專利名稱：馬齒莧的抑菌用途的制作方法
技術領域：
本發明屬于保鮮劑或防腐劑，特別涉及天然植物馬齒莧的抑菌用途。
背景技術：
馬齒莧屬于馬齒莧科馬齒莧屬，又名螞蟻菜或馬齒菜。在我國各地均有分布，尤其在溫帶、亞熱帶及熱帶地區分布廣泛。馬齒莧對環境適應性強，具有耐澇耐旱、生命力強、生 長迅速等特點，并且對其采集方便。馬齒莧多生于田間、路旁及荒地，一直被視為農田常見 雜草。其實馬齒莧還具有很高的藥用及食用價值，是未被充分重視的“土人參”。馬齒莧是 大自然饋贈給人類的佳肴，其味酸性寒，營養豐富。食之，可解暑天之火熱，補耗傷之陰津； 色澤鮮艷，味鮮可口，增進食欲，促進健康。馬齒莧的營養價值很高，據王書榮[菜中之魚-馬齒莧[J].中國蔬菜，1998(1) 51 52]等人報道，每IOOg新鮮馬齒莧含水分92g，蛋白質2. 3g，脂肪0. 3g，碳水化合物3g， 粗纖維0. 7g，灰分1. 3g，鈣85mg，磷56mg，鐵1. 5mg，胡蘿卜素2. 23mg，核黃素0. llmg，尼克 酸0. 7mg, Vc23mg，此外還含有多種礦物質、氨基酸和有機酸以及對人體健康十分有益的香 豆素、黃酮、強心甙等化學成分。譚麗霞[譚麗霞，周求良，尹建國.馬齒莧的營養成分分析 及其開發利[J].中國野生植物資源，2000(1) :49 50;曹滌環.渾身是寶的馬齒莧[J]. 中國土特產，1996(3) :34 35;肖玫，安竹云.馬齒莧營養液的研制[J].中國野生植物資 源，2000，19(4) :50 51]等對馬齒莧干樣中的微量元素進行了測試分析，結果表明，馬齒 莧含鉀極高，達3400 μ g，其它元素Ca、Mg、Fe、Zn等含量也很豐富。馬齒莧還具有獨特的營養保健價值。美國科學家研究發現，它富含的ω-3脂肪 酸是對人體極為重要的營養成分，它是構成細胞膜，尤其是腦細胞和眼細胞的重要組成成 份，有助于人體抗衰老[陳燦，黃璜，李愛華.我國馬齒莧研究進展[J].中國野生植物資， 2005(1) :6 8]。這種ω-3脂肪酸通常存在于脂性海洋魚體內。現發現馬齒莧植株體內 ω_3含量居多種綠色植物之首，這一發現使其食用藥用價值倍增。近年來國內不少學者 也多角度撰文介紹了馬齒莧所含的營養成分及用途，如張兆洪、曹滌環等人[張兆洪，孫美 榮.保健植物馬齒莧[J].生物學雜志，1991(1) :26 27]指出馬齒莧含有去甲腎上腺素、 ω -3脂肪酸、黃酮等獨特成分，具有治療糖尿病、冠心病、高血脂等一些現代病的效用。我國每年有20%至25%的果品和30%的蔬菜在運輸中因腐爛損耗，果蔬耗損高 達上千億噸，每年腐爛損耗的果蔬，幾乎可以滿足兩億人口的需求，所以防腐保鮮已成為農 產品儲藏、運輸和加工過程中的關鍵問題之一。為了延長農產品的保藏期，人們在儲運加工 過程中采用不同的方法，使微生物喪失活性、延緩或阻止其生長。添加防腐劑是其中一種使 用方便而有效的方法。目前國內外使用的食品防腐劑仍以化學合成物為主，如苯甲酸鈉、山 梨酸鉀，這些化學防腐劑對人體有一定的毒害作用，對自然界的生態環境也會造成不利的 影響，其在食品中的使用量受到嚴格限制。所以開發天然高效果蔬保鮮劑具有重要的應用 前景及具有重要意義。