半乳糖基甘油月桂酸單酯的抑菌活性和穩(wěn)定性

刁明明，齊丹萍，張 充，別小妹，呂鳳霞，陸兆新，趙海珍*

（南京農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院，江蘇 南京 210095）

半乳糖基甘油月桂酸單酯的抑菌活性和穩(wěn)定性

刁明明，齊丹萍，張 充，別小妹，呂鳳霞，陸兆新，趙海珍*

（南京農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院，江蘇 南京 210095）

研究半乳糖基甘油月桂酸單酯對(duì)食品中幾種常見(jiàn)腐敗菌的抑菌作用及其穩(wěn)定性。方法：采用倍比稀釋法測(cè)定半乳糖基甘油月桂酸單酯對(duì)5 種細(xì)菌和3 種真菌的最小抑菌濃度（minimum inhibitory concentration，MIC）。同時(shí)以大腸桿菌和蠟樣芽孢桿菌為指示菌，研究pH值、溫度、紫外線(xiàn)照射及NaCl質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)半乳糖基甘油月桂酸單酯抑菌穩(wěn)定性的影響。結(jié)果：半乳糖基甘油月桂酸單酯對(duì)大腸桿菌、蠟樣芽孢桿菌等5 種細(xì)菌具有較好的抑菌活性，而對(duì)黃曲霉、黑曲霉和釀酒酵母等真菌的抑制效果不明顯或無(wú)抑制效果。半乳糖基甘油月桂酸單酯對(duì)熒光假單胞菌的MIC為0.078 mg/mL，對(duì)大腸桿菌、枯草芽孢桿菌、蠟樣芽孢桿菌和金黃色葡萄球菌的MIC均為0.156 mg/mL。半乳糖基甘油月桂酸單酯在pH 5～8范圍內(nèi)具有較好的抑菌活性，經(jīng)溫度和紫外線(xiàn)照射處理后，抑菌活性有微弱下降，隨著NaCl質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，其抑菌活性顯著下降。

半乳糖基甘油月桂酸單酯；抑菌活性；穩(wěn)定性

刁明明， 齊丹萍， 張充， 等. 半乳糖基甘油月桂酸單酯的抑菌活性和穩(wěn)定性［J］. 食品科學(xué)， 2016， 37（15）: 1-6.

DIAO Mingming， QI Danping， ZHANG Chong， et al. Antimicrobial properties and stability of galactosyl monolaurin［J］. Food Science， 2016， 37（15）: 1-6. （in Chinese with English abstract） DOI:10.7506/spkx1002-6630-201615001. http://www.spkx.net.cn

在食品工業(yè)中，各類(lèi)食品的防腐保鮮始終是一個(gè)亟待解決的重要問(wèn)題，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國(guó)每年約有20%～30%的食物因?yàn)楦鞣N腐敗變質(zhì)而損失［1-2］。食品腐敗的原因主要包括物理因素、化學(xué)因素、酶及微生物四方面，其中以微生物的作用最為嚴(yán)重［3］。食品腐敗變質(zhì)不僅降低食品的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，而且還可產(chǎn)生各種有毒有害物質(zhì)，引起食用者發(fā)生急性中毒或產(chǎn)生慢性毒害。因此，食品防腐是防止食品的腐敗、保障食品安全的重要手段。傳統(tǒng)的防腐方法如煙熏、干制、鹽腌等會(huì)影響食品的風(fēng)味、質(zhì)地，而現(xiàn)代的防腐技術(shù)如冷凍干燥、真空包裝、輻射保藏等不能適用于所有食品，且成本較高，為保證食品在保質(zhì)期內(nèi)不發(fā)生腐敗變質(zhì)，食品防腐劑在現(xiàn)代食品工業(yè)中被廣泛應(yīng)用［4-5］。隨著食品工業(yè)的發(fā)展，人們對(duì)于防腐劑的要求越來(lái)越高，而傳統(tǒng)的有機(jī)酸型食品防腐劑如山梨酸鉀、苯甲酸鈉等的功效受pH值的影響較大，在中性、偏堿性食品中效果不佳［6］。因此，開(kāi)發(fā)新型的抗菌性強(qiáng)、安全無(wú)毒、適應(yīng)性廣、穩(wěn)定性強(qiáng)的食品防腐劑具有重要的意義。

