毕业设计(论文)开题报告-发酵对生姜抗菌和抗氧化性影响的研究.doc

科学技术学院毕业设计（论文）开题报告题 目： 发酵对生姜抗菌和抗氧化性影响的研究学 科 部： 理 工 学 科 部 专 业： 生 物 技 术 班 级： 09 级 学 号： 7010709022 姓 名： 鲍天里 指导教师： 许恒毅 博士、副研究员 填表日期： 2013 年 3 月 25 日一、选题的依据及意义：生姜(Zingiber Official Rosc)属姜科(Zingiberaceae)姜属多年生草本宿根植物，是国际贸易中最重要的根茎类香料，也是亚洲传统的药食两用植物。姜科有85个种属，主要分布在东南亚及澳大利亚的热带地区，一般作为食品食用和治疗疾病 ，其中生姜内含有的精油成分已经成为很多前沿学科研究的课题，在植物学领域中通过对生姜块茎的实验表明其内含有可作为抑菌中间体的生物活性化合物如乙酸香叶脂、姜酚、二芳基庚烷、苯丁烯、黄酮类、双萜类以及类倍半萜类烯等1。随着对生姜的不断深入研究，尤其对生姜的抗氧化性和抗菌活性的研究。之前的研究使用溶剂、正己烷、乙酸乙酯、乙醇提取获得生姜提取物，对生姜提取物进行化验分析，结果表明生姜水提物具有抗氧化性、抗菌活性等生物活性。经相关人士研究，结果表明，提取物的抗菌活性、抑菌活性、是剂量依赖性，在低浓度是不具备抑菌效果或者效果不明显，只有当达到一定的浓度时才具有明显的抑菌活性。结果还表明，生姜提取物具有抗菌性能，可用于治疗细菌感染2。本实验对生姜进行发酵，发酵后提取生姜水提物，探究发酵对生姜水提物抗菌和抗氧化活性的影响。二、国内外研究现状及发展趋势（含文献综述）：近年来,国内外的学者对生姜的研究逐渐增多,研究的范围也越发广泛。主要研究有在不同条件下对生姜精油进行提取，如水汽蒸馏法、溶剂浸提法、压榨法、超临界CO2萃取法、分子蒸馏法3，对生姜的组分分析及药效研究等领域。但有关生姜提取物对发酵前后生姜的抗菌抗氧化活性的研究却较少。姜辣素提高了胃肠道的蠕动的功能和具有镇痛、镇静、抗菌的性能。经多个研究发现，生姜可以有效治疗因晕船、晨吐和化疗引起的反胃4。据报道生姜能有效地治疗炎症、风湿、冷、热痉挛和糖尿病5。姜引起的过敏性反应包括胃灼热,腹胀，胀气,嗳气,恶心(特别是如果采取粉末形式)，新鲜生姜未经咀嚼可能导致肠道阻塞，大量的新鲜生姜对那些患有溃疡、炎症性肠病或阻塞肠道可能反映强烈6，姜还可以影响个人胆结石,并可能会影响血压、凝血、和心脏节律。生姜今后主要的研究方向：1、食品领域生姜精油口味温热，香辛，有令人愉悦的芳香，不辛辣，此外生姜精油还有特殊的抑菌化合物质，因此生姜精油主要用于食品领域的饮料、特殊甜酒、姜酒和特殊食品的保存以及卷烟用的香精的常用香料。2、化妆品领域生姜精油香气浓郁，温热，香辛，略有柠檬味，同时具有鲜花的香气特征。其所含香气组分、香气类型的归属对其在化妆品的开发性应用具有参考价值。事实上，生姜精油是用于化妆品，特别是男士用香水的理想香精原料，尤其是东方型男用化妆品等。3、药用领域生姜精油作为药用已有悠久的历史。它有驱寒除湿，祛风止痛，温经通络，防治晕车、船、飞机等运动病，还有抗衰老作用。最近的研究表明，生姜精油中的萜烯化合物具有保护胃黏膜和溃疡作用；生姜精油对中枢神经系统有抑制作用；生姜精油还有较好的抗炎作 用。因生姜精油具有很高的药用价值，其医药材用途及其广泛。三、本课题研究内容本课题的主要研究内容有：1. 查找相关文献资料，了解生姜的特性及研究进展，2. 生姜预腌步骤及发酵配方，3. 生姜水提物抗氧化活性研究，4. 生姜水提物的抑菌活性研究。1. 查找相关文献资料，了解生姜的特性及研究进展。搜索文献，了解生姜的特性及成分，以及最新的研究进展，根据本的实验目的，确定研究的内容，设计实验方案。准备实验所需仪器药物等 2. 生姜预腌步骤及发酵配方。生姜的提取方法很多，本实验主要采用水提法，提取 生姜的有效成分，然后保存，以供实验使用。