关于尼泊金酯等防腐剂对3种细菌抑制作用的研究

关键词：尼泊金酯；细菌：抑菌；防腐剂

摘要：该文用滤纸圆片法和分光光度法研究了尼泊金酯等防腐剂在中性条件下对3种常见细菌的抑制作用。结果表明，苯甲酸钠和山梨酸钾在中性条件下对细菌的抑制很弱，双乙酸钠和脱氢醋酸钠的抑菌效力也较弱，尼泊金酯的抑菌性较好，尤其是丁酯和庚酯。

防腐剂是对微生物具有抑制或阻止生长作用的药剂，一般对热、光、氧化等作用稳定。防腐剂广泛应用于食品、动物饲料、药物、化妆品、造纸等行业，在食品中的使用，能防止食品由微生物所引起的腐败变质作用，从而延长其保存期。影响食品保存期的因素有多种，除与所使用的防腐剂种类有关外，介质的pH 值、食品中微生物的污染程度、物料的加热温度和溶解度也大有关系。对于中性食品(豆腐干、奶制品、面制品等)的腐败，主要是由细菌引起。而我国目前广泛使用的防腐剂以苯甲酸及其钠盐、山梨酸及其钾盐为主，其防腐效果随pH值的升高而降低， 因此只能用于pH5以下的酸性食品。尼泊金酯类学名为对羟基苯甲酸酯类的抗菌效力是酯，所以其不像酸性防腐剂一样，受培养基pH值变化的影响，对腐败微生物的抗菌效力相当强，而且随烷链的增加抗菌效力增强。本文研究了尼泊金酯等防腐剂对3种腐败细菌的抑制作用， 为中性食品的防腐提供了有力依据。

1实验方法

1．1材料

1．1．1供试菌株

大肠杆菌(ECOli)、金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌：均由江南大学生物工程学院下游技术实验室提供。

1．1．2各种防腐剂来源

苯甲酸钠、山梨酸钾、脱氢醋酸钠和双乙酸钠：均为市售。

尼泊金乙酯、丙酯、丁酯、庚酯和复合酯：由无锡江大百泰科技有限公司提供。

1．1．2培养基

蛋白胨10g，牛肉膏3g，氯化钠5g，蒸馏水1000mL(固体培养基另加2％琼脂)，pH值为7．0～7．2，分装至三角瓶内，121℃高压灭菌15min。

1．2抑菌测定方法

1．2．1抑菌性的初步测定 —— 采用滤纸圆片法仪器准备：将滤纸剪成直径为10mm 的圆片，经高压蒸气灭菌后，烘干备用。将培养基高压灭菌后，冷却至40℃～50℃，无菌操作倾注于灭菌后的培养皿内，每皿约15mL～20mL。

供试菌株悬浮液的制备： 分别用接种环挑取少量菌体于装有玻璃珠及10mL无菌生理盐水的三角瓶中，振荡10min，制成菌悬液，分别用移液管向凝固的平板上加0．2mL。用无菌涂布棒涂布均匀。

定性测试： 将滤纸片分别用不同的防腐剂浸泡10min，对照用0．85％的生理盐水浸泡，均放入含菌平板上，每种防腐剂做2皿。细菌平板倒置于35℃～37℃培养20h，观察抑菌圈的大小。

1．2．2抑菌性的分光光度法测定

防腐剂添加量：把各种防腐剂在无菌水中预溶解后，定容，按一定量添加到灭过菌的培养基中。每个三角瓶(250mL)内含30mL液体培养基，每瓶培养基分别添加0．1％的苯甲酸钠，0．1％山梨酸钾，0．02％尼泊金乙酯，0．02％尼泊金丙酯，0．02％尼泊金复合酯，0．01％尼泊金丁酯，0．002％尼泊金庚酯，0．02％脱氢醋酸钠，0．02％双乙酸钠。