甘油糖酯是糖類(lèi)通過(guò)還原末端以α-或β-糖苷鍵與親脂性的長(zhǎng)鏈單脂酰基或二脂酰基甘油相連接起來(lái)的一類(lèi)化合物［7］。甘油糖酯廣泛存在于植物界和微生物中，是細(xì)菌原生質(zhì)膜、植物葉綠體類(lèi)囊膜的主要組成成分，參與細(xì)胞膜的識(shí)別活動(dòng)［7-8］。甘油糖酯是一種非離子型表面活性劑，具有兩親性結(jié)構(gòu)，這種特殊的兩親性使它具有抗氧化、抗菌、抗腫瘤、溶血、免疫抑制等多種生理活性［8-13］。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)酶法合成的脂肪酸糖酯及其抗菌活性有較多的報(bào)道，劉巧瑜等［14］研究發(fā)現(xiàn)月桂酸麥芽糖單酯和蔗糖月桂酸單酯對(duì)大腸桿菌、蠟樣芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌等多種細(xì)菌具有較好的抑菌活性。Nobmann等［15］報(bào)道了新合成的甲基化葡萄糖月桂酸單醋和月桂酸甘露糖單酯對(duì)L. monocytogenes具有較好的抑菌活性，而且甲基化的辛酸葡萄糖單酯對(duì)Escherichia coli和Pseudomouas fluorescens有一定的抑制作用。但關(guān)于甘油糖酯抑菌活性的研究卻鮮有報(bào)道，有研究者從菊科植物Serratula strangulata的根莖中分離得到3 種甘油糖酯，其對(duì)大腸桿菌、枯草芽孢桿菌和金黃色葡萄球菌3 種細(xì)菌具有明顯的抑制作用［16］。Deml等［17］從苔草裂孢黑粉菌（Schizonella melanogramma）中分離到兩種甘油糖酯Schizonelin A和B對(duì)革蘭氏陽(yáng)性菌和某些革蘭氏陰性菌也有一定的抑制作用。為進(jìn)一步研究甘油糖酯的抑菌活性，本實(shí)驗(yàn)采用酶法合成半乳糖基甘油月桂酸單酯（簡(jiǎn)稱(chēng)C12單酯），考察C12單酯對(duì)幾種細(xì)菌、霉菌和酵母菌的抑菌活性大小及其對(duì)溫度、pH值、紫外線(xiàn)、NaCl的抑菌穩(wěn)定性，為開(kāi)發(fā)一種高效、安全、適應(yīng)性廣的新型甘油糖酯類(lèi)食品防腐保鮮劑奠定理論基礎(chǔ)，同時(shí)豐富天然食品防腐劑的品種。

1　材料與方法

1.1菌株與培養(yǎng)基

大腸桿菌（Escherichia coli）ATCC 25922、熒光假單胞菌（Pseudomouas fluorescens）ATCC 49642、枯草芽孢桿菌（Bacillus subtilis）ATCC 6633、蠟樣芽孢桿菌（Bacillus cereus）ATCC 14579、金黃色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）ATCC 25923、黑曲霉（Aspergillus niger）AS 3.350、黃曲霉（Aspergillus flavus）CICC 2062、釀酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）CICC 32788，均由南京農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院酶工程實(shí)驗(yàn)室保藏。

營(yíng)養(yǎng)瓊脂（NA）培養(yǎng)基用于細(xì)菌的培養(yǎng)，馬鈴薯葡萄糖（PDA）培養(yǎng)基用于真菌的培養(yǎng)［18］。

1.2材料制備

半乳糖基甘油、C12單酯（純度＞97%）由南京農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院酶工程實(shí)驗(yàn)室自制。C12單酯為乳白色固體，性質(zhì)穩(wěn)定，在-20 ℃能貯存較長(zhǎng)時(shí)間，不易溶于水，易溶于甲醇、乙醇、丙酮、三氯甲烷等有機(jī)溶劑中。

半乳糖基甘油的制備：以β-半乳糖苷酶為催化劑，以半乳糖為糖基供體，甘油為糖基受體，選擇性合成半乳糖基甘油。隨后對(duì)半乳糖基甘油進(jìn)行分離純化，得到的純品進(jìn)行高效液相色譜（high performance liquid chromatography，HPLC）、質(zhì)譜（mass spectrometry，MS）、核磁共振（nuclear magnetic resonance，NMR）鑒定，確定其化學(xué)結(jié)構(gòu)，以作為后期合成半乳糖基甘油酯的中間物［7］。

