香櫞精油體外抗氧化及其抑菌活性研究

劉春菊,牛麗影,*,郁 萌,李大婧,劉春泉

(1.江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所,江蘇南京 210014;2.國(guó)家蔬菜加工技術(shù)研發(fā)專業(yè)分中心,江蘇南京 210014)

香櫞精油體外抗氧化及其抑菌活性研究

劉春菊1,2,牛麗影1,2,*,郁 萌1,李大婧1,2,劉春泉1,2

(1.江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所,江蘇南京 210014;2.國(guó)家蔬菜加工技術(shù)研發(fā)專業(yè)分中心,江蘇南京 210014)

為了研究香櫞精油的抗氧化性及對(duì)細(xì)菌、酵母和霉菌的抑菌活性,本文采用體外抗氧化法和瓊脂平板擴(kuò)散法,研究香櫞精油總還原力,清除DPPH自由基、·OH自由基和H2O2能力,以及對(duì)大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、枯草芽孢桿菌、釀酒酵母、黑曲霉的抑制作用。結(jié)果表明:香櫞精油的抗氧化能力與質(zhì)量濃度呈正相關(guān),對(duì)DPPH自由基、·OH自由基(IC50值為0.32 mg/mL)和H2O2(IC50值為148 μg/mL)均有一定的清除能力。香櫞精油對(duì)霉菌的抑制作用明顯強(qiáng)于酵母與細(xì)菌,其中對(duì)黑曲霉的抑制效果最顯著(25.39±1.12) mm,對(duì)金黃色葡萄球菌抑制最弱(14.04±1.35) mm。最小抑菌濃度在0.31～1.25 mg/mL,且在pH3～8范圍內(nèi)、溫度80、115、121 ℃及一定時(shí)間紫外線照射(20、40、60 min)影響下,對(duì)大腸桿菌和釀酒酵母仍保持較強(qiáng)的抑制作用。

香櫞,精油,抗氧化,抑菌

香櫞(CitrusmedicaL.)為蕓香科柑橘屬,是我國(guó)傳統(tǒng)觀賞植物及中藥,已有二千余年的栽培歷史。近幾年來,香櫞樹因其觀賞價(jià)值與香櫞的怡人香氣,成為蘇浙地區(qū)重要的園林樹種,香櫞的產(chǎn)量已達(dá)3000 t以上。香櫞具有理氣寬中,消脹降痰之功效,可緩解胃腹脹痛、嘔吐等癥狀[1]。香櫞的果皮富含豐富的精油,占干重的6.5%～9%,主要由萜烯類碳?xì)浠衔锛昂跹苌锝M成,藥效成分為柚皮苷,精油含量略高于枸櫞[2-3]。

蕓香科柑橘屬類植物為重要的植物精油來源,不僅作為天然的食品添加劑和賦香劑,廣泛應(yīng)用于飲料、焙烤食品、糖果、冷飲等領(lǐng)域,也是日化、美容等行業(yè)應(yīng)用最廣泛的精油之一。柑橘類精油成分復(fù)雜,揮發(fā)性強(qiáng),具有鎮(zhèn)痛、消炎、抗病毒、抗菌和抗氧化等多種生物活性功效[4]。如柚皮精油對(duì)亞油酸的過氧化表現(xiàn)出較強(qiáng)的抑制作用[5],葡萄柚精油可有效抑制大腸柑橘、黑曲霉、金黃色葡萄球菌等多個(gè)菌種生長(zhǎng),具有廣譜抗菌性[6]。Choi等[7]對(duì)34種柑橘精油研究發(fā)現(xiàn)其對(duì)DPPH自由基清除率在17.7%～64.0%,其中有31種高于同等濃度的水溶性維生素E?；诟涕兕惥偷纳砘钚?其作為藥品原料、功能食品基料及食品添加劑具有廣闊的應(yīng)用和開發(fā)前景,需求將日益增加。因此,本文以自制香櫞精油為對(duì)象,研究香櫞精油總還原力、清除自由基能力,以及對(duì)黑曲霉、大腸桿菌、金黃色葡萄球菌及枯草芽孢桿菌的抑菌活性,探討香櫞精油在抗氧化和抑菌抗菌以及食品防腐領(lǐng)域的應(yīng)用效果,旨在為香櫞精油活性成分的深度開發(fā)利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

