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1、植物色素的抑菌性研究 摘要：探究植物色素抑菌有效成分及抑菌机理，比较分析板栗壳色素，桔皮色素，日本红叶小檗，女贞果实，五色彩叶草色素 对几种常见细菌、酵母菌和霉菌的抑制作用,并各自分析影响这几种植物色素稳定性的因素。并讨论国内天然色素应用开发中存在的问题及对策。关键词：黄酮类，抑菌机理，板栗壳; 桔皮; 日本红叶小檗; 女贞果实；五色彩叶草； 色素; 抑菌性; 稳定性 ; 天然色素标准 食品上所用的色素多为合成色素，几乎都有不同程度的毒性，天然色素安全而且具有一定的营养和药理保健作用, 越来越受到人们的关注和喜爱。因此, 开发利用天然色素对保障人民的健康, 促进食品工业的发展具有重要意义。天然
2、色素不仅能使食品着色、增加食品营养价值、提高食品的药用功效等功能，而且人们正在探索它的抑菌作用。以便于今后作为着色剂使用时，针对不同类型的食品选用合适的色素，并注意影响色素稳定性的因素。甚至可以利用栅栏技术，在符合食用色素法规标准的条件下，在食品中应用多种色素，以达到着色和抑菌双重作用。 正文： 一、植物色素抑菌有效成分研究实验方法： 配制一定浓度的色素水溶液, 用7 52 型紫外可见分光光度计在30 0 8 0 0 n m 波长范围内测定色素液吸光度。向色素的水溶液中加人1% 三氯化铝溶液, 观察颜色变化, 并用7 52 型紫外-可见分光光度计在30 0 8 6 0 n m 波长范围内测定色
3、素水溶液加人三氯化铝溶液之后的吸光度。 实验现象： 1、光谱测定结果表明, 板栗壳色素的吸收光谱（图1）与其他黄酮类的色素(如: 可可色素、高粱色素等)的吸收光谱非常相近, 在可见光区无明显的吸收峰,在2 80nm、2 2 0 n m 、2 4 0 n m 附近有吸收峰，它们是黄酮类物质典型的吸收峰。 2、向色素溶液中加人1% 三氯化铝溶液, 有一种黄色可溶性物质生成, 使色素液的吸光度有明显增加,这是黄酮类物质的典型反应(图2) 实验结果： 由上述定性试验可知, 板栗壳色素中含有黄酮类物质, 黄酮类物质的存在可能是板栗壳色素具有抑菌性的原因。三、植物色素的抑菌机理1、 黄酮类的抗菌机制类黄酮
4、对许多病原微生物都具有广谱抗菌特性，其抗菌机制学说主要有以下几种。Could 指出，由于类黄酮是一种多酚类物质，可通过破坏细胞壁及细胞膜的完整性，导致微生物细胞释放胞内成分而引起膜的电子传递、营养吸收、核苷酸合成及ATP 活性等功能障碍，从而抑制微生物的生长。殷彩霞等人指出，类黄酮及其衍生物一般呈弱酸性（pH 值为6），能使蛋白质凝固或变性，故有杀菌和抑菌作用。韩淑琴等人 通过透射电镜观察，仙人掌醇提物随着时间的延长，对微生物的菌体结构造成破坏，使菌体扭曲变形，进而细胞壁破裂，内容物外漏，直至成为空壳或分解为颗粒状残渣；聚丙烯酰胺凝胶电泳显示，仙人掌提取物用使菌体内蛋白质减少，对大分子蛋白质有
5、破坏或抑制其合成的作用。Katarzyna 等人 考察了金雀异黄酮对细菌细胞的影响。结果表明，加入类黄酮改变了哈维氏弧菌的细胞形态（形成丝状体细胞时），抑制了细菌细胞DNA和RNA 的合成。同时，蛋白质合成也明显被抑制，但有所延迟。2、色素类实验：以溴化乙锭为荧光探针,研究了紫甘薯花色素与大肠杆菌和金黄色葡萄球菌DNA体系之间紫外光谱、荧光强度的变化 。通过凝胶阻滞实验研究大肠杆菌和金黄色葡萄球菌DNA的迁移率变化;3、结论：色素通过作用于蛋白质和DNA来达到抑菌效果，但各种具体种类的植物色素的抑菌机理仍有待研究。三、植物色素抑菌性研究个例分析(一)板栗壳色素抑菌性的研究1、板栗壳色素的抑菌效
