毕业论文-发酵对生姜抗菌和抗氧化活性影响的研究.doc

密级： 科学技术学院NANCHANG UNIVERSITY COLLEGE OFSCIENCE AND TECHNOLOGY 学 士 学 位 论 文 THESIS OF BACHELOR（2012 2013 年）题 目： 发酵对生姜抗菌和抗氧化活性影响的研究 学 科 部： 理工学科部 专 业： 生物技术 班 级： 生物技术091班 学 号： 7010709022 学生姓名： 鲍 天 里 指导教师： 许 恒 毅 起讫日期： 2012.112013.6 南昌大学 科学技术学院学士学位论文原创性申明本人郑重申明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式表明。本人完全意识到本申明的法律后果由本人承担。作者签名：鲍天里 日期：2013年5月27日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权南昌大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于保 密，在2 年解密后适用本授权书。不保密 。（请在以上相应方框内打“” ）作者签名：鲍天里 日期：2013年5月27日 导师签名： 许恒毅 日期：2013年5月28日目录摘要Abstract 第一章 前言11.1 生姜概述11.2 生姜的应用11.3 生姜的主要活性物质及作用和提取方法11.4 发酵对食品生物活性的影响21.5 选题的意义及目的2第二章 实验部分32.1 研究材料32.1.1 菌株及实验材料32.1.2 所需仪器与设备32.1.3 试剂32.2 实验方法与步骤42.2.1菌株培养42.2.2 生姜发酵及粗提物的提取42.2.3 生姜发酵后抗氧化活性的研究52.2.4 生姜发酵前后抗菌活性分析62.3 结果与分析72.3.1 生姜发酵及粗提物的提取结果与讨论72.3.2发酵生姜提取液抗氧化结果与分析72.3.3 生姜发酵前后抗菌效果的结果与分析12第三章 结论14参考文献(References)15致谢18发酵对生姜抗菌和抗氧化活性影响的研究专业：生物技术 学号：7010709022 学生姓名：鲍天里 指导教师：许恒毅摘要：生姜具有多种生物活性，如抗菌、抗氧化、抗肿瘤、消炎镇痛等，本课题利用传统的发酵技术对生姜进行发酵，然后用水进行粗提得到提取液，通过测定发酵生姜提取液对DPPH、ABTS自由基的清除能力来探究发酵对生姜抗氧化活性的影响；同时运用比浊法、试管连续二倍稀释法及提取液对细菌生长曲线的影响，来探究发酵对生姜抗菌活性的影响。实验结果表明，发酵可以提高生姜的抗氧化和抗菌活性，在一定的时间内，发酵时间越长，其抗氧化和抗菌活性也越强。关键词：生姜；抗菌；抗氧化；发酵Study on fermentation influence on the effects of antioxidant and antibacterial activity of gingerAbstract：Ginger has a variety of biological activities, such as antibacterial, anti-oxidation, anti-tumor, anti-inflammatory, etc. This topic ferments ginger by using traditional fermentation technology, then carries on the coarse extraction with water and gets fermented ginger extract. By measuring the experiments that the ability of fermentation ginger extract eliminating on DPPH, ABTS free radicals, the topic explores the influences of fermentation on antioxidant activity of ginger. At the same time, the methods of nephelometry, continuous twice tube dilution were used to study the impact of fermentation on ginger antibacterial activity. The results of the experiment show