陳英琛,王 宇,胡文靜,戰(zhàn)嘉怡,李盡鑫

(遼寧科技學(xué)院 生物醫(yī)藥與化學(xué)工程學(xué)院,遼寧 本溪 117004)

0 引言

大蒜(Garlic)是一種百合科植物,原產(chǎn)于亞洲的西部高原,它是一種常用的日常調(diào)味食品,其味道辛辣,并且具有強(qiáng)烈的蒜臭味,其蒜苗、蒜薹等都可以在日常飲食中作為蔬菜使用。大蒜不只可以作食物材料,其醫(yī)學(xué)用途也較廣泛,是十分著名的藥食兩用的植物,因此被認(rèn)為是世界上重要的20種蔬菜之一。大蒜含有豐富的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),如揮發(fā)性物質(zhì)[1]硫醚化合物、糖類(lèi)、脂類(lèi)、氨基酸類(lèi)、肽類(lèi)化合物、酶類(lèi)以及維生素和微量元素等[2]。大蒜不但有豐富的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值,還具有多方面的生物活性,如防治心血管疾病、降血脂、抗腫瘤、抗氧化、清除自由基等。同時(shí),具有抗菌作用,對(duì)細(xì)菌、真菌及病毒等感染均有一定的療效。在對(duì)大蒜功效的深入和大量探求的情況下,受人歡迎的保健食品中也出現(xiàn)了大蒜和大蒜的工業(yè)制品的身影。目前市場(chǎng)上的大蒜制品主要以大蒜粉和大蒜油為主,對(duì)于水提物的研究相對(duì)較少,而研究方向以水與新鮮大蒜為主的提取則更少,由于受蒜油和蒜粉提取工藝的限制,氨基酸、多肽、蒜多糖等成分遭到破壞,而水提物的提取工藝保留了大蒜主要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)-蒜氨酸[3],以蒜氨酸為代表的水溶性成分,具有蒜粉和蒜油不可替代的藥理活性。

文章研究的目的在于采用不同方式的提取方法對(duì)大蒜中的活性物質(zhì)進(jìn)行水提取, 在保證大蒜水提取物活性效果較優(yōu)的同時(shí),再研究不同大蒜水提物對(duì)幾種常見(jiàn)微生物的抑菌效果,證實(shí)日常生活中大蒜充分發(fā)揮功效的使用方法,以便開(kāi)發(fā)大蒜水提物這一保健領(lǐng)域的潛能。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路為:分別采用三種不同方法從大蒜中獲得含有活性物質(zhì)的水提物→對(duì)各種水提物進(jìn)行不同濃度處理→對(duì)細(xì)菌、霉菌等常見(jiàn)菌種展開(kāi)抑菌實(shí)驗(yàn)→分析抑菌活性。

1 大蒜樣品處理與抑菌實(shí)驗(yàn)菌種的選擇

1.1 大蒜樣品處理

本實(shí)驗(yàn)所需樣品為從市場(chǎng)購(gòu)買(mǎi)產(chǎn)于山東的應(yīng)季新鮮大蒜,對(duì)采買(mǎi)來(lái)的新鮮大蒜進(jìn)行仔細(xì)篩選,選取無(wú)芽無(wú)腐爛的大蒜扒皮洗干凈備用,如圖1所示。

圖1 大蒜樣品

1.2 抑菌實(shí)驗(yàn)菌種的選擇

本實(shí)驗(yàn)選用三種常見(jiàn)細(xì)菌:金黃色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、枯草芽孢桿菌(Bacillus subtilis)、革蘭氏陰性細(xì)菌(大腸桿菌(Escherichia coli))和兩種常見(jiàn)霉菌(青霉菌(Penicillium)、曲霉菌(Aspergillus))作為抑菌實(shí)驗(yàn)菌種,所用菌種均由遼寧科技學(xué)院藥化學(xué)院微生物實(shí)驗(yàn)室提供。

