天然植物精油抗菌剂的开发及应用

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植物精油是一类植物源次生代谢产物,具有广谱、高效的抗菌活性,是公认的研发新型高效无公害天然消毒剂、防腐保鲜剂领域最具前景的发展方向和应用途径。本文以柠檬桉、丁香、豆蔻、肉桂、意大利蜡菊和鼠尾草等6种精油作为研究对象,首先采用气质联用仪(GC/MS)分析鉴定供试精油的化学组成;并采用牛津杯法、试管梯度稀释法、残存菌数的测定评价供试精油对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等食源性致病菌的抗菌活性;然后以6种植物精油为基础成分研发防腐杀菌消毒剂,采用国标法对其进行鉴定,并考察其对易腐农产品(圣女果、提子)的防腐保鲜效果;最后采用各种方法从细胞膜通透性、胞内物质变化两方面初步探究供试消毒剂D对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌的抗菌机理,以为复合精油抗菌机制的研究提供一定的理论指导。本文主要的研究结果如下:  对植物精油的化学成分分析:柠檬桉精油中主要含有醛类、醇类物质,丁香精油、肉桂精油的主要成分是酚类物质,豆蔻精油的化学组成以烯类物质为主,而意大利腊菊精油、鼠尾草精油中酯类、醇类、烯类物质含量相对较高。  对植物精油的抗菌活性评价:对于抑菌圈测定,豆蔻精油对7种供试菌(大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌、伤寒沙门氏菌、肺炎克雷伯菌、铜绿假单胞菌、短小芽孢杆菌)均具有较强抑菌活性,丁香精油对大肠杆菌(16mm)、肉桂精油对大肠杆菌(15mm)和枯草芽孢杆菌(15mm)、意大利腊菊精油对伤寒沙门氏菌(15mm)也具有很好的抑菌活性;对于MIC、MBC测定,供试精油对7种供试菌的最小抑菌浓度一般在0.025%~0.05%之间,最小杀菌浓度一般在0.05%~0.1%之间;对于植物精油杀菌速率,随着6种植物精油与大肠杆菌、金黄色葡萄球菌相作用时间的推移,两种供试菌的残存活菌数不断减少,其中柠檬桉精油、肉桂精油、意大利蜡菊精油、鼠尾草精油在作用时间内对两种供试菌残存活菌数可降为0,杀菌率达到100%。  在消毒剂研发鉴定方面:以选6种植物精油为基础成分研发的天然植物型消毒剂D、E经国标中滤膜过滤悬液定量杀灭试验鉴定均能满足到国标要求,而且消毒剂D在易腐农产品保鲜中也具有良好的防腐效果,为其在食品表面以及食品加工企业的容器、设备、环境的消毒杀菌处理等方面的应用提供了一定的理论基础。  在消毒剂D抗菌机理研究中,对于细胞膜通透性方面:菌体细胞胞内物质的游离程度(即细胞膜的通透性)结果表明,消毒剂D的浓度越大,细菌胞体结构受损越严重,菌体胞内物质渗出的越多;对于胞内物质变化方面:对于胞内ATP总量,消毒剂D作用后的大肠杆菌和金黄色葡萄球菌两种供试菌菌体胞内的ATP总量均明显减少,分别降低了96.05%、89.01%;对于胞内核酸物质总量,FIM图显示消毒剂D处理的供试菌的荧光强较弱,说明菌体中核酸遭到破坏或合成受阻导致其含量大幅度减少;对于胞内DNA总量,消毒剂D处理的大肠杆菌、金黄色葡萄球菌的荧光强度值均明显减少,相对于0h各自下降了31.27%、29.84%,分别仅有空白对照组两种供试菌在24h时荧光强度值的51.85%、56.37%。
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