李振英
1 活動(dòng)目標(biāo)
(1) 能夠了解常見(jiàn)香辛料的抑菌成分和抑菌效果,豐富科學(xué)知識(shí)。
(2) 能夠從身邊常見(jiàn)的香辛料中發(fā)現(xiàn)抑制微生物的種類(lèi),培養(yǎng)觀察能力、創(chuàng)新能力和動(dòng)手操作能力,激發(fā)學(xué)生愛(ài)科學(xué)、學(xué)科學(xué)、用科學(xué)的積極性和主動(dòng)性,提高科技素養(yǎng)。
(3) 養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度和吃苦耐勞的精神。
(4) 通過(guò)中學(xué)校外科技教育單位進(jìn)行創(chuàng)新性的科學(xué)研究型實(shí)驗(yàn),進(jìn)入自主探究的科學(xué)研究領(lǐng)域,開(kāi)闊視野,激發(fā)對(duì)科學(xué)研究的興趣,促進(jìn)中學(xué)科技教育走創(chuàng)新性發(fā)展的道路。
2 活動(dòng)內(nèi)容
(1) 研究10種香辛料氣味對(duì)六種微生物的抑菌性,并得出完全抑制106個(gè)/mL孢子生長(zhǎng)所需香辛料的最少質(zhì)量。
(2) 研究10種香辛料2倍無(wú)水乙醇浸出液、2倍75%乙醇浸出液和2倍水浸出液對(duì)六種微生物的抑菌性,找出最好的浸提方法并總結(jié)分析香辛料抑菌性。
(3) 研究抑菌性好的5種香辛料4%含藥培養(yǎng)基對(duì)霉菌菌絲的抑制情況。
(4) 進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和分析。
3 活動(dòng)重點(diǎn)、難點(diǎn)
活動(dòng)重點(diǎn):10種香辛料抑菌性研究。
活動(dòng)難點(diǎn):抑菌實(shí)驗(yàn)及數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和分析。
4 活動(dòng)對(duì)象及人數(shù)
面向初高中學(xué)生,以小組為活動(dòng)形式,每個(gè)活動(dòng)小組最多8人。
5 活動(dòng)創(chuàng)新點(diǎn)
(1) 研究10種常見(jiàn)香辛料水及乙醇浸出液對(duì)4種霉菌、1個(gè)酵母菌、1個(gè)細(xì)菌的抑制作用,研究范圍廣、全面。
(2) 首次研究了香辛料氣味的抑菌情況。
6 活動(dòng)中可能出現(xiàn)的問(wèn)題及解決預(yù)案
(1) 香辛料浸出液制備時(shí),乙醇及水被香辛料完全吸收。需加大香辛料數(shù)克,準(zhǔn)備無(wú)菌紗布,擠出浸出液。
(2) 改良牛津杯法中,培養(yǎng)基中間的孔太淺,200 μL抑菌劑溢出,可增加培養(yǎng)基厚度,分兩次(每次100 μL)加入。
7 活動(dòng)中的科學(xué)原理
(1) 香辛料氣味抑菌;
(2) 改良牛津杯法測(cè)定抑菌性;
(3) 培養(yǎng)基中添加抑菌劑測(cè)定菌絲生長(zhǎng)抑制.
8 活動(dòng)背景
天然香辛料是一類(lèi)能夠給食品呈現(xiàn)具有各種辛香、麻辣、苦甜等典型氣味的食用植物香料,它能夠賦予食品獨(dú)特風(fēng)味,提高和改善食品的風(fēng)味,使食品風(fēng)味協(xié)調(diào)。蔥、姜、蒜、辣椒、花椒、八角等幾乎家家都會(huì)用,丁香、肉桂、桂皮等在食品加工中使用廣泛,尤其是肉制品和面食等加工中,很多香辛料如丁香、肉桂、八角、花椒等還是衛(wèi)生部公布的藥食兼用材料。香辛料具有調(diào)味、抗菌防腐和健身養(yǎng)膚的作用。
有哪些香辛料有抑菌作用,抑菌成分是什么?抑菌效果如何?針對(duì)這些問(wèn)題,開(kāi)展了本課題研究,研究結(jié)果可為組培室微生物污染防治提供新的方法,也為家庭除霉,工廠線抑菌提供借鑒,為開(kāi)發(fā)新型空氣除菌試劑提供理論依據(jù),為蔬菜水果和肉制品保鮮提供參考。
9 活動(dòng)過(guò)程
本活動(dòng)共包括三部分內(nèi)容。
9.1 準(zhǔn)備資料
(1) 查閱資料:
學(xué)生使用關(guān)鍵詞在百度和Google上查閱資料,教師提供給學(xué)生一些相關(guān)參考書(shū)籍和文獻(xiàn)。學(xué)生獨(dú)立完成表1。
(2) 選擇香辛料:
根據(jù)查閱信息,學(xué)生自行分工合作,到市場(chǎng)調(diào)研,選出10種常見(jiàn)、家庭常用、價(jià)格相對(duì)便宜的香辛料:大蔥、老姜、白皮蒜、八角、桂皮、肉桂、丁香、花椒、麻椒、干辣椒。
(3) 撰寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告,進(jìn)行開(kāi)題論證。
9.2 抑菌實(shí)驗(yàn)
抑菌對(duì)象:自組培室中分離到的青霉、黑曲霉、枝孢、根霉、紅酵母、大腸桿菌。
學(xué)生分工合作,進(jìn)行微生物孢子懸液制備、抑菌劑制備和香辛料的抑菌實(shí)驗(yàn)。
(1) 制備微生物孢子懸液:
利用血球計(jì)數(shù)板計(jì)數(shù)法,獲得106個(gè)/mL濃度的霉菌、酵母菌、大腸桿菌孢子懸液。
(2) 制備抑菌劑:
① 浸出液制備:香辛料用150目粉碎機(jī)粉碎,加入2倍無(wú)菌蒸餾水或2倍75%乙醇或2倍無(wú)水乙醇,室溫浸提3 d,無(wú)菌濾紙過(guò)濾,冰箱保存?zhèn)溆谩?/p>
② 氣味抑菌劑:現(xiàn)用現(xiàn)制備。
③ 菌絲生長(zhǎng)抑制劑:將香辛料粉末加入培養(yǎng)基中,高壓蒸汽滅菌備用。
(3) 氣味抑菌:
將培養(yǎng)皿倒置,在皿蓋上放入適量香辛料粉末,以不加香辛料粉末做對(duì)照,25℃培養(yǎng)2 d,重復(fù)3次。2 d后將皿蓋上的香辛料粉末去除,繼續(xù)培養(yǎng),觀察微生物是否能夠恢復(fù)生長(zhǎng)。
(4) 改良牛津杯法測(cè)定抑菌效果:
改良牛津杯法:在培養(yǎng)皿中央鉆一個(gè)1.5 cm直徑的孔,用少許培養(yǎng)基填充孔底,往孔中加入抑菌劑200 μL,加200 μL無(wú)水乙醇、75%乙醇或無(wú)菌水做對(duì)照。重復(fù)3次。25℃培養(yǎng)2 d,取出測(cè)抑菌圈直徑。繼續(xù)培養(yǎng),觀察微生物生長(zhǎng)情況。
9.3 總結(jié)討論
學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),制作曲線圖,集體討論并總結(jié)10種香辛料的抑菌效果,選出5種抑菌性最好的香辛料,撰寫(xiě)論文。
10 預(yù)期結(jié)果
10.1 香辛料氣味對(duì)微生物生長(zhǎng)的抑制
八角、丁香、肉桂、蒜、桂皮5種香辛料的氣味對(duì)106個(gè)/mL濃度的6種微生物孢子具有較好的抑制效果,麻椒、蔥只對(duì)紅酵母具有一定的抑制作用。
10.2 香辛料浸出液對(duì)微生物生長(zhǎng)的抑制
除姜以外9種香辛料浸出液都對(duì)106個(gè)/mL濃度的微生物孢子具有一定的抑制作用。
(1) 無(wú)水乙醇與75%乙醇的香辛料浸出液抑菌效果較好,且效果相近,水浸出液最差,只有蒜的水浸出液具有抑菌效果。
(2) 香辛料浸出液抑菌能力由好到差依次是:八角、丁香、肉桂、蒜、桂皮、麻椒、花椒、辣椒、蔥。每種香辛料對(duì)5種真菌的抑制能力各有不同。
(3) 丁香、肉桂和蒜的醇浸出液抑菌能力持續(xù)時(shí)間最長(zhǎng)。八角、花椒僅是暫時(shí)抑制。
10.3 含香辛料培養(yǎng)基對(duì)霉菌菌絲生長(zhǎng)的抑制
香辛料高壓蒸汽滅菌后,抑菌效果依然很明顯,對(duì)霉菌菌絲生長(zhǎng)均有較好的抑制效果,抑菌成分具有一定的熱穩(wěn)定性,八角、丁香熱穩(wěn)定性最高,肉桂次之,桂皮再次之,大蒜最差。
11 活動(dòng)效果及評(píng)價(jià)
通過(guò)觀察發(fā)現(xiàn),所有學(xué)生都能夠利用網(wǎng)絡(luò)查閱資料,能夠熟練使用血球計(jì)數(shù)板、超凈工作臺(tái)等實(shí)驗(yàn)設(shè)備,能夠掌握無(wú)菌操作、改良牛津杯等實(shí)驗(yàn)技術(shù),能夠合作完成數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)和論文的撰寫(xiě),該活動(dòng)不但豐富了學(xué)生的科學(xué)知識(shí),同時(shí)使學(xué)生觀察能力、創(chuàng)新能力和動(dòng)手操作能力得到了提高,提高了學(xué)生的科技素養(yǎng)。
參考文獻(xiàn):
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