2 大蒜水提物三種提取方法及水提物處理方法

2.1 常溫水提法

采用酶解法[4]中大蒜水提物濃度計(jì)算方法:大蒜水提物質(zhì)量百分比=大蒜質(zhì)量/(大蒜質(zhì)量+水的體積)×100%,取適量的大蒜充分研磨成蒜泥,經(jīng)最終實(shí)驗(yàn),確定為取26 g蒜泥加入6 mL蒸餾水,充分?jǐn)嚢?用四層紗布過(guò)濾,得到質(zhì)量百分比為81.25%的大蒜水提物,同理,分別加入11 mL、17 mL、26 mL、39 mL蒸餾水,得到70.27%、60.47%、50%、40%的大蒜水提物,將紗布過(guò)濾后的五種濃度水提物分別用布氏漏斗抽濾,分別標(biāo)記清楚備用,使用時(shí)在無(wú)菌條件下將提取液經(jīng)濾菌膜過(guò)濾除菌后用于抑菌實(shí)驗(yàn),如圖2所示。

圖2 常溫提取法:大蒜水提物稀釋不同濃度供試液

2.2 微波爐法

按照胡力夫等[5]的研究?jī)?nèi)容,根據(jù)實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有微波爐設(shè)備(功率400 W),取30 g大蒜高火1 min滅酶,取出后搗碎過(guò)程中出現(xiàn)部分大蒜不可完全研磨的情況,為防止影響大蒜中蒜氨酸等物質(zhì)的活性,最終經(jīng)試驗(yàn),改條件為50 g大蒜,低火10 min滅酶,用研缽充分研磨,加入20 mL蒸餾水,充分?jǐn)嚢?用四層紗布過(guò)濾,將過(guò)濾液分裝到離心管中,配平之后按照順序放入離心機(jī)里面,設(shè)置離心機(jī)條件為轉(zhuǎn)速3 500 r/min,時(shí)間為15 min。把上清液倒掉,標(biāo)記備用,使用時(shí)在無(wú)菌條件下將提取液經(jīng)濾菌膜過(guò)濾除菌后用于抑菌實(shí)驗(yàn),如圖3所示。

圖3 微波爐法:大蒜水提物稀釋不同濃度供試液

2.3 酶解法

根據(jù)文獻(xiàn)[4],取適量大蒜搗碎成泥,裝入燒杯,用保鮮膜封住燒杯口,放入40 ℃水浴鍋中30 min加熱[6-7],然后取出11 g蒜泥不加蒸餾水(未經(jīng)水提處理的原液),直接用紗布過(guò)濾,在4 000 r/min,離心10 min,吸取下清液,標(biāo)記備用。另取11 g蒜泥,加入9 mL蒸餾水,充分?jǐn)嚢?用四層紗布過(guò)濾,分裝于離心管中,配平后放入設(shè)備中,設(shè)置離心條件為4 000 r/min,10 min,取出后吸取上清液,得到55%的水提液。同理,分別取5 g酶解后的蒜泥,分別加入5 mL、15 mL、35 mL、75 mL蒸餾水,得到50%、25%、12.5%、6.25%的提取液濃度,分別做離心,吸取上清液(操作同上)?？偣参鍌€(gè)濃度提取液,標(biāo)記備用,使用時(shí)在無(wú)菌條件下將提取液經(jīng)濾菌膜過(guò)濾除菌后用于抑菌實(shí)驗(yàn),如圖4所示。

圖4 酶解法:大蒜水提物稀釋不同濃度供試液

3 三種提取方法獲得大蒜水提物的抑菌效果

3.1 抑菌圈直徑的判定標(biāo)準(zhǔn)

本實(shí)驗(yàn)采用濾紙片法測(cè)定各成分不同濃度粗提液的抑菌效果,具體操作流程為:制備培養(yǎng)基,涂布菌懸液→以蒸餾水作陰性對(duì)照,放置對(duì)照組及含各成分不同濃度粗提液的濾紙片于上一步的培養(yǎng)皿中→恒溫培養(yǎng)→測(cè)量抑菌圈直徑并做好數(shù)據(jù)記錄。

通常規(guī)定,抑菌圈直徑的判定標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。

表1 抑菌圈直徑的判定標(biāo)準(zhǔn)

