大蒜水提物抑菌作用的研究

趙 璇

(河北化工醫(yī)藥職業(yè)技術(shù)學(xué)院，石家莊 050026)

大蒜是一種長(zhǎng)期以來在食品生產(chǎn)中，用來提高食品風(fēng)味的風(fēng)味增強(qiáng)劑。隨著人們對(duì)大蒜研究的不斷深入，大蒜除了揮發(fā)性化合物外，還含有豐富的維生素(尤其是B族維生素和維生素C)、抗氧化劑、黃酮類和礦物質(zhì)[1]，同時(shí)被認(rèn)為是其他非揮發(fā)性營(yíng)養(yǎng)素的豐富來源，具有較強(qiáng)殺菌能力的活性成分、有機(jī)硫化合物及其前體(大蒜素、二烯丙基硫醚和二烯丙基三硫化物)[2-4]。大蒜以其藥用特性和抗微生物活性而聞名[5-7]。對(duì)多種微生物有抑制作用?，F(xiàn)今的研究表明，大蒜提取物的抑菌作用主要表現(xiàn)為大蒜中提取的大蒜油、大蒜素等[8-18]。用生物技術(shù)和食品工業(yè)的其他加工方法，例如燙漂、煮沸、油炸和微波，對(duì)大蒜抑菌活性的含量有顯著影響，然而，家庭烹飪方法可能會(huì)顯著降低生物活性化合物和蛋白質(zhì)中的大蒜含量，從而降低抗氧化活性，尤其是在100 ℃下長(zhǎng)時(shí)間暴露(>20 min)后，本研究用水對(duì)大蒜進(jìn)行提取，研究通過水提取大蒜抑菌成分的最優(yōu)提取條件，為大蒜水提物抑菌成分的提取提供了理論依據(jù)。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

實(shí)驗(yàn)用大蒜樣品：購(gòu)于河北某超市；蛋白胨培養(yǎng)基、菌種(大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、枯草芽孢桿菌、沙門氏菌)：購(gòu)自盛天憶生物公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 大蒜水提物的制備

將購(gòu)買的大蒜進(jìn)行消毒，用酒精對(duì)帶皮大蒜進(jìn)行擦拭，用食品級(jí)粉碎機(jī)同時(shí)進(jìn)行酒精消毒，之后對(duì)大蒜進(jìn)行去皮、粉碎，稱取攪碎后的蒜末50 g，加入5 mL滅菌后的水?dāng)嚢?，使? mol/L HCl和1 mol/L NaOH進(jìn)行pH的調(diào)節(jié)，設(shè)置pH為2，4，6，8，10的5個(gè)梯度，在不同溫度的水浴鍋中控制不同溫度進(jìn)行提取，設(shè)置溫度梯度組為20，30，40，50，60 ℃ 5個(gè)梯度，控制不同的提取時(shí)間為20，40，60，80，100 min，在不同條件下提取的濾液即為大蒜水提物。

1.2.2 抑菌實(shí)驗(yàn)

將固體培養(yǎng)基按比例制備后進(jìn)行滅菌備用，之后將其冷卻，在超凈工作臺(tái)中，在冷卻后的培養(yǎng)基中加入制備的菌液進(jìn)行混合。量取15～20 mL制備好的培養(yǎng)基并倒入一次性培養(yǎng)皿中，在培養(yǎng)皿中加入大蒜水提物，并設(shè)置空白組對(duì)照，每個(gè)樣品為3個(gè)平行。之后將倒好板的培養(yǎng)皿放置于37 ℃恒溫箱中培養(yǎng)24 h左右，到時(shí)間后取出，觀察抑菌圈的直徑并進(jìn)行測(cè)量，記錄數(shù)據(jù)。大蒜水提物的不同提取工藝條件見表1。

表1 大蒜水提物的不同提取工藝條件

2 結(jié)果與討論

2.1 不同pH對(duì)大蒜水提物抑菌作用的影響

利用調(diào)節(jié)不同pH的水作為溶劑，對(duì)大蒜進(jìn)行提取，獲得不同pH的大蒜水提物，通過抑菌實(shí)驗(yàn)獲得不同pH對(duì)大蒜水提物抑菌作用的影響，見圖1。

圖1 不同pH對(duì)大蒜水提物抑菌作用的影響

由圖1可知，大蒜水提物不同pH的提取工藝對(duì)抑菌作用的影響較大，抑菌圈直徑整體在1.0～2.6 cm之間，在酸性條件下，pH越低，酸性越強(qiáng)，抑菌效果越差，當(dāng)pH升到6時(shí)，抑菌效果最好，抑菌圈直徑達(dá)到2.6 cm；在堿性條件下，隨著pH的增大，抑菌圈的直徑減小，當(dāng)pH為10時(shí)，抑菌作用最差，因此，大蒜水提物的最優(yōu)提取pH為6，在中性附近，酸性、堿性對(duì)大蒜水提物的抑菌作用都有一定的抑制作用，對(duì)大蒜水提物的活性成分產(chǎn)生破壞，因此當(dāng)pH為6時(shí)，接近水的pH值，減少工藝對(duì)pH值進(jìn)行調(diào)節(jié)，節(jié)約時(shí)間和成本。