香櫞 江蘇省靖江市;柑橘 江蘇南京蘇果超市2,2-二苯基-1-三硝基苯肼(DPPH) 美國(guó)sigma公司;抗壞血酸(VC)、丁基甲基苯酚(BHT)、磷酸二氫鈉、磷酸氫二鈉、鐵氰化鉀、三氯乙酸、三氯化鐵、無水乙醇、過氧化氫、七水合硫酸亞鐵、水楊酸、牛肉膏、瓊脂、葡萄糖、氯化鈉、丙酮、氫氧化鈉、鹽酸 分析純;供試菌種:黑曲霉(Aspergillumniger)、釀酒酵母(Saccharmoycescerevisiae)、大腸桿菌(Escherichiacoli,G-)、金黃色葡萄球菌(Staphylococcusaureus,G+)、枯草芽孢桿菌(Bacillussubtilis,G+) 南京師范大學(xué)金陵女子學(xué)院微生物實(shí)驗(yàn)室;牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基:牛肉膏、蛋白胨、瓊脂(液體培養(yǎng)基不含瓊脂)、水;PDA培養(yǎng)基:酵母浸粉、蛋白胨、葡萄糖、瓊脂(液體培養(yǎng)基不含瓊脂)、水。

FA2104電子分析天平 北京賽多利斯科學(xué)儀器公司;TF16-WS臺(tái)式高速離心機(jī) 長(zhǎng)沙湘儀離心機(jī)儀器有限公司;HH-8 數(shù)顯恒溫水浴鍋 江蘇省榮華儀器有限公司;TU-1810紫外分光光度計(jì) 北京普析通用儀器制造有限公司;PB-10 pH計(jì) 北京賽多利斯科學(xué)儀器公司;722型可見分光光度計(jì) 上海棱光技術(shù)公司;6 mm打孔器 寧波得力集團(tuán);SYQ-DSX-280B型手提式不銹鋼壓力蒸汽滅菌鍋 上海中安醫(yī)療器械廠;SW-CJ-2D型超凈工作臺(tái) 鄭州宏郎儀器設(shè)備有限公司;DNP-9052BS-Ⅲ型電熱恒溫培養(yǎng)箱 上海新苗醫(yī)療器械制造有限公司。

1.2 香櫞精油和柑橘精油提取

新鮮的香櫞或柑橘清洗干凈,瀝干外表皮上的水分,將香櫞或柑橘果皮與果肉分離,粉碎香櫞或柑橘果皮至粒度為20 mm左右,按固液比1∶2(w/v)添加3%氯化鈉,水蒸氣蒸餾3 h,油水混合物分層,上層液體即為香櫞或柑橘精油。將精油移入棕色瓶中,加入少許無水硫酸鈉,劇烈振搖至無水分存在于精油中,將處理后精油進(jìn)行過濾,然后將其置于干凈、干燥的棕色瓶中,于4 ℃冰箱內(nèi)保存,備用。

1.3 香櫞精油抗氧化能力測(cè)定

1.3.1 香櫞精油總還原力測(cè)定 用無水乙醇配置10 mg/mL香櫞精油溶液,將其稀釋至質(zhì)量濃度為0.04、0.08、0.12、0.16、0.20 mg/mL。分別取1 mL上述香櫞精油溶液于試管中,依次加入2.5 mL 0.02 mol/L磷酸緩沖液(pH6.6),2.5 mL 1%鐵氰化鉀溶液,50 ℃水浴20 min后,加入2.5 mL質(zhì)量濃度10%的三氯乙酸溶液,混勻,1000 r/min離心10 min,取上清液2.5 mL于試管中,加去離子水2.5 mL和0.1%三氯化鐵0.5 mL,混合均勻后,常溫反應(yīng)5 min,于700 nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光值[8],VC和BHT為陽性對(duì)照,每組平行3次。