隨著社會的發展和人民生活水平的提高，對食品安全提出了更高的要求，開發天然高效、安全無毒、性能穩定、綠色廣譜的食品防腐劑成為研究熱點。目前國內外對植物源 天然食品防腐劑的研究非常活躍，原因是自然界資源豐富的植物中存在許多抑菌、抗氧化 的生理活性物質，并且符合國內外提倡的“天然、營養、多功能”的食品添加劑的發展方針。馬齒莧是一種天然野生植物，是常見的農田野生雜草，在我校科學園的試驗田和 溫室大棚中隨處可見，是具有潛在開發價值的植物。雖然民間經常有人將其作為野菜食用， 也有科研工作者通過實驗手段揭示了馬齒莧具有獨特的食用及藥用功效，但對其在實際中 的應用一直沒有給與充分的重視，尤其是將其作為天然食品防腐劑。
發明內容
本發明的目的在于開發我國豐富的植物資源，促進我國食品防腐劑的無害化、營 養化，以天然植物作為高效果蔬保鮮劑，探索馬齒莧在果疏防腐中的應用效果，從而提供一 種馬齒莧的抑菌用途。
本發明是在觀察馬齒莧對常見的幾種細菌的抑菌性能的基礎上提出的馬齒莧的 抑菌用途。本發明的馬齒莧的抑菌用途，是將在無菌狀態下榨取的馬齒莧汁液作為保鮮劑和 /或防腐劑涂于果蔬表面，抑制滋生于果蔬中的細菌的繁殖；或將干燥的馬齒莧研磨成粉末，作為保鮮劑和/或防腐劑噴灑在果蔬表面，抑制滋 生于果蔬中的細菌的繁殖；或將果蔬包埋在經研磨成粉末的作為保鮮劑和/或防腐劑的馬齒莧粉末中，抑制滋 生于果蔬中的細菌的繁殖。所述的馬齒莧汁液為在無菌狀態下榨取的馬齒莧原汁液、馬齒莧原汁液的稀釋液 或馬齒莧原汁液的濃縮液。所述的馬齒莧原汁液的稀釋液較佳的為用無菌水稀釋馬齒莧原汁液到馬齒莧原 汁液體積的10倍或大于10倍。所述的將馬齒莧原汁液稀釋到大于10倍馬齒莧原汁液體積的稀釋液，較佳的是 將馬齒莧原汁液稀釋到大于馬齒莧原汁液體積的10倍至100倍。所述的將馬齒莧原汁液稀釋到大于馬齒莧原汁液體積的10倍至100倍，較佳的是 將馬齒莧原汁液稀釋到馬齒莧原汁液體積的100倍。所述的馬齒莧原汁液的濃縮液為濃縮馬齒莧原汁液到馬齒莧原汁液體積的2倍 或小于2倍。所述的將馬齒莧原汁液濃縮到小于2倍馬齒莧原汁液體積的濃縮液，較佳的是將 馬齒莧原汁液濃縮到小于馬齒莧原汁液體積的10倍至20倍。所述的將馬齒莧原汁液濃縮到馬齒莧原汁液體積的10倍至20倍，較佳的是將馬 齒莧原汁液濃縮到馬齒莧原汁液體積的20倍。所述的細菌是芽孢桿菌、金黃色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、大腸桿菌 (Escherichea coll)等所組成的組中的至少一種。所述的芽孢桿菌是枯草芽孢桿菌(Bacillus subtilis)或蕈狀芽孢桿菌 (Bacillus mycoides)等。所述的果蔬原料包含選自下列群組中的一種或多種蕃茄、柳橙、西瓜、芒果、胡蘿卜、蘋果、梨、桃、哈密瓜、菠蘿、黃瓜、芹菜、檸檬及甘藍菜等。本發明提供的馬齒莧汁液和干粉對與食品污染、果蔬腐爛有密切關系的芽孢桿 菌、金黃色葡萄球菌及大腸桿菌都具有抑制作用，其中對芽孢桿菌的抑制作用最強，金黃色 葡萄球菌次之，對大腸桿菌的抑制效果相對較差。