C12單酯的制備：以固定化脂肪酶Novozyme435為催化劑，以半乳糖基甘油為糖基供體，以月桂酸為酰基供體，合成C12單酯，通過(guò)薄層色譜法（thin-layer chromatography，TLC）、硅膠柱層析、HPLC-蒸發(fā)光散射檢測(cè)（evaporation light-scattering detection，ELSD）、MS等方法對(duì)C12單酯進(jìn)行分離純化和鑒定［19］。

1.3儀器與設(shè)備

SX-700高壓蒸汽滅菌器 日本TOMY公司；HYL-A全溫?fù)u瓶柜 太倉(cāng)市強(qiáng)樂(lè)實(shí)驗(yàn)設(shè)備廠；Orion 3 STAR pH計(jì) 美國(guó)Thermo公司；UV-2450紫外分光光度計(jì)日本島津公司；迷你渦旋混勻器 美國(guó)精騏有限公司；AY120電子精密天平 日本Shimadzu公司；SW-CJ-IBU超凈工作臺(tái) 蘇州凈化設(shè)備有限公司。

1.4方法

1.4.1菌懸液的制備

1.4.1.1細(xì)菌、酵母菌菌懸液

采用平板菌落計(jì)數(shù)法和分光光度法結(jié)合的方法，使用前將初始菌液稀釋成濃度為106～107CFU/mL的菌懸液。

1.4.1.2孢子菌懸液

用無(wú)菌生理鹽水將霉菌產(chǎn)生的孢子從斜面洗下，轉(zhuǎn)移至離心管中，渦旋振蕩10 min，用已滅菌的脫脂棉過(guò)濾，用血球計(jì)數(shù)板計(jì)數(shù)，使用前將初始菌液稀釋成濃度為106～107CFU/mL的菌懸液。

1.4.2抑菌活性的測(cè)定

以熒光假單胞菌、大腸桿菌、枯草芽孢桿菌、蠟樣芽孢桿菌、金黃色葡萄球菌、黃曲霉、黑曲霉和釀酒酵母為指示菌，采用打孔法測(cè)定半乳糖基甘油和C12單酯的抑菌情況。將配好的菌懸液加入融化的NA培養(yǎng)基（霉菌和酵母菌為PDA培養(yǎng)基）中混勻，使培養(yǎng)基中菌濃度為106～107CFU/mL，室溫冷卻凝固后得到指示菌平板。用滅菌的5 mm打孔器打孔后用牙簽將瓊脂塊挑出，向孔內(nèi)加入50 μL制備好的樣品溶液，以甲醇溶液為對(duì)照，細(xì)菌37 ℃培養(yǎng)24 h，霉菌和酵母菌28 ℃培養(yǎng)48 h后觀察測(cè)量和記錄抑菌圈的直徑。每組進(jìn)行3 次平行實(shí)驗(yàn)，并取其平均值。

1.4.3最小抑菌濃度（minimum inhibitory concentration，MIC）的測(cè)定

使用倍比稀釋法將C12單酯母液配制成質(zhì)量濃度10、5、2.5、1.25、0.625、0.313、0.156、0.078、0.039 mg/mL的樣品溶液，各取100 μL加入到含有100 μL菌濃度為106CFU/mL的NA培養(yǎng)基中，得到的樣品質(zhì)量濃度均減半。將處理后的96 孔板放在37 ℃培養(yǎng)箱內(nèi)孵育24 h后，用酶標(biāo)儀在600 nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度。以上述樣品中對(duì)應(yīng)的不同劑量的甲醇溶液作為對(duì)照（排除樣品中甲醇對(duì)細(xì)菌的抑制作用）。選取抑菌活性最佳的質(zhì)量濃度，觀察記錄MIC值，實(shí)驗(yàn)平行3 次。

1.4.4抑菌時(shí)效的測(cè)定

以大腸桿菌和蠟樣芽孢桿菌為指示菌，采用光電比濁法測(cè)定C12單酯的抑菌時(shí)效。將處于對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的種子液接種至含有1×MIC C12單酯的NA液體培養(yǎng)基中，37 ℃、180 r/min進(jìn)行培養(yǎng)，以不含C12單酯的甲醇溶液為對(duì)照組，每隔2 h測(cè)定600 nm波長(zhǎng)處的吸光度。采用下式計(jì)算t時(shí)刻的抑菌率。

