材料與儀器

實驗材料

大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、白色念珠菌3種常見菌，由上海魯微科技有限公司提供。

牛肉膏、蛋白胨、瓊脂粉、NaCl（分析純鹽）由荊楚理工學院微生物實驗室提供。

儀器

無菌水、滅菌三角瓶、玻璃珠、三角棒、75%酒精棉、消毒鑷子、移液管、接種針、酒精燈、試劑瓶、培養(yǎng)基、膠頭滴管、燒杯、玻璃棒、稱量紙、電磁爐、電子秤、鐵鍋、勺子、超凈工作臺、旋轉(zhuǎn)式搖床、高溫滅菌鍋。

實驗過程

固體培養(yǎng)基的制備

稱取牛肉膏5g，蛋白胨10g，瓊脂20g倒入燒杯中，用加熱后的無菌水完全融化試劑后倒入鐵鍋中，加入無菌水1升，用電磁爐小火加熱，同時用玻璃棒慢慢攪拌。待試劑溶解煮沸后，將鍋放入超凈工作臺內(nèi)，趁沸用勺子取適量溶液倒入培養(yǎng)皿內(nèi)鋪平，待溶液冷卻凝固后蓋好置于超凈工作臺。

菌懸液的制備

在超凈工作臺內(nèi)將接種針用酒精燈燒紅，冷卻后輕輕刮動斜面孢子懸浮層，取得少量大腸桿菌（金黃色葡萄球菌、白色念珠菌）加入已倒入適量滅菌水的三角瓶中，加入玻璃珠數(shù)粒后放入旋轉(zhuǎn)式搖床內(nèi)培養(yǎng)2小時（設置轉(zhuǎn)速200～250r/min），制得3種菌懸液，放入超凈工作臺內(nèi)待用。

墨水圓紙片的制備

將濾紙片剪成直徑8毫米的圓片，用鑷子分別沾取實驗室自制殼寡糖食品級墨水（藍、黃、紅）編號為1#（藍1#、黃1#、紅1#）。用鑷子分別沾取實驗室自制普通食品級墨水（藍、黃、紅）編號為0#（藍0#、黃0#、紅0#），墨水配方如右表1。

表1 殼寡糖食品級墨水配方

接種及培養(yǎng)

分別取少量制備好的3種菌懸液倒入燒杯中，用膠頭滴管取幾滴菌懸液滴入固體培養(yǎng)基內(nèi)，用三角棒鋪平。將三種帶菌固體培養(yǎng)基分別編號為大腸桿菌培養(yǎng)基、金黃色葡萄球菌培養(yǎng)基、白色念珠菌培養(yǎng)基。將同色1#與0#編為一組分別放入3種細菌培養(yǎng)基內(nèi)（藍1#與藍0#、黃1#與黃0#、紅1#與紅0#），放入37℃恒溫培養(yǎng)箱內(nèi)培養(yǎng)24h。

圖1 藍色墨水對金黃色葡萄球菌的抑制效果圖

現(xiàn)象與分析

金黃色葡萄球菌

由圖表1可知，墨水藍0# 周圍均有金黃色葡萄球菌菌落長出，而墨水藍1# 的圓片周圍都有抑菌圈出現(xiàn)。

圖2 黃色墨水對大腸桿菌的抑制效果圖

這是由于墨水藍0#中未添加具有抑菌作用的殼寡糖，其中具有抑菌效果的酒精在圓片干燥過程中已揮發(fā)而不起抑菌作用，而圓片上蘸有的墨水成分均為食品級別，為金黃色葡萄球菌提供了養(yǎng)分，從而其周圍有菌落長出。而墨水藍1#中添加了具有抑菌作用的殼寡糖，殼寡糖在墨水中仍然保持了抑菌作用，故而圓片周圍有抑菌圈出現(xiàn)。

大腸桿菌

由圖2是可知，墨水黃0#周圍均有大腸桿菌菌落長出，而墨水黃1#的圓片周圍都有抑菌圈出現(xiàn)。

圖3 四色墨水對白色念球菌的抑制效果圖

1#相比于0#區(qū)別在于添加了殼寡糖作為理想抑菌物質(zhì)，而1#有明顯抑菌圈生成，0#并無明顯抑菌作用。其中具有抑菌效果的酒精滅除雜菌后在圓片干燥過程中已揮發(fā)完全而不影響殼寡糖的抑菌作用。如酒精殘留，0#相對于1#不會有大量細菌生長繁殖。圓片上蘸有的墨水成分為細菌的生長繁殖提供了養(yǎng)料，所以會有菌群出現(xiàn)。而墨水黃1#中添加了殼寡糖，殼寡糖在細菌生長繁殖過程中起到了抑菌作用，故1#有明顯抑菌圈生成。

白色念珠菌

由圖3是可知，墨水紅0#周圍均有白色念球菌菌落長出，而墨水紅1#的圓片周圍都有抑菌圈出現(xiàn)。

由于墨水紅0#中未添加具有抑菌作用的殼寡糖，而圓片上的食品級墨水為白色念珠菌提供了養(yǎng)料，酒精因揮發(fā)不起抑菌作用，故0#無明顯抑菌作用產(chǎn)生。1#相比于0#添加了殼寡糖作為理想抑菌物質(zhì)，食品級墨水為白色念珠菌提供了養(yǎng)料，酒精因揮發(fā)不起抑菌作用，而1#有明顯抑菌圈生成，故判定殼寡糖作為抑菌物質(zhì)起到了抑制白色念珠菌的生長繁殖。

實驗結(jié)論

如圖1 、圖2 、圖3所示， 1#類相比于0#類實驗結(jié)果而言有明顯抑菌圈形成，而0#類基本無抑菌作用的產(chǎn)生，說明殼寡糖對于添加于食品級別的白色念珠菌、金黃色葡萄球菌、大腸桿菌三種常見菌具有較好的抑制作用。殼寡糖相比于市面上常用的食品防腐劑B H T(丁基羥基茴香醚）、B H A（二丁基羥基甲苯）具有純天然、無毒性副作用、有益于人體、獲取方式簡單等利處。殼寡糖的抑菌機理主要是形成一層高分子薄膜吸附于細胞外，中斷了營養(yǎng)物質(zhì)向細胞內(nèi)的運輸過程，干擾細胞正常的生長繁殖，從而起到抑菌作用。殼寡糖在運用于食品級別的保鮮防腐功能在我國食品運輸、零售市場具有很大潛力，而殼寡糖濃度與抑菌作用的強度和關系有待進一步研究。