培养条件：取lmL菌悬液分别加入液体培养基中， 置于HZQ-F160全温振荡培养箱中培养， 转速

150r／min，温度37℃，培养时间20h。

测定方法： 培养20h后测定培养液的吸光度值A(A=560nm)，以相应培养基为空白对照。

2结果与讨论

2．1抑菌性初步测定结果

实验结果表明，各种防腐剂在中性条件下对细菌的抑制效果差别很大。在中性培养基中，苯甲酸钠和山梨酸钾的抑菌效果较差，抑菌圈只有1 lmm～13mm。因为苯甲酸抑菌的最适pH值为2．5～4．0，分子态苯甲酸的抑菌活性较离子态高，在pH低于4时，完全抑制的最低浓度为0．05％ ～0．1％ ；当pH 高于6时，抑菌活性显著降低。山梨酸的抑菌作用机制在于它抑制微生物细胞中的各种酶，只有进入微生物体内才能起作用，当溶液pH 为3．15时，约有40％ 的山梨酸进入细胞内，而当pH 为7时，则有99％ 的山梨酸不能进入细胞内，故其抑菌圈很小。

双乙酸钠主要作为粮食和饲料的防霉剂，其对酵母和霉菌的抑菌效果较好，对细菌的抑菌能力是苯甲酸钠的2倍，从抑菌圈实验也证实这一观点。脱氢醋酸钠也是一种低毒的防腐剂，酸度愈高，制菌效力愈强，从实验结果即知，在中性条件下的防腐作用比苯甲酸钠和山梨酸钾略强。

尼泊金酯类防腐剂对霉菌、酵母和细菌有广泛的抗菌作用，该防腐剂的作用在于未电离分子发挥抗菌活性， 抑制微生物细胞的呼吸酶系与电子传递酶系的活性， 以及破坏微生物的细胞膜结构。由于它们是酯类，羧基被酯化，其分子可以在更广泛的pH值范围内保持不电离，一般在pH值为3～8的范围内效果较好。从实验结果可知，其烷链愈长抑菌作用愈强。

2．2各种防腐剂在液体培养基中对大肠杆菌的抑菌性

污染致病性大肠杆菌的食品能引起食物中毒事件，越来越受到重视。尼泊金酯对大肠杆菌的抑制性，随烷链的增长而增强，虽然丁酯的含量只有lOOmg／kg，庚酯的含量只有2Omg／ ，但对大肠杆菌的抑制作用很强。由于大肠杆菌属于G-菌，所以在pH 中性条件下，尼泊金酯对G-菌的抑菌性也很强。

通常情况下，许多食物都带一定量的枯草芽孢杆菌，如调味品、稻米、牛奶和奶制品，该菌能产生2种不同的肠毒素，即引起呕吐和腹泻反应的毒素。lOOmg／kg的丁酯对枯草芽孢杆菌的抑制能力比20mg／kg的庚酯强。其它防腐剂的抑菌性与抑菌圈实验结果保持一致。由于复合酯中各种酯的比例可以改变，有必要进一步研究复合酯的复配，从而更有效地抑制枯草芽孢杆菌的生长。

2．4各种防腐剂在液体培养基中对金黄色葡萄球菌的抑菌性

金黄色葡萄球菌是典型的G 菌，通常情况下可在正常的人或动物的鼻腔、咽喉和皮肤上生长，因而它污染食品的范围很广，它在食物中生长可以产生毒素而引起食物中毒。尼泊金丙酯、丁酯、庚酯以及复合酯对于金黄色葡萄球菌具有较强的抑制性。

3 讨论

在中性培养基中，由于受H 浓度少的原因，山梨酸钾、苯甲酸钠对3类细菌的抑制作用很弱。

在固体培养基中，脱氢醋酸钠和双乙酸钠对细菌的抑制作用比苯甲酸钠和山梨酸钾略强。

尼泊金乙酯对细菌的抑菌能力相对较弱，尼泊金酯防腐剂随着烷链的增加，抑菌能力也增加。

目前，尼泊金复合酯的配方，对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌性较强，优于丙酯的抑菌性能，对枯草芽孢杆菌的抑菌效果相对较弱，有待于进一步复配。

尼泊金复合酯经过复配后，水溶性显著增加，而且长、短链尼泊金酯的复配使用，可以扩大防腐剂抑菌谱系。