圖1.本發明的馬齒莧汁液的制取流程示意圖。圖2.實施例中不同細菌的抑菌圈大小；其中a.枯草芽孢桿菌；b.金黃色葡萄球菌。圖3.實施例中枯草芽孢桿菌72小時時的透明圈，菌液濃度為104CFU/ml。圖4.實施例中馬齒莧汁液對蕈狀芽孢桿菌的抑菌效果，105CFU/ml，24小時。圖5.實施例中馬齒莧干粉濃度對枯草芽孢桿菌的抑制效果，103CFU/ml，72小時； 其中a.無菌水對照(CK) ；b. 的馬齒莧干粉；c. 5%的馬齒莧干粉；d. 10%的馬齒莧干粉。圖6.實施例中涂有馬齒莧汁液的蕃茄與未涂馬齒莧汁液的蕃茄隨放置時間延長 番茄腐爛情況的統計。
具體實施例方式1.實驗材料和方法1. 1供實驗菌種大腸桿菌(Escherichea coli)；金黃色葡萄球菌(Staphylococcusaureus)；枯草 芽孢桿菌(Bacillus subtilis)；蕈狀芽孢桿菌(Bacillusmycoides)。1. 2馬齒莧的采集采自北京101中學科學園溫室1. 3器皿準備所有器皿洗凈、烘箱中烘干水分備用。所用平皿于160°C烤箱中干熱滅菌2小時， 待用。1. 4培養基的配制方法營養肉汁培養基牛肉膏5. 0g，蛋白胨10. 0g，NaCl 5. 0g，瓊脂18. 0g，蒸餾水 1000ml，用 NaOH 或 HCl 調節 pH 為 7. 0-7. 2，121°C 滅菌 30 分鐘。具體配制方法(1)取1500ml燒杯，按上述培養基的配方稱取各種物質，并將除瓊脂以外的物質 逐一用水攪拌溶解，定容至1000ml ；(2)加入18. Og瓊脂，用微波爐加熱使其熔化，再定容至1000ml。(3)調 pH 為 7. 0-7. 2 ；(4)選用500ml三角瓶，以每個三角瓶中加入200ml培養基的比例將培養基分裝到 三角瓶中，121 °C滅菌30分鐘；(5)培養基冷卻至50°C，將培養基按15ml/皿制作得到平板
1. 5儀器及生產廠家儀器名稱生產廠家高壓滅菌鍋上海醫用核子儀器廠SPX-150B型生化培養箱 上海躍進醫療器械廠
鼓風式干燥箱上海實驗儀器總廠LGJ-12冷凍干燥機北京松源華興有限公司超凈工作臺北京半導體設備一廠HQL300A柜式恒溫冷凍搖床 中科院武漢科學儀器廠1. 6馬齒莧對細菌抑制效果1. 6. 1馬齒莧汁液的制備在無菌狀態下榨取馬齒莧原汁液將采集得到的新鮮馬齒莧用清水洗凈，生理鹽 水沖洗，無菌研磨，榨取馬齒莧原汁液，用離心機(轉速6000rpm)離心5分鐘，過濾得到除 雜的馬齒莧原汁液，然后冷凍濃縮除雜的馬齒莧原汁液，分別得到濃縮到馬齒莧原汁液體 積2倍、10倍及20倍的濃縮液，待用。如圖1所示。1. 6. 2馬齒莧汁液抑菌活性實驗濾紙片擴散法制備細菌培養基平板，將經37°C過夜培養的枯草芽孢桿菌、金 黃色葡萄球菌和大腸桿菌的種子液，經顯微鏡計數后，分別將上述3種細菌種子液各自 用無菌水分別稀釋成106CFU/ml、105CFU/ml、104CFU/ml ；分別取上述各種菌液的稀釋液各 0. 1ml，然后分別涂布接種在表面帶有前述培養基的平板上，得到細菌培養基平板。將面積 均為Icm2的9張濾紙片分別放入上述得到的濃縮到馬齒莧原汁液體積2倍(3張)、10倍 (3張)及20倍(3張)的馬齒莧濃縮液中各浸泡5分鐘，用無菌鑷子取出浸泡的濾紙片后 分別平鋪在涂布接種有前述細菌的細菌培養基平板上(各1張)，然后放入培養皿中；同時 在培養皿中放入以無菌水浸泡的面積為Icm2的濾紙片作為對照組。