辣椒碱提取液抑菌性能的研究

辣椒碱提取液抑菌性能的研究

食品洗涤剂是防止食品腐败和变质的有效药物。目前，市场上的反腐药物主要是苯甲酸、梨酸及其制剂。两者都是化学合成的添加剂。现在，它对食品的味道和人们的健康状况有不利影响，并且腐败的效果不好。因此,开发高效、广谱、安全且便宜的新型防腐剂具有重要的意义。关于天然活性物质辣椒碱的防腐作用,目前国内外报道甚少。本文以新疆产尖红辣椒为原料,提取出辣椒碱液,研究其防腐效果。1材料和方法1.1酵母菌种s用新疆焉耆产小尖红辣椒作为提取辣椒碱的原料。采用新疆农业大学食品科学系保存的细菌、霉菌及酵母菌种。细菌:金黄色葡萄球菌(Staphylococcusaureus)、大肠杆菌(Eschrichiacoli)、枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)。霉菌:黑曲霉(AspergillusSP)、青霉(PenicilliumSP)、根霉(RhizopusSP)、毛霉(Mucor)。酵母菌:啤酒酵母(Saccharomycescerevisiae)、澳大利亚酵母、葡萄酒酵母(S.ellipoideus)。细菌培养用牛肉膏蛋白胨培养基,霉菌培养用马铃薯萄糖琼脂培养基,酵母培养用麦芽汁培养基。1.2方法1.2.1辣椒红素油浸提液制备称取100g干红辣椒粉碎至40目,放入浸提管中,加乙酸乙酯不断浸提,直至浸提液无色为止,浓缩浸提液得辣椒油树脂浸膏,再加入75%乙醇进行萃取,加热直至浸膏全部溶解,冷却至5℃,浸膏液分层,上层为辣椒红素油状液,下层为含大量辣椒碱的乙醇水溶液。将下层液浓缩得辣椒碱浓缩液。1.2.2样品含量测定利用比色法测定40ml辣椒碱提取原液中纯辣椒碱含量,经测定计算得出纯辣椒碱含量为3.84mg,即本实验所用的辣椒碱原液相当于3.84mg纯辣椒碱(96μg·ml-1)。1.2.3发酵菌种的筛选在无菌操作台上将供试菌种接入相对应的试管斜面培养基上。细菌置35～37℃恒温培养箱内培养18～24h,霉菌在28℃,培养48h;酵母菌置30℃,培养24h,之后放置0～4℃冷藏备用。将配制好的各种菌种培养基高压蒸汽灭菌后,冷却至50～60℃,在无菌操作条件下将培养基倾注于高压灭菌后的无菌培养皿内,每皿15～20ml,放平至培养基凝固。取活化培养好的菌株,用接种环分别挑取少量细菌、霉菌孢子和酵母菌体,各放入9ml无菌生理盐水中,摇匀,制成孢子、菌体悬浮液,使菌悬液中细菌数每毫升为1亿～2亿个、霉菌孢子数每毫升为1百万～8百万个、酵母菌数每毫升为1百万～7百万个。用打孔器将定性滤纸打成直径7mm的小圆片,放入培养皿中高压灭菌。将灭菌后的滤纸片浸入辣椒原液中,浸透一夜。在无菌操作条件下,分别取0.2ml各菌悬液加入已制备好的培养基平板中,用三角刮铲涂布均匀。然后将浸好的滤纸片贴在接种后的平板上,培养皿背后等分为三部分,分别放置贴提取液滤纸片、空白对照滤纸片、浸有苯甲酸钠(6%)滤纸片各贴3片,并用浸有无菌水的滤纸片作对照。贴好滤纸片的平板置恒温培养箱中培养,细菌置35～37℃恒温培养箱内培养18～24h,霉菌在28℃,培养48h;酵母菌置30℃,培养24h,测抑菌圈直径(表1)。由表可知,辣椒碱对细菌有较好的抑制作用,尤其对金黄色葡萄球菌抑制效果更佳;对酵母菌也有一定的抑制作用,但对霉菌无抑制作用。苯甲酸钠与之相比,抑菌效果差,尤其对抑制细菌而言,其不及辣椒碱对细菌的抑制效果明显。