盧寧　侯金麗

摘要：隨著時代的發(fā)展，人們對食品安全的關(guān)注度上升，因此對天然防腐劑的開發(fā)和應(yīng)用成為近幾年的研究熱點。文章在前期研究的基礎(chǔ)上，繼續(xù)對苦菜提取液抑菌穩(wěn)定性進行研究。以大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、枯草芽孢桿菌、綠膿桿菌為供試菌種，探討溫度、pH、紫外線、金屬離子、蔗糖、保存時間等對苦菜提取液抑菌活性的影響。結(jié)果表明，苦菜提取液對熱處理、紫外線、保存時間均具有較好的穩(wěn)定性；pH為7.0時，苦菜提取液的抑菌效果最好；Ca2+、Fe2+、Fe3+有增強苦菜提取液抑菌能力的作用；隨著蔗糖濃度的增大，提取液的抑菌活性有所增強。苦菜提取液的抑菌活性較穩(wěn)定，可適應(yīng)多種加工條件，作為天然的抑菌防腐劑使用，有較好的應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：苦菜；提取液；抑菌；穩(wěn)定性

中圖分類號：TS201.2文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1000-9973（2023）06-0100-04

Abstract： With the development of the times， people pay more attention to food safety， so the development and application of natural preservatives has become a research hotspot in recent years. In this paper， on the basis of previous studies， the bacteriostatic stability of Patrinia villosa extract continues to be studied. With E. coli， Staphylococcus aureus， Bacillus subtilis and Pseudomonas aeruginosa as the tested bacteria， the effects of temperature， pH， ultraviolet ray， metal ions， sucrose and preservation time on the bacteriostatic activity of Patrinia villosa extract are discussed. The results show that Patrinia villosa extract has good stability to heat treatment， ultraviolet ray and preservation time; when the pH is 7.0， the bacteriostatic effect of Patrinia villosa extract is the best; Ca2+、Fe2+、Fe3+ have the effect of enhancing the bacteriostatic ability of Patrinia villosa extract; with the increase of sucrose concentration， the bacteriostatic activity of the extract increases. The bacteriostatic activity of Patrinia villosa extract is relatively stable and can adapt to various processing conditions. It has a good application prospect as a natural bacteriostatic preservative.

Key words： Patrinia villosa； extract； bacteriostasis； stability

收稿日期：2022-12-13

基金項目：2015年度河南省教育廳規(guī)劃項目（2015-GH-160）

作者簡介：盧寧（1983—），女，河南駐馬店人，講師，碩士，研究方向：營養(yǎng)與檢測及食品質(zhì)量安全控制；

侯金麗（1980—），女，河南新鄉(xiāng)人，講師，碩士，研究方向：微生物、化學(xué)。

食品在為人體提供豐富多樣的營養(yǎng)成分的同時，也為微生物的生長提供了充足的條件。微生物有適應(yīng)性強、生長旺盛、繁殖快等特點，極易造成各種食品腐敗變質(zhì)，引起食品的品質(zhì)嚴(yán)重下降。目前，因為微生物造成的食品行業(yè)每年損失大約占到10％～20％，給食品行業(yè)造成了很大困擾，同時也給食品行業(yè)在人力、物力、財力方面造成了非常大的損失。因此在食品生產(chǎn)、運輸、儲藏等過程中，如何科學(xué)防腐保鮮一直是不得不重視的問題[1]。對食品進行科學(xué)防腐保鮮的方法有很多，現(xiàn)在普遍流行的是在食品中添加防腐劑。

食品防腐劑對于防止食品腐敗變質(zhì)最簡單、最有效。目前，食品防腐劑主要分為兩種：一種是化學(xué)防腐劑，另一種是天然防腐劑，其中化學(xué)防腐劑應(yīng)用較多。但是近些年化學(xué)防腐劑殘留問題凸顯，食品安全已經(jīng)成為消費者和食品產(chǎn)業(yè)共同關(guān)心的熱點問題。因此各國都重視天然食品防腐劑的研究與開發(fā)，天然食品防腐劑不斷進入人們的視野，其應(yīng)用范圍將逐漸擴大。

