CN101878810A - 马齿苋的抑菌用途 - Google Patents

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马丽霞
李佳
于潇洋
肖桦
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本发明属于保鲜剂或防腐剂,特别涉及天然植物马齿苋的抑菌用途。本发明是将在无菌状态下榨取的马齿苋汁液作为保鲜剂和/或防腐剂涂于果蔬表面,抑制滋生于果蔬中的细菌的繁殖;及将烘干的马齿苋研磨成粉末,作为保鲜剂和/或防腐剂喷洒在果蔬表面,抑制滋生于果蔬中的细菌的繁殖;和将果蔬包埋在经研磨成粉末的作为保鲜剂和/或防腐剂的马齿苋粉末中,抑制滋生于果蔬中的细菌的繁殖。本发明提供的马齿苋汁液和干粉对与食品污染、果蔬腐烂有密切关系的芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌及大肠杆菌都具有抑制作用,其中对芽孢杆菌的抑制作用最强,金黄色葡萄球菌次之,对大肠杆菌的抑制效果相对较差。

Description

马齿苋的抑菌用途
技术领域
本发明属于保鲜剂或防腐剂,特别涉及天然植物马齿苋的抑菌用途。
背景技术
马齿苋属于马齿苋科马齿苋属,又名蚂蚁菜或马齿菜。在我国各地均有分布,尤其在温带、亚热带及热带地区分布广泛。马齿苋对环境适应性强,具有耐涝耐旱、生命力强、生长迅速等特点,并且对其采集方便。马齿苋多生于田间、路旁及荒地,一直被视为农田常见杂草。其实马齿苋还具有很高的药用及食用价值,是未被充分重视的“土人参”。马齿苋是大自然馈赠给人类的佳肴,其味酸性寒,营养丰富。食之,可解暑天之火热,补耗伤之阴津;色泽鲜艳,味鲜可口,增进食欲,促进健康。
马齿苋的营养价值很高,据王书荣[菜中之鱼-马齿苋[J].中国蔬菜,1998(1):51~52]等人报道,每100g新鲜马齿苋含水分92g,蛋白质2.3g,脂肪0.3g,碳水化合物3g,粗纤维0.7g,灰分1.3g,钙85mg,磷56mg,铁1.5mg,胡萝卜素2.23mg,核黄素0.11mg,尼克酸0.7mg,Vc23mg,此外还含有多种矿物质、氨基酸和有机酸以及对人体健康十分有益的香豆素、黄酮、强心甙等化学成分。谭丽霞[谭丽霞,周求良,尹建国.马齿苋的营养成分分析及其开发利[J].中国野生植物资源,2000(1):49~50;曹涤环.浑身是宝的马齿苋[J].中国土特产,1996(3):34~35;肖玫,安竹云.马齿苋营养液的研制[J].中国野生植物资源,2000,19(4):50~51]等对马齿苋干样中的微量元素进行了测试分析,结果表明,马齿苋含钾极高,达3400μg,其它元素Ca、Mg、Fe、Zn等含量也很丰富。
马齿苋还具有独特的营养保健价值。美国科学家研究发现,它富含的ω-3脂肪酸是对人体极为重要的营养成分,它是构成细胞膜,尤其是脑细胞和眼细胞的重要组成成份,有助于人体抗衰老[陈灿,黄璜,李爱华.我国马齿苋研究进展[J].中国野生植物资,2005(1):6~8]。这种ω-3脂肪酸通常存在于脂性海洋鱼体内。现发现马齿苋植株体内ω-3含量居多种绿色植物之首,这一发现使其食用药用价值倍增。近年来国内不少学者也多角度撰文介绍了马齿苋所含的营养成分及用途,如张兆洪、曹涤环等人[张兆洪,孙美荣.保健植物马齿苋[J].生物学杂志,1991(1):26~27]指出马齿苋含有去甲肾上腺素、ω-3脂肪酸、黄酮等独特成分,具有治疗糖尿病、冠心病、高血脂等一些现代病的效用。
