低聚異麥芽糖改性及抑菌作用初探

1、低聚異麥芽糖改性及抑菌作用初探車(chē)曉彬 馮莉 謝長(zhǎng)麗（山東魯抗醫(yī)藥股份有限公司，濟(jì)寧，）摘要：本文利用低聚異麥芽糖抑菌試驗(yàn)證明，除青霉外，對(duì)其它菌無(wú)效果，通過(guò)對(duì)低聚異麥芽糖進(jìn)行改性研究，其抑菌證明，改性的1%低聚異麥芽糖溶液，使病原真菌無(wú)法生長(zhǎng)，抑菌率達(dá)100%，而灰霉的抑菌效果50%。關(guān)鍵詞：低聚異麥芽糖 改性 抑菌1、概述低聚異麥芽糖(Isomaltaligosaccharides)是指葡萄糖之間至少有一個(gè)以上以（16）糖苷鍵結(jié)合而成的單糖數(shù)在2-10不等的一類(lèi)低聚糖，又稱(chēng)分枝低聚糖。其結(jié)構(gòu)為：低聚異麥芽糖有一定的甜度，約為蔗糖的50%，且甜味柔和醇美，可以用來(lái)替代部分蔗糖食品的甜度，改善其

2、味質(zhì)；它的黏度與相同濃度蔗糖溶液很接近，食品加工易操作，對(duì)于糖果、糕點(diǎn)等的組織與物性無(wú)不良影響；它耐熱、耐酸性極佳，濃度50%糖漿在pH=3、120下長(zhǎng)時(shí)間加熱不會(huì)分解，應(yīng)用到飲料、罐頭及高溫處理或低pH食品，可以保持其功能與特性；低聚異麥芽糖保持水分不易蒸發(fā)，對(duì)各種食品的濕潤(rùn)與維持其品質(zhì)效果好，并能抑制蔗糖的結(jié)晶形成，這對(duì)面包類(lèi)、甜點(diǎn)心等以淀粉為主體的食品，稍加存放即行硬化者，添加低聚異麥芽糖漿因能防止淀粉老化而延長(zhǎng)食品的保存時(shí)間；它的水性活度Aw=0.75,比蔗糖（0.85）、高麥芽糖漿（0.85）、葡萄糖漿（0.77）的都低，而一般的細(xì)菌、酵母、霉菌在Aw8，每間隔2h加入5g改性劑，共

3、20g，恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)8h，調(diào)至pH=78，50濃縮干燥，再用23倍體積的改性劑浸泡10min，過(guò)濾后于45的恒溫箱中烘干得米黃色粉末成品。60改性方法同上。(2)改性低聚糖定性檢測(cè)：采用紅外光譜法測(cè)定改性后低聚異麥芽糖的活性官能團(tuán)。(3)改性低聚異麥芽糖抑菌作用：將常溫和60下改性物配成5%水溶液，滅菌待用。取病原菌孢子液0.3ml涂布于PDA平皿培養(yǎng)基上，將牛津杯對(duì)稱(chēng)放置，分別加入0.2ml的兩種改性溶液，28培養(yǎng)，觀測(cè)其抑菌圈大小，CK為5%未改性低聚異麥芽糖溶液。各處理重復(fù)三次。(4)改性物中其它物質(zhì)對(duì)菌體的作用：a:NaCl對(duì)菌體作用：配置10%改性物溶液（常溫和60），10%低聚異麥

4、芽糖溶液和8%NaCl溶液各30ml，分別取0.2ml加入牛津杯對(duì)照比較抑菌圈大小，實(shí)驗(yàn)方法同（3）。b:改性劑對(duì)菌體作用：配置1%改性劑溶液pH=7，5%的改性低聚異麥芽糖溶液，5%低聚異麥芽糖溶液各30ml，分別取0.2ml加入牛津杯對(duì)照比較抑菌圈大小，實(shí)驗(yàn)方法同（3）。(5)改性物成膜后對(duì)菌體的作用：將改性物分別配成1%、2%、3%的水溶液，滅菌后，各取1ml涂布于PDA平皿培養(yǎng)基上，30鼓風(fēng)干燥后，將帶有菌體的濾紙片放于培養(yǎng)基中部，28培養(yǎng)72h后，測(cè)定菌落大小。3.2結(jié)果與分析3.2.1改性低聚異麥芽糖的定性：從紅外光譜圖中可看出在1610-1550cm-1內(nèi)出現(xiàn)“O” 的特征吸收帶

5、，在1419、1250、930 cm-1三處同時(shí)出現(xiàn)它的三條相當(dāng)明顯的吸收帶，這已說(shuō)明糖側(cè)鏈發(fā)生取代反應(yīng)，加上羧基。在1075 cm-1處出現(xiàn)“COC”的特征吸收帶，紅外光譜圖顯示對(duì)低聚異麥芽糖的改性基本實(shí)現(xiàn)，但具體取代反應(yīng)除發(fā)生在C6外其它C上是否發(fā)生取代，則有待進(jìn)一步研究。3.2.2改性物抑菌作用：培養(yǎng)72h后，5%濃度的25改性物出現(xiàn)明顯的抑菌圈，直徑為1.5cm，而60改性物和CK并無(wú)抑菌圈出現(xiàn)，這表明25改性后的低聚異麥芽糖由于帶上了“COO-”而具有了較強(qiáng)的抑菌性能。初步認(rèn)為25改性?xún)?yōu)于60改性，可能是由于高溫下改性低聚異麥芽糖的糊化，失去了抑菌作用。3.2.3改性物成膜后對(duì)病原菌