苦菜，屬于菊科植物，生長于路邊及田野，在中國大部分地區(qū)以及俄羅斯、日本、韓國均有分布。作者前期研究發(fā)現(xiàn)，苦菜提取液對金黃色葡萄球菌、枯草芽孢桿菌、大腸桿菌、綠膿桿菌等一些主要的能夠引起食品腐敗的細菌都有不同程度的抑菌作用[2]，有的抑菌效果特別顯著。同時，苦菜提取液具有高效、低毒、自然資源豐富的特點，在食品防腐及果蔬保鮮等方面有良好的應(yīng)用前景。目前，苦菜提取液的研究內(nèi)容主要集中在以下幾個方面：其一，苦菜提取液的各種提取方法；其二，苦菜提取液的各種提取工藝[3-4]；其三，苦菜提取液在各種食品中的應(yīng)用[5-6]。但是，對于苦菜提取液抑菌穩(wěn)定性的研究未見報道?；诖?，本實驗通過對苦菜提取液在不同的溫度、pH、紫外線、金屬離子、蔗糖、保存時間等條件下進行處理，研究苦菜提取液的抑菌穩(wěn)定性。此次研究成果將為苦菜提取液在食品中的應(yīng)用提供新的理論參考依據(jù)和更廣闊的空間。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

苦菜：河南鄭州；大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、枯草芽孢桿菌、綠膿桿菌：河南工業(yè)貿(mào)易職業(yè)學(xué)院微生物實驗室；平板計數(shù)瓊脂培養(yǎng)基：廣東環(huán)凱微生物科技有限公司；其余化學(xué)試劑均為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

RC-FA系列電子分析天平 北京睿誠永創(chuàng)科技有限公司；多功能粉碎機 常州庭旺干燥設(shè)備有限公司；立式壓力蒸汽滅菌鍋 濟南程騰生物技術(shù)有限公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 苦菜提取液的制備[5]

稱取100 g苦菜，用組織搗碎機破碎，置于燒杯中加入1 000 mL 水，常規(guī)水煎，濃縮至500 mL，即濃度為0.25 g/mL的母液，滅菌備用。臨用前將0.25 g/mL的母液稀釋至120? mg/L。

1.3.2 抑菌圈的測定——牛津杯法[7-8]

牛津杯法是檢測抗生素效價的一種方法，本實驗選擇三劑量法。主要原理為將培養(yǎng)基表面直接垂直放上裝滿藥液的牛津杯，在培養(yǎng)皿中，實驗菌生長的同時，抗生素呈球面擴散，離牛津杯越近，抗生素濃度越大，離牛津杯越遠，抗生素濃度越小。隨著抗生素濃度的減小，有一條最低抑菌濃度帶，在濃度帶范圍內(nèi)，菌不能生長，而呈透明的圓圈，稱為“抑菌圈”?？股貪舛仍礁撸志υ酱?。

本次研究采用的實驗具體操作如下：

將各種供試菌菌種擴大活化后，用無菌水稀釋至菌液濃度達到108 CFU/mL。

將處理后的各種供試菌懸液100 μL分別均勻涂布在平板上，用鑷子將3個無菌的牛津杯（內(nèi)徑6 mm、外徑8 mm、高10 mm的圓形小管，管的兩端要光滑，也可用玻璃管、瓷管）放入培養(yǎng)皿中，輕輕按壓牛津杯，使其與培養(yǎng)基表面接觸嚴(yán)密。

吸取250 μL苦菜提取液放入牛津杯中，將裝有牛津杯的培養(yǎng)基放置于37 ℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24 h后取出，用游標(biāo)卡尺分別測量抑菌圈直徑。

每組重復(fù)3次，取平均值，同時采用無菌水作陰性對照實驗。

1.3.3 熱處理對苦菜提取液抑菌穩(wěn)定性的影響

取質(zhì)量濃度為120 mg/L 的苦菜提取液分別置于40，60，80，100 ℃水浴和121 ℃高壓濕熱條件下處理30 min，與未進行加熱處理的苦菜提取液進行對照。經(jīng)過對供試菌的培養(yǎng)后，測定每個處理溫度下苦菜提取液的抑菌圈直徑，每組重復(fù)3次。

1.3.4 pH對苦菜提取液抑菌穩(wěn)定性的影響[9]

用HCl 和 NaOH 溶液調(diào)節(jié)120 mg/L 的苦菜提取液的pH值分別為2.0，4.0，6.0，7.0，8.0，10.0，以未進行pH值調(diào)節(jié)的苦菜提取液（pH值為6.8）作對照。經(jīng)過對供試菌的培養(yǎng)后，測定不同pH值下苦菜提取液的抑菌圈直徑，每組重復(fù)3次。

1.3.5 紫外線照射對苦菜提取液抑菌穩(wěn)定性的影響

將120 mg/L 的苦菜提取液分別在紫外燈下垂直照射10，20，30，40，50，60 min，與未進行紫外線照射處理的苦菜提取液作對照。經(jīng)過對供試菌的培養(yǎng)后，測定不同紫外線照射時間處理下苦菜提取液的抑菌圈直徑，每組重復(fù)3次。

1.3.6 金屬離子對苦菜提取液抑菌穩(wěn)定性的影響[10-11]