我国每年有20%至25%的果品和30%的蔬菜在运输中因腐烂损耗,果蔬耗损高达上千亿吨,每年腐烂损耗的果蔬,几乎可以满足两亿人口的需求,所以防腐保鲜已成为农产品储藏、运输和加工过程中的关键问题之一。为了延长农产品的保藏期,人们在储运加工过程中采用不同的方法,使微生物丧失活性、延缓或阻止其生长。添加防腐剂是其中一种使用方便而有效的方法。目前国内外使用的食品防腐剂仍以化学合成物为主,如苯甲酸钠、山梨酸钾,这些化学防腐剂对人体有一定的毒害作用,对自然界的生态环境也会造成不利的影响,其在食品中的使用量受到严格限制。所以开发天然高效果蔬保鲜剂具有重要的应用前景及具有重要意义。
随着社会的发展和人民生活水平的提高,对食品安全提出了更高的要求,开发天然高效、安全无毒、性能稳定、绿色广谱的食品防腐剂成为研究热点。目前国内外对植物源天然食品防腐剂的研究非常活跃,原因是自然界资源丰富的植物中存在许多抑菌、抗氧化的生理活性物质,并且符合国内外提倡的“天然、营养、多功能”的食品添加剂的发展方针。
马齿苋是一种天然野生植物,是常见的农田野生杂草,在我校科学园的试验田和温室大棚中随处可见,是具有潜在开发价值的植物。虽然民间经常有人将其作为野菜食用,也有科研工作者通过实验手段揭示了马齿苋具有独特的食用及药用功效,但对其在实际中的应用一直没有给与充分的重视,尤其是将其作为天然食品防腐剂。
发明内容
本发明的目的在于开发我国丰富的植物资源,促进我国食品防腐剂的无害化、营养化,以天然植物作为高效果蔬保鲜剂,探索马齿苋在果疏防腐中的应用效果,从而提供一种马齿苋的抑菌用途。
本发明是在观察马齿苋对常见的几种细菌的抑菌性能的基础上提出的马齿苋的抑菌用途。
本发明的马齿苋的抑菌用途,是将在无菌状态下榨取的马齿苋汁液作为保鲜剂和/或防腐剂涂于果蔬表面,抑制滋生于果蔬中的细菌的繁殖;或
将干燥的马齿苋研磨成粉末,作为保鲜剂和/或防腐剂喷洒在果蔬表面,抑制滋生于果蔬中的细菌的繁殖;或
将果蔬包埋在经研磨成粉末的作为保鲜剂和/或防腐剂的马齿苋粉末中,抑制滋生于果蔬中的细菌的繁殖。
所述的马齿苋汁液为在无菌状态下榨取的马齿苋原汁液、马齿苋原汁液的稀释液或马齿苋原汁液的浓缩液。
所述的马齿苋原汁液的稀释液较佳的为用无菌水稀释马齿苋原汁液到马齿苋原汁液体积的10倍或大于10倍。
所述的将马齿苋原汁液稀释到大于10倍马齿苋原汁液体积的稀释液,较佳的是将马齿苋原汁液稀释到大于马齿苋原汁液体积的10倍至100倍。
所述的将马齿苋原汁液稀释到大于马齿苋原汁液体积的10倍至100倍,较佳的是将马齿苋原汁液稀释到马齿苋原汁液体积的100倍。
所述的马齿苋原汁液的浓缩液为浓缩马齿苋原汁液到马齿苋原汁液体积的2倍或小于2倍。
所述的将马齿苋原汁液浓缩到小于2倍马齿苋原汁液体积的浓缩液,较佳的是将马齿苋原汁液浓缩到小于马齿苋原汁液体积的10倍至20倍。
所述的将马齿苋原汁液浓缩到马齿苋原汁液体积的10倍至20倍,较佳的是将马齿苋原汁液浓缩到马齿苋原汁液体积的20倍。
所述的细菌是芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、大肠杆菌(Escherichea coli)等所组成的组中的至少一种。
