长裙竹荪抑菌物质乙醇提取工艺及其抑菌效果

陈晓宁; 郑丽珠; 魏奇; 林程; 陈炳智; 肖淑霞; 江玉姬

doi:10.19303/j.issn.1008-0384.2017.06.014

长裙竹荪抑菌物质乙醇提取工艺及其抑菌效果

doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2017.06.014

1.
福建农林大学食品科学学院, 福建福州 350002
2.
江苏省太仓出入境检验检疫局, 江苏太仓 215400
3.
福建省福州市农业局, 福建福州 350000
4.
福建省食用菌技术推广总站, 福建福州 350003

基金项目:

国家科技支撑计划项目 2013BAD16B03

福建省现代农业食用菌产业技术体系项目 K83139295

详细信息

作者简介:
陈晓宁(1993-), 女, 硕士研究生, 研究方向:食品加工技术(E-mail:cxn20160915@163.com)

通讯作者:
江玉姬(1965-), 女, 博士, 教授, 研究方向:食品微生物、食用菌(E-mail:jyj1209@163.com)

中图分类号: TS202.3
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出版历程
- 收稿日期: 2017-03-04
- 修回日期: 2017-05-16
- 刊出日期: 2017-06-28

Optimization of Ethanol Extraction of Antibacterial Substances from Dictyophora indusial Fisscher

1.
College of Food Science, Fujian Agriculture and Forestry University, Fuzhou, Fujian 350002, China
2.
Taicang Entry-exit Inspection and Quarantine, Taicang, Jiangsu 215400, China
3.
Fuzhou Agriculture Bureau, Fuzhou, Fujian 350002, China
4.
Fujian Edible Fungi Technical Popularized Station, Fuzhou, Fujian 350003, China

摘要

摘要: 以长裙竹荪抑菌物质的提取量和抑菌效果为指标，研究乙醇提取的长裙竹荪抑菌活性物质的最佳工艺。基于单因素试验结果，设计二次通用旋转组合试验，工艺的最优参数由回归方程分析确定。结果表明，长裙竹荪乙醇提取物对金黄色葡萄球菌Staphylococus aureus、苏云金芽孢杆菌Bacillus thuringiensis、大肠杆菌Escherichia coli、巨大芽孢杆菌Bacillus magaterium、鸡瘟沙门氏菌Salmonella pullorum、肠炎沙门氏菌Salmonella enteritidis、枯草芽孢杆菌Bacillus subrilis均有抑菌效果，其中对肠炎沙门氏菌的抑菌效果最好。各因子对竹荪抑菌物提取效果的影响作用为温度>时间>液固比，优化后的提取条件为提取时间1.5 h、提取温度72℃、液固比25：1。研究结果为竹荪抑菌物质工业化开发为食品天然防腐剂提供参考。
- 长裙竹荪 /
- 抑菌物质 /
- 乙醇 /
- 提取
Abstract: The ethanol extraction of antibacterial substances from Dictyophora indusial fisscher was optimized using the yield and efficacy of the antimicrobial extract as indicators. On basis of the single factor experimental result, a quadratic general rotary unitized design was applied to finalize the optimization for the process. A regression analysis on the data obtained indicated that the processing temperature exerted the greatest effected on the amount of the extract to be obtained, and it was followed by time and material/solvent ratio. The conditions rendering a maximized yield included a temperature of 72℃, a duration of 1.5 h, and a material/solvent ratio of 1/25. The resulting mushroom extract showed varying antimicrobial activities on Staphylococus aureus, Bacillus thuringiensi, Escherichia coli, Bacillus magaterium, Salmonella pullorum, Salmonella enteritidis, and Bacillus subrilis, with the strongest inhibition effect against S. enteritidis.The research results provide a reference for ntibaterial substances from D.indusial fisscher being developed national food preservative in the industrialization.
- Dictyophora indusial fisscher /
- antibacterial substances /
- ethanol /
- extraction

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图 1 提取率随乙醇体积分数的变化

Figure 1. Yield affected by different ethanol usages

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图 2 提取量随提取时间的变化

Figure 2. Content affected by extraction time

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图 3 提取时间对各供试菌的抑菌效果

注：A为金黄色葡萄球菌，B为大肠杆菌，C为鸡瘟沙门氏菌，D为肠炎沙门氏菌，E为巨大芽孢杆菌，F为苏云金芽孢杆菌，G为枯草芽孢杆菌。图 6、9同。

Figure 3. Effect of extraction time on antibacterial activities of extract on various microorganisms

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图 6 提取温度对各供试菌的抑菌效果

Figure 6. Effect of extraction temperature on antibacterial activities of extract on various microorganisms

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图 9 液固比对各供试菌的抑菌效果的影响

Figure 9. Effect of material/solvent ratio on antibacterial activities of extract on various microorganisms

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图 4 提取时间对细菌抑制情况的影响

注：a为肠炎沙门氏菌，b为巨大芽孢杆菌。图 7、10同。图中分别用0、1、2、3、4表示为无菌水、0.5、1.0、1.5、2.0 h提取物。

Figure 4. Effect of extraction time on extract inhibiting bacterial growth

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图 7 提取温度对细菌抑制情况的影响

注：图中分别用0、1、2、3、4分别为无菌水、40℃、60℃、70℃、80℃的提取物。

Figure 7. Effect of extraction temperature on extract inhibiting bacterial growth

