復配精油對鏈格孢霉和青霉抑菌效果的影響

肉桂是樟科植物的干燥果皮，也被稱為肉桂、牡丹和紫桂。它是一種用于醫療和食品的植物材料。肉桂精油一般為黃色或琥珀色液體,主要成分為肉桂醛(80%以上),此外還有香蘭素、丁香酚、水楊醛、肉桂酯等,具有一定抑菌和抗氧化性能。有研究表明利用肉桂精油和丁香精油結合氣調貯藏可以有效抑制微生物的生長。蒜(AlliumsativumL.)又名葫,大蒜精油為一種黃色油狀液體,具有強烈蒜臭味,主要成分為大蒜素(allcin)即二烯丙基硫代亞磺酸酯(C6H10S2O),是大蒜精油中主要殺菌成分,其殺菌能力為青霉素的百倍。由于肉桂精油和大蒜精油有廣譜抗菌性,抑菌效果好的優點,因此對精油抑菌活性進行研究,對開發天然食品防腐劑和保鮮劑具有重要意義。本試驗對肉桂精油和大蒜精油的抑制真菌效果進行研究,測定2種精油的最低抑菌濃度(MIC),討論溫度、pH及2種精油復配比例對抑菌效果的影響,以期為開發天然食品防腐劑奠定基礎。1材料和方法1.1微生物菌種uimsp.鏈格孢霉(Alternariasp.)青霉(Penicilliumsp.)菌種由南疆特色農產品深加工兵團重點試驗室提供。主要試劑蔗糖、硫酸鎂、磷酸氫二鉀、氯化鈉、氯化鉀、硝酸鈉、硫酸鐵等均為分析級試劑;大蒜精油、肉桂精油購于振興香料油廠(5℃保藏)。1.2儀器、試劑與儀器立式自動電熱壓力滅菌器BCD-223GB,上海申安醫療器械廠;超凈工作臺SW-CJ-1F,上海博迅實業有限公司醫療設備廠;電子天平AR2140,梅特勒、托利多儀器上海有限公司;電磁加熱器RC2,意大利VELP;微型旋渦混合儀XW-80A,上海滬西分析儀器廠有限公司;數顯不銹鋼電熱培養箱HPX-9000,上海博迅實業有限公司醫療設備廠。1.3測試方法1.3.11.3.2抑菌圈直徑測定取制備好的含菌平板(涂布法,孢子數107個/mL),用直徑為8mm打孔器打孔(每板3孔為宜)。孔內注入相應的抑菌物質0.1mL,于28℃恒溫培養72h,觀察各平板抑菌圈直徑大小(測量值減去8mm)。每組試驗均做2個平行,重復3次,求平均值(下同)。1.3.2.復配精油在自然pH條件下,2種精油按體積比1∶1,1∶2,1∶3,2∶1,2∶3,3∶1,3∶2,用丙三醇作為稀釋溶劑進行復配(復配精油質量濃度總含量為4.2μL/mL)。吸取不同比例復配液0.1mL注入孔中,28℃培養72h,測量抑菌圈直徑,比較不同比例對2種霉菌的抑菌效果。1.3.2.精油復配液抑菌效果的測定在自然pH條件下(pH在6左右),取最佳比例復配液,在5℃,20℃,35℃,50℃,65℃,80℃,95℃不同溫度下處理2h,吸取復配液0.1mL注入孔中,28℃培養72h,室溫最佳復配液為對照,比較不同溫度處理下精油復配液對2種霉菌的抑菌效果。1.3.2.ph對2種真菌生長的影響最適溫度下,取最佳比例復配液,用0.1mol/L的NaOH和0.1mol/LHCL調節pH分別3,4,5,6,7,8,9后,分別吸取0.1mL注入孔中,28℃培養72h,以自然pH最佳復配液為對照,比較不同pH處理的最佳復配液對2種霉菌的抑菌效果。1.3.3復配液對鏈格孢霉的抑菌效果測定根據上述單因素試驗結果,設計正交因素水平方案,選取單因素中最佳條件為相應水平,參考抑菌圈直徑大小,研究最佳大蒜精油與肉桂精油的復配液對鏈格孢霉的抑菌效果,并進行驗證性試驗。