30°C倒置培養，定期觀 察抑菌圈的形成情況、測量抑菌圈的大小并拍照。1. 6. 3馬齒莧干粉抑菌活性實驗將馬齒莧80°C烘干，研磨成粉末，過75目篩。將馬齒莧粉末加入到前述培養基中 混均，使馬齒莧粉末在培養基中分別含有1襯％、5襯％和10襯％的比例。將含有馬齒莧粉 末的培養基滅菌倒入培養皿中制作平板，然后在上述18塊平板上(培養基中含有lwt%、 5襯％和10襯％的馬齒莧粉末各6塊)分別接種1. 6. 2節中所述的三種細菌的種子液，每種 菌液的接種濃度分別為103CFU/ml和104CFU/ml。30°C倒置培養，定期觀察、計菌落數并拍 照。1.7番茄防腐實驗選用表面無傷痕的櫻桃番茄，采自101中學科學園溫室。設置4組，每組5個，其 中3組處理，1組對照。處理組用毛筆分別均勻涂抹榨取馬齒莧的原汁液、用無菌水稀釋馬 齒莧原汁液到馬齒莧原汁液體積的10倍和100倍的稀釋液，室溫(15-25°C )培養，每天觀 察并記錄番茄的腐爛情況。2.實驗結果2. 1馬齒莧汁液的抑菌效果，以細菌濃度為105CFU/ml為例表1汁液濃度對3種細菌抑菌圈大小的影響/mm，24小時 表中各種細菌的數值代表抑菌圈的大小，單位mm ;“一”表示未產生透明圈，細菌 濃度為105CFU/ml，表中數據為3次重復的平均值。由表1可知，馬齒莧濃縮液對三種供試細菌都有抑制作用，但抑制效果不同，其中 對枯草芽孢桿菌最強，金黃色葡萄球菌次之，大腸桿菌相對較差。10和20倍濃縮液均可以 對枯草芽孢桿菌和金黃色葡萄球菌產生明顯的抑菌作用，而只有20倍濃縮液才對大腸桿 菌有一定的抑制效果；2倍濃縮液對三種細菌均未產生明顯的抑菌圈。圖2為不同細菌的 抑菌圈的形態，24小時。表1和圖2表明，馬齒莧對枯草芽孢桿菌的抑制效果最明顯，故選擇枯草芽孢桿 菌，進一步研究培養時間對抑菌效果的影響。結果如表2和圖3所不。表2培養時間對枯草芽孢桿菌抑菌圈大小的影響/mm 表中各種數值代表抑菌圈的大小，單位mm ；“一”表示未產生透明圈，表中數據為3 次重復的平均值。表2表明，抑菌圈有明顯的擴大趨勢，且隨菌液濃度不同而異。在菌液濃度為 106CFU/ml時，2倍濃縮液，未能形成抑菌圈，10和20倍濃縮液，抑菌圈隨培養時間的延長而 明顯增大；在菌液濃度為104CFU/ml時，2倍濃縮液的抑菌圈隨培養時間的延長明顯增大， 培養72小時，抑菌圈直徑達到21. 9mm，但10倍和20倍濃縮液，抑菌圈大小基本不變。由此 可見，抑菌圈的大小由菌液濃度和馬齒莧量共同決定。培養時間對枯草芽孢桿菌透明圈大小的影響，104CFU/ml,72小時。本試驗還發現一個有趣現象，馬齒莧汁液能將已生長的枯草芽孢桿菌裂解，培養 24小時時，2倍濃縮液的區域內，沒有出現透明圈，48小時時開始出現，72小時進一步擴大。 但金黃色葡萄球菌和大腸桿菌試驗中未發現此現象。圖3所示為枯草芽孢桿菌72小時時 的透明圈。由表1和表2可知，馬齒莧濃縮液對枯草芽孢桿菌抑菌效果更明顯。本試驗還選取 蕈狀芽孢桿菌作為供試菌株深入考察馬齒莧汁液對芽孢桿菌屬的抑菌效果。如圖4所示， 馬齒莧汁液對蕈狀芽孢桿菌和枯草芽孢桿菌的抑菌效果一致，進一步證明了馬齒莧汁液對芽孢桿菌屬具有良好的抑制作用。圖4馬齒莧汁液對蕈狀芽孢桿菌的抑菌效果，105CFU/ml，24小時。2. 2馬齒莧干 粉的抑菌效果馬齒莧的抑菌活性與其所含的酮類物質有重要關系，在抑菌圈試驗的基礎上，我 們研究了馬齒莧干粉對三種菌的抑制效果。結果如表3 5，及圖5所示。表3馬齒莧干粉對枯草芽孢桿菌菌落數的影響 CK為無菌水對照，表中各種細菌的數值代表馬齒莧干粉抑菌后剩余的菌落數，單 位 CFU/ml。表4馬齒莧干粉對金黃色葡萄球菌菌落數的影響