1.3.2 DPPH自由基清除能力測(cè)定 按照1.3.1稀釋成不同濃度的香櫞精油,分別取各濃度的香櫞精油1 mL與2 mL 2 mmol/L DPPH溶液混勻后,室溫下避光反應(yīng)15 min,于517 nm下測(cè)定吸光值,空白組香櫞精油溶液以無水乙醇代替,并以等體積蒸餾水和無水乙醇混合液為空白調(diào)零,VC和BHT為陽性對(duì)照[9],每組平行3次。

DPPH清除率(%)=[1-(A1-A2)/A3]×100

式(1)

其中:A1為3 mL樣品溶液與2 mL DPPH溶液;A2為3 mL樣品溶液與2 mL無水乙醇;A3為3 mL蒸餾水與2 mL DPPH溶液。

1.3.3 H2O2清除能力測(cè)定 按照1.3.1稀釋成不同濃度的香櫞精油,分別取各濃度的香櫞精油2.5 mL與2.5 mL 10 mmol/L H2O2溶液混合均勻,于230 nm波長(zhǎng)下測(cè)定吸光值,VC和BHT為陽性對(duì)照[10],每組平行3次。

清除率(%)=[1-(A1-A2)/A3]×100

式(2)

其中:A1為2.5 mL樣品溶液+2.5 mL H2O2溶液;A2為2.5 mL樣品溶液+2.5 mL無水乙醇;A3為2.5 mL蒸餾水+2 mL H2O2溶液。

1.3.4 ·OH自由基清除能力測(cè)定 按照1.3.1稀釋成不同濃度的香櫞精油,分別取各濃度的香櫞精油1 mL加入含1 mL 8.8 mmol/L H2O2、1 mL 9 mmol/L FeSO4、1 mL 9 mmol/L水楊酸-乙醇溶液反應(yīng)體系中,最后加入1 mL H2O2啟動(dòng)反應(yīng),于37 ℃下反應(yīng)30 min,以蒸餾水作為空白,在510 nm下測(cè)定吸光值,每組平行3次。

清除率(%)=[1-(A1-A2)/A3]×100

式(3)

其中:A1為1 mL樣品溶液+1 mL FeSO4溶液+1 mL水楊酸-乙醇溶液+1 mL H2O2溶液;A2為1 mL樣品溶液+1 mL FeSO4溶液+1 mL水楊酸乙醇溶液+1 mL無水乙醇;A3為1 mL蒸餾水+1 mL FeSO4溶液+1 mL水楊酸乙醇溶液+1 mL H2O2溶液。

1.4 香櫞精油抑菌活性測(cè)定

1.4.1 菌株活化與菌懸液制備 用滅菌接種環(huán)分別挑取細(xì)菌(大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、枯草芽孢桿菌)、酵母菌和黑曲霉菌株于營(yíng)養(yǎng)瓊脂平板上劃線培養(yǎng),細(xì)菌置于恒溫培養(yǎng)箱37 ℃下培養(yǎng)24 h,酵母菌和黑曲霉分別于28 ℃下培養(yǎng)24 h和48 h。然后挑取單菌落接種于營(yíng)養(yǎng)瓊脂斜面培養(yǎng)基上擴(kuò)大培養(yǎng),繼續(xù)按照上面的條件培養(yǎng),獲得活化菌體。從經(jīng)過活化的菌體斜面上挑取一環(huán)菌體接種于相應(yīng)液體培養(yǎng)基中,放入恒溫振蕩培養(yǎng)箱培養(yǎng)至對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期,分別吸取以上培養(yǎng)菌液,加入無菌水稀釋至菌落數(shù)為105～106CFU/mL,備用。