6、的作用：見(jiàn)表3表3： 改性物成膜后對(duì)病原菌的作用 培養(yǎng)基病原菌CK1%2%3%青霉2.7無(wú)無(wú)無(wú)西瓜枯萎菌3.8無(wú)無(wú)無(wú)蘋(píng)果炭疽菌1.9無(wú)無(wú)無(wú)聚端孢3.3無(wú)無(wú)無(wú)茄子菌少量菌絲無(wú)無(wú)無(wú)番茄葉霉菌1.8無(wú)無(wú)無(wú)灰霉4.22.01.81.5從表三中可以看出：其抑菌作用明顯提高，改性物1%濃度足以完全抑制青霉、西瓜枯萎菌、蘋(píng)果炭疽菌、聚端孢、茄子菌、番茄葉霉菌這幾種菌的生長(zhǎng)，而對(duì)于灰霉的抑制效果不如其它菌，但抑菌率50%。這表明由于活性基團(tuán)的加入，而使其具有了明顯的殺菌抑菌作用。3.2.4改性物中其它物質(zhì)對(duì)菌的作用：由于改性過(guò)程中，不能保證底物完全反應(yīng)，反應(yīng)后的改性物可能存在兩種次生產(chǎn)物即改性劑和NaCl,為

7、了排除改性劑對(duì)菌體作用，故用醇類(lèi)洗脫劑，因?yàn)楦男詣┰诖贾校哂泻芨叩娜芙舛?，而改性物卻不溶。通過(guò)3.1.2實(shí)驗(yàn)，證明8%NaCl和1%改性劑對(duì)病原菌不產(chǎn)生抑菌作用，故可排除兩者影響。3.3討論3.3.1改性原理的討論確切的改性物結(jié)構(gòu)尚不清楚。紅外光譜顯示糖鏈上，發(fā)生“COO-”的取代反應(yīng)，由于低聚異麥芽糖結(jié)構(gòu)，具有游離的C6羥基，最易發(fā)生取代反應(yīng)。其反應(yīng)原理如下：低聚異麥芽糖-OH + NaOH 低聚異麥芽糖-ONa + H2OCl-改性劑-COOH + NaOH Cl-改性劑-COONa + H2O低聚異麥芽糖-ONa + Cl-改性劑-COONa 低聚異麥芽糖-COONa + NaCl其可

8、能的副反應(yīng)：Cl-改性劑-COONa + NaOH Cl-改性劑-COONa + NaCl尚需進(jìn)一步的研究論證。3.3.2 改性低聚異麥芽糖殺菌作用機(jī)理討論：由于改性低聚異麥芽糖具有很好的成膜性，它可在營(yíng)養(yǎng)物表面形成一層薄膜，阻止病原菌吸取營(yíng)養(yǎng)，起到一種天然屏障的作用；另外，由于改性后帶上了“COO-”的負(fù)電荷，作用于病原菌膜里的正電荷，使膜透性加大，抑制或殺死膜內(nèi)外物質(zhì)滲透性變化，改變了細(xì)胞內(nèi)正常的代謝活動(dòng)抑制菌體生長(zhǎng)。當(dāng)然其作用機(jī)制仍需進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)研究論證。4、總結(jié)及展望 通過(guò)以上實(shí)驗(yàn)我們得出以下幾點(diǎn)結(jié)論，并對(duì)今后的工作方向提出些許建議： 1、低聚異麥芽糖為難發(fā)酵性糖，不易被病原菌分解利用且

9、其具有一定的成膜性，30%以上濃度成膜后可抑制青霉素生長(zhǎng)。對(duì)其它病原菌無(wú)效果。 2、改性后的低聚異麥芽糖，其柔韌性、成膜性大大提高，并且具有了較強(qiáng)地抑菌性能，改性物1%濃度成膜后足以完全抑制青霉、西瓜枯萎菌、蘋(píng)果炭疽菌、聚端孢、茄子菌、番茄葉霉菌等病原真菌的生長(zhǎng)，而對(duì)于灰霉的抑制作用稍弱，這是由于灰霉在偏酸條件下易生長(zhǎng)，但抑制率達(dá)50%以上。這表明由于活性基團(tuán)的加入，而使其具有了明顯的殺菌抑菌作用。 3、初步篩選改性條件，認(rèn)為常溫下改性?xún)?yōu)于60改性，反應(yīng)過(guò)程中pH8，反應(yīng)時(shí)間8h左右。 4、由于時(shí)間關(guān)系，本論文只選用了一種有機(jī)酸為改性劑，其它改性劑的篩選優(yōu)待進(jìn)一步的研究。 5、改性物在實(shí)物上抑菌效果有待下一步研究。參考文獻(xiàn)1.菅野智榮：New Food Industry,1988,30(6):33-40.2.陳瑞娟：食品與發(fā)酵工業(yè)，1993，2：8290.3.菅野智榮：淀粉科學(xué)，1990，37（2）：87-97.4.張鏡吾，吳達(dá)華：羧甲基淀粉鈉的制備性質(zhì)及應(yīng)用J.精細(xì)化工，1992，9（2）：37-42.5.鄭建仙：功能性食品，北京：中國(guó)輕工業(yè)出版社，1995.6.Spiegel,JE et al.Food Technol,1994,(1):85.7.Mckellar RC et al.Appl Microbiol,1989,(31):537.8.田南卉，董素英等：藥物分析雜志