具体步骤见下面研究方案 3. 生姜水提物抗氧化活性研究。据资料了解生姜具有抗氧化活性，本实验采用两种 方法对生姜的水提物进行抗氧化测定：DPPH自由基清除能力测定和磷铂络合法法测定 总 抗氧化能。 4. 发酵前后生姜水提物的抑菌活性研究。主要通过，发酵前后生姜水提物的抑菌率 测定（比浊法）和发酵前后生姜水提物最低抑菌浓度（MIC）的测定（试管连续二倍稀 释法），来确定发酵前后生姜水提物的抑菌活性。四 本课题研究方案1. 生姜预腌步骤及发酵配方1.1 预腌步骤(1) 原料挑选 清洗：选用质地脆嫩、肉质肥厚、硬度好、无虫蛀、无疤痕的生姜，清洗原料。(2) 消毒 沥干：0.008g/kg次氯酸钠溶液浸泡5min进行消毒，用自来水冲洗至无氯味后沥干。(3) 切分：将原材料去皮切分成厚度为0.5 cm的薄片。(4) 预腌脱水：加入3的盐、3的糖搅拌均匀，室温预腌24h，沥干水分，姜条备用。1.2 发酵配方及设计1.2 .1配方：接种量1、盐4% 、糖3%发酵温度341.2.2实验步骤： （1）使乳酸菌活菌数达108 CFU/mL以上，离心浓缩5倍后得到菌悬液备用。（2）按10%重量比准备无菌水（在三角瓶中备好）。（3）称取预腌脱水的姜条放入三角瓶。（4）按1接种量接种于预腌的姜条中，封口发酵，发酵过程中每8h摇振1次。每隔一天取样。2. 生姜水提物体外抗氧化活性研究2.1 DPPH自由基清除能力测定7在有机溶剂中,DPPH.(二苯代苦味酞基自由基)是一种稳定的以氮为中心的自由基,其孤对电子在5l7 nm附近有强吸收(显深紫色)当有机清除剂存在时,孤对电子被配对,吸收消失或减弱,通过测定吸收减弱的程度,获得清除率,进而评价自由基清除剂的活性,清除率越高,抗氧化性越强。 精油样 品用无水乙醇配制成不同浓度梯度的待测液,分别为:0,10,20,30,40 mg/mL。分别取0.3 mL测试液与2.7 mL浓度为0.1 mm DPPH.无水乙醇溶液混合,总体积3mL,室温下避光反应30 min后于光径1 cm比色皿中测定DPPH混合液在517 nm下的吸光值(AA(t),以无水乙醇为空白样,对照以0.3 mL乙醇代替测试液。平行样为3个,取平均值。自由基清除率按下式计算: 自待测样DPPH自由基清除率大小以EC 50表示,EC 50为样品DPPH清除率达到50%时的样品浓度。由基清除率(%)=(AC(0)一AA(t)/ AC(0)x100% Ac(0):不加样品测得的吸光度AA(t):加入样品反应30 min后的吸光度。2.2 ABTS 自由基清除能力8 ABTS是2 ,2-联氮-二(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)二铵盐。ABTS法测定总抗氧化能力的原理是，ABTS在适当的氧化剂作用下氧化成绿色的ABTS，在抗氧化物存在时ABTS的产生会被抑制，在734nm或405nm测定ABTS的吸光度即可测定并计算出样品的总抗氧化能力。Trolox是一种维生素E的类似物，具有和维生素E相近的抗氧化能力，用作其它抗氧化物总抗氧化能力的参考。自由基清除率按下式计算：自由基清除率(%)=(AC(0)一AA(t)/ AC(0)x100% Ac(0):不加样品测得的吸光度AA(t):加入样品反应30 min后的吸光度。3. 生姜水提物抗菌活性的研究 菌株：大肠杆菌O157H:7 生姜提取液（无菌）：0 d、2 d、4 d、6 d、8 d、10 d、11 d，离心后取上清液灭菌。 3.1 抑菌率测定步骤（比浊法）9：（1） 大肠杆菌O157H:7培养LB培养基的配制。（2） 取灭菌后的试管，加入5 mL的液体LB培养基，再分别加入上述生姜水提液1 mL和100 L浓度为106 CFU/mL的菌悬液，作为实验组。（3） 另取含5 mL液体LB培养基的试管，加入100 L菌悬液作为阴性对照。