1.4.2 香櫞精油抑菌圈測(cè)定 采用紙片瓊脂擴(kuò)散法測(cè)定抑菌活性,使用打孔器將定性濾紙制成直徑為6 mm小圓紙片,高壓滅菌后備用,每個(gè)平皿上呈正三角形放置3片濾紙片,每片滴加8 μL精油,濾紙片之間間隔一定距離。以無菌蒸餾水為空白對(duì)照,以自制柑橘精油為陽性對(duì)照,恒溫培養(yǎng)箱內(nèi)培養(yǎng),細(xì)菌37 ℃培養(yǎng)24 h,霉菌28 ℃培養(yǎng)48 h,酵母28 ℃培養(yǎng)24 h。測(cè)定抑菌圈直徑,重復(fù)3次。

1.4.3 最小抑菌濃度(MIC)測(cè)定 以丙酮為溶劑,運(yùn)用紙片瓊脂擴(kuò)散法和半數(shù)稀釋法,將香櫞精油稀釋至不同濃度,吸取9 mL液體培養(yǎng)基與1 mL香櫞精油丙酮溶液混勻,依次得到精油濃度為5、2.5、1.25、0.63、0.31、0.16、0.08 mg/mL的平板培養(yǎng)基。待培養(yǎng)基冷卻凝固后,平板劃線接種[11],按1.4.1所述條件培養(yǎng),觀察平板上菌體生長(zhǎng)情況,每個(gè)精油濃度梯度作3組平行實(shí)驗(yàn),與對(duì)照組(菌落正常生長(zhǎng))比較,有菌落生長(zhǎng)者為無抑制作用,以完全無菌落生長(zhǎng)的最低精油濃度為其最低抑菌濃度,丙酮和無菌水為空白對(duì)照。

1.4.4 pH對(duì)香櫞精油抑菌活性的影響 采用1 mol/L NaOH溶液和1 mol/L HCI溶液分別將培養(yǎng)基的pH調(diào)節(jié)為3、4、5、6、7、8,并制備培養(yǎng)平板,建立不同pH梯度的系列培養(yǎng)基,選取大腸桿菌、釀酒酵母為實(shí)驗(yàn)菌,每片載體濾紙片滴加8 μL香櫞精油。大腸桿菌于37 ℃培養(yǎng)24 h,釀酒酵母于28 ℃下培養(yǎng)24 h,測(cè)量抑菌圈大小,每組3次重復(fù)。

1.4.5 熱處理對(duì)香櫞精油抑菌活性的影響 將香櫞精油原液分別置于80、100、121 ℃的環(huán)境中,處理30 min,對(duì)照組精油樣品置于30 ℃放置30 min;以大腸桿菌、釀酒酵母為實(shí)驗(yàn)菌,采用紙片瓊脂擴(kuò)散法,測(cè)量抑菌圈大小,每組3次重復(fù)。

1.4.6 紫外線照射對(duì)香櫞精油抑菌活性的影響 將香櫞精油原液分別置于40 W紫外燈管下照射20、30、60 min,以無紫外照射的精油為對(duì)照組,選擇大腸桿菌、釀酒酵母為實(shí)驗(yàn)菌,采用紙片瓊脂擴(kuò)散法,測(cè)量抑菌圈大小,每組3次重復(fù)[12]。

1.5 數(shù)據(jù)分析方法

2 結(jié)果與分析

2.1 香櫞精油抗氧化能力

2.1.1 香櫞精油總還原力 抗氧化劑是通過自身還原作用,給出電子而清除自由基,還原能力越強(qiáng),抗氧化性能越強(qiáng)[13]。由圖1可知,香櫞精油、陽性對(duì)照BHT和VC的還原能力與質(zhì)量濃度均呈正相關(guān)。當(dāng)質(zhì)量濃度為0.4 mg/mL時(shí),VC與BHT的總還原力無顯著差異,香櫞精油還原力低于VC與BHT。當(dāng)質(zhì)量濃度大于0.4 mg/mL時(shí),VC與BHT總還原力繼續(xù)升高,香櫞精油總還原力增長(zhǎng)變緩。質(zhì)量濃度為1.0 mg/mL時(shí),還原力最大為BHT、其次是VC,還原力最小為香櫞精油。