干粉在培養菌液/CFU/ml_IO^__IO^_
基中的比例 培養時間/h 24 48 7224 48 72
CK>600 >600 >600 >300 >300 >300
1%>600 >600 >600>300 >300 >300
5%0 >600 >6000 >300 >300
10%0 0 >60000 >300
----_-- 1 '■--------1 11 1ICK為無菌水對照，表中各種細菌的數值代表馬齒莧干粉抑菌后剩余的菌落數，單 位 CFU/ml。表5馬齒莧干粉對大腸桿菌菌落數的影響 CK為無菌水對照，表中各種細菌的數值代表馬齒莧干粉抑菌后剩余的菌數，單位 CFU/ml。
表3 5表明與馬齒莧汁液的效果一樣，馬齒莧干粉對三種菌的生長也具有抑 制作用。對枯草芽孢桿菌的抑制作用最強，當菌濃度為103CFU/ml，培養基中添加5%馬齒 莧干粉抑菌率可達到99% ；而對金黃色葡萄球菌具有延遲生長作用；對大腸桿菌作用不明 顯。原因可能為芽孢桿菌和金黃色葡萄球菌屬于革蘭氏陽性菌，而大腸桿菌屬于革蘭氏陰 性菌，兩者細胞壁結構不同，具體機理有待進一步研究。芽孢桿菌是空氣中的常見菌，因其 能產生芽孢而具有比較強的抗性，抑制芽孢桿菌是食品保藏中的一個難點。本實驗發 現馬齒莧汁液和干粉均對芽孢桿菌具有很強的抑制能力，對果蔬的儲藏 保鮮具有重要意義。圖5為馬齒莧干粉濃度對枯草芽孢桿菌的抑制效果，103CFU/ml，72小時；a.無菌 水對照(CK) ；b. 的馬齒莧干粉；C. 5%的馬齒莧干粉；d. 10%的馬齒莧干粉。2. 3番茄防腐效果圖6為涂有馬齒莧汁液的蕃茄與未涂馬齒莧汁液的蕃茄隨放置時間延長番茄腐 爛情況的統計。從圖6可看出，作為對照組的未涂馬齒莧汁液的蕃茄，在第4天有1個番 茄變軟，涂有馬齒莧汁液的蕃茄無變化；放置到第7天，涂有馬齒莧汁液的蕃茄仍然保存完 好，而對照組中的蕃茄已有3個腐爛，1個部分腐爛；放置到第9天，對照組中的蕃茄全部或 部分腐爛，而涂有榨取馬齒莧的原汁液蕃茄有一個腐爛，涂有無菌水稀釋馬齒莧原汁液到 馬齒莧原汁液體積10倍和100倍的稀釋液的蕃茄全部完好；涂有100倍稀釋液的蕃茄放置 到第12天還全部完好；第24天對照組中的蕃茄和涂有馬齒莧汁液的蕃茄全部腐爛。在圖6中，對應于保存天數的立柱為一個時，代表對照組蕃茄；立柱為二個時，從 左至右，分別代表對照組蕃茄、涂有榨取馬齒莧的原汁液蕃茄；立柱為三個時，從左至右，分 別代表對照組蕃茄、涂有榨取馬齒莧的原汁液蕃茄、涂有稀釋馬齒莧原汁液到馬齒莧原汁 液體積10倍的稀釋液的蕃茄；立柱為四個時，從左至右，分別代表對照組蕃茄、涂有榨取馬 齒莧的原汁液蕃茄、涂有稀釋馬齒莧原汁液到馬齒莧原汁液體積10倍的稀釋液的蕃茄、涂 有稀釋馬齒莧原汁液到馬齒莧原汁液體積100倍的稀釋液的蕃茄。3.結論馬齒莧汁液和干粉對與食品污染、果蔬腐爛有密切關系的芽孢桿菌、金黃色葡萄 球菌及大腸桿菌都具有抑制作用，其中對芽孢桿菌的抑制作用最強，金黃色葡萄球菌次之， 對大腸桿菌的抑制效果相對較差。馬齒莧汁液對番茄具有明顯的防腐保鮮效果，且100倍稀釋液的保鮮效果最好， 可以有效延長其保質期8天。同時，馬齒莧可以食用，具有良好的營養價值，因此馬齒莧具 有作為天然果蔬防腐劑開發的前景。
