ε-聚赖氨酸与其他几种天然防腐剂的抑菌效果对比

ε-聚赖氨酸与其他几种天然防腐剂的抑菌效果
赵维武，刘春梅，陈敦 （郑州拜纳佛生物工程股份有限公司研发中心，河南郑州，450006）
摘要 ε-聚赖氨酸作为一种天然食品防腐剂具有广谱、安全、高效、pH使用范围 广、耐高温等特点，广泛受到食品企业的亲赖，但其与其他天然食品防腐剂的抑 菌性能对比数据目前文献报道资料较少，导致其不能被广泛应用于食品行业，此 文通过 MIC 实验和抑菌效果实验综合对比了ε-聚赖氨酸、茶多酚、Nisin 和 壳聚 糖这4 种天然防腐剂的抑菌性能，为食品企业使用ε-聚赖氨酸提供基础数据。 关键词：天然食品防腐剂；ε-聚赖氨酸; MIC 实验；抑菌效果实验
放6个滤纸片，其中1个为空白对照。每种抑菌剂做三个平行板；
○5 将培养皿倒置于恒温箱中，30℃条件下培养 24h； ○6 使用游标卡尺准确测量抑菌 圈的直径，并记录结果。
3 结果与讨论
3.1最小抑菌深度(MIC)
抑菌剂
ε-聚赖 氨酸
0(空白)
1
2
3
0% 0.0025% 0.005% 0.0075%
+
Nisin 对大肠杆菌的抑菌效果在浓度由 0.02%增加至 0.04%过 程中存在加大 跃迁；浓度在 0.04%~0.10%之间时，抑菌圈直径增加缓慢；Nisin 对大肠杆菌和假 单胞菌无抑菌圈产生，说明 Nisin 对这两种菌无抑制作用，因为这两种菌为革兰氏 阴性菌，而 Nisin 只能够抑制革兰氏阳性菌。
引言
截止2014 年7月，根据《食品添加剂使用标准》规定可添加到食品中的防腐剂 有30 多种，可分为化工合成源和天然源。由于化学合成的防腐剂，不易于代谢， 存在潜在安全隐患，随着人们对食品安全认识的提高，对化学防腐剂的使用越来 越排斥。而天然的食品防腐剂因其具有安全、高效的特点，受到广大消费者和食 品企业的亲赖。本文挑选ε-聚赖氨酸、茶多酚、Nisin 和 壳聚糖这4 种天然防腐 剂，对其抑菌效果进行对比研究，通过 MIC 实验和抑菌效果实验，为食品企业使 用天然防腐剂提供基础依据。
0.15% -
0.15% -
0.3% +
5 0.02%
0.15%
0.15%
0.3%
-
抑菌剂 ε-聚赖氨
酸 壳聚糖
茶多酚
Nisin
0(空白)
1
2
3
4
0% 0.0025% 0.005% 0.0075% 0.01%
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0.025% 0.05% 0.075% 0.1%
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0.03% 0.06% 0.09% 0.12%
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4 0.01%
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5 0.02%
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2
壳聚糖 茶多酚 Nisin
0% 0.025% 0.05% 0.075% 0.1%
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+
+
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0% 0.03% 0.06% 0.09% 0.12%
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+
+
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0%
0.1% 0.15% 0.2% 0.25%
+
+
+
+
+
表 3-1 四种防腐剂对大肠杆菌的最小抑菌浓度
抑菌剂 ε-聚赖氨
假单胞菌培养基：蛋白胨 20.0g，硫酸钾 10.0g，氯化镁 1.4g，琼脂 15.0g，蒸 馏 水 1000mL，将各成分加入水中，加热至煮沸 1min，加热的过 程中要不断搅拌。 调节 pH7.2，121℃高压灭菌 15min。
营养琼脂 (NA)：牛肉粉 3.0g，蛋白胨 10.0g，琼脂 15.0g，氯化钠 5.0g，蒸 馏 水 1000mL，调节 pH7.2，121℃高压灭菌 15min。
1 材料与设备
1.1原料与试剂
菌种：大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、假单胞菌，菌种由华东理工大学菌种保藏中 心提供。
Байду номын сангаас
原料：ε-聚赖氨酸
郑州拜纳佛生物工程股份有限公司
水溶性壳聚糖
南通兴成生物制品厂
茶多酚
江苏德和生物科技有限公司
乳酸链球菌素
郑州奇泓生物科技有限公司
培养基原料：
牛肉膏(BR)，胰蛋白胨(BR)，氯化钠(AR)，琼脂
2.3抑菌效果实验
采用滤纸片法评价抑菌效果：
