孟俊龍,馮翠萍,常明昌,程紅艷
(1.山西農(nóng)業(yè)大學 食品科學與工程學院,山西 太谷030801;2.山西農(nóng)業(yè)大學 資源與環(huán)境學院,山西 太谷030801)
香菇[Lentinus edodes(Berk.)Sing]在分類學上隸屬于擔子菌綱傘菌目側(cè)耳科香菇屬,是世界著名的食用兼藥用菌之一,香菇中含有一種分子量為100萬的香菇多糖[1]。近年來的研究發(fā)現(xiàn),香菇中的香菇多糖能治療癌病,能夠刺激機體的免疫系統(tǒng)使機體的免疫功能得到恢復和提高,由機體本身的抵抗力去殺死腫瘤細胞;香菇多糖還可改善肌體代謝,增強機體對多種細菌、寄生蟲、病毒性感染(包括艾滋?。┑拿庖吣芰?;香菇多糖及其培養(yǎng)液還有護肝并增強肝排毒能力,降低血清轉(zhuǎn)氨酶水平的作用;香菇多糖能提高SOD活性和降低脂褐素含量;香菇多糖有抑制血小板聚集作用,還有一定的抗疲勞作用[2~5]。
本試驗用分光光度法來探討香菇多糖對大腸桿菌(Escherichia coli)、金黃色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、枯草芽孢桿菌(Bacillus subtilis)、沙門氏菌(Salmonella)的抑制作用,旨在為真菌多糖的抑菌性研究提供思路和方法,同時也為香菇多糖作為抑菌成分的開發(fā)利用提供理論依據(jù)。
1.1.1 原料
香菇多糖參照文獻[6]水提醇沉法提取,葡聚糖G-100純化。
1.1.2 供試菌種
大腸桿菌(Escherichia coli)、金黃色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、枯草芽孢桿菌(Bacillus subtilis)、沙門氏菌(Salmomella)均由山西農(nóng)業(yè)大學食品質(zhì)量與安全實驗室提供。
1.1.3 試劑
乙醇、無水乙醚、丙酮、檸檬酸、氯化鈉、氫氧化鈉、營養(yǎng)瓊脂、牛肉膏、蛋白胨均為國產(chǎn)分析純。
1.1.4 主要儀器設(shè)備
電熱恒溫水浴鍋(北京玻聯(lián)醫(yī)療器械有限公司)、離心機(上海安享科學儀器廠)、2100型分光光度計(UNICO)、隔水式電熱恒溫培養(yǎng)箱(上海躍進醫(yī)療器械處)、全溫震蕩培養(yǎng)箱(哈爾濱市東聯(lián)電子技術(shù)開發(fā)有限公司)、電熱恒溫鼓風干燥箱(上海新高醫(yī)療器械制造有限公司)、超凈工作臺(上海博訊實業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備處)、高壓滅菌鍋(上海博訊實業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備處)、旋渦混合器(上海精科實業(yè)有限公司)。
1.2.1 固體培養(yǎng)基的配制
稱取4.5g營養(yǎng)瓊脂加入到100mL蒸餾水中,在三角瓶中加熱待完全融化后,121℃,15min高壓滅菌,備用。
1.2.2 液體培養(yǎng)基的配制
稱取牛肉膏0.5g、蛋白胨1.0g、氯化鈉0.5g加入到100mL蒸餾水中,加熱待完全溶解后,調(diào)pH于7.2,分裝于三角瓶中,121℃,15min高壓滅菌,備用。
1.2.3 無菌生理鹽水的配制
準確稱取9g氯化鈉溶于1000mL蒸餾水中,121℃,15min高壓滅菌,備用。
1.2.4 菌懸液的制備
在無菌條件下,用接種環(huán)挑取固體培養(yǎng)基上1~2個大小適宜的菌落于液體培養(yǎng)基中,37℃搖床培養(yǎng)24h即可得一定濃度的菌懸液,用無菌生理鹽水稀釋菌懸液,使其吸光值分布在0.6~0.8之間,置4℃冰箱中保存?zhèn)溆谩?/p>
1.2.5 香菇多糖對四種菌的抑制作用
1.2.5.1 不同時間香菇多糖對四種菌的抑制作用的影響
在無菌條件下,分別取上述菌懸液9mL,并添加1g·L-1的香菇多糖液200μL,用旋渦混勻器混勻后,在37.5℃搖床培養(yǎng),并以不加香菇多糖液的作為對照,以蒸餾水作為空白。每隔12h測定一次吸光度值A(chǔ),共測定4次。重復3次,取平均值,計算其抑菌率,確定最適作用時間。
1.2.5.2 不同pH香菇多糖對四種菌的抑制作用的影響
在無菌條件下,分別取上述菌懸液9mL,并添加1g·L-1的香菇多糖液200μL,并用0.1mol·L-1檸檬酸和2.0%的NaOH溶液分別調(diào)整其pH為5、6、7、8、9,用旋渦混合器混勻后,在37.5℃搖床培養(yǎng)24h,以不加香菇多糖液的作為對照,以蒸餾水作為空白。測其吸光度值A(chǔ),重復3次,取平均值,計算出抑菌率,確定最適作用的pH。