所述的芽孢杆菌是枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)或蕈状芽孢杆菌(Bacillus mycoides)等。
所述的果蔬原料包含选自下列群组中的一种或多种:蕃茄、柳橙、西瓜、芒果、胡萝卜、苹果、梨、桃、哈密瓜、菠萝、黄瓜、芹菜、柠檬及甘蓝菜等。
本发明提供的马齿苋汁液和干粉对与食品污染、果蔬腐烂有密切关系的芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌及大肠杆菌都具有抑制作用,其中对芽孢杆菌的抑制作用最强,金黄色葡萄球菌次之,对大肠杆菌的抑制效果相对较差。
附图说明
图1.本发明的马齿苋汁液的制取流程示意图。
图2.实施例中不同细菌的抑菌圈大小;其中:
a.枯草芽孢杆菌;b.金黄色葡萄球菌。
图3.实施例中枯草芽孢杆菌72小时时的透明圈,菌液浓度为104CFU/ml。
图4.实施例中马齿苋汁液对蕈状芽孢杆菌的抑菌效果,105CFU/ml,24小时。
图5.实施例中马齿苋干粉浓度对枯草芽孢杆菌的抑制效果,103CFU/ml,72小时;其中:
a.无菌水对照(CK);b.1%的马齿苋干粉;c.5%的马齿苋干粉;d.10%的马齿苋干粉。
图6.实施例中涂有马齿苋汁液的蕃茄与未涂马齿苋汁液的蕃茄随放置时间延长番茄腐烂情况的统计。
具体实施方式
1.实验材料和方法
1.1供实验菌种
大肠杆菌(Escherichea coli);金黄色葡萄球菌(Staphylococcusaureus);枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis);蕈状芽孢杆菌(Bacillusmycoides)。
1.2马齿苋的采集
采自北京101中学科学园温室
l.3器皿准备
所有器皿洗净、烘箱中烘干水分备用。所用平皿于160℃烤箱中干热灭菌2小时,待用。
1.4培养基的配制方法
营养肉汁培养基:牛肉膏5.0g,蛋白胨10.0g,NaCl 5.0g,琼脂18.0g,蒸馏水1000ml,用NaOH或HCl调节pH为7.0-7.2,121℃灭菌30分钟。
具体配制方法:
(1)取1500ml烧杯,按上述培养基的配方称取各种物质,并将除琼脂以外的物质逐一用水搅拌溶解,定容至1000ml;
(2)加入18.0g琼脂,用微波炉加热使其熔化,再定容至1000ml。
(3)调pH为7.0-7.2;
(4)选用500ml三角瓶,以每个三角瓶中加入200ml培养基的比例将培养基分装到三角瓶中,121℃灭菌30分钟;
(5)培养基冷却至50℃,将培养基按15ml/皿制作得到平板
1.5仪器及生产厂家
仪器名称            生产厂家
高压灭菌锅                上海医用核子仪器厂
SPX-150B型生化培养箱      上海跃进医疗器械厂
鼓风式干燥箱              上海实验仪器总厂
LGJ-12冷冻干燥机          北京松源华兴有限公司
超净工作台北京            半导体设备一厂
HQL300A柜式恒温冷冻摇床   中科院武汉科学仪器厂
1.6马齿苋对细菌抑制效果
1.6.1马齿苋汁液的制备