○1 将滤纸（1.5mm 厚）打孔，直径 6mm，160℃ 干热灭菌2h； ○2 将活化好的菌种制备成0.5麦氏浓度菌悬液，备用。 ○3 平板中注入1ml菌悬液，倾入冷却至45℃的营养琼脂培养基约15ml，轻轻晃动
平板，使之混合均匀；
○4 无菌条件下，将滤纸片置于保鲜液中浸泡 1min，取出凉干，每一 个平皿均匀
1
0.15%、0.5%、0.75%、1.0%、1.25%、1.5%的溶液，备用。
乳酸链球菌素 溶液：用无菌蒸馏水，分别配制 0.1%、0.15%、0.2%、0.25%、 0.3%， 备用。
茶 多 酚 溶液：用无菌蒸馏水，分别配制0.03%、0.05%、0.06%、0.09%、 0.10%、 0.12%、0.15%、0.20%、0.25%的溶液，备用。
3
由表 3-2 所见，nisin 金黄色葡萄球菌有较强的抑菌作用，对葡萄球菌的最 小抑菌浓度应在小于 0.1%，而对假单胞菌、大肠杆菌无明显作用。ε-聚赖氨酸、茶 多 酚和 壳聚糖都是广谱抑菌剂，Nisin 只对革兰氏阳性细菌有抑制作用，而对革 兰氏阴性如：大肠杆菌和假单胞菌等无抑制效果。 3.2最佳抑菌浓度
主要仪器与设备：
无菌操作台，恒温培养箱，高压灭菌锅，电子天平，分光光度计 等
2 实验方法
2.1试剂配制
ε-聚赖氨酸 溶液：用无菌蒸馏水，分别配制 0.0025%、0.005%、0.0075%、0.01%、 0.02%、0.04%、0.06%、0.08%、0.10%的溶液，备用。
水溶性壳聚糖溶液：用无菌蒸馏水，分别配制 0.025%、0.05%、0.075%、 0.1%、
2.2 最小抑菌浓度(MIC)测定：
将活化好的菌种制备成 0.5 麦氏浓度菌悬液，取 1ml 制备好的菌悬液加到无 菌的平板中，倾注冷却至 45℃的营养琼脂培养基约 15ml，并混入 2ml 保鲜液， 轻轻晃动平板，使之混合均匀，每个浓度做两个平行平板，待凝固后，倒置培养 12-24h。查验无菌落生长的最低保鲜剂浓度作为 MIC，MIC 值越低表明抗菌效果 越好。
酸 壳聚糖
茶多酚
Nisin
0(空白)
1
2
3
4
0% 0.0025% 0.005% 0.0075% 0.01%
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0% 0.025% 0.05% 0.075% 0.1%
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0%
0.03% 0.06% 0.09% 0.12%
+
+
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0%
0.1% 0.15% 0.2% 0.25%
+
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表 3-2 四种防腐剂对金黄色葡萄球菌的最低抑菌浓度
壳聚糖对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌均有较强的抑制作用都有明显的抑菌作 用，且抑菌效果随浓度增加面加强，当其浓度达到 1.0%左右时，抑菌效果随浓度 增加增加效果不明显。
茶多酚对三种菌均表现出较强的抑制作用，在浓度为 0.05%时茶多酸对大肠杆 菌和假单胞菌已有较强的抑制作用，对金黄色葡萄球菌 抑制不明显。随浓度增加， 茶多酚对金黄色葡萄球菌的抑制效果显著增加，而对 别外两株菌的抑制效果变化 不显著。
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+
-
-
-
0%
0.1% 0.15% 0.2% 0.25%
+
+
+
+
+
表 3-3 四种防腐剂对假单胞菌的最小抑菌浓度
5
0.02% -
0.15% -
0.15% -
0.3% +
注：+表示有菌落，-表示无菌落 从以上三个表可以看出，各种抑菌剂对三种菌的抑制效果各不相同，ε-聚赖氨
酸 、壳聚糖、茶多酚对大肠杆菌的最小抑菌浓度分别为 0.005%、0.1%、0.09%。 ε-聚赖氨酸 、壳聚糖、茶多酚和 Nisin对金黄色葡萄球菌的最小抑菌浓度分别为 0.0025%、0.05%、0.06%、0.1%。ε-聚赖氨酸 、壳聚糖、茶多酚对假单胞菌的 最 小抑菌浓度分别为 0.025、0.05%、0.06%。
4 结论
本实验研究了ε-聚赖氨酸、壳聚糖、茶多酚和 Nisin 四种天然保鲜剂对大肠杆菌、 金黄色葡萄球菌和假单胞菌的抑制效果，通过 MIC 实验和最佳抑菌效果实验发现 四种保鲜剂对三种代表菌的抑制效果各不相同，其中ε-聚赖氨酸、壳聚糖和茶多酚 表现出较好的抑菌效果，Nisin 较差。
4
ε-聚赖氨酸对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和假单胞菌均有表现出较强的抑制作 用，浓度为 0.02%时 ε-聚赖氨酸对大肠杆菌、假单胞菌抑菌作用较弱，浓度在 0.04% 和 0.06% 之 间 时 ， 抑 制 作 用 远 高 于 浓 度 为 0.02% 时 的 效 果 。 浓 度 在 0.04%~0.06%之间时，各浓度之间的抑菌效果差异不明显,说明已达到最佳 抑菌浓 度。