制备条件对生姜浸提物抑制荧光假单胞菌活性的影响

于庆华

(内蒙古财经大学 旅游学院，呼和浩特 010051)

生姜指姜属植物的块根茎，性温，含挥发油、和辣味成分姜辣素等。工业中生姜常被用于提取姜油，用于药用、制作副食品以及香精香料的生产，从而增加生姜的利用率，减少资源浪费。食用生姜能有效地治疗腹胀、腹泻、呕吐等症状，因此也常用作传统中药材[1-3]。

荧光假单胞菌是一种在4 ℃低温条件下就能生长繁殖的假单胞菌，其对于生长所需条件较低，能产生荧光色素及粘液，分解蛋白质及脂肪的能力强，常常会引起冷藏肉类、乳及乳制品变质，是食品工业中常见的一类腐败菌。目前食品工业中对于荧光假单胞菌抑制的研究方法有高压脉冲、植物提取剂、负空气离子等[4-6]。

生姜作为一种常用的食物去腥增香的辅料，也被证实其有效成分为姜酮、姜烯酮等的混合物，对于酵母菌、金黄色葡萄球菌、霉菌、伤寒杆菌和霍乱弧菌等都有较强的抑制作用[7-10]。而荧光假单胞菌，因其在食品中致腐败性强，通过此研究想验证生姜提取物对于其是否有抑制效果，以及制备条件对于荧光假单胞菌抑制效果的影响。

1 材料及方法

1.1 实验原料及试剂[11]

原料：生姜，购自市场。

试剂：无水乙醇、氯化钠、磷酸氢二钾、蔗糖、蛋白胨，均为分析纯。

菌种：荧光假单胞菌，由本实验室分离、鉴定、保存。

1.2 实验设备

洁净工作台、恒温数显水浴锅、搅拌器、微波系统、恒温培养箱、旋转蒸发仪。

1.3 单因素实验

1.3.1 水提取法料液比对生姜浸提物提取率的影响

称取20 g生姜，分别按照料液比1∶8、1∶10、1∶12、1∶14、1∶16加入对应质量的蒸馏水。在70 ℃水浴搅拌浸提1 h得浸提液。然后在5000 r/min条件下离心10 min，得到澄清的浸提液，测定生姜提取物的提取率。将澄清浸提液分别在50 ℃条件下旋转蒸发至原来体积的1/4，备用。

1.3.2 乙醇提取法料液比对生姜浸提物提取率的影响

称取20 g生姜，分别按照料液比1∶8、1∶10、1∶12、1∶14、1∶16加入对应质量的75%乙醇。提取、分离方法同1.3.1。将澄清浸提液分别在50 ℃条件下用旋转蒸发仪将乙醇蒸发掉，即最终样品浓缩液与1.3.1中样品浓度对应，浓缩液备用。

1.4 微波辅助提取的正交实验

以1.3实验中提取率为参考指标选取较优的料液比条件，先在常温下将姜粉和提取剂搅拌30 min，然后分别置于不同微波条件下。分别探究在微波条件下水提取法和乙醇提取法料液比、微波功率和微波作用时间正交实验，探究微波对于提取液抑菌效果的影响。

1.5 抑菌实验

1.5.1 菌悬液的制备

将实验所需荧光假单胞菌用肉汤培养基活化两代，取活化后的菌液用酶标仪测定菌液浓度，并用无菌生理盐水稀释至菌浓度为106CFU。

1.5.2 抑菌圈的测定

参考文献[12]的方法，将预制好的培养基划十字线四等分，然后接种100 μL制备好的菌液，用涂布器均匀涂布。然后在4个区域分别打孔，在孔中接入20 μL生姜提取液。每种样品制备2个板平行，将平板置于28 ℃条件下培养24 h，然后观察并用游标卡尺测量孔周围的抑菌圈直径，取平均值。

2 结果与分析

2.1 料液比对生姜浸提物提取率的影响

根据单因素实验，确定水提取法和乙醇提取法料液比对于生姜提取物提取率的影响，结果见图1和图2。

由图1可知，对于用水作为溶剂提取来说，当料液比在1∶8～1∶12区间内，生姜提取物的提取率呈逐渐上升趋势。进一步增加料液比，即当料液比在1∶12～1∶16区间内，随着料液比的增加，生姜提取物的提取率呈下降趋势。

图1 水提取法料液比对生姜浸提物提取率的影响 Fig.1 Effect of water extraction method on extraction rate of ginger extract

由图2可知，对于用乙醇作为溶剂提取来说，当料液比在1∶8～1∶14区间内，生姜提取物的提取率随料液比的增加呈逐渐上升趋势。当料液比在1∶14～1∶16区间内，生姜提取物的提取率随着料液比的增加而下降。

图2 乙醇提取法料液比对生姜浸提物提取率的影响Fig.2 Effect of ethanol extraction method on the extraction rate of ginger extract

综合来看，在一定的料液比区间内，随着料液比的增加，生姜提取物的提取率随着料液比的增加而增加，推测原因是料液比过低时由于溶剂比例过低不利于提取物的溶出。而料液比过高时，可能由于溶剂比例过高导致提取物过快溶于溶剂，在长时间的加热条件下随着溶剂的蒸发而挥发，造成提取物的损失。并且料液比过高在一定程度上也造成了有效物质的稀释。因此，确定水提取法的最佳料液比为1∶12，乙醇提取法的最佳料液比为1∶14。

2.2 微波辅助浸提正交实验

2.2.1 微波对于水提取法提取物抑菌效果的影响

在2.1单因素实验的基础上，进行三因素三水平的正交实验，以抑菌圈直径为指标，利用极差分析探究微波条件下水提取法的最佳提取工艺，正交实验表见表1。

表1 微波辅助水提取法正交实验表Table 1 Orthogonal test table for microwave-assisted water extraction method

由表2可知，料液比、微波功率和微波时间这3个因素对于水提取法的抑菌效果由主到次依次是料液比>微波功率>微波时间，最优条件为料液比1∶12，微波功率200 W，微波时间3 min。

表2 微波辅助水提取法正交实验结果及分析Table 2 Orthogonal test results and analysis of microwave-assisted water extraction method

2.2.2 微波对于乙醇提取法提取物抑菌效果的影响

以抑菌圈直径为指标，探究微波条件下乙醇提取法最佳提取工艺的三因素三水平正交实验，正交表及极差分析结果见表3和表4。

表3 微波辅助乙醇提取法正交实验表Table 3 Orthogonal test table for microwave-assisted ethanol extraction method

表4 微波辅助乙醇提取法正交实验结果及分析Table 4 Orthogonal test results and analysis of microwave-assisted ethanol extraction method

续 表

由表4可知，乙醇提取法中料液比、微波功率和微波时间这3个因素对于乙醇提取法的抑菌效果由主到次依次是料液比>微波功率>微波时间，最优条件为料液比1∶14，微波功率150 W，微波时间2.5 min。

3 结论

通过用水或者乙醇作为提取剂制得的生姜提取物对荧光假单胞菌都有较好的抑制作用。且在微波辅助提取的条件下，使用乙醇作为提取剂在其最优提取条件下制得的生姜提取液抑制荧光假单胞菌的效果要好于使用水作为提取剂在其最优提取条件下所制得的生姜提取液抑制荧光假单胞菌的效果。