地木耳提取物对几种常见微生物的抑菌研究

钱森和，厉荣玉，魏 明，杨超英

（1.安徽工程大学生物与化学工程学院，安徽 芜湖 241000；2.皖南医学院，安徽 芜湖 241001）

地木耳（Nostoc commune），别名地皮菜、地软、地踏菜等，在分类学中隶属于蓝藻门（Cyanophyta），蓝藻纲（Cyanophyceae），念珠藻目（Nostoccales），念珠藻科（Nostocaceae），念珠藻属（Nostoc）中的Nostoc commune Vauch，是念珠藻中的群体型（Colony）[1]。地木耳是一种固氮蓝藻，平时所见的是其原植体（thallus），其外由胶被包裹，内由藻丝弯曲、相互缠绕而成[2]。

地木耳含有丰富的蛋白质、糖类、多种微量元素和少量的脂肪、色素，是蛋白质和膳食纤维的一个很好来源[3]。地木耳是一种营养保健野菜，《本草纲目》等书记载地木耳具有“补心清胃，久食美色，益精悦神，至老不毁”等功效[4]。另外，研究发现地木耳中提取物还具有一定的抑菌、抗癌、抗病毒、提高免疫机能等功能[5]。因此，地木耳是一种价格低廉、来源广泛、对人体无毒副作用，又有多种保健功能的生物资源，可广泛应用于食品、医药行业。若将地木耳作为天然防腐剂应用于食品工业中，既可以提升地木耳的价值，又可以为食品工业发掘新原料。故本研究以地木耳提取物作为抑菌剂对常见的几种微生物进行抑菌试验，并对地木耳提取物的抑菌稳定性和抑菌的pH范围进行了初步研究，为地木耳提取物作为一种天然、绿色的抑菌剂的研究奠定基础。

1 实验部分

1.1 材料

地木耳为芜湖市神山口菜市场采购。

1.2 供试菌种

供试菌种：大肠杆菌（Escherichia coli）、枯草芽孢杆菌（Bacillus sabtilis）、粘质沙雷细菌（Serratia marcescens）、啤酒酵母（Staphy lococcus aureus）和白色念珠菌（Monilia albican），均为安徽工程大学生物技术实验室保藏菌种。

1.3 实验方法

1.3.1 培养基 牛肉膏蛋白胨固体培养基和液体培养基。

1.3.2 地木耳提取物的制备[6]将新鲜的地木耳洗净之后，晒干，粉碎；取其粉末用质量分数为80%的甲醇溶液在80℃条件下提取、过滤，得到的滤液减压浓缩，并再加入质量分数为80%的甲醇溶液，放置过夜，过滤。所得沉淀用无水乙醇洗涤，干燥后得到粉末状提取物。收集粉末提取物，用纯净水分别配置成 1、0.75、0.50、0.25 和 0.10 mg/mL 溶液，并于4℃保存备用。

1.3.3 地木耳提取物的抑菌测定 采用滤纸片法[7]。

1.3.4 地木耳提取物热稳定性的检测[8-10]将地木耳提取物放入灭菌锅中高温灭菌，然后对大肠杆菌与枯草芽孢杆菌采用滤纸片法进行抑菌试验，测定抑菌圈直径。与未经加热处理的地木耳提取物产生的抑菌效果进行比较，观察抑菌效果有无明显变化。

1.3.5 紫外光对地木耳提取物抑菌效力的影响[11-14]将地木耳提取物经不同时间紫外光处理后，以大肠杆菌和枯草芽孢杆菌为实验菌，测定其抑菌效果，并与未进行紫外光处理的地木耳提取物的抑菌效果进行比较。照射时间间隔分为5、10、15、20、25 min。

1.3.6 最低抑菌浓度（Mic）的测定 参考姚淑敏等[8]的方法。

1.3.7 抑菌pH范围测定 参考文献[15]方法。

2 结果与分析

2.1 地木耳提取物对常见微生物的抑菌活性

图1为1 mg/mL地木耳提取物对5种常见微生物的抑菌效果。由图1可知，地木耳提取物对5种常见微生物均产生较好的抑菌效果，其中对粘质沙雷细菌、大肠杆菌以及枯草芽孢杆菌的抑菌效果最好，抑菌圈平均直径分别为10.25、10.13和9.63 mm。对啤酒酵母和白色念珠菌的抑菌效果相对较差，其抑菌圈平均直径分别为7.75和7.50 mm。

图1 地木耳提取物对5种常见微生物的抑菌效果

2.2 地木耳提取物最低抑菌质量浓度（Mic）的测定

图2 为不同质量浓度地木耳提取物对5种常见微生物的抑菌作用。由图2可知，地木耳提取物对大肠杆菌、啤酒酵母和枯草芽孢杆菌的最低抑菌浓度均为1.00 mg/mL，对白色念珠菌的最低抑菌质量浓度为0.75 mg/mL，而当地木耳提取物质量浓度为0.50 mg/mL时，对粘质沙雷细菌就有很好的抑菌效果，其抑菌效果高于其他4种菌种。

2.3 地木耳提取物抑菌pH值范围的测定

地木耳提取物在不同pH值条件下的抑菌结果如图3所示：在pH 5.5～7.5范围内地木耳提取物（1 mg/mL）配制的液体培养基中杂菌生长的质量浓度明显低于自来水配制的液体培养基，从而说明地木耳提取物在pH 5.5～7.5范围内有良好的抑菌效果；但随着pH值的升高，地木耳提取物原液对菌体的抑制能力有微弱下降。