在无菌状态下榨取马齿苋原汁液:将采集得到的新鲜马齿苋用清水洗净,生理盐水冲洗,无菌研磨,榨取马齿苋原汁液,用离心机(转速6000rpm)离心5分钟,过滤得到除杂的马齿苋原汁液,然后冷冻浓缩除杂的马齿苋原汁液,分别得到浓缩到马齿苋原汁液体积2倍、10倍及20倍的浓缩液,待用。如图1所示。
1.6.2马齿苋汁液抑菌活性实验
滤纸片扩散法:制备细菌培养基平板,将经37℃过夜培养的枯草芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的种子液,经显微镜计数后,分别将上述3种细菌种子液各自用无菌水分别稀释成106CFU/ml、105CFU/ml、104CFU/ml;分别取上述各种菌液的稀释液各0.1ml,然后分别涂布接种在表面带有前述培养基的平板上,得到细菌培养基平板。将面积均为1cm2的9张滤纸片分别放入上述得到的浓缩到马齿苋原汁液体积2倍(3张)、10倍(3张)及20倍(3张)的马齿苋浓缩液中各浸泡5分钟,用无菌镊子取出浸泡的滤纸片后分别平铺在涂布接种有前述细菌的细菌培养基平板上(各1张),然后放入培养皿中;同时在培养皿中放入以无菌水浸泡的面积为1cm2的滤纸片作为对照组。30℃倒置培养,定期观察抑菌圈的形成情况、测量抑菌圈的大小并拍照。1.6.3马齿苋干粉抑菌活性实验
将马齿苋80℃烘干,研磨成粉末,过75目筛。将马齿苋粉末加入到前述培养基中混均,使马齿苋粉末在培养基中分别含有1wt%、5wt%和10wt%的比例。将含有马齿苋粉末的培养基灭菌倒入培养皿中制作平板,然后在上述18块平板上(培养基中含有1wt%、5wt%和10wt%的马齿苋粉末各6块)分别接种1.6.2节中所述的三种细菌的种子液,每种菌液的接种浓度分别为:103CFU/ml和104CFU/ml。30℃倒置培养,定期观察、计菌落数并拍照。
1.7番茄防腐实验
选用表面无伤痕的樱桃番茄,采自101中学科学园温室。设置4组,每组5个,其中3组处理,1组对照。处理组用毛笔分别均匀涂抹榨取马齿苋的原汁液、用无菌水稀释马齿苋原汁液到马齿苋原汁液体积的10倍和100倍的稀释液,室温(15-25℃)培养,每天观察并记录番茄的腐烂情况。
2.实验结果
2.1马齿苋汁液的抑菌效果,以细菌浓度为105CFU/ml为例
表1汁液浓度对3种细菌抑菌圈大小的影响/mm,24小时
Figure B2009100838605D0000061
表中各种细菌的数值代表抑菌圈的大小,单位mm;“--”表示未产生透明圈,细菌浓度为105CFU/ml,表中数据为3次重复的平均值。
由表1可知,马齿苋浓缩液对三种供试细菌都有抑制作用,但抑制效果不同,其中对枯草芽孢杆菌最强,金黄色葡萄球菌次之,大肠杆菌相对较差。10和20倍浓缩液均可以对枯草芽孢杆菌和金黄色葡萄球菌产生明显的抑菌作用,而只有20倍浓缩液才对大肠杆菌有一定的抑制效果;2倍浓缩液对三种细菌均未产生明显的抑菌圈。图2为不同细菌的抑菌圈的形态,24小时。
表1和图2表明,马齿苋对枯草芽孢杆菌的抑制效果最明显,故选择枯草芽孢杆菌,进一步研究培养时间对抑菌效果的影响。结果如表2和图3所不。
表2培养时间对枯草芽孢杆菌抑菌圈大小的影响/mm
Figure B2009100838605D0000062
表中各种数值代表抑菌圈的大小,单位mm;“--”表示未产生透明圈,表中数据为3次重复的平均值。
