立碗藓防霉防腐的初步研究

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1、立碗藓防霉防腐的初步研究吴淞中学生物与环境社团：沈菊 黄林枫指导老师：张治摘 要：本文通过五组实验研究了立碗藓防霉防腐的效果，研究表明，立碗藓不仅能减缓食物变馊的速度，还能对青霉、黄曲霉等霉菌有一定的抑制作用，甚至能杀灭某些食品上生长着的霉菌，从而为研究立碗藓的活性有效成分，为开发天然防霉防腐剂提供了新的思路。480 字摘 要：我们偶然发现有的阴暗潮湿的地方长满霉斑，而同样阴暗潮湿的地方，有藓类植物的却很少有霉斑出现。为什么藓类植物存在的地方不易发霉？是不是藓类植物具有防霉的作用？我们查阅了藓类植物中有关资料，发现对于藓类植物抗菌抑菌的作用已有研究。但是，有关介绍藓类植物是否具有防霉作用的资料

2、却相当少，于是决定用简单的实验来证明藓类植物能不能防霉防腐。本文在 2000 年 11 月2001 年 3 月，通过“生长着的立碗藓的防霉的研究” 、 “干立碗藓的防霉的研究” 、 “生长着的立碗藓对发霉食物的影响” 、 “立碗藓提取液的抗青霉实验” 、 “立碗藓提取液的抗黄曲霉实验 ”五组实验研究了立碗藓防霉防腐的效果，研究表明：生长着的立碗藓植物能对桔子皮上的霉菌生长有较强的抑制作用，还能延长食物的保鲜时间；干立碗藓能减缓食物发霉和腐败的速度，也能使食物能够保鲜更长的时间，甚至能杀灭某些食品上生长着的霉菌；立碗藓的提取液对青霉、黄曲霉的生长受到明显抑制，表明立碗藓细胞中可能存在某种物质，其

3、水溶液具有抑制青霉、黄曲霉作用。从而为研究立碗藓的活性有效成分，为开发天然防霉性能好、成本低、毒性小、安全可靠的防霉防腐剂提供了新的思路。立碗藓的活性有效成分为什么能抑制霉菌的生长的机制，有待于进一步研究。关键词：藓类植物 立碗藓 防霉防腐 防霉防腐剂1 选题目的：我们在校园里进行生态多样性调查时，偶然发现有的阴暗潮湿的地方长满霉斑，而同样阴暗潮湿的地方，有藓类植物的却很少有霉斑出现。为什么藓类植物存在的地方不易发霉？是不是藓类植物具有防霉的作用？是不是藓类植物体内有某种特殊物质在起作用？如果是，那么是什么物质呢？带着这些疑问，我们查阅了藓类植物中有关资料，还通过网络进行检索，发现对于藓类植物

4、抗菌抑菌的作用已有研究，据报道，已经从中提取的抗生素具有抑制大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、和四联高夫克氏球菌（Gaffkya tetragena）等细菌的作用 【1】 ，但是，我们发现有关介绍藓类植物是否具有防霉作用的资料却相当少，这使我们对这个问题产生了极大的兴趣，于是决定对此设计几个简单的实验来研究藓类植物能不能防霉防腐。在老师的指导下，我们通过资料查阅和向有关专家请教获知，校园里阴暗潮湿地方的藓类植物大多是立碗藓（Physcomitiium sphaericum） 【2， 3】 。立碗藓是上海地区的常见藓类植物之，它隶属于首藓植物门、藓纲、真藓科、立碗藓属 【4】 。实验所用的材料均为采自我

5、校校园内的立碗藓。2 实验方法及过程：实验时间： 2000 年 11 月一 2001 年 3 月2.1 材料和器具2.1.l 材料：校园里采集的立碗藓（足够数量） 、桔子皮、馒头、大米饭、肉、已发霉的银鱼片（足够数量） 、滤纸、蒸馏水、孟加拉红培养基、蔗糖、生理盐水、黄曲霉菌种等。2.1.2 器具：培养皿（多个） 、镊子（两把） 、小铲子、小型喷水壶，三角瓶、天平、小刀、漏斗、烧瓶、酒精灯、剪刀、冰箱、高压灭菌锅、恒温培养箱、接种针等。2.2 方法及过程2.2.l 实验一：生长着的立碗藓的防霉的研究。（l）在校园中采集立碗藓，留约 051 厘米的厚土层，然后分等量的三份，分别放入三个培养血中。

