的最低抑菌質量濃度為0.75 mg/mL，而當地木耳提取物質量濃度為0.50 mg/mL時，對粘質沙雷細菌就有很好的抑菌效果，其抑菌效果高于其他4種菌種。

2.3 地木耳提取物抑菌pH值范圍的測定

地木耳提取物在不同pH值條件下的抑菌結果如圖3所示：在pH 5.5～7.5范圍內地木耳提取物（1 mg/mL）配制的液體培養基中雜菌生長的質量濃度明顯低于自來水配制的液體培養基，從而說明地木耳提取物在pH 5.5～7.5范圍內有良好的抑菌效果；但隨著pH值的升高，地木耳提取物原液對菌體的抑制能力有微弱下降。

2.4 地木耳提取物與常用防腐劑檸檬酸的抑菌比較

根據2.1實驗結果，即1 mg/mL的地木耳提取物對大腸桿菌和枯草芽孢桿菌有較好的抑菌效果。以這兩種菌作為試驗菌進行地木耳提取物（1 mg/mL）與常用防腐劑檸檬酸的抑菌對比試驗。其地木耳提取物和檸檬酸對大腸桿菌及枯草芽孢桿菌的抑菌結果如圖4。由圖4可知，檸檬酸對大腸桿菌和枯草芽孢桿菌的平均抑菌直徑分別為13.00和11.37 mm，略大于地木耳提取物原液產生的抑菌效果，但地木耳提取物基本能達到所需的抑菌目的。

圖4 檸檬酸對大腸桿菌及枯草芽孢桿菌的抑菌效果

2.5 地木耳提取物抑菌效果的熱穩定性測定

以大腸桿菌和枯草芽孢桿菌作為試驗菌，對地木耳提取物經121℃高溫處理后進行抑菌試驗，結果如圖5。由圖5可知，地木耳提取物（1 mg/mL）經高溫處理后其抑菌效果與未經加熱處理的地木耳提取物相比差別不大，基本保持原有的抑菌效力。這表明地木耳提取物的抑菌活性具有較好的熱穩定性。

圖5 熱處理后地木耳提取物的抑菌效果

2.6 紫外光對地木耳提取物抑菌效果的影響

將地木耳提取物（1 mg/mL）經不同時間的紫外光處理后，以大腸桿菌和枯草芽孢桿菌作為試驗菌，測定其抑菌效果，結果如圖6。由圖6可知，隨紫外光處理時間的變化，地木耳提取物的抑菌活性基本保持不變，這說明地木耳提取物中的有效抑菌活性成分的性質具有光穩定性。

3 討論

實驗結果表明，地木耳提取物對5種菌均有良好的抑制作用，即對細菌和真菌均有一定的抑制作用。這與Shin-ichiro Kajiyama等[16]研究地皮菜提取物的抑菌結果基本相一致。

地木耳提取物對部分細菌的抑菌效果較常用防腐劑檸檬酸的抑菌效果要差，可能是地木耳乙醇粗提物中含有多糖類、蛋白質等雜質[17]，從而降低了有效活性成分的抑制效果，但地木耳提取物可以基本收到所需的抑菌效果。因此，可以考慮將地木耳提取物與常用防腐劑混合配用，即能滿足所需抑菌效果，又可以減少化學防腐劑的添加量。

本研究結果表明，地木耳提取物具有較好的熱穩定性和光穩定性，這對地木耳提取物作為防腐劑對食品、醫藥的長期貯藏而言是極為重要的性質。地木耳提取物在pH值為5.5～7.5范圍內具有一定的抑菌活性，其中在偏酸的條件下抑菌效果較好，可能是因為在堿性條件下，地木耳的某些酸性抑菌活性的成分與堿發生了中和，從而降低了抑菌效果[18]。地木耳提取物的抑菌作用，可能跟地木耳提取物中含有黃酮類和多酚類等活性成分有關，但其具體的各種成分還有待于進一步深入研究。

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