2.2 不同提取時(shí)間對(duì)大蒜水提物抑菌作用的影響

在不同提取時(shí)間下對(duì)大蒜進(jìn)行提取，獲得不同提取時(shí)間的大蒜水提物，通過抑菌實(shí)驗(yàn)獲得不同提取時(shí)間對(duì)大蒜水提物抑菌作用的影響，見圖2。

圖2 不同提取時(shí)間對(duì)大蒜水提物抑菌作用的影響

由圖2可知，在20～100 min內(nèi)，大蒜水提物的抑菌圈直徑在2.0～2.8 cm之間，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，在40 min時(shí)達(dá)到最大值，抑菌圈直徑為2.8 cm，之后隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，抑菌圈直徑幾乎維持不變，沒有表現(xiàn)逐漸上升，而且稍有下降，因此，不論是從抑菌圈直徑的抑菌效果還是時(shí)間長(zhǎng)短考慮，大蒜水提物的最優(yōu)提取時(shí)間為40 min。

2.3 不同溫度對(duì)大蒜水提物抑菌作用的影響

在不同提取溫度下對(duì)大蒜水提物進(jìn)行提取，獲得不同提取溫度的大蒜水提物，通過抑菌實(shí)驗(yàn)獲得不同提取溫度對(duì)大蒜水提物抑菌作用的影響，見圖3。

圖3 不同溫度對(duì)大蒜水提物抑菌作用的影響

由圖3可知，在溫度為20～60 ℃之間，抑菌圈直徑在1.5～2.5 cm之間，溫度對(duì)大蒜水提物抑菌作用的影響相對(duì)較小，隨著溫度的升高，大蒜水提物的抑菌作用逐漸降低，在20～40 ℃之間的提取溫度對(duì)大蒜水提物的抑菌作用效果最好，抑菌圈維持在2.5 cm左右，40 ℃之后，隨著溫度的上升，大蒜水提物的抑菌作用降低，原因是溫度逐漸增高，對(duì)于大蒜水提物的抑菌成分有一定分解作用，使其抑菌作用下降，因此溫度為40 ℃左右時(shí)的提取溫度對(duì)大蒜水提物的抑菌作用最高。

本次研究沒有考慮大蒜提取的料液比，料液比的大小對(duì)于大蒜提取物的提取效率也有顯著影響，有研究表明，在含有不同濃度大蒜浸提液的培養(yǎng)基中培養(yǎng)細(xì)菌后，細(xì)菌的菌落直徑明顯變小[19]，并且李建濤等[20]表示隨著大蒜浸提液濃度的升高，菌落直徑越來越小，而細(xì)菌的繁殖數(shù)量也相應(yīng)降低，當(dāng)大蒜浸提液的濃度超過12%后，細(xì)菌的菌落直徑和繁殖速率下降最明顯，在用大蒜作生物抑菌劑時(shí)，并非濃度越大越好，不同的物種、不同的生長(zhǎng)發(fā)育階段應(yīng)采用適量的濃度[21]。因此，對(duì)大蒜水提物的提取效率以及大蒜水提物的抑菌作用效果發(fā)揮受多重因素的影響。

3 結(jié)論

大蒜被認(rèn)為是世界上20種最重要的蔬菜之一，用途廣泛，既可作為烹飪用的生蔬菜，也可作為傳統(tǒng)和現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的成分，大蒜的醫(yī)學(xué)作用包括抗癌，抑制癌細(xì)胞增殖；抗炎，抗菌，加強(qiáng)免疫細(xì)胞的活性；抗氧化劑，清除羥基自由基；保護(hù)心臟，抑制血小板聚集，降低血壓；同時(shí)能夠進(jìn)行免疫調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞分泌和細(xì)胞活動(dòng)。大蒜水提物作為天然植物提取物用于控制食品中的微生物生長(zhǎng)評(píng)價(jià)較高。通常，消費(fèi)者更喜歡不含合成或化學(xué)防腐劑的產(chǎn)品。由于這些化合物在食品中廣泛使用而不是合成化合物，天然食品化合物的重要性正在增加，因此大蒜在日常生活飲食中的作用越來越重要。劉銳等的研究表明[22]，水法提取大蒜活性物質(zhì)的最優(yōu)條件為料液比1∶3，浸提溫度30 ℃，浸提時(shí)間30 min，pH 6，與本次研究所得結(jié)果較為相似。

由本次實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，大蒜水提取的最佳提取工藝為在40 ℃的水浴提取溫度下，pH為6，提取時(shí)間為40 min，此時(shí)大蒜水提物的抑菌作用最強(qiáng)，效果最好，在溫度較高時(shí)，大蒜的活性成分被破壞，有一定的損失，造成其抑菌作用下降，并且在過酸、過堿的調(diào)節(jié)下，對(duì)大蒜活性成分的提取效果也較差，影響較大，因此通過本次研究，確定了大蒜水提物的最優(yōu)提取工藝，對(duì)于大蒜水提物的抑菌作用最好，為工業(yè)化和日常食用提供了一定的理論依據(jù)。