表2表明,抑菌圈有明显的扩大趋势,且随菌液浓度不同而异。在菌液浓度为106CFU/ml时,2倍浓缩液,未能形成抑菌圈,10和20倍浓缩液,抑菌圈随培养时间的延长而明显增大;在菌液浓度为104CFU/ml时,2倍浓缩液的抑菌圈随培养时间的延长明显增大,培养72小时,抑菌圈直径达到21.9mm,但10倍和20倍浓缩液,抑菌圈大小基本不变。由此可见,抑菌圈的大小由菌液浓度和马齿苋量共同决定。
培养时间对枯草芽孢杆菌透明圈大小的影响,104CFU/ml,72小时。
本试验还发现一个有趣现象,马齿苋汁液能将已生长的枯草芽孢杆菌裂解,培养24小时时,2倍浓缩液的区域内,没有出现透明圈,48小时时开始出现,72小时进一步扩大。但金黄色葡萄球菌和大肠杆菌试验中未发现此现象。图3所示为枯草芽孢杆菌72小时时的透明圈。
由表1和表2可知,马齿苋浓缩液对枯草芽孢杆菌抑菌效果更明显。本试验还选取蕈状芽孢杆菌作为供试菌株深入考察马齿苋汁液对芽孢杆菌属的抑菌效果。如图4所示,马齿苋汁液对蕈状芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌的抑菌效果一致,进一步证明了马齿苋汁液对芽孢杆菌属具有良好的抑制作用。
图4马齿苋汁液对蕈状芽孢杆菌的抑菌效果,105CFU/ml,24小时。2.2马齿苋干粉的抑菌效果
马齿苋的抑菌活性与其所含的酮类物质有重要关系,在抑菌圈试验的基础上,我们研究了马齿苋干粉对三种菌的抑制效果。结果如表3~5,及图5所示。
表3马齿苋干粉对枯草芽孢杆菌菌落数的影响
Figure B2009100838605D0000071
CK为无菌水对照,表中各种细菌的数值代表马齿苋干粉抑菌后剩余的菌落数,单位CFU/ml。
表4马齿苋干粉对金黄色葡萄球菌菌落数的影响
Figure B2009100838605D0000081
CK为无菌水对照,表中各种细菌的数值代表马齿苋干粉抑菌后剩余的菌落数,单位CFU/ml。
表5马齿苋干粉对大肠杆菌菌落数的影响
Figure B2009100838605D0000082
CK为无菌水对照,表中各种细菌的数值代表马齿苋干粉抑菌后剩余的菌数,单位CFU/ml。
表3~5表明:与马齿苋汁液的效果一样,马齿苋干粉对三种菌的生长也具有抑制作用。对枯草芽孢杆菌的抑制作用最强,当菌浓度为103CFU/ml,培养基中添加5%马齿苋干粉抑菌率可达到99%;而对金黄色葡萄球菌具有延迟生长作用;对大肠杆菌作用不明显。原因可能为芽孢杆菌和金黄色葡萄球菌属于革兰氏阳性菌,而大肠杆菌属于革兰氏阴性菌,两者细胞壁结构不同,具体机理有待进一步研究。芽孢杆菌是空气中的常见菌,因其能产生芽孢而具有比较强的抗性,抑制芽孢杆菌是食品保藏中的一个难点。
本实验发现马齿苋汁液和干粉均对芽孢杆菌具有很强的抑制能力,对果蔬的储藏保鲜具有重要意义。
图5为马齿苋干粉浓度对枯草芽孢杆菌的抑制效果,103CFU/ml,72小时;a.无菌水对照(CK);b.1%的马齿苋干粉;c.5%的马齿苋干粉;d.10%的马齿苋干粉。
2.3番茄防腐效果
图6为涂有马齿苋汁液的蕃茄与未涂马齿苋汁液的蕃茄随放置时间延长番茄腐烂情况的统计。从图6可看出,作为对照组的未涂马齿苋汁液的蕃茄,在第4天有1个番茄变软,涂有马齿苋汁液的蕃茄无变化;放置到第7天,涂有马齿苋汁液的蕃茄仍然保存完好,而对照组中的蕃茄已有3个腐烂,1个部分腐烂;放置到第9天,对照组中的蕃茄全部或部分腐烂,而涂有榨取马齿苋的原汁液蕃茄有一个腐烂,涂有无菌水稀释马齿苋原汁液到马齿苋原汁液体积10倍和100倍的稀释液的蕃茄全部完好;涂有100倍稀释液的蕃茄放置到第12天还全部完好;第24天对照组中的蕃茄和涂有马齿苋汁液的蕃茄全部腐烂。