用1 mol/L的不同金屬離子（K+、Na+、Ca+、Fe2+、Fe3+）溶液浸泡苦菜提取液12 h，其中苦菜提取液的質(zhì)量濃度為120 mg/L，以未進行金屬離子浸泡處理的苦菜提取液作對照。經(jīng)過對供試菌的培養(yǎng)后，測定不同金屬離子下苦菜提取液的抑菌圈直徑，每組重復(fù)3次。

1.3.7 蔗糖濃度對苦菜提取液抑菌穩(wěn)定性的影響

用濃度為10%、20%、30%、40%、50%、60%的蔗糖溶液溶解苦菜提取液，配制成濃度為120 mg/L的苦菜提取液，以不加蔗糖溶液的苦菜提取液作空白對照。經(jīng)過對供試菌的培養(yǎng)后，測定不同蔗糖溶液濃度下苦菜提取液的抑菌圈直徑，每組重復(fù)3次。

1.3.8 保存時間對苦菜提取液抑菌穩(wěn)定性的影響

將120 mg/L 的苦菜提取液在室溫下每隔4 d測定一次抑菌活性，共測5次，與未經(jīng)室溫保存的苦菜提取液作對照。通過觀察，測定不同保存時間下苦菜提取液的抑菌圈直徑，每組重復(fù)3次。

2 結(jié)果與分析

2.1 熱處理對苦菜提取液抑菌穩(wěn)定性的影響

由圖1可知，經(jīng)過不同溫度處理的苦菜提取液對供試菌的抑菌圈直徑?jīng)]有明顯影響，基本保持原有的抑菌效力，表明苦菜提取液熱處理后其抗菌成分活性并未受到顯著影響，說明溫度變化對苦菜提取液抑菌活性的影響不大，不易發(fā)生熱變性，具備很好的熱穩(wěn)定性?？嗖颂崛∫旱哪蜔嵝钥蓱?yīng)用于食品的保鮮儲藏，可作為熱加工食品中的防腐劑。且苦菜提取液的熱穩(wěn)定性對高溫環(huán)境下食品運輸過程中的防腐保鮮具有重要的應(yīng)用價值，可大大提高食品的儲藏期[12]。

2.2 pH對苦菜提取液抑菌穩(wěn)定性的影響

由圖2可知，不同pH環(huán)境對苦菜提取液的抑菌效果影響很大。當(dāng)pH值為7.0時，苦菜提取液的抑菌效果達到最好。當(dāng) pH≤6或 pH≥7 時，隨著處理后苦菜提取液的pH值逐漸降低或升高，苦菜提取液的抑菌效果均會逐漸降低。原因可能是pH值升高或降低破壞了苦菜提取液中抑菌物質(zhì)的結(jié)構(gòu)（或活性），而在中性和弱酸性的環(huán)境下，苦菜提取液中抑菌物質(zhì)的結(jié)構(gòu)較穩(wěn)定，具有較強的抑菌活性。因此，將苦菜提取液應(yīng)用于食品保鮮時，應(yīng)避免強酸或堿性條件。

2.3 紫外線照射對苦菜提取液抑菌穩(wěn)定性的影響

由圖3可知，和對照組相比，經(jīng)過不同時間的紫外線照射處理，苦菜提取液對實驗菌枯草芽孢桿菌、金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、綠膿桿菌的抑菌活性變化趨勢平緩，抑菌活性基本保持穩(wěn)定。實驗結(jié)果表明，苦菜提取液中的抑菌活性成分對紫外線具有極高的穩(wěn)定性。

2.4 金屬離子對苦菜提取液抑菌穩(wěn)定性的影響

由圖 4 可知，苦菜提取液經(jīng) Na+、K+兩種離子處理后，抑菌活性與對照基本保持一致。但經(jīng)Ca2+、Fe2+、Fe3+處理后，苦菜提取液的抑菌活性明顯高于對照，其原因可能是金屬離子本身對菌體的生長存在抑制作用[13]，以及金屬離子與苦菜提取液中的抑菌活性成分發(fā)生了螯合作用，從而明顯提高了其抑菌能力。

2.5 蔗糖濃度對苦菜提取液抑菌穩(wěn)定性的影響

由圖5可知，隨著蔗糖濃度的升高，苦菜提取液的抑菌能力逐漸增強。這表明蔗糖對苦菜提取液的抑菌活性具有一定的增效作用，表現(xiàn)出了協(xié)同效應(yīng)，提高了抑菌活性。有研究顯示，當(dāng)蔗糖達到一定濃度時，通過影響微生物細胞膜的滲透壓，從而抑制微生物的生長[14-16]，因此對苦菜提取液的抑菌活性起到促進作用。

