天然香辛料抑菌效果探究

李振英

1 活動(dòng)目標(biāo)

（1） 能夠了解常見(jiàn)香辛料的抑菌成分和抑菌效果，豐富科學(xué)知識(shí)。

（2） 能夠從身邊常見(jiàn)的香辛料中發(fā)現(xiàn)抑制微生物的種類(lèi)，培養(yǎng)觀察能力、創(chuàng)新能力和動(dòng)手操作能力，激發(fā)學(xué)生愛(ài)科學(xué)、學(xué)科學(xué)、用科學(xué)的積極性和主動(dòng)性，提高科技素養(yǎng)。

（3） 養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度和吃苦耐勞的精神。

（4） 通過(guò)中學(xué)校外科技教育單位進(jìn)行創(chuàng)新性的科學(xué)研究型實(shí)驗(yàn)，進(jìn)入自主探究的科學(xué)研究領(lǐng)域，開(kāi)闊視野，激發(fā)對(duì)科學(xué)研究的興趣，促進(jìn)中學(xué)科技教育走創(chuàng)新性發(fā)展的道路。

2 活動(dòng)內(nèi)容

（1） 研究10種香辛料氣味對(duì)六種微生物的抑菌性，并得出完全抑制106個(gè)/mL孢子生長(zhǎng)所需香辛料的最少質(zhì)量。

（2） 研究10種香辛料2倍無(wú)水乙醇浸出液、2倍75%乙醇浸出液和2倍水浸出液對(duì)六種微生物的抑菌性，找出最好的浸提方法并總結(jié)分析香辛料抑菌性。

（3） 研究抑菌性好的5種香辛料4%含藥培養(yǎng)基對(duì)霉菌菌絲的抑制情況。

（4） 進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和分析。

3 活動(dòng)重點(diǎn)、難點(diǎn)

活動(dòng)重點(diǎn)：10種香辛料抑菌性研究。

活動(dòng)難點(diǎn)：抑菌實(shí)驗(yàn)及數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和分析。

4 活動(dòng)對(duì)象及人數(shù)

面向初高中學(xué)生，以小組為活動(dòng)形式，每個(gè)活動(dòng)小組最多8人。

5 活動(dòng)創(chuàng)新點(diǎn)

（1） 研究10種常見(jiàn)香辛料水及乙醇浸出液對(duì)4種霉菌、1個(gè)酵母菌、1個(gè)細(xì)菌的抑制作用，研究范圍廣、全面。

（2） 首次研究了香辛料氣味的抑菌情況。

6 活動(dòng)中可能出現(xiàn)的問(wèn)題及解決預(yù)案

（1） 香辛料浸出液制備時(shí)，乙醇及水被香辛料完全吸收。需加大香辛料數(shù)克，準(zhǔn)備無(wú)菌紗布，擠出浸出液。

（2） 改良牛津杯法中，培養(yǎng)基中間的孔太淺，200 μL抑菌劑溢出，可增加培養(yǎng)基厚度，分兩次（每次100 μL）加入。

7 活動(dòng)中的科學(xué)原理

（1） 香辛料氣味抑菌；

（2） 改良牛津杯法測(cè)定抑菌性；

（3） 培養(yǎng)基中添加抑菌劑測(cè)定菌絲生長(zhǎng)抑制.

8 活動(dòng)背景

天然香辛料是一類(lèi)能夠給食品呈現(xiàn)具有各種辛香、麻辣、苦甜等典型氣味的食用植物香料，它能夠賦予食品獨(dú)特風(fēng)味，提高和改善食品的風(fēng)味，使食品風(fēng)味協(xié)調(diào)。蔥、姜、蒜、辣椒、花椒、八角等幾乎家家都會(huì)用，丁香、肉桂、桂皮等在食品加工中使用廣泛，尤其是肉制品和面食等加工中，很多香辛料如丁香、肉桂、八角、花椒等還是衛(wèi)生部公布的藥食兼用材料。香辛料具有調(diào)味、抗菌防腐和健身養(yǎng)膚的作用。

有哪些香辛料有抑菌作用，抑菌成分是什么？抑菌效果如何？針對(duì)這些問(wèn)題，開(kāi)展了本課題研究，研究結(jié)果可為組培室微生物污染防治提供新的方法，也為家庭除霉，工廠線抑菌提供借鑒，為開(kāi)發(fā)新型空氣除菌試劑提供理論依據(jù)，為蔬菜水果和肉制品保鮮提供參考。

9 活動(dòng)過(guò)程

本活動(dòng)共包括三部分內(nèi)容。

9.1 準(zhǔn)備資料

（1） 查閱資料：

學(xué)生使用關(guān)鍵詞在百度和Google上查閱資料，教師提供給學(xué)生一些相關(guān)參考書(shū)籍和文獻(xiàn)。學(xué)生獨(dú)立完成表1。

（2） 選擇香辛料：

根據(jù)查閱信息，學(xué)生自行分工合作，到市場(chǎng)調(diào)研，選出10種常見(jiàn)、家庭常用、價(jià)格相對(duì)便宜的香辛料：大蔥、老姜、白皮蒜、八角、桂皮、肉桂、丁香、花椒、麻椒、干辣椒。