權利要求
一種馬齒莧的抑菌用途，其特征是將在無菌狀態下榨取的馬齒莧汁液作為保鮮劑和/或防腐劑涂于果蔬表面，抑制滋生于果蔬中的細菌的繁殖；或將干燥的馬齒莧研磨成粉末，作為保鮮劑和/或防腐劑噴灑在果蔬表面，抑制滋生于果蔬中的細菌的繁殖；或將果蔬包埋在經研磨成粉末的作為保鮮劑和/或防腐劑的馬齒莧粉末中，抑制滋生于果蔬中的細菌的繁殖。
2.根據權利要求1所述的用途，其特征是所述的馬齒莧汁液為在無菌狀態下榨取的 馬齒莧原汁液、馬齒莧原汁液的稀釋液或馬齒莧原汁液的濃縮液。
3.根據權利要求2所述的用途，其特征是所述的馬齒莧原汁液的稀釋液為用無菌水 稀釋馬齒莧原汁液到馬齒莧原汁液體積的10倍或大于10倍。
4.根據權利要求3所述的用途，其特征是所述的將馬齒莧原汁液稀釋到大于10倍馬 齒莧原汁液體積的稀釋液，是將馬齒莧原汁液稀釋到大于馬齒莧原汁液體積的10倍至100 倍。
5.根據權利要求4所述的用途，其特征是所述的將馬齒莧原汁液稀釋到大于馬齒莧 原汁液體積的10倍至100倍，是將馬齒莧原汁液稀釋到馬齒莧原汁液體積的100倍。
6.根據權利要求2所述的用途，其特征是所述的馬齒莧原汁液的濃縮液為濃縮馬齒 莧原汁液到馬齒莧原汁液體積的2倍或小于2倍。
7.根據權利要求6所述的用途，其特征是所述的將馬齒莧原汁液濃縮到小于2倍馬 齒莧原汁液體積的濃縮液，是將馬齒莧原汁液濃縮到小于馬齒莧原汁液體積的10倍至20 倍。
8.根據權利要求7所述的用途，其特征是所述的將馬齒莧原汁液濃縮到馬齒莧原汁 液體積的10倍至20倍，是將馬齒莧原汁液濃縮到馬齒莧原汁液體積的20倍。
9.根據權利要求1所述的用途，其特征是所述的細菌是芽孢桿菌、金黃色葡萄球菌、 大腸桿菌所組成的組中的至少一種。
10.根據權利要求9所述的用途，其特征是所述的芽孢桿菌是枯草芽孢桿菌或蕈狀芽 孢桿菌。
全文摘要
本發明屬于保鮮劑或防腐劑，特別涉及天然植物馬齒莧的抑菌用途。本發明是將在無菌狀態下榨取的馬齒莧汁液作為保鮮劑和/或防腐劑涂于果蔬表面，抑制滋生于果蔬中的細菌的繁殖；及將烘干的馬齒莧研磨成粉末，作為保鮮劑和/或防腐劑噴灑在果蔬表面，抑制滋生于果蔬中的細菌的繁殖；和將果蔬包埋在經研磨成粉末的作為保鮮劑和/或防腐劑的馬齒莧粉末中，抑制滋生于果蔬中的細菌的繁殖。本發明提供的馬齒莧汁液和干粉對與食品污染、果蔬腐爛有密切關系的芽孢桿菌、金黃色葡萄球菌及大腸桿菌都具有抑制作用，其中對芽孢桿菌的抑制作用最強，金黃色葡萄球菌次之，對大腸桿菌的抑制效果相對較差。
文檔編號A23B7/153GK101878810SQ200910083860
公開日2010年11月10日 申請日期2009年5月8日 優先權日2009年5月8日
發明者于瀟洋, 李佳, 肖樺, 閆釔岑, 馬麗霞 申請人:北京市第101中學