式中：A0，ck、At，ck分別為對(duì)照組在0、t時(shí)刻的吸光度；A0，i、At，i分別為實(shí)驗(yàn)組在0、t時(shí)刻的吸光度。

1.4.5pH值對(duì)抑菌穩(wěn)定性的影響

用氫氧化鈉或鹽酸調(diào)節(jié)固體培養(yǎng)基的pH值，配制成pH值分別為5、6、7、8、9的營(yíng)養(yǎng)瓊脂固體培養(yǎng)基，用平板菌落計(jì)數(shù)法，制成含1×MIC C12單酯的不同pH值環(huán)境的微生物培養(yǎng)平板，凝固后置于恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，以相同pH值的不含C12單酯的微生物平板為對(duì)照，37 ℃恒溫培養(yǎng)24 h后觀察平板中菌落的生長(zhǎng)情況并計(jì)數(shù)，分別測(cè)定抑菌率。

式中：N1為對(duì)照組的菌落數(shù)；N2為實(shí)驗(yàn)組的菌落數(shù)。

1.4.6溫度對(duì)抑菌穩(wěn)定性的影響

將C12單酯分裝在5 個(gè)無(wú)菌樣品瓶中，經(jīng)40、60、80、100 ℃處理20 min，冷卻后待用。采用平板菌落計(jì)數(shù)法，制成含1×MIC C12單酯的微生物培養(yǎng)平板，以甲醇溶液做對(duì)照實(shí)驗(yàn)。37 ℃恒溫培養(yǎng)24 h后，觀察平板中菌落的生長(zhǎng)情況并計(jì)數(shù)，按公式（2）分別測(cè)定抑菌率。

1.4.7紫外線(xiàn)照射對(duì)抑菌穩(wěn)定性的影響

將不同質(zhì)量濃度的樣液置于40 W的紫外燈下，距離25 cm，照射5、10、15、20、25、30 min，以未經(jīng)處理的相同質(zhì)量濃度的C12單酯作對(duì)照，以大腸桿菌和蠟樣芽孢桿菌作指示菌，測(cè)定抑菌率，比較紫外線(xiàn)照射前后的抑菌活性。

1.4.8NaCl質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)抑菌穩(wěn)定性的影響

以大腸桿菌和蠟樣芽孢桿菌為供試菌株，分別向培養(yǎng)基中添加0%、1%、2%、4%、8%的NaCl，配制成含不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)NaCl的微生物培養(yǎng)平板，在每一組相同的NaCl質(zhì)量分?jǐn)?shù)條件下，設(shè)置空白對(duì)照組，以等體積甲醇代替C12單酯溶液作為空白對(duì)照組，37 ℃恒溫培養(yǎng)24 h后，觀察平板中菌落的生長(zhǎng)情況并計(jì)數(shù)，測(cè)定抑菌率。

1.5數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

2　結(jié)果與分析

2.1 半乳糖基甘油與C12單酯的抑菌活性

國(guó)內(nèi)外有很多的對(duì)酶法合成脂肪酸糖酯及其抑菌活性的報(bào)道，根據(jù)報(bào)道，糖酯對(duì)微生物具有較廣泛的抑制作用［20-23］。C12單酯對(duì)食品中幾種腐敗菌的抑制效果見(jiàn)表1。底物半乳糖基甘油沒(méi)有抑菌活性，C12單酯對(duì)革蘭氏陽(yáng)性菌和陰性菌均具有抑菌活性，并且抑菌效果較好，而在黃曲霉、黑曲霉和釀酒酵母等真菌培養(yǎng)基上無(wú)明顯抑菌圈出現(xiàn)，表明對(duì)其抑制效果不明顯或無(wú)抑制性。這也與劉巧瑜等［14］報(bào)道的質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.09%的麥芽糖月桂酸單酯和蔗糖月桂酸單酯均可有效地抑制蠟狀芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌、大腸桿菌和金黃色葡萄球菌等多種細(xì)菌的生長(zhǎng)，而麥芽糖單酯、蔗糖單酯和P1570對(duì)黑曲霉、青霉和釀酒酵母和葡萄酒酵母菌均無(wú)明顯抑制效果的實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致。