（4） 再取含5 mL液体LB培养基的试管，用 1 mL 无菌水和100 L菌悬液作空白对照。（5） 将每支试管混匀，置于培养箱中，37培养24 h。每个生姜提取液设3个重复。（6） 用分光光度计测OD600nm值，取平均值，按以下公式计算抑菌率。3.2 最低抑菌浓度（MIC）的测定（试管连续二倍稀释法）10： （1）将6支灭菌试管排成一列、编号，各加入灭菌LB液体培养基1 mL。 （2）在第1管内加入生姜提取物1 mL，混匀后吸取1 mL到第2管，混匀再取1 mL 到第3管，依次类推到第5管，弃去1 mL。每个稀释度3个重复。 （3）第6管不加提取物作为阴性对照组。 （4）然后每管加入100 L浓度为106 CFU/mL的菌悬液，混匀，置 7 恒温摇床培 养24 h。 （5) 结果判定：肉汤清亮透明表示无细菌生长()，肉汤浑浊表示有细菌生长()， 以能抑制细菌生长的杨梅提取物最高稀释度作为最低抑菌浓度(MIC)。3.3 生姜提取液对大肠杆菌生长曲线的影响：(1) 将大肠杆菌培养至对数生长期，用LB液体培养基将其稀成106CFU/mL作为对照组 然后继续培养，每隔1 h取样用分光光度计在600 nm下测OD值，连续测定12 h。(2) 在浓度为106 CFU/mL的1 mL菌悬液中加入终浓度为MIC的生姜提取液（6 d、8 d、 10 d、11 d），继续培养，每隔1 h取样用分光光度计在600 nm下测OD值，连续 测定12 h，制作出生长曲线。5、 研究目标、主要特色及工作进度： 研究目标、主要特色：（1）使实验达到预期的效果；（2）使毕业论文的质量较高；（3）提高自主动手能力，能更好的进行各项实验；（4）明确实验目的和掌握各项原理；（5）学会运用所学知识来解决实验时遇到的各种问题 工作进度:2012.112013.2.20 查找生姜的参考文献及阅读相关书籍并整理资料。 2013.2.213.1 撰写并提交开题报告。2013.3.13.5 为实验做好充分的准备。2013.3.64.20 正式进行论文上的各项实验。2013.4.214.25 整理实验数据，提交论文草稿；提交外文翻译稿。 2013.4.265.20 提交正式的毕业论文。 2013.5.216.5 论文送审。 2012.6. 66.10 论文答辩 2011.6.116.15 全部材料报学科部六、参考文献：1 王雪峰,干姜精油化学成分的研究J.中药材,1996,18(2):86-882 MALU, G. O,2008. antibacterial activity and medicinal properties of ginger (zingiber officinale).Global Jouranal Of Pure and Appiled Sciences Vol 15(3): 365-368.3 葛毅强,倪元颖，张振华，乔旭光，黄雪松, 生姜精油的研究新进展J,中国调味品,(2004)09-0003-07.4 Ernst, E and Pittle, M. H., 2000. Efficacy of ginger for nausea and vomiting systematic review of randomized clinical trials. British Journal of Anesthesia.84 (3):367-371.5 Al-Amin, Z. M., 2006. Antidiabetic and hypolipidaemic properties of zingiber (zingiber officinale) in streptozotocin-induced diabetic rats .British Journal of Nutrition 96:660-666.6 Opdyke, D. L. J, 1974 . Food Cos