圖1 香櫞精油的總還原能力Fig.1 Reducing power of Citrus medica essential oil

2.1.2 香櫞精油對(duì)DPPH自由基清除能力 DPPH是一種以氮為中心,依靠3個(gè)苯環(huán)空間排布形成共振穩(wěn)定性的有機(jī)自由基,DPPH的單電子在517 nm處有強(qiáng)吸收,可使其醇溶液呈紫色,而當(dāng)有自由基清除劑存在時(shí),可與其單電子配對(duì)而使吸收逐漸消失,醇溶液褪色程度與其接受的電子數(shù)呈量效關(guān)系,因而可用分光光度計(jì)快速檢測(cè)自由基清除劑的抗氧化能力[14-15]。

由圖2可知,香櫞精油、BHT和VC均有清除DPPH自由基的能力,且香櫞精油和VC在測(cè)量的質(zhì)量濃度范圍內(nèi),清除DPPH自由基能力與質(zhì)量濃度呈正相關(guān)。而VC對(duì)DPPH自由基的清除率則一直維持較高水平,均在90%以上,BHT次之。3種測(cè)試樣品中,香櫞精油清除DPPH自由基的能力最弱,在最高濃度10 mg/mL時(shí),清除率為26.1%,VC對(duì)DPPH自由基清除率為96.12%。

圖2 香櫞精油清除DPPH自由基能力Fig.2 DPPH radical scavenging capacities of Citrus medica essential oil

2.1.3 香櫞精油對(duì)·OH自由基清除能力 ·OH自由基是自然界中僅次于氟的氧化劑,具有極強(qiáng)的得電子能力,可對(duì)機(jī)體造成各種氧化損傷,從而引發(fā)細(xì)胞病變,導(dǎo)致各種疾病及加速機(jī)體衰老。而通過抗氧化劑的清除作用,可減輕或減少因·OH引發(fā)的各種疾病與損傷[16]。

由圖3可知三種樣品對(duì)·OH自由基的清除能力隨質(zhì)量濃度增加而增大,質(zhì)量濃度較低時(shí),BHT與香櫞精油清除能力較強(qiáng),但隨質(zhì)量濃度增加,清除率增大趨勢(shì)變緩;VC對(duì)·OH自由基的清除率幾乎呈線性關(guān)系,增速較快。當(dāng)質(zhì)量濃度小于0.2 mg/mL時(shí),BHT的清除能力最強(qiáng),其次為香櫞精油,最后為VC;當(dāng)質(zhì)量濃度大于0.2 mg/mL時(shí),VC清除率繼續(xù)快速升高,BHT及香櫞精油對(duì)自由基清除能力增長(zhǎng)不顯著(p>0.05)。當(dāng)質(zhì)量濃度為0.5 mg/mL時(shí),VC、BHT和香櫞精油對(duì)·OH的清除率分別為88.34%、62.62%和53.78%。香櫞精油、VC與BHT清除·OH自由基的IC50值為0.32、0.19、0.22 mg/mL。

圖3 香櫞精油對(duì)·OH自由基清除能力Fig.3 ·OH scavenging activity of Citrus medica essential oil

