大蒜汁的抑菌作用及穩(wěn)定性研究

宋軍霞 祁紅兵 寧文醒

摘要 采用新鮮大蒜汁，選用大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、枯草芽孢桿菌為試驗菌株，研究大蒜的抑菌特性;考察不同濃度的大蒜汁經(jīng)過不同加熱溫度、不同加熱時間和不同pH緩沖液處理對大蒜汁抑菌效果的影響。結(jié)果表明，大蒜汁的抑菌作用效果隨著蒜汁濃度的升高而增強(qiáng);在35 ℃條件下大蒜汁的抑菌效果最好，隨著溫度的升高大蒜汁抑菌作用逐漸減弱直至消失;在55 ℃條件下，大蒜汁的抑菌作用效果隨著熱處理時間的延長而逐漸減弱;大蒜汁在弱酸性的環(huán)境下抑菌作用較強(qiáng);大蒜汁對大腸桿菌、枯草芽孢桿菌和金黃色葡萄球菌的最低抑菌濃度（MIC）分別為6.0%、8.0%和8.0%，最低殺菌濃度（MBC）分別為8.0%、12.0%和14.0%。

關(guān)鍵詞 大蒜汁;抑菌作用;影響因素;穩(wěn)定性

中圖分類號 R285? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A

文章編號 0517-6611（2021）24-0189-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.24.046

Study on Antibacterial Effects of Garlic Juice and Stability

SONG Jun-xia1，QI Hong-bing2，NING Wen-xing2 （1.School of Geographic Sciences，Lingnan Normal University，Zhanjiang，Guangdong 524048;2.School of Life Science and Technology，Lingnan Normal University，Zhanjiang，Guangdong 524048）

Abstract Fresh garlic juice was used in the experiment.Escherichia coli，Staphylococcus aureus and Bacillus subtilis were used as the experimental strains to study the antibacterial activity of garlic.The effect of different concentration of garlic juice on the antibacterial effect of garlic juice after different heating temperature，heating time and different pH buffer solution was investigated.The results showed that the antibacterial effect of garlic juice increased with the increase of garlic juice concentration.Under the condition of 35 ℃，the garlic juice had the best antibacterial effect.With the increase of the temperature，the antibacterial effect of garlic juice gradually weakened and disappeared.Under the condition of 55 ℃，the antibacterial effect of garlic juice was gradually decreased with the increase of heat treatment time.The effect of garlic juice on the weak acidity of pH was stronger.The minimum inhibitory concentration （MIC） of garlic juice against Escherichia coli，

Bacillus subtilis and? Staphylococcus aureus was 6.0%，8.0% and 8.0%，respectively，and the minimum bactericidal concentration （MBC） was 8.0%，12.0% and 14.0%，respectively.

Key words Garlic juice;Antibacterial effect;Influencing factors;Stability

基金項目 嶺南師范學(xué)院校內(nèi)項目 （2019）。

作者簡介 宋軍霞 （1971— ），女，河南信陽人，實(shí)驗師，從事自然地理研究。通信作者，副教授，博士，從事微生物發(fā)酵研究。

收稿日期 2021-08-03

大蒜，也叫葫蒜，俗稱蒜頭，百合科蔥屬，屬多年生草本植物。大蒜營養(yǎng)豐富[1]，風(fēng)味獨(dú)特。大蒜與其他蔥屬植物最主要的區(qū)別是大蒜獨(dú)特的辛辣氣味，正是由于這種氣味可以解除腥味，大蒜成為廚房烹飪不可或缺的調(diào)料之一。大蒜中的活性成分主要是一些含硫化合物，大蒜素[2]也叫蒜辣素，是主要的活性成分，大蒜素是三硫代烯丙醚類化合物，存在于百合科植物大蒜的鱗莖中。大蒜素的分子式為C6H10S2O，是一種強(qiáng)的抗氧化劑[3-5]和殺菌物質(zhì)[6-9]。

我國大蒜產(chǎn)量很高，是世界產(chǎn)量排名第一的國家，占世界總產(chǎn)量的25%左右。我國有多個省份適合種植大蒜，而且大蒜品種優(yōu)良，受到國內(nèi)外消費(fèi)者青睞，從而促進(jìn)了大蒜生產(chǎn)以及食品加工、醫(yī)藥用品、農(nóng)業(yè)殺蟲劑、飼料加工產(chǎn)品的發(fā)展，具有廣闊的市場發(fā)展空間和開發(fā)潛力。大蒜在醫(yī)學(xué)上也稱植物廣譜抗生素，對許多動物性病源微生物具有明顯的抑制作用[10-14]，關(guān)于大蒜抑菌作用的穩(wěn)定性報道較少。該試驗采用新鮮大蒜汁，選用大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、枯草芽孢桿菌為試驗菌株，研究大蒜的抑菌能力及穩(wěn)定性。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 原料與菌種。新鮮、無芽、無蟲變的大蒜（市售），置于冰箱中保存。大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、枯草芽孢桿菌，由嶺南師范學(xué)院微生物實(shí)驗室提供。