2.4 地木耳提取物与常用防腐剂柠檬酸的抑菌比较

根据2.1实验结果，即1 mg/mL的地木耳提取物对大肠杆菌和枯草芽孢杆菌有较好的抑菌效果。以这两种菌作为试验菌进行地木耳提取物（1 mg/mL）与常用防腐剂柠檬酸的抑菌对比试验。其地木耳提取物和柠檬酸对大肠杆菌及枯草芽孢杆菌的抑菌结果如图4。由图4可知，柠檬酸对大肠杆菌和枯草芽孢杆菌的平均抑菌直径分别为13.00和11.37 mm，略大于地木耳提取物原液产生的抑菌效果，但地木耳提取物基本能达到所需的抑菌目的。

图4 柠檬酸对大肠杆菌及枯草芽孢杆菌的抑菌效果

2.5 地木耳提取物抑菌效果的热稳定性测定

以大肠杆菌和枯草芽孢杆菌作为试验菌，对地木耳提取物经121℃高温处理后进行抑菌试验，结果如图5。由图5可知，地木耳提取物（1 mg/mL）经高温处理后其抑菌效果与未经加热处理的地木耳提取物相比差别不大，基本保持原有的抑菌效力。这表明地木耳提取物的抑菌活性具有较好的热稳定性。

图5 热处理后地木耳提取物的抑菌效果

2.6 紫外光对地木耳提取物抑菌效果的影响

将地木耳提取物（1 mg/mL）经不同时间的紫外光处理后，以大肠杆菌和枯草芽孢杆菌作为试验菌，测定其抑菌效果，结果如图6。由图6可知，随紫外光处理时间的变化，地木耳提取物的抑菌活性基本保持不变，这说明地木耳提取物中的有效抑菌活性成分的性质具有光稳定性。

3 讨论

实验结果表明，地木耳提取物对5种菌均有良好的抑制作用，即对细菌和真菌均有一定的抑制作用。这与Shin-ichiro Kajiyama等[16]研究地皮菜提取物的抑菌结果基本相一致。

地木耳提取物对部分细菌的抑菌效果较常用防腐剂柠檬酸的抑菌效果要差，可能是地木耳乙醇粗提物中含有多糖类、蛋白质等杂质[17]，从而降低了有效活性成分的抑制效果，但地木耳提取物可以基本收到所需的抑菌效果。因此，可以考虑将地木耳提取物与常用防腐剂混合配用，即能满足所需抑菌效果，又可以减少化学防腐剂的添加量。

本研究结果表明，地木耳提取物具有较好的热稳定性和光稳定性，这对地木耳提取物作为防腐剂对食品、医药的长期贮藏而言是极为重要的性质。地木耳提取物在pH值为5.5～7.5范围内具有一定的抑菌活性，其中在偏酸的条件下抑菌效果较好，可能是因为在碱性条件下，地木耳的某些酸性抑菌活性的成分与碱发生了中和，从而降低了抑菌效果[18]。地木耳提取物的抑菌作用，可能跟地木耳提取物中含有黄酮类和多酚类等活性成分有关，但其具体的各种成分还有待于进一步深入研究。

[1]宁正祥，王若峰，谭龙飞.食品防腐剂的研究进展述评[J].食品与发酵工业，1995，（6）：72-75.

[2]Whitton B A，Potts M.The Ecology of Cyanobacteria：Their Diversity in Time and Space[M].Netherlands：Kluwer Academic Publisher，2000：465-504.

[3]胡鸿钧，李尧英，魏印心.中国淡水藻类[M].上海：科学技术出版社，1980.52-53.

[4]范群艳，吴向阳，仰榴青，等.地木耳的研究进展[J].常熟理工学院学报，2007，21（4）：55-59.

[5]盛家荣，范会钦，曾令辉.普通念珠藻的主要营养成分分析[J].广西师院学报（自然科学版），1998，15（4）：68-70.

[6]王弋博，李三相，施文甫.地木耳提取物水溶液对花卉营养生长及开花的影响[J].西北植物学报，2004，24（2）：311-315.

[7]范羽仪，胡征宇，梅 洪.不同念珠藻的提取物对酪氨酸酶活性的抑制作用[J].武汉植物学研究，2008，26（2）：179-182.

[8]姚淑敏，孙向军，黄 时.芦荟提取物抑菌作用的研究[J].食品科学，2002，23（4）：137-139.

[9]张 丽，刘世彪，彭小列，等.马比木提取物抑菌作用的初步探讨[J].湖南农业科学，2010，（7）：102-104.

[10]李昌灵，沈 廷.刺天茄提取物的抑菌作用研究[J].安徽农业科学，2009，（2）：222-223，237.

[11]黄 文，王 益，胡 波.竹叶提取物抑菌特性的研究[J].林产化学与工业，2002，22（1）：68-70.

[12]李 萍，谭 芸，龚 枕，等.夹竹桃叶提取液的抑菌作用研究[J].湖南农业科学，2009，（11）：102-103.

[13]谭 芸，王 智.樟树叶提取液的抑菌作用研究[J].湖南农业科学，2010，（24）：34-35.

[14]黄 涛，王 丽，程 林，等.构树叶提取物抑菌作用研究[J].安徽农业科学，2010，（33）：155-156.

[15]王 杰，张名位，刘兴华.苦瓜提取物的抑菌作用及其稳定性研究[J].食品科技，2004，（4）：54-56.

[16]Kajiyama S I,Kanzakt H,Kawazu K.Nostofungicidine，an Antifungal Lipopeptide from the Field-grown Terrestrial Blue-green Alga Nostoc commune[J].Tetrahedron Letters，1998，39（22）：3737-3740.

[17]周凌霄，杨荣华，岳富浩.芫荽的抗菌作用研究[J].中国调味品，2001，（3）：20-21.

[18]Jaki B，Orjala J，Heilmann J.New Antibacterial Metabolites from the Cyanobacterium Nostoc commune（EAWAG 122b）[J].Journal of Natural Products，2000，63（9）：1283-1285.