2.1.4 香櫞精油對(duì)H2O2清除能力 H2O2是一種活性氧,是有氧代謝氧化還原反應(yīng)產(chǎn)生的中間產(chǎn)物之一,體內(nèi)過多氧自由基可損傷細(xì)胞結(jié)構(gòu),導(dǎo)致機(jī)體產(chǎn)生多種疾病。由圖4可知,香櫞精油、BHT和VC對(duì)H2O2的清除能力與質(zhì)量濃度呈正相關(guān),不同抗氧化劑質(zhì)量濃度與H2O2清除率呈量效關(guān)系。質(zhì)量濃度為0.2 mg/mL時(shí),BHT對(duì)H2O2的清除率最高為67.23%,其次為VC,清除率為62.55%,最后為香櫞精油,清除率為53.02%。香櫞精油、VC與BHT清除H2O2的IC50值為148、95、46 μg/mL。

圖4 香櫞精油對(duì)H2O2的清除能力Fig.4 H2O2 scavenging activity of Citrus medica essential oil

2.2 香櫞精油抑菌活性

2.2.1 香櫞精油抑菌圈直徑大小 抑菌圈實(shí)驗(yàn)結(jié)果判定標(biāo)準(zhǔn)為:抑菌圈直徑大于15 mm為高度敏感、10～15 mm為中度敏感,7～9 mm為低度敏感、無抑菌圈者為不敏感[17]。

圖5為各供試菌種產(chǎn)生抑菌圈圖,同時(shí)由表1可知,香櫞精油對(duì)黑曲霉、釀酒酵母、大腸桿菌、枯草芽孢桿菌均有較強(qiáng)的抑制作用,其抑菌圈直徑分別為(25.39±1.12)、(17.25±1.09)、(16.59±0.80)、(16.19±1.73) mm,都大于15 mm,屬于高度敏感,對(duì)金黃色葡萄球菌抑菌直徑為(14.04±1.35) mm屬于中度敏感。對(duì)五種供試菌而言,香櫞精油對(duì)霉菌的抑制作用強(qiáng)于細(xì)菌和酵母。與實(shí)驗(yàn)室自制柑橘皮精油對(duì)照比較可知,香櫞精油與柑橘精油抑菌活性有極顯著差異(p<0.01),香櫞精油對(duì)霉菌的抑制能力明顯強(qiáng)于柑橘精油,抑制酵母菌能力略低于柑橘精油,而抑制細(xì)菌能力則隨菌種不同有所差異。

表1 香櫞精油對(duì)供試菌種的抑菌圈測(cè)定效果

注:“-”為無抑菌圈出現(xiàn),不同小寫字母表示同列差異顯著(p<0.05),不同大寫字母表示同行差異極顯著(p<0.01)。

2.2.2 香櫞精油的最低抑菌濃度(MIC) 由表2可知,香櫞精油對(duì)黑曲霉、釀酒酵母、大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、枯草芽孢桿菌的最低抑菌濃度分別為0.31、0.63、1.25、1.25、1.25 mg/mL。香櫞精油對(duì)黑曲霉與釀酒酵母的抑制作用較強(qiáng)。

植物精油成分較為復(fù)雜,其抑菌活性主要是由于一些低分子量物質(zhì)的存在,如酚類、萜烯類和醛酮類物質(zhì)。這些物質(zhì)的單體已經(jīng)被證實(shí)具有很好的抑菌效果[18],另外,許多在精油中含量較低的成分,如α-蒎烯、β-蒎烯、萜品烯、異松油烯等,也被證實(shí)對(duì)精油抑菌活性有很重要的作用[19]。

作為香櫞精油中含量最高的成分檸檬烯,有報(bào)道表明,檸檬烯對(duì)大腸桿菌、枯草芽孢桿菌、和黑曲霉都具有較好的抑制效果,具有廣譜抗菌性[20-21];對(duì)面包酵母、啤酒酵母和黑曲霉的抑制作用甚至強(qiáng)于苯甲酸鈉和山梨酸鉀等化學(xué)防腐劑,但檸檬烯對(duì)金黃色葡萄球菌抑制效果較差[22],這與本實(shí)驗(yàn)結(jié)果保持一致。