6、果由表l 可知, 一定浓度的板栗壳色素水溶液对供试菌种都有抑制作用, 其中对酵母菌的抑制作用最为显著, 其次是霉菌, 对供试细菌的抑制作用相对较弱, 抑菌次序为: 赤酵母 啤酒酵母 假丝酵母黑曲霉 桔青霉 黄曲霉 金黄色葡萄球菌 枯草芽抱杆菌 大肠杆菌2、板栗壳色素对供试菌种的MIC由表1 可知, 板栗壳色素对供试菌种的最低抑菌浓度都不超过3% , 是一种较有效的天然抑菌剂。 3、温度对板栗壳色素抑菌作用的影响 表2 表明, 高温对板栗壳色素的抑菌能力无明显影响, 说明该色素具有良好的热稳定性。4、食品防腐试验结果表3 结果表明, 经板栗壳色素水溶液处理过的茄子、豆腐和猪肉, 其质地、色泽和气
7、味基本上变化不大, 表面长菌不明显; 但未经色素溶液处理过的食物则都腐烂变质, 表面有明显的长菌现象, 有馊味或腐臭味。所以板栗壳提取物对食品防腐具有一定的效果。 小结:板栗壳色素对供试的菌种都有抑制作用, 其中对酵母菌的抑制作用较强, 其次是霉菌和细菌。其最低抑菌浓度依次为0. 75 % 、15 %和3% 。板栗壳色素有很好的热稳定性, 经高温处理后, 抑菌效果未发生明显的改变, 因此可用在高温操作中。板栗壳色素中含有黄酮类物质, 这可能是该提取物具有抑菌作用的主要有效成分。我国板栗壳资源丰富, 板栗壳色素不仅具有着色功能, 还有抑菌作用, 是值得大力推广使用的天然色素兼抑菌剂。(二)桔皮色
8、素的抑菌性研究 1、桔皮色素的抑菌效果由表可知，桔皮色素的质量分数在以上个范围内，对细菌、霉菌和酵母菌均有明显的抑菌作用。随着色素液的浓度不断增加，其抑菌效果越好。 2、值对色素稳定性的影响由表可知，随着值不断增加，色素的吸光度在酸性和中性环境下变化不大，在碱性环境下随着值的增大而增大。3、光照对色素稳定性的影响由表可知，色素溶液在室内自然光下比较稳定，耐光性较好，放置周后和在暗处的吸光度变化不大，肉眼观察色素液颜色无明显变化，但在日光灯和紫外灯直接照射下吸光度变化较大，主要原因可能是在强光照射下色素结构被破坏导致颜色变浅，故存放色素时应避免强光直接照射。4、金属离子对色素稳定性的影响由表可知
9、，在内，各色素液的吸光度均有变化，但、对色素的影响很小，肉眼观察色素颜色几乎无变化，有的色素液放置后肉眼观察颜色有点变浅，而和对色素的稳定性影响较大，由此说明桔皮色素抗、和的干扰能力强，抗、和的干扰能力较弱，故在使用时避免与此类金属离子接触。5、其它食品成分和添加剂对色素稳定性的影响由表可知，色素液放置后吸光度变化不大，肉眼观察色素颜色无明显变化，说明、苯甲酸钠、蔗糖、葡萄糖对色素的影响不大，其对大多数食品添加剂有一定的耐受力，可以在食品中很好的应用。小结： 桔皮色素对常见的致病性细菌、酵母和霉菌均有不同程度的抑制作用；色素在室内自然光下稳定，在强光照射下易破坏，对热稳定，在恒温色素保存率为；
10、色素抗、和的干扰能力强，抗、和的干扰能力较弱；、苯甲酸钠、蔗糖、葡萄糖等食品成分和添加剂对色素的影响不大。(三)日本红叶小檗红色素的抑菌性研究、不同浓度日本红叶小檗红色素的抑菌性由图可知，日本红叶小檗红色素溶液浓度分别为、和色素原液时，对不同种菌的抑菌圈直径均大于对照（色素原液），并且日本红叶小檗红色素溶液浓度越大抑菌圈直径越大。说明不同浓度的日本红叶小檗红色素溶液都有抑菌性，且日本红叶小檗红色素溶液浓度越大抑菌性越强，即色素原液的抑菌性最大。日本红叶小檗红色素对种菌的抑菌性不同，对金黄色葡萄球菌抑菌性最强，而对枯草芽孢杆菌和大肠杆菌的抑菌性次之。、不同金属离子对日本红叶小檗红色素抑菌性的影响