2.6 保存時間對苦菜提取液抑菌穩(wěn)定性的影響

由圖6可知，隨著保存時間的延長，苦菜提取液的抑菌活性略有降低，說明其抑菌成分在光照、氧氣等的作用下可能發(fā)生變化，使得有效含量減少，進而降低了抑菌效果。

3 結(jié)果與討論

熱處理、介質(zhì)pH的變化、不同金屬離子、紫外殺菌、添加蔗糖，都是在食品生產(chǎn)中經(jīng)常采用的抑菌處理方式。本實驗選取這些常見因素對苦菜提取液進行了抑菌穩(wěn)定性的研究，實驗結(jié)果表明，苦菜提取液對溫度、紫外照射及金屬離子具有良好的穩(wěn)定性，且Ca2+、Fe2+、Fe3+處理后的苦菜提取液的抑菌活性明顯高于對照；蔗糖濃度對苦菜提取液的抑菌活性有一定的影響，在一定程度上有增效作用；苦菜提取液在中性和弱酸性的環(huán)境下具有較強的抑菌活性，其中pH為7.0時，苦菜提取液的抑菌效果達到最好；在保存期20 d內(nèi)，苦菜提取液的抑菌活性變化幅度較小，說明苦菜提取液的抑菌成分受環(huán)境因素的影響較小。

食品添加劑未來的發(fā)展方向趨于綠色、天然、健康，隨著居民生活和消費水平的提高，人們對食品的安全性越來越重視。通過實驗可知，苦菜提取液的抑菌活性較穩(wěn)定，可以適應(yīng)多種常見抑菌處理方式，作為天然的抑菌防腐劑使用，有較好的應(yīng)用前景。后續(xù)研究可對苦菜提取液中的主要抑菌物質(zhì)進行分離純化與結(jié)構(gòu)分析，同時闡明其抑菌機制，消除其對食品風(fēng)味的影響，為新型的植物性抑菌防腐劑的開發(fā)提供參考依據(jù)。

參考文獻：

[1]盛幼珍，余龍江，王麗梅．天然食品防腐劑的篩選與評價[J].食品科技，2009，34（8）：204-207.

[2]侯金麗.苦菜提取液抗菌效能試驗研究[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2015（7）：23-25.

[3]王秋亞.超聲波輔助提取陜北野生苦菜中單寧的工藝優(yōu)化[J].食品工業(yè)，2019，40（8）：35-39.

[4]王紅玉，焦林宏，趙芳，等.超聲輔助提取鹽堿地苦菜多酚及其抗氧化活性研究[J].糧食與油脂，2020，33（7）：198-201.

[5]侯金麗，侯小麗.苦菜提取液對櫻桃保鮮效果的影響[J].食品研究與開發(fā)，2015，36（10）：125-128.

[6]郭愛華，張巧仙，張凱燕.苦菜凍干粉水提液對葡萄保鮮品質(zhì)及抗氧化性的影響[J].食品工業(yè)，2020，41（7）：104-109.

[7]吳少輝，葉偉娟，于新.南五味子提取物抑菌作用穩(wěn)定性的研究[J].中國食品學(xué)報，2012，12（9）：144-151.

[8]BREMER V， CRISOSTO G， MOLINAR R， et al. San Joaquin Valley blueberries evaluated for quality attributes[J].California Agriculture，2008，62（3）：91-96.

[9]孫長花，丁娟芳，王君.迷迭香提取液的抑菌作用及穩(wěn)定性研究[J].中國調(diào)味品，2020，45（11）：42-45.

[10]LACIA R O， VACAR M L， CARRIZO F R， et al. Antibacterial and antioxidant activities of the essential oil of Artemisia echegarayi Hieron.（Asteraceae）[J].Revista Argentina de Microbiologia，2009，41（4）：226-231.

[11]M. T. 馬迪根， J. M. 馬丁克.Brock微生物生物學(xué)（第11版）[M].李明春，楊文博，譯.北京：科學(xué)出版社，2009：95-113．

[12]孫義玄，包怡紅.艾蒿多糖抑菌活性及穩(wěn)定性[J].食品與生物技術(shù)學(xué)報，2017，36（9）：990-995.

[13]趙淑艷，呼世斌，吳煥利，等.山茱萸提取物抑菌活性成分穩(wěn)定性的研究[J].食品科學(xué)，2008，29（1）：98-101.

[14]陳佳佳，劉凡，廖森泰，等.桑葉提取物抑菌活性及抑菌穩(wěn)定性研究[J].食品工業(yè)科技，2012，33（9）：88-91.

[15]劉海燕，張建偉.明日葉提取物抑菌活性成分穩(wěn)定性的研究[J].食品研究與開發(fā)，2016，37（10）：39-42.

[16]張媛媛，馮亞凈，李書國.五味子乙醇提取物的抑菌穩(wěn)定性及抑菌機理研究[J].糧油食品科技，2016，24（1）：55-60.