酚類物質(zhì)也是植物精油抗菌的主要活性成分之一,香櫞精油中含有少量香芹酚,它可使細(xì)胞膜中的蛋白質(zhì)變性,并與細(xì)胞膜中的磷脂反應(yīng)破壞細(xì)胞膜的滲透性,破壞細(xì)胞膜上的磷脂雙分子層的同時(shí),攻擊破壞其酶系統(tǒng),抑制細(xì)菌保護(hù)酶的活性,還可導(dǎo)致細(xì)胞脂質(zhì)和蛋白質(zhì)損失,從而抑制微生物的生長(zhǎng)[23]。

表2 香櫞精油最低抑菌濃度(MIC)測(cè)定效果

注:“+”有菌落生長(zhǎng),“-”無菌落生長(zhǎng)。

表3 香櫞精油在不同pH條件下的抑菌效果

注:同行不同字母表示差異顯著(p<0.05),圖4、圖5同。

表4 熱處理對(duì)香櫞精油抑菌活性的影響

表5 紫外線照射對(duì)香櫞精油抑菌活性的影響

2.2.3 pH對(duì)香櫞精油抑菌活性的影響 香櫞精油在不同pH條件下對(duì)實(shí)驗(yàn)菌種大腸桿菌與釀酒酵母的抑制效果見表3。香櫞精油對(duì)大腸桿菌的抑制作用隨pH升高,先增強(qiáng)后又減弱,在pH=5與pH=6時(shí),抑菌圈大小無顯著差異(p>0.05),均大于15 mm,對(duì)大腸桿菌抑制能力屬高度敏感。在整個(gè)pH范圍內(nèi),抑菌活性較為穩(wěn)定,均保持于高度或中度敏感,pH為5時(shí),抑菌圈直徑最大,為(16.66±1.15) mm。對(duì)釀酒酵母的抑制,在pH為5時(shí)達(dá)到最強(qiáng),抑菌圈直徑為(17.21±1.10) mm;在pH為3時(shí),抑菌圈最小,直徑為(11.85±0.61) mm。酵母菌為喜酸菌種,在pH4～5的酸性環(huán)境下可以較好生長(zhǎng),而香櫞精油,在pH4～8范圍內(nèi)對(duì)酵母菌保持較強(qiáng)的抑制能力,抑菌圈直徑均大于15 mm,屬高度敏感抑制。

2.2.4 熱處理對(duì)香櫞精油抑菌活性的影響 熱處理前后香櫞精油對(duì)大腸桿菌和釀酒酵母的抑菌效果見表4,香櫞精油在80、115、121 ℃下處理30 min后,仍保持高度抑菌敏感性。

香櫞精油在121 ℃處理后,抑制大腸桿菌及釀酒酵母活性最高,精油抑菌活性雖上下波動(dòng),對(duì)供試菌種卻始終保持高度敏感;當(dāng)處理溫度為121 ℃時(shí),香櫞精油對(duì)大腸桿菌及釀酒酵母菌的抑菌圈為最大,抑菌圈直徑分別為(16.85±0.96) mm和(17.57±1.41) mm,且與對(duì)照組無顯著性差異,表明精油具有較好的抑菌熱穩(wěn)定性。

2.2.5 紫外線照射對(duì)香櫞精油抑菌活性的影響 紫外線照射20、40、60 min,香櫞精油對(duì)大腸桿菌和釀酒酵母的抑菌活性見表5。從表5中可看出,紫外照射40 min時(shí),對(duì)釀酒酵母抑制能力最強(qiáng),抑菌圈直徑為(17.59±1.36) mm,照射20 min時(shí),對(duì)大腸桿菌抑制能力最強(qiáng),抑菌圈直徑為(16.77±1.43) mm,照射40 min時(shí)處理組香櫞精油抑制大腸桿菌活性與對(duì)照組相比無顯著差異(p>0.05)。抑菌圈大小仍都保持在15 mm以上,仍屬于高度敏感范圍內(nèi)?？纱_認(rèn),一定時(shí)間范圍內(nèi)紫外線照射對(duì)香櫞精油的抑菌活性無顯著影響,說明香櫞精油在一定時(shí)間范圍紫外線照射影響下,抑菌性能保持穩(wěn)定。

