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地榆广泛分布于中国,是一种中药,具有凝血、抗溃疡、抗氧化、抗过敏、抗肿瘤、止泻和抑菌能力。多酚类化合物是地榆中的主要活性成分,并且其抑菌能力在医药行业具有很高的潜在应用价值。本研究以地榆多酚提取物在食品防腐方面的应用为目的,研究了地榆多酚的提取纯化工艺,鉴定了地榆多酚的成分,并且比较了地榆多酚在纯化前后的抑菌活性,同时进一步探讨了纯化后的地榆多酚对枯草芽孢杆菌的抑制机理。本文研究结果为地榆多酚作为天然防腐剂的研究与应用提供了理论支持,进一步提高地榆在食品工业中的经济及应用价值。主要研究结果具体如下:1.地榆预处理后,采用超声辅助法提取地榆多酚类化合物,并对其进行大孔树脂法纯化。纯化结果表明,在上样浓度1mg/mL、上样体积380 mL、上样流速2 mL/min、洗脱液70%乙醇水溶液、洗脱液体积160 mL、洗脱流速2 mL/min的条件下,地榆多酚的含量从10.8%提高至33.89%。2.运用HPLC-ESI-QTOF-MS/MS鉴定地榆多酚的成分,流动相为0.2%的甲酸水溶液(A)和甲醇(B)组成。总共鉴定出44种化合物,包括23种酚酸及其衍生物和21种黄酮及其衍生物,主要成分为10种没食子酸,8种鞣花酸和11种儿茶素以其衍生物。3.通过抑菌圈(DIZ),最小抑菌浓度(MIC)和最小杀菌浓度(MBC)实验测定了地榆多酚在纯化前后对革兰氏阳性菌(金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌、单核细胞增生李斯特菌)和阴性菌(大肠杆菌、鼠伤寒沙门氏菌)的体外抑菌活性。结果显示,纯化后的多酚提取物(PPE)对三种革兰氏阳性菌的DIZ均大于24 mm,而粗多酚提取物(CPE)最高也仅为15.18±0.29 mm;对两种革兰氏阴性菌,PPE也显著提高了抑菌圈大小(10.90±0.33 mm和14.73 ± 0.27 mm)。同样,PPE对三种革兰氏阳性菌的MIC低于1.56 mg/mL,MBC低于6.25 mg/mL,而CPE的MIC和MBC则最高达到6.25 mg/mL和25 mg/mL。因此,本文认为,PPE的抑菌效果显著高于CPE(P<0.05),并且对革兰氏阳性菌的抑制作用大于革兰氏阴性菌。4.本文进一步研究了 PPE对枯草芽孢杆菌的抑制机理。生长曲线实验表明PPE在MIC时,能够缩短枯草芽孢杆菌的快速生长期,在MBC时,枯草芽孢杆菌的生长则完全被抑制;细胞凋亡实验定性地证明了 PPE的抑菌能力,在MIC和MBC下,细胞凋亡率分别达到60.75±0.03%和96.54 ± 0.02%;傅里叶变换红外光谱实验分析了枯草芽孢杆菌细胞壁膜上脂肪酸、多肽、蛋白质、多糖以及胞内核酸的变化,发现与空白组相比,实验组中此五种物质特征吸收区域的光谱发生明显地改变,从而证明PPE改变了枯草芽孢杆菌细胞壁膜的特性;细胞膜完整性和通透性实验结果进一步表明,在MIC下,PPE对枯草芽孢杆菌膜的完整性造成的破坏比在MBC时更为严重,相反,脂肪酸测定结果显示,MBC处的PPE分别将anteiso-和iso-支链磷脂脂肪酸(PLFA)的比例从64.17±0.28%(对照组)和27.23±0.03%(对照组)显著降低到5.57 ± 1.06%和6.00±1.40(P<0.001),从而降低了细胞膜流动性,而MIC组的脂肪酸成分与对照组差别不显著,表明PPE在不同浓度下,可以通过不同的方式来抑制枯草芽孢杆菌;最后,扫描电子显微镜直观地揭示了两种浓度的PPE对细胞形态的不同影响,表明PPE在较低浓度时,可以破坏膜的完整性,抑制细胞生长,而在较高浓度时,则可以改变膜的流动性,最终导致细胞的细胞膜功能丧失。