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天然植物精油的抑菌活性及其作用机理研究

作　者: 吕飞
导　师: 梁浩
学　校: 北京化工大学
专　业: 化学工程与技术
关键词: 植物精油食品微生物抑菌活性协同增效作用 GC/MS 作用机理增溶剂
分类号: R285
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

本论文研究了植物单精油以及复配精油对四种食品微生物(大肠杆菌,金黄色葡萄球菌,枯草芽孢杆菌和酿酒酵母)的抑制活性。使用滤纸片法和试管梯度稀释法对十种植物精油的抑菌活性进行了初步筛选。结果显示,牛至精油对四种供试菌种均显示出了最强的抑制活性,罗勒精油和佛手柑精油对革兰氏阳性菌有很好的抑制效果,而紫苏精油则对酿酒酵母有很强的抑制专一性。采用棋盘稀释法,研究复配精油间可能存在的协同增效作用。以FIC指数作为参照依据,选定的复配精油组合及联合最小抑菌浓度如下：大肠杆菌(牛至精油-罗勒精油,MIC联合：0.313-0.313μL/mL)；金黄色葡萄球菌(罗勒精油-佛手柑精油,MIC联合：0.313-0.156μL/mL)；枯草芽孢杆菌(牛至精油-佛手柑精油,MIC联合：0.313-0.313μL/mL)；酿酒酵母(牛至精油-紫苏精油,MIC联合：0.313-0.156μL/mL)。采用气质联用技术(GC/MS),对所选植物精油的化学组成进行了分析鉴定：牛至精油和罗勒精油的主要化学成分是酚类和萜烯类物质,佛手柑精油中主要含有萜烯类、醇类和酯类物质,而酮类物质在紫苏精油中的含量相对较高。通过观察菌体的扫描电镜图片,测定菌体细胞培养液的电导率、细胞溶出物以及菌体细胞膜脂肪酸的变化,研究了复配精油的抑菌机理。结果表明,所有的复配精油均能够破坏菌体细胞膜的完整性,并使其通透性增加,最终达到抑制菌体生长的目的。最后,为了改善精油的溶解度以提高抑菌活性,本研究比较了九种增溶剂对精油的增溶效果,并对增溶体系的抑菌活性和抑菌机理进行了研究。结果发现,HP-β-CD对精油的增溶效果最为明显。随着HP-β-CD的加入,可以显著降低复配精油的用量,提高了复配精油对菌体的作用强度。

全文目录

摘要  5-7
ABSTRACT  7-15
第一章绪论  15-29
  1.1 植物精油的介绍  15-18
    1.1.1 植物精油的定义及植物分布  15-16
    1.1.2 植物精油的理化性质  16
    1.1.3 植物精油的化学成分  16-18
  1.2 植物精油的提取、分离纯化及分析检测  18-19
    1.2.1 植物精油的提取方法  18
    1.2.2 植物精油的分离纯化方法  18-19
    1.2.3 植物精油的分析检测方法  19
  1.3 植物精油的生物活性  19-20
    1.3.1 植物精油的抑菌活性  19
    1.3.2 植物精油的抗氧化活性  19-20
    1.3.3 植物精油的医药活性  20
    1.3.4 植物精油的杀虫作用  20
  1.4 植物精油抑菌活性的研究现状  20-27
    1.4.1 植物精油的抑菌活性  20-21
    1.4.2 植物精油的抑菌有效成分  21-23
    1.4.3 植物精油的体外抑菌方法  23-25
    1.4.4 抑菌活性的协同作用  25-26
    1.4.5 植物精油的抑菌机理  26
    1.4.6 植物精油在食品体系中的应用  26-27
    1.4.7 植物精油的安全性与应用前景  27
  1.5 本论文的研究意义和研究内容  27-29
    1.5.1 研究意义  27-28
    1.5.2 研究内容  28-29
第二章十种天然植物精油的体外抑菌活性研究  29-44
  2.1 引言  29
  2.2 实验材料与方法  29-33
    2.2.1 实验材料  29-30
    2.2.2 实验仪器及试剂  30-31
    2.2.3 实验方法  31-33
  2.3 实验结果与讨论  33-42
    2.3.1 十种植物精油的抑菌活性  33-36
    2.3.2 pH值对精油抑菌活性的影响  36-37
    2.3.3 热处理对精油抑菌活性的影响  37-38
    2.3.4 紫外线照射对精油抑菌活性的影响  38-39
    2.3.5 植物精油最小抑菌浓度(MIC)的测定  39-40
    2.3.6 复配植物精油的抑菌活性  40-42
  2.4 本章小结  42-44
第三章四种植物精油化学组成的GC/MS分析  44-53
  3.1 引言  44
  3.2 实验材料与方法  44-45
    3.2.1 实验材料  44
    3.2.2 实验方法  44-45
  3.3 实验结果与讨论  45-52
    3.3.1 牛至精油的化学组成  49
    3.3.2 罗勒精油的化学组成  49-50
    3.3.3 佛手柑精油的化学组成  50-51
    3.3.4 紫苏精油的化学组成  51-52
  3.4 本章小结  52-53
第四章复配精油的抑菌机理研究  53-67
  4.1 引言  53
  4.2 实验材料与方法  53-57
    4.2.1 实验材料  53-54
    4.2.2 实验仪器及试剂  54
    4.2.3 实验方法  54-57
  4.3 实验结果与讨论  57-66
    4.3.1 复配精油对四种供试菌种生长曲线的影响  57-59
    4.3.2 复配精油对菌体细胞膜通透性的影响  59-63
    4.3.3 复配精油对菌体细胞膜脂肪酸变化的影响  63-66
  4.4 本章小结  66-67
第五章精油增溶剂的筛选及其对精油抑菌活性影响的研究  67-78
  5.1 引言  67
  5.2 实验材料与方法  67-70
    5.2.1 实验材料  67-68
    5.2.2 实验仪器及试剂  68
    5.2.3 实验方法  68-70
  5.3 实验结果与讨论  70-77
    5.3.1 增溶剂对植物精油在水相中溶解度的影响  70-71
    5.3.2 增溶体系的抑菌活性研究  71-73
    5.3.3 增溶体系的抑菌机理研究  73-77
  5.4 本章小结  77-78
第六章结论与建议  78-80
  6.1 本文主要结论  78-79
  6.2 建议  79-80
参考文献  80-86
附录  86-88
致谢  88-89
研究成果及发表的学术论文  89-90
作者和导师简介  90

天然植物精油的抑菌活性及其作用机理研究

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