□ 王海琪 宮三潤怡 潘文(通信作者) 集美大學食品與生物工程學院

摘　要：本文的研究對象為苦瓜提取物的抑菌活性并求出其抑菌比，通過對提取工藝進行優化，以及結合實驗相關數據探討了提取物的穩定性。實驗結果表明，苦瓜提取物能夠對部分細菌起到明顯的抑制效果，金黃色葡萄球菌與枯草芽孢桿菌為其中最具代表性的細菌。大量提取單因素實驗結果顯示，若苦瓜粉末處于乙醇濃度為70%、料液比為1∶30，并保持60℃水浴回流4h后，得到的苦瓜提取物的抑菌效果最好。故得出結論，苦瓜提取物的穩定性較強，高溫下處理的活性損失小，耐紫外線，抑菌活性時間長達一個月。

關鍵詞：苦瓜提取物 穩定性 抑制作用 微生物

苦瓜是我國南北方地區均普遍栽培的可食用蔬菜，口感以甘苦為主，但營養價值極高。例如，果肉部分不僅富含維生素，還含有對人體有益的微量元素，食用價值在各類果蔬中當屬翹楚?，F代實驗結果發現，苦瓜還具有一定的藥用價值，主要體現在降血糖、抗癌、抗菌、抗過濾性病原體、提高免疫力，以及抗氧化、抗衰老等方面[1，2]?；诖?，本實驗探討苦瓜提取物在抑菌方面的實驗研究，以及苦瓜提取物作為食源性防腐劑的可能性和應用潛力。實驗對象選擇罐頭、農產品、飲料等代表性食品中常見的酵母菌、霉菌、細菌等腐敗菌株[3]，通過對照試驗來確定苦瓜提取物的抑菌譜，然后篩選出對苦瓜提取物表現較為敏感的菌株，并將其作為試驗的指示菌，進而探討苦瓜對常見細菌的抑制作用。

1 材料與方法

1 材料

1.1.1 試驗材料

選取適量于菜市場購買的新鮮苦瓜，洗凈后切成大小均勻的薄片，于50℃條件下烘干，然后對其進行粉碎、過篩、干燥與保存。

1.1.2 供試菌種

啤酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)、大腸桿菌(Escherichia coli)、枯草芽孢桿菌(Bacillus sabtilis)、金黃色葡萄球菌(Staphy lococcus aureus)、桔青霉(Penicillium citrinum)、黑曲霉(Aspergillus niger)，均來源于集美大學食品與生物工程學院微生物實驗室。

1.2 實驗方法

1.2.1 苦瓜提取物的制備

準備適量苦瓜干粉，按照1∶30的料液比置于70%的乙醇中，然后于60℃水浴回流持續提取4h，取上清，得到苦瓜提取物。

1.2.2 菌種的活化

參照王貽蓮等[4]的方法，在無菌試驗臺中采用平板劃線法于培養基中移接相應的菌株。菌種活化的過程需注意分別活化，并將其放入對應的培養箱中。細菌菌種置于培養箱，需保持在37℃恒溫狀態下培養24h;酵母菌和霉菌菌種置于培養箱，則需保持在28℃恒溫狀態下培養48h。

1.2.3 供試菌株懸浮液的制備

提取已完成活化的菌種，在經過滅菌處理的三角瓶中加入適量無菌水，參考孟曉等[5]的研究來制備具有最低抑菌濃度的菌懸液。

1.2.4 苦瓜抑菌譜的測定

采用濾紙片法，以20mg/mL的山梨酸鉀溶液作為對比，選擇濃度為70%的乙醇作為空白對照，每種設3個重復，然后以無水乙醇作為對照，測定抑菌圈直徑，取其平均值。

1.2.5 測定不同預處理及不同溶媒條件對苦瓜抑菌活性的影響

試驗原材料需要通過4種不同的處理方式來完成相應的預處理，預處理所獲得的試驗原材料分別為鮮汁、切片、干粉，以及微波處理后的切片。試驗開始之前需測定待處理樣品的含水量，然后計算苦瓜干物質含量，不同樣品均按照測定的干物質含量進行計算;苦瓜粉末處于乙醇濃度為70%、料液比為1∶30，保持60℃水浴回流4h，然后過濾，得上清，即為樣品液。利用濾紙片法計算抑菌直徑，取其平均值[6]。另外，分別準備4份相同分量的苦瓜干粉，按照1∶30的比例對應添加水、70%的乙醇、乙酸乙酯、正己烷這4種溶媒，并于60℃水浴回流4h，提取，過濾得上清，即為樣品液。同樣利用濾紙片法計算抑菌直徑，取其平均值。

1.2.6苦瓜提取工藝的單因素試驗[6]

等質量稱取苦瓜干粉4份，將樣品置于不同提取時間、提取溫度、乙醇濃度和料液比條件下進行試驗，通過濾紙片法分別完成抑菌直徑的測定，最終選用其平均值。

1.2.7 紫外線、環境溫度及存放時間對苦瓜提取物抑菌活性的影響[7，8]

將苦瓜提取物分別置于不同的環境溫度、紫外光及不同存放時間條件下，指示菌選擇枯草芽孢桿菌和金黃色葡萄球菌，采用抑菌圈直徑法測定處理前后樣品的抑菌效力。為保證試驗結果的可靠性，將該試驗過程重復3次。