1.2.4辣椒碱的最低抑菌浓度mic配制液体培养基,按每管准确量取5ml分装试管,121℃湿热灭菌。采用两倍稀释法将辣椒碱原液分别稀释成100.00%,50.00%,25.00%,12.50%,6.25%,3.13%,1.56%,向各个试管中分别加入0.5ml辣椒碱稀释液配制成不同浓度的辣椒碱浓度系列培养基,每一系列接种一种菌,每个浓度作3个重复,置适宜条件下培养。另取一个稀释系列,不接种任何菌作空白对照。将培养后的培养液与空白对照液在分光光度计上进行比色测定,若培养液与对照液两者光吸收完全相同,则此培养液浓度即为辣椒碱的最低抑菌浓度(MIC),实验结果见表2。表2表明,辣椒碱对细菌确有较强的抑制作用,MIC值分别为大肠杆菌0.813μg·ml-1、枯草芽孢杆菌6μg·ml-1、金黄色葡萄球菌1.5μg·ml-1。但相比于细菌而言,辣椒碱对酵母菌抑制效果不太显著,其MIC值分别为啤酒酵母24μg·ml-1、澳大利亚酵母菌24μg·ml-1、葡萄酒酵母a48μg·ml-1、葡萄酒酵母b48μg·ml-1。由此可见,辣椒碱具有较广谱的抑菌作用,作用大小依次为金黄色葡萄球菌>枯草芽孢杆菌>大肠杆菌>澳大利亚酵母菌、啤酒酵母>葡萄酒酵母a>葡萄酒酵母b。尤其对金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌、澳大利亚酵母菌和啤酒酵母,有较明显的抑制效果,作用强于化学合成的食品防腐剂苯甲酸钠。1.2.5温度对辣椒碱抑菌效果的影响pH对辣椒碱提取物抑菌活性的影响。用0.1mol·ml-1HCl或NaOH溶液将定量地盛于各个试管的辣椒碱原液配制成不同的pH值溶液,重复上述滤纸片法操作,比较不同的pH对辣椒碱抑菌活性的影响(见表3),本实验细菌以金黄色葡萄球菌为代表菌;酵母菌以为澳大利亚酵母菌代表菌。从表3可看出不同的pH值对辣椒碱提取物抑菌活性的影响不显著,但相对而言,辣椒碱在中性条件下,抑菌效果最好。温度对辣椒碱抑菌的影响。取5ml辣椒碱原液分别放入4个小烧杯中,再分别放入121,100,80,36℃水浴中加热,将滤纸片分别放入各个烧杯中浸泡过夜。以金黄色葡萄球菌为代表菌,测定滤纸片的抑菌圈大小,重复上述滤纸片法操作,得到抑菌圈大小分别为14,16,19,26mm。上述结果说明,辣椒碱热稳定性很好,其活性并不因高温而丧失。本实验所得结果表明,辣椒碱随温度的升高,其抑菌作用明显增大,这可能是由于辣椒碱液因温度升高而进一步浓缩,其含量相应增加所致。辣椒碱原液作用时间与抑菌率的关系。以金黄色葡萄球菌和啤酒酵母菌为代表,测定不同浓度的辣椒碱对其作用时间与抑菌率的关系。取稀释好的不同浓度的辣椒碱提取液1ml分别与0.1ml金黄色葡萄球菌和0.1ml啤酒酵母菌悬液混合,充分摇匀,当作用1,3,6,9,12h,分别倒入固体培养皿中进行培养。另取0.1ml金黄色葡萄球菌和0.1ml啤酒酵母菌悬液与1ml无菌水混合后,也用固体培养基培养作对照样。分别在37,30℃恒温培养箱内培养24h,分别计菌落数,结果见图1。由图1可知,在相同时间内,辣椒碱提取液的浓度越高,抑菌率越高,而且同一浓度的辣椒碱提取液作用时间越长,抑菌率也越高。相比于啤酒酵母菌而言,辣椒碱提取液对金黄色葡萄球菌抑制效果更为显著。2椒碱抑菌能力本实验结果表明,辣椒碱是一种具有广谱抑菌作用的活性物质。辣椒碱对细菌、酵母菌有较好的抑制作用,尤其对细菌抑菌效果更为显著,且MIC均较低。辣椒碱对霉菌无抑制作用;辣椒碱在不同的pH值范围内均较稳定,在中性条件下能更好地发挥抑菌作用;辣椒碱