3.2 常溫水提法獲得的大蒜水提物的抑菌效果

常溫水提法獲得的大蒜水提物對(duì)五種常見(jiàn)菌的抑菌效果如圖5和表2所示。

表2 抑菌圈直徑的判定標(biāo)準(zhǔn)

圖5 常溫水提法:大蒜水提物對(duì)五種常見(jiàn)菌的抑菌效果

由表2中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析可知,總體上同濃度的常溫提取液對(duì)于三種細(xì)菌的抑菌活性較強(qiáng),且常溫提取液濃度越高,對(duì)菌種的抑菌效果越明顯,不同的是枯草芽孢桿菌在提取液濃度為40%時(shí)仍有抑菌效果,而其他兩種實(shí)驗(yàn)用的細(xì)菌微生物無(wú)抑菌效果。相對(duì)于細(xì)菌81.25%時(shí)有明顯的抑菌圈,青霉和黑曲霉相較于細(xì)菌抑菌效果稍弱,在低濃度時(shí)達(dá)不到抑菌效果。故常溫提取法對(duì)細(xì)菌的抑菌效果更強(qiáng),對(duì)霉菌的抑菌活性較弱。

3.3 微波爐法獲得的大蒜水提物的抑菌效果

微波爐法獲得大蒜水提物對(duì)五種常見(jiàn)菌的抑菌效果如圖6所示。

圖6 微波爐法:大蒜水提物對(duì)五種常見(jiàn)菌抑菌效果

由圖6可知,微波爐法提取的大蒜水提物對(duì)細(xì)菌以及霉菌均無(wú)抑菌效果,由于本方法已在操作處理上保證水提取最大濃度,故排除提取液濃度不夠大的問(wèn)題。

3.4 酶解法:獲得的大蒜水提物的抑菌效果

酶解法獲得大蒜水提物對(duì)五種常見(jiàn)菌的抑菌效果如圖7和表3所示。

表3 酶解法:大蒜水提物稀釋不同濃度供試液抑菌效果

圖7 酶解法:大蒜水提物對(duì)五種常見(jiàn)菌抑菌效果

從表3數(shù)據(jù)可知,酶解法水提取的大蒜水提物有著明顯的抑菌效果,酶解原液雖然抑菌效果也很明顯,但是和水提處理后的酶解大蒜水提物的抑菌效果相比,明顯是水提處理后的水提物的抑菌效果更加顯著,甚至在水提物稀釋濃度為55%時(shí),依然可以達(dá)到和原液幾乎持平的抑菌活性,乃至于大腸桿菌、枯草芽孢桿菌、青霉菌、曲霉菌的抑菌效果要優(yōu)于原液的活性。此外,還可以看出,大蒜酶解法提取出的水提物在同時(shí)對(duì)細(xì)菌以及霉菌進(jìn)行抑菌試驗(yàn)時(shí)所表現(xiàn)出的效果,對(duì)細(xì)菌的抑制效果遠(yuǎn)優(yōu)于霉菌。

4 結(jié)論

文章通過(guò)常溫提取法、微波爐法、酶解法三種方法對(duì)枯草芽孢桿菌、金黃葡萄球菌、大腸桿菌、青霉菌、曲霉菌進(jìn)行抑菌實(shí)驗(yàn),分別得出抑菌數(shù)據(jù),比較每種方法對(duì)五種菌的抑菌效果,總體上細(xì)菌抑菌效果要優(yōu)于霉菌,而枯草芽孢桿菌的抑菌效果最優(yōu),曲霉菌最差。水提物濃度越大,抑菌效果越強(qiáng)。微波爐法獲得的大蒜水提物無(wú)抑菌活性,這是由于高溫滅酶使蒜酶失活,從而使大蒜中的蒜氨酸不能轉(zhuǎn)化大蒜素,同時(shí),大蒜本身的大蒜素不穩(wěn)定,受熱失效,抑制了大蒜素發(fā)揮功效。除此之外,高溫也使蒜多糖失活,失去功效,所以,大蒜中主要的活性物質(zhì)都失活,使此種方法無(wú)抑菌效果,故在對(duì)大蒜水溶性物質(zhì)提取的過(guò)程中應(yīng)注意溫度的控制。