在图6中,对应于保存天数的立柱为一个时,代表对照组蕃茄;立柱为二个时,从左至右,分别代表对照组蕃茄、涂有榨取马齿苋的原汁液蕃茄;立柱为三个时,从左至右,分别代表对照组蕃茄、涂有榨取马齿苋的原汁液蕃茄、涂有稀释马齿苋原汁液到马齿苋原汁液体积10倍的稀释液的蕃茄;立柱为四个时,从左至右,分别代表对照组蕃茄、涂有榨取马齿苋的原汁液蕃茄、涂有稀释马齿苋原汁液到马齿苋原汁液体积10倍的稀释液的蕃茄、涂有稀释马齿苋原汁液到马齿苋原汁液体积100倍的稀释液的蕃茄。
3.结论
马齿苋汁液和干粉对与食品污染、果蔬腐烂有密切关系的芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌及大肠杆菌都具有抑制作用,其中对芽孢杆菌的抑制作用最强,金黄色葡萄球菌次之,对大肠杆菌的抑制效果相对较差。
马齿苋汁液对番茄具有明显的防腐保鲜效果,且100倍稀释液的保鲜效果最好,可以有效延长其保质期8天。同时,马齿苋可以食用,具有良好的营养价值,因此马齿苋具有作为天然果蔬防腐剂开发的前景。

Claims (10)

1.一种马齿苋的抑菌用途,其特征是:将在无菌状态下榨取的马齿苋汁液作为保鲜剂和/或防腐剂涂于果蔬表面,抑制滋生于果蔬中的细菌的繁殖;或
将干燥的马齿苋研磨成粉末,作为保鲜剂和/或防腐剂喷洒在果蔬表面,抑制滋生于果蔬中的细菌的繁殖;或
将果蔬包埋在经研磨成粉末的作为保鲜剂和/或防腐剂的马齿苋粉末中,抑制滋生于果蔬中的细菌的繁殖。
2.根据权利要求1所述的用途,其特征是:所述的马齿苋汁液为在无菌状态下榨取的马齿苋原汁液、马齿苋原汁液的稀释液或马齿苋原汁液的浓缩液。
3.根据权利要求2所述的用途,其特征是:所述的马齿苋原汁液的稀释液为用无菌水稀释马齿苋原汁液到马齿苋原汁液体积的10倍或大于10倍。
4.根据权利要求3所述的用途,其特征是:所述的将马齿苋原汁液稀释到大于10倍马齿苋原汁液体积的稀释液,是将马齿苋原汁液稀释到大于马齿苋原汁液体积的10倍至100倍。
5.根据权利要求4所述的用途,其特征是:所述的将马齿苋原汁液稀释到大于马齿苋原汁液体积的10倍至100倍,是将马齿苋原汁液稀释到马齿苋原汁液体积的100倍。
6.根据权利要求2所述的用途,其特征是:所述的马齿苋原汁液的浓缩液为浓缩马齿苋原汁液到马齿苋原汁液体积的2倍或小于2倍。
7.根据权利要求6所述的用途,其特征是:所述的将马齿苋原汁液浓缩到小于2倍马齿苋原汁液体积的浓缩液,是将马齿苋原汁液浓缩到小于马齿苋原汁液体积的10倍至20倍。
8.根据权利要求7所述的用途,其特征是:所述的将马齿苋原汁液浓缩到马齿苋原汁液体积的10倍至20倍,是将马齿苋原汁液浓缩到马齿苋原汁液体积的20倍。
9.根据权利要求1所述的用途,其特征是:所述的细菌是芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌、大肠杆菌所组成的组中的至少一种。
10.根据权利要求9所述的用途,其特征是:所述的芽孢杆菌是枯草芽孢杆菌或蕈状芽孢杆菌。
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