1.1.2 培養(yǎng)基。

牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基：牛肉膏3 g、純化瓊脂20 g、蛋白胨10 g、NaCl 5 g、蒸餾水1 L、加熱溶解，調(diào)節(jié)pH 7.3 左右，121 ℃高壓蒸汽滅菌20 min。

1.1.3 試劑。一水合檸檬酸，分析純AR，廣州化學(xué)試劑廠;磷酸氫二鈉，分析純，天津市光復(fù)精細(xì)化工研究所;蛋白胨、牛肉膏，生化試劑，北京奧博星生物技術(shù)有限責(zé)任公司;

純化瓊脂，生化試劑，廉江市臺興海洋生物科技有限公司;氯化鈉、氫氧化鈉，分析純，成都市科龍化工試劑廠;葡萄糖，分析純，天津市大茂化學(xué)試劑廠。

1.1.4 主要儀器和設(shè)備。

PHC-3C精密酸度計，上海天達(dá)儀器有限公司;FA2004B型分析天平，上海天美天平儀器有限公司;棱光752N分光光度計，上海儀電分析儀器有限公司;SPL-250生化培養(yǎng)箱，天津市萊玻特瑞儀器設(shè)備有限公司;LDZM-80KCS-Ⅱ立壓式高壓蒸汽滅菌鍋，上海申安醫(yī)療器械廠;THZ-100恒溫?fù)u床，上海一恒科學(xué)儀器有限公司;SW-CJ-1Bu型單人單面凈化工作臺，蘇州凈化設(shè)備有限公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 大蒜汁的制備。

取新鮮、無病變的大蒜，剝皮，用榨汁機(jī)榨成汁，得到渾濁蒜汁再于離心機(jī)中10 000 r/min離心10 min，取上清液作為100%的大蒜汁，用無菌水按試管二倍稀釋法稀釋成濃度為50.00%、25.00%、12.50%、6.25%、3.12%的大蒜汁稀釋液，備用。

1.2.2 菌種活化和菌懸液的制備。將在斜面保藏的菌體挑去一環(huán)，劃線于斜面固體培養(yǎng)表面，置于36 ℃的恒溫干燥培養(yǎng)箱中培養(yǎng)活化24 h。取一環(huán)試驗菌于液體10 mL的培養(yǎng)基中，用力搖勻，用血細(xì)胞計數(shù)，使細(xì)胞分布均勻，用9 mL液體培養(yǎng)基稀釋，配成含菌量為106個/mL的菌懸液。

1.2.3 微生物數(shù)量的測定。

采用顯微鏡直接計數(shù)法[15]進(jìn)行預(yù)備試驗，采用平板菌落計數(shù)法[16]進(jìn)行試驗計數(shù)。

1.2.4 抑菌測定方法。采用濾紙片瓊脂擴(kuò)散法，即將已配制好的菌懸液搖勻，用移液槍移取0.1 mL 含菌量為106個/mL的菌懸液0.1 mL，滴在培養(yǎng)基表面，涂布均勻，將浸泡過大蒜汁的飽和濾紙片濾干，然后貼在培養(yǎng)基表面，一個平板貼4個濾紙片，倒置于36 ℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。測量抑菌圈直徑大小，每個試驗重復(fù)3次，計算它們的平均值[17]。

1.2.5 不同因素對大蒜汁抑菌效果的影響。

1.2.5.1 大蒜汁濃度對大蒜抑菌作用的影響。取適量大蒜汁稀釋液，濾紙片置于大蒜汁中，浸泡10 min。分別吸取0.1 mL 含菌量為106個/mL的試驗菌菌懸液于相應(yīng)的培養(yǎng)基上，用經(jīng)干熱滅菌的無菌玻璃涂布器涂勻。用鑷子鑷取浸泡至飽和的濾紙片，瀝去多余的大蒜汁液體，無菌操作放入培養(yǎng)基表面[18]。倒置平板于36 ℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24 h。

1.2.5.2 加熱溫度對大蒜抑菌作用的影響。

將制備的大蒜原汁用無菌水稀釋配制成濃度為25%的大蒜汁，在自然條件下，分別通過在溫度條件15、25、35、45、55、65、75、85、95 ℃的水浴恒溫鍋處理1 h后，置于冰箱中備用。用濾紙片瓊脂擴(kuò)散法觀察處理的大蒜汁對指示菌的抑菌效果。