1.2.5.3 不同濃度香菇多糖對四種菌的抑制作用的影響
在上述最適條件下,用2倍稀釋法將香菇多糖液的濃度稀釋成1g·L-1,0.5g·L-1,0.25g·L-1,0.125g·L-1,0.0625g·L-15個濃度梯度。在無菌條件下,分別取上述菌懸液9mL,并添加不同濃度的香菇多糖液200μL,用旋渦混合器混勻,在37.5℃搖床培養(yǎng)24h,以不加香菇多糖液的作為對照,以蒸餾水作為空白。測其吸光度值,重復3次,取平均值,并計算出抑菌率[7]。
由圖1可見,時間對香菇多糖抑制4種菌有一定的影響。對沙門氏菌的抑制作用在24h時達到最大,對其它3種菌均在12h時達到最大。其中對金黃色葡萄球菌的抑制可達到100%。
由圖2可見,不同的pH下,香菇多糖對4種菌的抑制作用不同。對金黃色葡萄球菌的抑制作用在pH為6時最大;對其它菌的抑制作用均在pH為5時最大。
圖1 不同時間香菇多糖對四種菌抑菌率的影響Fig.1 Ganoderm Lucidumpolysaccharide inhibition rate on four bacteria in different time
圖2 不同pH香菇多糖對四種菌抑菌率的影響Fig.2 Ganoderm Lucidumpolysaccharide inhibition rate on four bacteria in different pH
根據(jù)2.1和2.2確定的最佳抑菌條件進行不同濃度的香菇多糖對4種菌的抑菌作用的研究,結(jié)果見圖3。隨著濃度的降低,香菇多糖對4種菌的抑制率均逐漸減小,且香菇多糖對4種菌的抑制作用由強到弱依次為金黃色葡萄球菌、枯草芽孢桿菌、大腸桿菌、沙門氏菌,當濃度達1g·L-1L時,抑制率分別達100%、100%、68.7%、44.1%。
圖3 不同濃度香菇多糖對四種菌抑菌率的影響Fig.3 Ganoderm Lucidumpolysaccharide inhibition rate on four bacteria in different concentration
分光光度法是測定抑菌作用常用的一種方法,該方法可避免牛津杯法在抑菌物濃度高時滲出效果差,以及紙片法吸收液體少等缺點。分光光度法測定抑菌率時由于菌懸液及多糖本身具有一定的吸光值,因此,在計算抑菌率時要消除菌懸液和多糖本身的吸光值。
香菇多糖對4種供試菌種在12或24h達到最大抑菌作用,24h后香菇多糖的抑菌作用有所減弱,其原因可能是香菇多糖對細菌既有一定的抑制作用,也可為細菌的生長提供營養(yǎng),這與細菌種類和數(shù)量有關(guān),前期以抑制作用占主導,而24h后以作為營養(yǎng)物質(zhì)供細菌生長為主導。
香菇多糖對4種供試菌種都在酸性條件下達到最大抑菌作用,在堿性條件下抑制作用小。其結(jié)果可能由于酸性條件下有助于多糖液作用于細菌的細胞膜,破壞構(gòu)成細胞壁的幾丁質(zhì),破壞細胞膜的超分子結(jié)構(gòu)而造成細胞內(nèi)成分流失,導致菌體死亡[8]。細菌的最適生長pH 為6.5~7.5,在堿性條件時細菌生長速度快,堿性環(huán)境更適于細菌的生長繁殖,香菇多糖的濃度低對其的抑制作用小。
多糖對各類微生物的生長有程度不同的抑制活性,或者說生長拮抗,但多糖抑菌作用的機制還不十分明確[9]。本試驗中香菇多糖的抑菌作用機制,可能是[10]:(1)一定濃度的多糖作用于細菌的細胞膜,破壞了細菌細胞膜的超分子結(jié)構(gòu)而造成細胞內(nèi)成分流失,導致菌體死亡。(2)由于微生物細胞壁上存在能與糖專一結(jié)合的糖基、蛋白,它能使多糖高度聚集于菌體的表面,改變菌細胞的代謝活動,最終導致細菌的生長繁殖被抑制,甚至死亡。(3)在多糖存在的情況下,細菌的幾丁質(zhì)酶、葡聚糖酶等細胞壁降解酶活性被激發(fā)出來,導致對其自身細胞壁的破壞,外部物質(zhì)滲進細胞內(nèi),破壞了菌細胞的完整性,菌體死亡。
香菇多糖對4種供試菌種都有一定的抑制作用,對沙門氏菌的抑制作用在24h時達到最大,對其它3種菌均在12h時達到最大。在酸性條件下抑菌作用比堿性條件下都強。不同濃度的香菇多糖提取液對4種供試菌的抑制作用不同,且隨著濃度的增加而增加。對4種菌的抑制作用由強到弱依次為金黃色葡萄球菌、枯草芽孢桿菌、大腸桿菌、沙門氏菌。
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