表1　C12單酯的抑菌譜Table 1 Antimicrobial spectrum of galactosyl monolaurin

2.2C12單酯的MIC

分別以熒光假單胞菌、大腸桿菌、枯草芽孢桿菌、蠟樣芽孢桿菌和金黃色葡萄球菌為指示菌，二倍稀釋法測(cè)定C12單酯的MIC，由表2可知，C12單酯能夠有效抑制幾種供試菌的生長(zhǎng)，且其抑菌能力隨著質(zhì)量濃度的增加而增強(qiáng)。C12單酯對(duì)熒光假單胞菌的MIC為0.078 mg/mL，對(duì)大腸桿菌、枯草芽孢桿菌、蠟樣芽孢桿菌和金黃色葡萄球菌的MIC均為0.156 mg/mL。張希［6］研究發(fā)現(xiàn)中鏈脂肪酸糖單酯對(duì)金黃色葡萄球菌具有較強(qiáng)的抑菌作用，對(duì)E. coli O157:H7和白色念珠菌的抑菌活性較弱，其中甲基葡萄糖苷月桂酸單酯、蔗糖月桂酸單酯和麥芽糖月桂酸單酯對(duì)金黃色葡萄球菌的MIC

表2　C12單酯對(duì)不同細(xì)菌的最小抑菌濃度Table 2 MICs of galactosyl monolaurin against indicator bacteria

值分別為0.188、0.25、0.25 mg/mL，甲基葡萄糖月桂酸單酯對(duì)E. coli O157:H7的MIC為0.188 mg/mL。本研究結(jié)果與之不符，說(shuō)明C12單酯的抑菌活性與糖基有關(guān)，糖基不同，抑菌活性也不同。李更更［24］在對(duì)不同親水基團(tuán)的脂肪酸酯的抑制效果的研究中也發(fā)現(xiàn)麥芽糖月桂酸單酯和蔗糖月桂酸單酯對(duì)大腸桿菌、沙門(mén)氏菌、枯草芽孢桿菌、酵母菌和霉菌都有一定的抑制作用，而N-乙酰氨基葡萄糖月桂酸單酯對(duì)大腸桿菌、沙門(mén)氏菌、金黃色葡萄糖球菌和白色葡萄糖球菌有一定的抑制作用，而對(duì)酵母菌和霉菌則無(wú)抑制作用，說(shuō)明不同糖基的脂肪酸酯的抑菌效果存在明顯差異。

2.3C12單酯的抑菌時(shí)效

圖1　C12單酯對(duì)大腸桿菌和蠟樣芽孢桿菌的抑菌時(shí)效Fig. 1 Antibacterial activity-time curves of galactosyl monolaurin against Escherichia coli and Bacillus cereus

采用比濁法測(cè)定C12單酯對(duì)大腸桿菌和蠟樣芽孢桿菌的抑菌活性，結(jié)果如圖1所示。隨著培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)，C12單酯對(duì)大腸桿菌的抑菌率呈現(xiàn)急劇下降的趨勢(shì)，72 h左右時(shí)，其對(duì)大腸桿菌幾乎沒(méi)有抑菌作用。而C12單酯對(duì)蠟樣芽孢桿菌的抑菌率在前36 h基本不變，維持在90%以上，36 h以后抑菌率急劇下降。隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，C12單酯對(duì)大腸桿菌和蠟樣芽孢桿菌的抑菌率呈下降的趨勢(shì)，這可能是因?yàn)榇竽c桿菌和蠟樣芽孢桿菌酶系降解了C12單酯，解除其對(duì)細(xì)胞的生理代謝的干擾的結(jié)果。本實(shí)驗(yàn)與羅春燕［25］研究單中碳鏈脂肪酸甘油酯對(duì)大腸桿菌和蠟樣芽孢桿菌的抑制效果一致。

2.4pH值對(duì)C12單酯抑菌活性的影響

表3　pH值對(duì)C12單酯抑菌活性的影響Table 3 Effect of pH on antibacterial activity of galactosyl monolaurin

以大腸桿菌和蠟樣芽孢桿菌為供試菌，測(cè)定不同pH值條件下C12單酯的抑菌活性，評(píng)價(jià)其酸堿穩(wěn)定性。由表3可知，在不同pH值條件下，C12單酯對(duì)大腸桿菌和蠟樣芽孢桿菌仍保持較強(qiáng)的抑菌活性。在pH 5～8的范圍內(nèi)，C12單酯對(duì)大腸桿菌和蠟樣芽孢桿菌的抑菌活性無(wú)顯著變化；在pH 9時(shí)，C12單酯對(duì)兩種菌的抑菌活性顯著下降，但其抑菌率仍在93%以上，說(shuō)明C12單酯具有良好的酸堿穩(wěn)定性。本實(shí)驗(yàn)與劉燕［26］和趙存洋［27］的研究結(jié)果一致。