1.2.5.3 加熱時間對大蒜抑菌作用的影響。

準(zhǔn)備6個干凈試管，將濃度為50% 的大蒜汁裝在這 6 個試管中，分別在 55 ℃ 恒溫水浴鍋中處理0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0 h 后，取出備用。分別吸取0.1 mL含菌量為106個/mL試驗菌菌懸液于相應(yīng)的培養(yǎng)基上，用經(jīng)高溫干熱滅菌的玻璃涂布器涂布均勻。用鑷子鑷取浸泡至飽和的濾紙圓片，瀝去多余的大蒜汁，無菌操作放入培養(yǎng)基平板表面。倒置平板于36 ℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24 h。

1.2.5.4 不同pH處理對大蒜抑菌作用的影響。

分別取pH為3.0、4.0、5.0、6.0、7.0、8.0的磷酸緩沖液各2 mL以及濃度為25% 的大蒜汁2 mL，將兩者混合，放入濾紙片浸泡1 h至飽和，再將菌懸液濃度106個/mL數(shù)量級的指示菌加入，涂布完成后，置于36 ℃培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24 h，測量抑菌圈大小。

1.2.5.5 最低抑菌濃度（MIC）和最低殺菌濃度（MBC）的測定。

按試管二倍稀釋法，用液體培養(yǎng)基配制含不同濃度的大蒜汁，濃度分別為0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%、1.2%、1.4%、1.6%、1.8%。用移液槍移取0.1 mL的數(shù)量級為106 個/mL 的3種試驗菌菌懸液，分別注入裝有2 mL的不同濃度大蒜汁液體培養(yǎng)基中，并做一組空白對照（未加入大蒜汁），將所有試管放入氣浴恒溫振蕩培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24 h，然后觀察各試管中是否出現(xiàn)渾獨(dú)現(xiàn)象，未出現(xiàn)渾濁則為大蒜汁稀釋液的最低抑菌濃度（MIC），相同條件下繼續(xù)培養(yǎng)24 h，如未出現(xiàn)渾濁則為大蒜汁稀釋液的最低殺菌濃度（MBC），共做3組平行試驗。

2 結(jié)果與分析

2.1 大蒜汁濃度對抑菌作用的影響

從圖1～2可以看出，不同濃度的大蒜汁對大腸桿菌、枯草芽孢桿菌、金黃色葡萄球菌的抑菌效果不同，大蒜汁濃度越大，抑菌效果越明顯，當(dāng)大蒜汁濃度為原汁的3.12%時，大蒜汁對枯草芽孢桿菌和大腸桿菌均無明顯抑菌的效果，金黃色葡萄球菌抑菌效果不明顯;當(dāng)大蒜汁濃度為12.50%時，3種試驗菌均有抑菌效果，大蒜汁對3種試驗菌的抑菌強(qiáng)弱也不盡相同，相同濃度的大蒜汁對枯草芽孢桿菌抑菌作用最強(qiáng)，其次是金黃色葡萄球菌，最后是大腸桿菌。

2.2 加熱溫度對大蒜抑菌作用的影響 從不同溫度下25%大蒜汁對大腸桿菌、枯草芽孢桿菌、金黃色葡萄球菌的抑菌影響（圖3）可以看出，經(jīng)過不同溫度處理的大蒜汁活性發(fā)生了改變，在35 ℃處理1 h的大蒜汁抑菌效果最好，當(dāng)大蒜汁的熱處理<35 ℃時，隨著溫度的升高，抑菌效果呈增加趨勢;相反地，當(dāng)溫度>35 ℃時，隨著溫度的升高，抑菌效果越差。不同熱處理的大蒜汁對大腸桿菌、枯草芽孢桿菌、金黃色葡萄球菌的抑菌效果也不盡相同。大蒜汁經(jīng)35 ℃處理后，對枯草芽飽桿菌抑菌效果最好，而對大腸桿菌的抑菌效果不是很明顯。當(dāng)溫度低于65 ℃時，大蒜汁的抑菌效果為枯草芽孢桿菌>金黃色葡萄球菌>大腸桿菌;當(dāng)溫度高于65 ℃時，大蒜汁的抑菌效果金黃色葡萄球菌>枯草芽孢桿菌>大腸桿菌;隨著熱處理溫度升高，大蒜汁抑菌作用逐漸減弱，當(dāng)溫度達(dá)到85 ℃，大蒜汁失去抑菌活性，高溫處理會使大蒜汁的抑菌能力降低或散失，尤其是高溫環(huán)境條件下更容易失活。