6、(2）在三个培养皿中的立碗藓上分别放入桔子皮、大米饭和熟肉，培养皿盖上分别贴上标签 A、BC。(3）在校园取样附近没有生长立碗藓的地方采集泥土，分成与 AB 、C 等量的三份放入三个空培养皿中。（4）在放了泥土的培养皿盖上分别贴上标签 a、b、c。（5）然后依次在 a、b、c 中放入与 AB、C 相同大小的桔子皮、大米饭与熟肉。（6）放置于室温中，每日定时观察，并仔细记录观察到的现象。每组实验重复三次。2.22 实验二：于立碗藓的防霉的研究。（1）采集立碗藓，除去泥土并将它阴干。（2）在两个相同大小的培养皿中，分另放人 50 克米饭，并将它铺平，厚度约 2 厘米。（3）在两个培养皿上分别贴标签

7、 D、d。（4）在 D 培养皿中撒上 5 克干的立碗藓，而 d 培养皿不撒立碗藓。（5）放置于室温中每日观察，记录观察现象。此组实验重复三次。2.2.3 实验三：生长着的立碗藓对发霉食物的影响（1）将采集来的立碗藓，留 05l 厘米的土层，放入培养皿中，贴标签 E。（2）在 E 培养皿中放人两条发霉的银鱼片。（3）另取一只空培养皿，贴标签 e，放入两条同样大的发霉银鱼片。（4）放置于室温中，每日定时观察，并且记录霉变的情况。此组实验重复三次。2.2.4 实验四：立碗藓提取液的抗青霉实验（1）采集立碗藓，除去泥土并将它阴于。（2）分别称取充分干燥的样品 10 克，切碎，装人 250ml 三角瓶中

8、，各加入蒸馏水 50ml，浸泡 30 分钟后加热煮沸，保持微沸一小时，搅拌，趁热过滤，残渣再加蒸馏水，同法煮沸一小时，过滤，合并滤液，合并两次样品溶液，稀释至 100ml（浓度 10，含量相当于 0.1 克/ml，在 4 摄氏度冰箱保存备用。 （3）直径为 8cm 的滤纸片灭菌，在样品液中浸泡 30 分钟。（4）用无菌刮棒均匀地将青霉分别涂在泡过样品液和无菌蒸馏水的滤纸片上。（5）将它们分别放在两个培养皿中，并贴上标签 F（浸泡过样品液）f（用蒸馏水浸泡） ，在培养皿中滴加消毒的蔗糖溶液，把它们放在 35的恒温培养箱中培养。（6）定时观察，并记录青霉生长的情况。此组实验重复三次。2.2.5 实

9、验五：立碗藓提取液的抗黄曲霉实验（1）采集立碗藓，除去泥土并将它阴干。（2）分别称取充分干燥的样品 10 克，切碎，装入 250ml 三角瓶中，各加入蒸馏水50ml，浸泡 30 分钟后加热煮沸，保持微沸一小时，搅拌，趁热过滤，残渣再加蒸馏水，同法煮沸一小时过滤，合并虑液，合并两次样品液，稀释至 100ml（浓度为 10，含量相当于 0.1 克/ml） ，在 4 摄氏度冰箱保存备用 5,6 （3）取滤纸片，做成直径为 8mm 的滤纸片，高压灭菌，在提取液中浸泡 3 0 分钟，取同样的滤纸片若干，浸泡于蒸馏水中，备用。（4）取黄曲霉菌种（有关研究机构提供） ，用接种针刮取孢子放人 10 毫升生理盐

10、水中，制备黄曲霍孢子液，分另在培养皿上做标记为 G、 g，将孟加拉红培养基高压灭菌冷却至 45 摄氏度，浇平板培养 【7，8】（5）将样品液中浸泡的滤纸片沥干，轻轻贴于 G 培养基上，然后吸取黄曲霉孢子液在滤纸上；将蒸馏水中浸泡过的滤纸片沥干，轻轻贴于 g 培养基上，同上吸取黄曲霉抱子液，滴在滤纸上作对照，此组实验重复三次。（6）将培养皿放置于 28 摄氏度的培养箱中培养，观察并记录实验结果。3结果与分析：3.1 结果3.1.l 实验一：生长着的立碗藓的防霉防腐实验我们以泥土为对照，对带有泥土正在生长着的立碗藓进行了防霉防腐的实验，结果如表 1。表 1 生长着的立碗藓的防霉防腐实验实验组 对照

11、组 对照组 对照组 对照组 对照组 A（桔子皮） a（桔子皮） B（大米饭） b（大米饭） C（熟肉） c（熟肉）第一天（711） 正常、无霉点 正常、无霉点 正常、无霉点 正常、无霉点 正常、无霉点 正常、无霉点第二天（310） 正常、无霉点 正常、无霉点 正常、无霉点 正常、无霉点 正常、无霉点 正常、无霉点第三天（415） 正常、无霉点 出现零星的霉点 出现紫色 发涨 正常、无霉点 少许馊味第四天（915） 正常、无霉点 有霉斑出现 发涨有紫色 变馊 正常、无霉点 馊味变浓第五天（510） 正常、无霉点大量霉菌，有少许菌丝有紫色，变干 较馊正常、无霉点 馊味较浓第六天（310） 正常、无