劉燕［26］對(duì)單中碳鏈脂肪酸甘油酯抑菌活性的研究發(fā)現(xiàn)其對(duì)細(xì)菌、霉菌和酵母菌的MIC沒(méi)有變化，表明在中性至微堿的環(huán)境下，單中碳鏈脂肪酸甘油酯的抑菌性能不受pH值的影響。趙存洋［27］的研究表明pH值從3升高到9，單月桂酸甘油酯對(duì)大腸桿菌、枯草芽孢桿菌等6 種食品腐敗菌的MIC均未發(fā)生變化，表明單月桂酸甘油酯在酸性至堿性環(huán)境中具有良好的抑菌活性。

2.5溫度對(duì)C12單酯抑菌活性的影響

表4　溫度對(duì)C12單酯抑菌活性的影響Table 4 Effect of temperature on antibacterial activity of galactosyl monolaurinaurin

以大腸桿菌和蠟樣芽孢桿菌為供試菌，測(cè)定不同溫度條件下C12單酯的抑菌活性，評(píng)價(jià)其熱穩(wěn)定性。由表4可知，溫度對(duì)C12單酯的抑菌活性有較大影響。當(dāng)溫度低于60 ℃時(shí)，隨著溫度的升高，C12單酯對(duì)蠟樣芽孢桿菌的抑菌活性的變化不大；當(dāng)溫度高于60 ℃時(shí)，其對(duì)蠟樣芽孢桿菌的抑菌活性隨溫度的升高而顯著下降。當(dāng)溫度低于40 ℃時(shí)，隨著溫度的升高，C12單酯對(duì)大腸桿菌的抑菌活性無(wú)顯著變化；當(dāng)溫度高于40 ℃時(shí)，其對(duì)大腸桿菌的抑菌活性隨溫度的升高而顯著下降。然而C12單酯經(jīng)100 ℃處理20 min后，其對(duì)兩種供試菌的抑菌率仍在85%以上，說(shuō)明C12單酯具有較好的熱穩(wěn)定性。

2.6紫外線(xiàn)照射時(shí)間對(duì)C12單酯抑菌活性的影響以大腸桿菌和蠟樣芽孢桿菌為供試菌，測(cè)定紫外線(xiàn)照射不同時(shí)間后C12單酯的抑菌活性，由表5可知，經(jīng)紫外線(xiàn)照射不同時(shí)間后，C12單酯對(duì)兩種供試菌的抑菌活性基本保持不變，即紫外線(xiàn)照射對(duì)C12單酯的抑菌活性無(wú)顯著影響，由此可見(jiàn)半乳糖基甘油月桂酸單對(duì)紫外光具有極高的穩(wěn)定性。

表5　紫外線(xiàn)照射時(shí)間對(duì)C12單酯抑菌活性的影響Table 5 Effect of UV irradiation on antibacterial activity of galactosyl monolaurinaurin

2.7NaCl質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)C12單酯抑菌活性的影響

表6　NaCl質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)C12單酯抑菌活性的影響Table 6 Effect of NaCl concentration on antibacterial activity of galactosyl monolaurin

以大腸桿菌和蠟樣芽孢桿菌為供試菌，測(cè)定不同NaCl質(zhì)量分?jǐn)?shù)下C12單酯的抑菌活性。由表6可知，NaCl質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)C12單酯的抑菌活性有較大影響。NaCl質(zhì)量分?jǐn)?shù)在1%～8%范圍內(nèi)，隨著鹽離子強(qiáng)度的增加，C12單酯對(duì)兩種供試菌的抑菌活性呈現(xiàn)出顯著下降的趨勢(shì)。一般情況下認(rèn)為抑菌物質(zhì)與細(xì)菌相互作用的過(guò)程中，抑菌物質(zhì)通過(guò)靜電引力的方式吸附到細(xì)胞膜上后與之結(jié)合，實(shí)驗(yàn)中鹽離子濃度的增加可能影響到C12單酯與細(xì)菌細(xì)胞膜的結(jié)合，從而影響了C12單酯抑菌活性的發(fā)揮［28］。