2.3 不同加熱時間對大蒜抑菌作用的影響

將大蒜置于55 ℃的恒溫水浴鍋中處理0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0 h ，抑菌作用的效果如圖4所示。從圖4可以看出，當(dāng)大蒜汁熱處理的時間小于1.0 h時，隨著熱處理時間的增加，大蒜對3種試驗菌的抑制作用均增強(qiáng);而熱處理時間大于1.5 h時，大蒜汁的抑菌作用效果明顯下降，此時大蒜汁的生物活性成分遭到破壞，抑菌作用下降。由此可知大蒜汁在55 ℃下加熱會逐漸失去活性。

2.4 不同pH處理對大蒜抑菌作用的影響

從不同pH緩沖液處理過的大蒜汁對大腸桿菌、枯草芽孢桿菌、金黃色葡萄球菌的抑菌效果比較（圖5）可以看出，大蒜汁在較寬的pH范圍內(nèi)都有抑菌活性，在酸性比較強(qiáng)的條件下，抑菌效果也比較明顯，相比而言，在堿性條件下的抑菌效果不明顯;當(dāng)緩沖液pH為6.0時，對金黃色葡萄球菌的抑菌效果最明顯，在pH為3.0時，大蒜汁對大腸桿菌也具有較強(qiáng)的抑菌效果。大蒜汁在不同pH條件下對3種試驗菌的抑菌效果也存在差異，特別是對枯草芽孢桿菌和金黃色葡萄球菌，當(dāng)pH>6.0時，隨pH的升高抑菌效果明顯下降，而對大腸桿菌的抑菌作用影響則不是很大。在pH為8.0時，對3種試驗菌均完全失去活性。以上說明大蒜在弱酸性或中性條件有抑菌活性，而在堿性條件下大蒜汁將會失去抑菌活性。原因可能是大蒜素在堿性條件會加速它的水解反應(yīng)，使大蒜素分子中的二硫鍵斷裂，進(jìn)而發(fā)生某種化學(xué)反應(yīng)，生成二烯丙基二硫化物及二氧化硫等產(chǎn)物。

2.5 MIC和MBC的測定

由表1可知，大蒜汁對不同指示菌的MIC和MBC是不同的。大蒜汁對大腸桿菌的MIC為 6.0 %，MBC為8.0%;對金黃色葡萄球菌的MIC是8.0%，MBC是12.0%;而對枯草芽孢桿菌的MIC為8.0%，MBC較高，為14.0%。由此可見，大蒜汁的抑菌活性較大，且其對大腸桿菌的抑制作用強(qiáng)于金黃色葡萄球菌和枯草芽孢桿菌。此外，大蒜汁對不同菌株的MBC普遍高于MIC。

3 結(jié)論

大蒜汁的抑菌作用效果會受到試驗菌株種類、大蒜汁濃度、溫度、加熱時間、不同pH處理等因素的影響;大蒜汁的抑菌作用隨著大蒜汁濃度的增加而逐漸增強(qiáng);大蒜汁加熱處理溫度會影響大蒜汁抑菌效果，溫度過高會使大蒜汁失去活性;大蒜汁在弱酸性條件下對試驗菌的抑菌作用較強(qiáng)，在堿性條件下抑菌作用效果不明顯，比較容易失活;熱處理時間對大蒜汁的抑菌效果也有影響，當(dāng)處理時間超過1 h時，隨著加熱時間的延長，抑菌效果逐漸減弱，甚至還會失去抑菌活性。

大蒜汁對不同菌種的最低抑菌濃度（MIC）和最低殺菌濃度（MBC）是不同的，對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、枯草芽孢桿菌這3種試驗菌的MIC分別為6.0%、8.0%、8.0%，MBC分別為8.0%、12.0%、14.0%。

大蒜汁的抑菌效果比較明顯，其抑菌作用隨著大蒜汁濃度的增加而逐漸增強(qiáng);不同熱處理的大蒜汁對大腸桿菌、枯草芽孢桿菌、金黃色葡萄球菌的抑菌效果也不盡相同;大蒜汁經(jīng)35 ℃處理后，對枯草芽孢桿菌抑菌效果最好，而對大腸桿菌的抑作用不是很明顯;當(dāng)溫度過高時，大蒜易失去活性而失去抑菌作用;熱處理時間也會影響大蒜的抑菌效果，大蒜加熱過長會影響大蒜的抑菌效果，所以生吃大蒜效果更好;大蒜汁在弱酸性條件下對試驗菌的抑菌作用較強(qiáng)，在堿性條件下抑菌作用效果不明顯，容易失去活性。

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