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图 10 液固比对细菌抑制情况的影响

注：图中0、1、2、3、4分别为无菌水、15:1、20:1、25:1、30:1的提取物。

Figure 10. Effect of material/solvent ratio on extract inhibiting bacterial growth

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图 5 提取量随温度的变化

Figure 5. Content affected by extraction temperature

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图 8 提取量随液固比的变化

Figure 8. Content affected by material/solvent ratio

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图 11 单因子效应分析

Figure 11. Results of single factor analysis

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图 12 各因子在不同水平的边际效应分析

Figure 12. Marginal effect analysis on 3 factors at different levels

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图 13 两因子交互作用

Figure 13. Interaction between two factors

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表 1 因素水平及编码

Table 1. Factors and codes of experimental design

水平编码值	因子X
水平编码值	X₁时间 /h	X₂温度 /℃	X₃液固比/ (mL·g^-1)
+1.682	2.5	75	30:1
+1	2.1	73	28:1
0	1.5	70	25:1
-1	0.9	67	22:1
-1.682	0.5	65	20:1
水平间隔值△	0.6	3	3:1

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表 2 不同乙醇体积分数提取物的抑菌效果

Table 2. Extraction rate affected by ethanol usage (material/solvent ratio)

(单位/mm)
供试菌	不同乙醇体积分数的抑菌圈大小
供试菌	0%(CK)	20%	40%	60%	80%	100%
金黄色葡萄球菌S. aureus	7.00±0.8564D	7.00 ±0.2412D	7.00 ±0.2154D	11.50 ±1.0320C	18.33 ±0.9574B	30.67 ±0.3547A
大肠杆菌E. coli	7.00 ±0.6574D	7.00 ±0.5468D	7.00 ±0.9654D	10.50 ±1.3245C	15.00 ±1.0354B	21.67 ±0.5784A
鸡瘟沙门氏菌S.pullorum	7.00 ±0.5489D	7.00 ±0.3542D	7.00 ±0.8634D	9.33 ±0.9542C	14.50 ±1.0321B	21.33 ±0.6987A
肠炎沙门氏菌S. enteritidis	7.00 ±0.6874D	7.00 ±0.5421D	7.00 ±0.5463D	12.50 ±0.3687C	18.67 ±1.0324B	32.50 ±1.6587A
巨大芽孢杆菌B. magaterium	7.00 ±0.6875D	7.00 ±0.2136D	7.00 ±0.3542D	10.33 ±0.9857C	16.67 ±0.3547B	20.33 ±1.9870A
苏云金芽孢杆菌B. thuringiensis	7.00 ±0.5675D	7.00 ±0.8654D	7.00 ±0.9654D	9.50 ±0.6547C	13.33 ±0.9547B	18.33 ±1.9254A
枯草芽孢杆菌B. subrilis)	7.00 ±0.5421D	7.00 ±0.3215D	7.00 ±0.2345D	11.33 ±0.9547C	17.50 ±0.3547B	21.67 ±1.9651A
注：① CK为无菌水；② 抑菌圈直径采用每组3个重复的平均值；③ 同行数据后不同大写字母表示1%显著水平。

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表 3 二次通用旋转组合优化试验设计及试验结果

Table 3. Results of quadratic general rotary unitized design optimization

处理号	X₁时间 /h	X₂温度 /℃	X₃液固比/ (mL·g^-1)	10 g中提取物重/g
1	1	1	1	1.973
2	1	1	-1	1.751
3	1	-1	1	1.509
4	1	-1	-1	1.631
5	-1	1	1	2.057
6	-1	1	-1	1.892
7	-1	-1	1	1.102
8	-1	-1	-1	1.087
9	-1.6818	0	0	1.284
10	1.6818	0	0	1.979
11	0	-1.6818	0	1.511
12	0	1.6818	0	2.238
13	0	0	-1.6818	1.585
14	0	0	1.6818	2.205
15	0	0	0	2.519
16	0	0	0	2.368
17	0	0	0	2.493
18	0	0	0	2.389
19	0	0	0	2.232
20	0	0	0	2.206

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表 4 回归模型方差分析

Table 4. Analysis of variance on regression model

变异来源	平方和	自由度	均方	比值F	P值	显著性
X₁	0.4551	1	0.4551	15.7226	0.0027	**
X₂	1.6125	1	1.6125	55.706	0.0001	**
X₃	0.2218	1	0.2218	7.6614	0.0199	*
X₁²	2.0983	1	2.0983	72.4892	0.0001	**
X₂²	1.0392	1	1.0392	35.9026	0.0001	**
X₃²	0.9667	1	0.9667	33.398	0.0002	**
X₁X₂	0.2993	1	0.2993	10.3384	0.0093	**
X₁X₃	0.0014	1	0.0014	0.0478	0.8313
X₂X₃	0.0528	1	0.0528	1.8243	0.2066
回归	3.5261	9	0.3918	F₂=13.535	0.0003	**
剩余	0.2895	10	0.0289
失拟	0.2059	5	0.0412	F₁=2.462	0.1056	不显著
误差	0.0836	5	0.0167
总和	3.8156	19
注：F_0.01(9, 10)=4.94；F_0.05(5, 5)=5.05；*极显著水平(P＜0.01)；显著水平(P＜0.05)。

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