3　結(jié) 論

C12單酯對(duì)大腸桿菌、熒光假單胞菌、枯草芽孢桿菌、蠟樣芽孢桿菌、金黃色葡萄球菌均具有較好的抑菌活性，而對(duì)黃曲霉、黑曲霉和釀酒酵母等真菌的抑制效果不明顯或無(wú)抑制性。對(duì)C12單酯的抑菌穩(wěn)定性研究結(jié)果顯示：C12單酯對(duì)pH值、溫度和紫外線(xiàn)照射有較強(qiáng)的穩(wěn)定性，但對(duì)NaCl不穩(wěn)定。這可能是因?yàn)镃12單酯是一種非離子表面活性劑，生物表面活性劑的主要特性就是耐酸、熱及離子強(qiáng)度、低毒性和生物可降解性等［29-30］。已有研究表明甘油單脂肪酸酯類(lèi)對(duì)細(xì)菌、酵母菌和霉菌的生長(zhǎng)都有較好的抑制作用，且其抑菌活性不受環(huán)境pH值的影響，被美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局批準(zhǔn)為一般公認(rèn)安全類(lèi)食品添加劑［31］，這都說(shuō)明C12單酯有成為一種高效、安全、適用性廣的新型甘油糖酯類(lèi)食品防腐保鮮劑的潛力。關(guān)于糖酯抑菌機(jī)理的研究，目前國(guó)內(nèi)外的相關(guān)報(bào)道較少［32］。一般認(rèn)為防腐劑是通過(guò)影響細(xì)胞亞結(jié)構(gòu)的正常生理功能來(lái)實(shí)現(xiàn)其抑菌作用的［27］。C12單酯是一種非離子型表面活性劑，具有疏水特性，可能會(huì)以細(xì)胞膜為作用靶點(diǎn)，破壞細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的完整性，從而改變細(xì)胞膜的通透性，抑制細(xì)菌的生長(zhǎng)。后續(xù)將繼續(xù)研究C12單酯對(duì)大腸桿菌和蠟樣芽孢桿菌的抑菌機(jī)理，為C12單酯的進(jìn)一步應(yīng)用提供理論依據(jù)。

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Antimicrobial Properties and Stability of Galactosyl Monolaurin

DIAO Mingming， QI Danping， ZHANG Chong， BIE Xiaomei， L? Fengxia， LU Zhaoxin， ZHAO Haizhen*
（College of Food Science and Technology， Nanjing Agricultural University， Nanjing 210095， China）

Antimicrobial properties and stability of galactosyl monolaurin were investigated in this study. The minimum inhibitory concentration （MIC） of galactosyl monolaurin against five bacteria and three fungi from foods were determined by doubling dilution method. Escherichia coli and Bacillus cereus were used as indicator bacteria to investigate the effects of temperature， pH， UV irradiation and salt concentration on the stability of galactosyl monolaurin. Results showed that galactosyl monolaurin could inhibit five tested bacteria and had little or no effect on the growth of three tested fungi. The MIC of galactosyl monolaurin against Pseudomouas fluorescens was 0.078 mg/mL， and the same MIC value of 0.156 mg/mL was observed against Escherichia coli， Bacillus subtilis， Bacillus cereus and Staphylococcus aureus. In the pH range of 5 to 8， the antibacterial activity of galactosyl monolaurin was stable. Temperature and UV irradiation showed little effect on the antimicrobial activity of galactosyl monolaurin. With increasing NaCl concentration， this antimicrobial activity decreased significantly.

galactosyl monolaurin； antimicrobial activity； stability

10.7506/spkx1002-6630-201615001

TS202.3

A

1002-6630（2016）15-0001-06

10.7506/spkx1002-6630-201615001. http://www.spkx.net.cn

2015-11-11

國(guó)家自然科學(xué)基金青年科學(xué)基金項(xiàng)目（31301558）；中央高校基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專(zhuān)項(xiàng)資金項(xiàng)目（KJQN201427）

刁明明（1991—），女，碩士研究生，研究方向?yàn)槭称飞锛夹g(shù)。E-mail：2013108058@njau.edu.cn

趙海珍（1975—），女，副教授，博士，研究方向?yàn)槭称飞锛夹g(shù)。E-mail：zhaohz@njau.edu.cn

引文格式：