3 結(jié)論

采用體外抗氧化模型及紙片瓊脂擴(kuò)散法,研究香櫞精油的抗氧化及抗菌活性。發(fā)現(xiàn)香櫞精油的抗氧化能力與質(zhì)量濃度呈正相關(guān),對(duì)DPPH自由基、·OH自由基(IC50值為0.32 mg/mL)和H2O2(IC50值為148 μg/mL)均有一定的清除能力。香櫞精油對(duì)黑曲霉、釀酒酵母、大腸桿菌、金黃葡萄球菌和枯草桿菌的最小抑菌濃度(MIC)分別為0.31、0.63、1.25、1.25、1.25 mg/mL。香櫞精油對(duì)霉菌的抑制作用明顯強(qiáng)于酵母與細(xì)菌,其中對(duì)黑曲霉的抑制效果最顯著,且在pH5～7范圍、溫度80～121 ℃及紫外線照射20～40 min條件下,對(duì)大腸桿菌和釀酒酵母仍保持較強(qiáng)的抑制作用(抑菌圈直徑(15 mm)。

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Study on antioxidant and antibacterial activities of essential oils fromCitrusmedica

LIU Chun-ju1,2,NIU Li-ying1,2,*,YU Meng1,LI Da-jing1,2,LIU Chun-quan1,2

(1.Institute of Agricultural Products Processing,Jiangsu Academy of Agricultural Sciences,Nanjing 210014,China; 2.National Vegetable Processing Technology R&D Sub-centers,Nanjing 210014,China)

The objective was to study the antioxidant activities and the antibacterial activities to bacteria,yeasts and molds of essential oil fromCitrusmedica. The antioxidant activities of essential oil fromCitrusmedicawere evaluated based on the method of vitro antioxidant and agar diffusion. The results for the antioxidant capacity of essential oil fromCitrusmedicaincreased with the increasing concentration,there were scavenging capacity on DPPH free radicals,·OH free radicals(IC50=0.32 mg/mL)and H2O2(IC50=148 μg/mL). The antimicrobial activity and its stability of the essential oils against five species of microorganisms(Escherichiacoli,Staphylococcusaureus,Bacillussubtilis,Saccharomycescerevisiae,Aspergillusniger)were discussed by the disc diffusion method. The essential oils showed inhibition zones against all microorganisms tested. The data indicated thatAspergillusnigerwas the most sensitive microorganism tested with the largest inhibition zone(25.39±1.12) mm,andStaphylococcusaureusexhibited the smallest inhibition zone(14.04±1.35) mm. Minimum inhibitory concentrations ranged from 0.31～1.25 mg/mL. At the certain range of pH(3～8),temperature(80,115,121 ℃)and ultraviolet rays(20,40,60 min)impact compared with the control,essential oil fromCitrusmedicaremained relatively stable antimicrobial properties. The essential oil displayed a broad antimicrobial spectrum and exerted a strong antimicrobial effect against five strains tested.

Citrusmedica;essential oil;antioxidant;antibacterial

2016-06-13

劉春菊(1979-)，女，碩士，助理研究員，主要從事果蔬加工與質(zhì)量控制研究，E-mail：cjliu0306@163.com。

*通訊作者:牛麗影(1977-)，女，博士，副研究員，主要從事果蔬加工研究，E-mail:liying.niu@hotmail.com。

公益性行業(yè)(農(nóng)業(yè))科研專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)項(xiàng)目(201503142)。

TS201.2

A

1002-0306(2016)24-0000-00

10.13386/j.issn1002-0306.2016.24.000