that the fermentation can improve the ginger and antimicrobial activity of the antioxidant. In a certain time, the fermentation time is longer; its antioxidant and antimicrobial activity is also stronger.Keyword:Ginger；Antibacterial；Antioxidant；Fermentation第一章 前言 1.1 生姜概述 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 。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6。 生姜具有多种生物活性，如抗菌、抗氧化、抗肿瘤、消炎镇痛、健胃止吐等1-4。近几年来，随着对生姜研究的不断深入，尤其对生姜的抗氧化性和抗菌活性研究的深入，研究发现生姜水提物的抗菌和抗氧化活性较弱或不具有抗菌和抗氧化活性5。经研究结果表明，生姜提取物的抗菌活性是剂量依赖性，在低浓度时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。研究结果还表明，生姜提取物具有的抗菌性能，可用于治疗细菌性感染疾病7。1.2 生姜的应用 生姜富含姜精油和姜辣素，具有浓郁的香气和独特的辛辣味，其中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7。据报道生姜能有效地治疗炎症、风湿、冷、热痉挛和糖尿病8。 生姜还是一种天然的抗氧化剂和防腐剂。文震9等用萃取的姜油，研究了姜油对浓缩鱼油的抗氧化能力，结果表明生姜油可明显降低鱼油的氧化速率，是一种安全无毒的良好的天然抗氧化剂。 生姜作为药用植物已经有悠久的历史，其性味辛温，具有解表散寒，温中止呕，行水解毒，化痰止咳之功效。目前，对于生姜药理作用方面的研究也已取得了较大的进展。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。 另有研究表明，在饲喂蛋鸡时添加适量的生姜可提高肉鸡摄食量同时能提高产蛋量和鸡蛋质量10-11。此外还有研究报道，在日粮中添加生姜可使肉鸡体重增加，并且能改善鸡肉质量12-15。 生姜在食品加工、药用及养殖业中得到广泛运用。食品加工：调味剂、食品油抑制氧化、食品防腐保鲜；药用：止吐、化痰止咳、治疗烫伤；养殖业：促进动物生长、提高生产性能、提高动物机体免疫力。1.3 生姜的主要活性物质及作用和提取方法 生姜具有姜酚、精油、黄酮类化合物等主要活性物质。姜酚（gingerol）是生姜中的主要活性物质，也是辣味物质的主要组分之一，包括6-姜酚、8-姜酚、10-姜酚、12-姜酚等，其生物活性也最强。研究表明，姜酚具有抗炎症、抗氧化、抗血小板凝集、抗肿瘤、健胃与抗胃溃疡等多种生物活性16-20。从生姜中提取姜酚的方法主要有超临界CO2萃取法和有机溶剂浸提法21-22。然而溶剂浸提法存在提取率较低，有溶剂残留等问题；超临界萃取法虽消除了溶剂残留的缺点，但通过该方法所得姜酚纯度不高。由于姜酚自身化学性质不稳定，见光受热易分解，在姜中含量低，不易分离，因此对姜酚的研究和开发相对滞后。 精油（essential oils）又称挥发油（volatile oils）是植物体在常温下暴露于空气中可挥发、具有芳香气味、可用水蒸汽蒸馏法提取的油状液体的总称。生姜具有多种生物活性，而生姜中所含有的精油是生姜发挥功效的主要成分。根据现有报道，生姜精油的功能作用主要有：抗菌、抗氧化、抗肿瘤、消炎镇痛、健胃止吐等23-26。其中对金黄色葡萄球菌、单增李斯特菌 等具有较强的抗菌作用26-28。生姜精油的提取方法已相对成熟，常见的有水蒸气蒸馏法、溶剂浸提法、超临界CO2萃取法和压榨法等29-30。 黄酮类化合物广泛存在于蔬菜、水果、牧草和药用植物中，是植物在长期自然选择过程中产生的一些次级代谢产物。从60年代起，人们发现黄酮类化合物有抗炎、利胆、强心、镇静和镇痛等作用。现有的研究也表明黄酮类化合物具有降血糖、降血脂、抗菌消炎、抗氧化、抗衰老、抗过敏、消除体内自由基等作用31-32。生姜黄酮还对食品中常见的污染菌如大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和枯草芽孢杆菌以及酵母都有一定的抑制作用。黄酮常见的提取方法主要有：微波辅助提取、溶剂浸提法和超临界流体萃取等。