11、由图可知，不同金属离子对日本红叶小檗红色素的抑菌性影响不同。将图与图比较可以看出，日本红叶小檗红色素溶液中加入不同金属离子后，色素溶液仍然具有抑菌性。只是、的加入使色素的抑菌圈直径比对照（色素原液）减小，而、的加入使色素的抑菌圈直径比对照（色素原液）明显增大。说明、的加入使日本红叶小檗红色素的抑菌性增强，而、的加入使日本红叶小檗红色素的抑菌性减弱，其中对色素的抑菌性促进作用最大。就不同菌种而言，加入不同金属离子后，仍然表现出对金黄色葡萄球菌抑菌性最强，而对枯草芽孢杆菌和大肠杆菌的抑菌性次之。、糖类对日本红叶小檗红色素抑菌性的影响由图可知，日本红叶小檗红色素溶液中分别加入葡萄糖、麦芽糖、蔗糖后，
12、抑菌圈直径之间几乎没有差异。说明日本红叶小檗红色素在不同种类糖的食品中使用，其抑菌性都是一样的。将图与图比较可看出，日本红叶小檗红色素溶液中加入不同种类的糖后，色素溶液仍然保持了较好的抑菌性。就不同菌种而言，日本红叶小檗红色素溶液中加入糖后对大肠杆菌的抑菌性有所加强，对金黄色葡萄球菌的抑菌性明显减弱，但对枯草芽孢杆菌的抑菌性基本没有影响。小结：该试验结果表明，日本红叶小檗红色素对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌都有抑菌作用，且对金黄色葡萄球菌抑菌性最强。加入、对日本红叶小檗红色素抑菌性影响不明显，加入、明显增强了其抑菌性，其中效果最好。但因加入会使日本红叶小檗红色素褪色变质，所以其抑菌性
13、增强可能更多与有关。加入糖类可使日本红叶小檗红色素对大肠杆菌的抑菌性有所增强，对金黄色葡萄球菌的抑菌性减弱，对枯草芽孢杆菌的抑菌性没有影响。但葡萄糖、麦芽糖、蔗糖等不同糖类对日本红叶小檗红色素抑菌性的影响没有差异。该试验为日本红叶小檗红色素的开发应用提供了参考。但应当看到，食品添加剂种类和食品种类的多样性，决定了天然色素的开发应用仍有大量工作要做。(四)、女贞果实色素抑菌活性的研究研究结果：1、女贞果实色素对枯草芽孢杆菌的抑菌效果最好; 对金黄葡萄球菌抑菌效果较好; 而对大肠杆菌的抑菌效果较差。2、色素溶液的浓度对抑菌效果影响显著; 而时间( 24、48、72 h) 之间差异不显著。3、总之,
14、 色素浓度最高、保持时间 48 h 时, 对枯草芽孢杆菌抑菌效果最好。(五)、五色彩叶草叶片色素的稳定性及抑菌性研究研究结果：1、抑菌实验表明：彩叶草叶片色素对枯草芽孢杆菌、大肠杆菌、金黄色葡萄球菌均有抑制作用，其中对枯草芽孢杆菌的抑制作用最为明显。2、五色彩叶草叶片色素具耐光性，在自然光照射下仍可以保持红色。3、 60以下的温度加热2h 后色素颜色无变化，60以上彩叶草色素的热稳定性降低。该色素受 pH 值影响较大，pH2.0 以下时该色素呈稳定红色。酸味剂、糖类物质对彩叶草叶片色素均有增色、护色作用。酸味剂比糖类效果好，持续时间长。酸味剂中乳酸的增色效果明显；4、糖类物质中葡萄糖的增色效果
15、较好，但随着时间的延长，糖类物质对彩叶草色素的增色、护色效果会逐渐降低直至消失。四、国内天然色素应用开发中存在的问题及对策食用天然色素在食品中使用存在的问题主要包括：超剂量，超范围，生产中受塑化剂、罗丹明b等有害物质污染，将非食用色素例如苏丹红等作为食用色素添加到食品或天然色素中，混合复配天然色素过程所产生的反应。 目前国内的天然色素国家标准存在如下问题；国内所食用天然色素标准仅有少部分，还有相当数量的天然色素没有标准，没有应用范围和使用量；另外，由于存在各种客观的原因，国内天然色素标准技术含量低，大多数标准的理化指标低于国际标准和国外发达国家标准，很多天然色素更无检测方法和指标，有些只是照搬国外的方法，不切国内实际生产和应用环境，造成实际检测困难和准确性难以掌控，由于历史的原因，某些天然色素在法规上有应用范围的天然色素，但由于使用性能和经济效益的关系，目前