12、霉点大面积霉菌白色变少有紫色，变干 更馊 少许馊味 馊味更浓第十天（516） 有零星的霉点全部长满霉菌，有粉状的孢子有紫色，变干 长满霉菌 有馊味 长满霉菌食物的变质、腐败通常称之为“馊”或“坏” ，主要是细菌在食物中大量繁殖，从而引起食物发酸变质。由表 l 可见，生长着的立碗藓植物不仅对桔子皮上的霉菌生长有较强的抑制作用，还能减缓食物发霉和腐败的速度，使食物能够保鲜更长的时间。说明立碗藓如仙鹤藓属（ Atrichum） 、金发藓属（ Polytrichum） 、泥炭藓属（Sphagnum）等藓类植物一样有抗菌的作用，而且具有一定的防霉作用。3.1.2 实验二：于立碗藓的防霉防腐实验将干立碗藓

13、撒在米饭上，进行防霉防腐实验，结果如表 2。表 2 干立碗藓的防霉防腐实验第一天（915）第二天（510）第三天（310）第四天（314）第五天（514） 第六天（615）第十天（1216）D 正常、无霉点 正常、无霉点 正常、无霉点 正常、无霉点 出现紫色 出现馊味 出现馊味d 正常、无霉点 正常、无霉点 出现馊味 出现白色、黄色霉斑白色、黄色霉斑增多霉菌增加，出现黑色、蓝色霉斑布满霉斑，发出恶臭注：D 为实验组（撒有干立碗藓的大米饭） ；d 为对照组（大米饭） 。由表 2 可见，干立碗藓也能抑制食物变馊腐败和发霉的速度，从而延长食物的保鲜时间，说明干立碗藓也具有一定的防霉防腐作用。 3.1

14、.3 实验三：生长着的立碗藓对发霉食物的影响将已经发霉的食物放于立碗藓上，结果如表 3。表 3：生长着的立碗藓对已发霉食物的影响第一天（314）第二天（514）第三天（615）第四天（516）第五天（716）第六天（1222）第十天（615）E 无明显变化 霉菌菌丝大量减少 霉菌菌丝继续减少放大镜下已观察不到霉菌菌丝，鱼身变黄鱼尾部出现紫色 紫色增加部分立碗藓枯死e 无明显变化 无明显变化 无明显变化 无明显变化 无明显变化 无明显变化 无明显变化注：E 为试验组，发霉银鱼片放在立碗藓中，e 为对照组。由表 3 可见，生长着的立碗藓对霉菌的生长有很大的影响，它能控制霉菌的生长与增长的速度，并且

15、能够杀死一定的霉菌，说明了立碗藓对霉菌不但有抑制作用，还有杀死霉菌作用。3.1.4 实验四：立碗藓提取液的抗青霉实验在实验一中，橘子皮上长满了青霉，于是我们就想进一步了解立碗藓提取液对青霉是否有抑制作用，于是进行了实验四的研究，结果如表 4表 4：立碗藓提取液的抗青霉作用第一天 第二天 第三天 第四天 第五天 第六天 第十天 F 无变化 无变化 无变化 无变化 无变化 出现霉点 霉点增多f 无变化 出现霉点 霉点少许增加 霉点增加一些 霉斑变多 布满霉斑 布满霉斑由表 4 可见，滤纸片浸泡立碗藓提取液后，滤纸片上青霉的生长受到明显抑制，表明立碗藓细胞中可能存在某种物质，其水溶液具有抑制青霉作用

16、。3.1.5 实验五：立碗藓提取液的抗黄曲霉实验在做实验三时，经过有关专家鉴定，银鱼片上的霉菌为黄曲霉，于是我们决定进一步用立碗藓提取液对黄曲霉进行研究，结果如表 5表 5：对立碗薛提取液的抗黄曲霉作用效果进行研究结果第一天 第二天 第三天 G 无黄曲霉生长 无黄曲霉生长 无黄曲霉生长g 无黄曲霉生长 黄曲霉出现一点 黄曲霉变多注：G 为浸泡过的立碗藓提取液的滤纸片， g 为对照组。由表格可见：立碗藓的提取液确实对黄曲霉有一定的抑制作用。3.2 分析3.2.1 在实验过程中，我们发现米饭和银鱼干尾部出现紫色，怀疑米饭中的紫色是由于米饭中的淀粉与其中可能含有的碘发生化学反应所造成的，但无法解释银鱼片尾部所出现的紫色，于是我们在学校图书馆，以及通过网络查询和询问有关方面的专家，得知单宁质能与蛋白质发生反应呈紫色 【9】 ，从而怀疑这可能是立碗藓