（3） 撰寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告，進(jìn)行開(kāi)題論證。

9.2 抑菌實(shí)驗(yàn)

抑菌對(duì)象：自組培室中分離到的青霉、黑曲霉、枝孢、根霉、紅酵母、大腸桿菌。

學(xué)生分工合作，進(jìn)行微生物孢子懸液制備、抑菌劑制備和香辛料的抑菌實(shí)驗(yàn)。

（1） 制備微生物孢子懸液：

利用血球計(jì)數(shù)板計(jì)數(shù)法，獲得106個(gè)/mL濃度的霉菌、酵母菌、大腸桿菌孢子懸液。

（2） 制備抑菌劑：

① 浸出液制備：香辛料用150目粉碎機(jī)粉碎，加入2倍無(wú)菌蒸餾水或2倍75%乙醇或2倍無(wú)水乙醇，室溫浸提3 d，無(wú)菌濾紙過(guò)濾，冰箱保存?zhèn)溆谩?/p>

② 氣味抑菌劑：現(xiàn)用現(xiàn)制備。

③ 菌絲生長(zhǎng)抑制劑：將香辛料粉末加入培養(yǎng)基中，高壓蒸汽滅菌備用。

（3） 氣味抑菌：

將培養(yǎng)皿倒置，在皿蓋上放入適量香辛料粉末，以不加香辛料粉末做對(duì)照，25℃培養(yǎng)2 d，重復(fù)3次。2 d后將皿蓋上的香辛料粉末去除，繼續(xù)培養(yǎng)，觀察微生物是否能夠恢復(fù)生長(zhǎng)。

（4） 改良牛津杯法測(cè)定抑菌效果：

改良牛津杯法：在培養(yǎng)皿中央鉆一個(gè)1.5 cm直徑的孔，用少許培養(yǎng)基填充孔底，往孔中加入抑菌劑200 μL，加200 μL無(wú)水乙醇、75%乙醇或無(wú)菌水做對(duì)照。重復(fù)3次。25℃培養(yǎng)2 d，取出測(cè)抑菌圈直徑。繼續(xù)培養(yǎng)，觀察微生物生長(zhǎng)情況。

9.3 總結(jié)討論

學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，制作曲線圖，集體討論并總結(jié)10種香辛料的抑菌效果，選出5種抑菌性最好的香辛料，撰寫(xiě)論文。

10 預(yù)期結(jié)果

10.1 香辛料氣味對(duì)微生物生長(zhǎng)的抑制

八角、丁香、肉桂、蒜、桂皮5種香辛料的氣味對(duì)106個(gè)/mL濃度的6種微生物孢子具有較好的抑制效果，麻椒、蔥只對(duì)紅酵母具有一定的抑制作用。

10.2 香辛料浸出液對(duì)微生物生長(zhǎng)的抑制

除姜以外9種香辛料浸出液都對(duì)106個(gè)/mL濃度的微生物孢子具有一定的抑制作用。

（1） 無(wú)水乙醇與75%乙醇的香辛料浸出液抑菌效果較好，且效果相近，水浸出液最差，只有蒜的水浸出液具有抑菌效果。

（2） 香辛料浸出液抑菌能力由好到差依次是：八角、丁香、肉桂、蒜、桂皮、麻椒、花椒、辣椒、蔥。每種香辛料對(duì)5種真菌的抑制能力各有不同。

（3） 丁香、肉桂和蒜的醇浸出液抑菌能力持續(xù)時(shí)間最長(zhǎng)。八角、花椒僅是暫時(shí)抑制。

10.3 含香辛料培養(yǎng)基對(duì)霉菌菌絲生長(zhǎng)的抑制

香辛料高壓蒸汽滅菌后，抑菌效果依然很明顯，對(duì)霉菌菌絲生長(zhǎng)均有較好的抑制效果，抑菌成分具有一定的熱穩(wěn)定性，八角、丁香熱穩(wěn)定性最高，肉桂次之，桂皮再次之，大蒜最差。

11 活動(dòng)效果及評(píng)價(jià)

通過(guò)觀察發(fā)現(xiàn)，所有學(xué)生都能夠利用網(wǎng)絡(luò)查閱資料，能夠熟練使用血球計(jì)數(shù)板、超凈工作臺(tái)等實(shí)驗(yàn)設(shè)備，能夠掌握無(wú)菌操作、改良牛津杯等實(shí)驗(yàn)技術(shù)，能夠合作完成數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)和論文的撰寫(xiě)，該活動(dòng)不但豐富了學(xué)生的科學(xué)知識(shí)，同時(shí)使學(xué)生觀察能力、創(chuàng)新能力和動(dòng)手操作能力得到了提高，提高了學(xué)生的科技素養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 劉慧.現(xiàn)代食品微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)[M].北京：中國(guó)輕工業(yè)出版社，2005.

[2] 葉竹秋、林躍鑫.巴西蘑菇抑菌作用的初步研究[J].食品科學(xué)，2001，22（4）：82-84.