2 結果與分析

2.1 苦瓜提取物對不同受試菌的抑制效果

實驗結果表明，苦瓜提取物對所選試驗菌株均具有良好的抑制效果，尤其是對枯草芽孢桿菌和金黃色葡萄球菌的抑制作用十分顯著，但是對真菌幾乎沒有抑制作用;山梨酸鉀的作用恰好同提取物相反，其對真菌菌株的抑制作用較強，而對細菌菌株的抑制作用較弱。因此，以下實驗主要探討不同工藝條件下苦瓜提取物對細菌抑制作用的比較。

2.2 預處理、溶媒對苦瓜抑菌活性的影響

通過不同預處理的苦瓜提取物的抑菌活性有所差異，新鮮苦瓜汁的抑菌活性遠不及干粉、切片、微波處理后的切片——后3種預處理的苦瓜提取物抑菌活性非常強，將其按照從強到弱的順序進行排列：苦瓜干粉>微波處理后的切片>苦瓜切片。由此說明，對實驗材料(新鮮苦瓜)采取不同的預處理措施會導致其抑菌活性有所差別。此外，溶劑浸提的苦瓜提取物含量也有所差異，即不同溶劑對于試驗結果具有一定的影響。試驗選擇的4種溶媒對于提取物按照影響力由強到弱進行排列，依次為70%的乙醇、乙酸乙酯、正己烷、水。除此之外，溶劑的極性和提取物的抑菌能力之間呈現正相關關系。根據試驗結果可知，提取物中具有抑菌作用的成分為極性物質。

2.3 苦瓜提取工藝的單因素實驗結果

植物天然抑菌成分常用的提取工藝為固液浸提法，在苦瓜活性成分提取過程中，影響較大的幾個因素主要有溶劑種類的差異、環境溫度的不同、提取時間和料液比的區別等[7]。因此，試驗期間通過單因素實驗法來完成對不同影響因素的分析。

由圖1可知，乙醇濃度和抑菌性能之間表現為正相關關系，如果乙醇濃度持續增加至70%，則提取物的抑菌活性有所下降;如其他條件不變，乙醇濃度為65%時的苦瓜提取物具有最佳的抑菌效果。

由圖2可知，溫度和抑菌性能之間表現為正相關關系，如果溫度持續升高超過60℃，則抑菌活性將會下降。因此，如其他條件不變，溫度為60℃時的苦瓜提取物具有最佳的抑菌效果。

由圖3可知，提取時間同抑菌活性之間呈正相關關系，但當提取時間超過4h后，苦瓜提取物的抑菌性能將會不斷下降。因此得出結論，如其他條件不變，提取時間為4h的苦瓜提取物具有最佳的抑菌效果。

由圖4可知，料液比和抑菌性能之間表現為明顯的正相關關系，如料液比持續增加超過1∶30，則苦瓜提取物的抑菌活性將會顯著降低。由此可知，如其他條件不變，料液比為1∶30時的苦瓜提取物具有最佳的抑菌效果。

2.4 環境溫度、紫外線及存放時間對苦瓜提取物抑菌活性的影響

在苦瓜抑菌活性物質提取條件的基礎上研究苦瓜提取物的穩定性，探討其抑菌活性與總抗氧化能力的相關性[10]。

由圖5可以看出，苦瓜提取物經過不同溫度處理后其抑菌能力仍保持在較高水平，在超過80℃之后，活性有所下降，但影響不大，表明苦瓜提取物的抑菌活性物質具有較好的熱穩定性[11]。

圖6表明，隨著紫外線條件下存放時間的變化，提取物抑菌性能未發生明顯變化。因此得出結論，苦瓜提取物的抑菌活性物質在紫外光照射下穩定性極強。

圖7表明，苦瓜提取物能在1個月之內保持較高的活性。

綜上所述，本次實驗發現苦瓜提取物對革蘭氏陽性菌的抑制程度高于革蘭氏陰性菌，對霉菌和酵母菌的抑制作用較弱，而山梨酸鉀的作用恰好同苦瓜提取物所得到的結論相反。因此，可考慮基于本實驗來減少化學合成的食品添加劑含量，即進一步探索山梨酸鉀和苦瓜提取物按最合適的比例復配以全面提高抑菌效力。與此同時，本實驗再次驗證了植物提取物對霉菌和酵母菌所產生的抑制作用非常微弱，由此推測，降低有效活性成分對霉菌和酵母菌的抑制效果的可能是植物提取物中含有較多糖類、蛋白質等雜質。

3 結論與討論

對細菌而言，苦瓜提取物的抑制作用非常顯著，對枯草芽孢桿菌與金黃色葡萄球菌的抑制效果尤為出眾，而對霉菌和酵母菌抑制作用極其微弱;山梨酸鉀的抑菌作用結論反之。各種預處理方式中，苦瓜干粉的抑菌活性遠高于其他預處理方式，切片次之。同時，發現苦瓜中具有抑菌活性的物質以中等極性為主，通過嚴謹的單因素試驗后確定了苦瓜提取物在料液比(W∶V)1∶30、提取溫度60℃、乙醇濃度70%(V/V)、水浴回流4h的特定條件下可制備出抑菌效果最佳的提取物質。此外，苦瓜提取物的熱穩定性較強，在100℃以下都能有效保持較高的抑菌活性;對紫外光照射穩定，在1個月內仍能保持其抑菌活性。

參考文獻：

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[12] 宋宇.熱加工對苦瓜的抑菌作用[J].安徽農業科學報.2007，35(5):1483-1485.

基金項目：福建省教育廳中青年教師教育科研項目(JT180289)，李尚大集美大學學科建設基金(ZC2018035)。