2結果與分析2.1兩種精油對鏈格孢霉的最小抑菌濃度MIC測定結果見表1。由表1可見,肉桂精油與大蒜精油對兩種霉菌的抑制作用均隨精油濃度的提高而增強。兩種精油對鏈格孢霉的最小抑菌濃度分別為0.313μL/mL和1.25μL/mL;對青霉的最小抑菌濃度分別為0.313μL/mL和5μL/mL。即肉桂精油對兩種霉菌的MIC差別不大,而大蒜精油對鏈格孢霉的抑菌活性要高于對青霉的抑菌活性。2.2復配精油的抑菌效果兩種精油不同比例對抑菌效果的影響見圖1。肉桂精油、大蒜精油對不同霉菌有不同抑菌活性,當復配精油中肉桂精油比例含量較高時,復配精油的抑菌效果較好,復配精油對青霉的抑菌活性明顯高于對鏈格孢霉的抑菌活性。由圖1知:復配精油比例為2∶1,3∶1,3∶2時對2種霉菌的抑菌效果均較好。2.3溫度對復配精油抑菌活性的影響溫度對復配精油抑菌效果的影響見圖2。肉桂精油與大蒜精油的抑菌成分主要是揮發油,熱處理對精油的抑菌活性有一定的影響。由圖2可知:復配精油抑菌活性隨著溫度的升高而下降,當超過35℃~95℃之間時,抑菌活性呈下降趨勢直至完全消失。其原因可能是因精油中抑菌性成分隨著處理時間延長和溫度升高,其有效成分揮發越多。而溫度為5℃時其抑菌活性最大,所以本試驗選擇該溫度作為最適宜處理溫度條件。2.4ph對抑菌活性物質的影響pH偏酸條件下,肉桂精油和大蒜精油的抑菌效果較好,這說明精油中具有抑菌功能的活性物質在酸性條件下較穩定;隨著pH的增加抑菌效果降低或喪失。由圖3可以看出對鏈格孢霉而言,復配精油在酸性條件下pH為3,4和5時抑菌活性較好,pH在8~9間活性最低。而pH為3,7和8時復配精油對青霉的抑菌效果較好。2.5復配精油的抑菌效果選出單因素試驗中較優水平,采用L9(33)正交表進行試驗,因素與水平見表2,鏈格孢霉結果見表3和表4;青霉結果見表5和表6。由表3得到因素的主次順序依次為復配精油比例(A)>溫度(B)=pH(C)。綜合考慮,得到各因素的最佳搭配為A1B1C1即最佳工藝為5℃,pH為3的復配精油(肉桂∶大蒜體積比為3∶1)時抑制鏈格孢霉效果最好。由表5可以看出復配精油對青霉有一定的抑菌效果,但是處理條件不同抑菌效果也不同,影響抑菌效果因素的主次順序依次為復配精油比例(A)>溫度(B)>pH(C);各因素的最佳搭配為A1B1C1即最佳工藝為5℃,pH為3的復配精油肉桂∶大蒜體積比為3∶1時抑制青霉效果最好。由表6知,其中:溫度和pH對青霉的抑菌效果也有一定影響,但各水平之間差異不顯著。通過表4方差分析可以看出復配精油對鏈格孢霉有一定的抑菌效果,其中復配精油各比例之間對鏈格孢霉和青霉抑菌效果差異極顯著(p<0.01),雖然溫度和pH對2種菌的抑菌效果也有一定影響,但各水平之間差異不顯著。2.6復配精油的抑菌效果為進一步考察優選復配精油處理條件的穩定性對最優水平組合,即復配精油濃度比例為3∶1,處理溫度為5℃,pH為3對2種霉菌進行驗證性抑菌試驗,重復試驗3次,試驗結果見表7。3大蒜復配精油的抑菌效果測定,應綜合確定深度作試驗通過研究復配精油的抑菌活性可以看出:肉桂、大蒜精油為天然植物所提取,具有較強的抗菌性,對鏈格孢霉的生長有一定的抑制作用。通過試驗可知:肉桂精油與