权美平等40研究表明，采用微波辅助提取生姜黄酮，具克服了提取溶剂消耗大、难于浓缩和提取效率低等缺点。溶剂浸提法虽然操作简单，但残留的有机溶剂较难去除。1.4 发酵对食品生物活性的影响 目前，发酵对食品功能影响的研究也已有较多报道，主要集中在发酵前后抗氧化活性变化的研究上。孙卉子33等研制了绿茶粉酸奶，通过测定绿茶粉酸奶的功效成分及其抗氧化性，来研究酸奶发酵过程对绿茶粉的影响，数据表明经酸奶发酵的绿茶粉抗氧化性提高了9.37%，由测定结果可知将绿茶粉添加到酸奶中发酵可以引入其功效成分。梁名志等34以人工接种酵母等真菌固态发酵普洱茶，发现人工接种发酵后普洱茶在防治胃癌效果较好。 另外，有研究表明发酵可降低食物中的胆固醇含量以及发酵还可以可以提高食品的抑瘤作用等作用。1.5 选题的意义及目的 生姜是人们日常生活中不可缺少的重要调味品之一，广泛应用于烹饪调味和食品加香。其肥大的肉质根茎供食用，具有刺激味蕾、增强食欲、促进消化液分泌、增进血液循环、促进新陈代谢及防癌等功能。另外，生姜除了是一种不可缺少的调味品和蔬菜外，它还是重要的中药材，是卫生部首批公布的药食兼用资源之一的植物。 近年来，国内外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，对生姜的组分分析及药效研究等领域。但有关发酵对生姜的抗菌和抗氧化活性的研究却较少。 发酵可以改变食品中物质的生物活性，那么发酵对生姜的生物活性有什么影响呢？尤其是对生姜的抗菌活性和抗氧化活性有什么影响呢？因此本课题通过微生物对生姜进行发酵，以期提高其生物活性，从而拓宽生姜在食品及药品中的应用前景。第2章 实验部分2.1 研究材料2.1.1 菌株及实验材料植物乳杆菌WLPL02、大肠杆菌E.coli 、生姜（本地生姜，购于南昌天虹超市）、 白砂糖、食盐等。2.1.2 所需仪器与设备超净工作台：JJ-CJ-2FD，吴江市净化设备厂数显恒温水浴锅：HH-4，常州市华普达教学仪器有限公司旋转蒸发仪：SB-1100， 江西鼎技科学仪器有限公司立式压力蒸汽灭菌锅：上海博讯职业有限公司医疗设备厂恒温培养振荡器：ZHWY-2012C， 上海智诚分析仪器制造有限公司厌氧培养箱：DY-2， 浙江义乌冷冻机总厂SHZ-型循环水真空表， 上海亚荣生化仪器厂721紫外分光光度计：上海精科电子天平：JY10001,上海智诚分析仪器制造有限公司台式离心机：TGL-16C,，上海安亭科学仪器厂微型涡旋混合仪：XW-80A，上海沪西分析仪器厂有限公司电热恒温鼓风干燥箱：HENGFENG，黄石市恒丰医疗器械有限公司酶标仪：VARIOSKAN FLASH,Thermo Scientific粉碎机、 冰箱各种培养器皿、玻璃吸管、离心管、圆底烧瓶、试管、烧杯、量筒、各种规格移液枪及枪头等。 2.1.3 试剂 培养基： 改良MRS液体培养基：牛肉浸膏3.0 g，蛋白胨7.0 g，酵母粉5.0 g，无水葡萄糖20.0 g，眎胨7.0 g，柠檬酸铵2.0 g，磷酸氢二钾5.0 g，吐温-80 1.0 mL，无水醋酸钠2.0 g，四水硫酸锰0.2 g，七水硫酸镁0.5 g，冰乙酸3.0 mL，L-半胱氨酸0.5 g，蒸馏水定容至1000 mL，pH值调至6.26.5，分装，配制MRS琼脂培养基按液体1.5%（w/v）的量加入琼脂，115高压灭菌20 min备用。 液体LB培养基：蛋白胨10 g，酵母粉5 g，氯化钠5 g，蒸馏水定容至1000 mL，调节pH至7.0，分装，配制LB琼脂培养基按液体1.5%（w/v）的量加入琼脂，121 高压灭菌20 min备用。 固体LB培养基：蛋白胨10 g，酵母粉5 g，氯化钠5 g，琼脂15 g，蒸馏水定容至1000 mL，调节pH至7.0，分装，配制LB琼脂培养基按液体1.5%（w/v）的量加入琼脂，121 高压灭菌20 min备用。 PBS缓冲液：K2HPO4.12H2O 0.97 g，KH2PO4 0.21 g，NaCl 9 g，加MilliQ水至1000 mL，pH 7.2士0.05，121高压蒸汽灭菌20 min。 DPPH、ABTS 储备液、无水乙醇、75%乙醇、NaOH等 2.2 实验方法与步骤：2.2.1菌株培养 1、 从冻干管中接种植物乳杆菌至MRS平板划线，37厌氧培养24-36 h，挑取单菌落 接种至MRS液体培养基培养，用于后续试验。 2、 从冻干管中接种大肠杆菌E. coli 至LB平板划线，37培养24 h，挑取单菌落接种 至LB液体培养基培养，用于后续试验。2.2.2 生姜发酵及粗提物的提取 1、 生姜腌制 （1）原材料选择：选用质地嫩厚、肉质肥厚、硬度好且无虫蛀物腐坏的生姜， 洗净备用。 （2）消毒：配制5%的盐水，将清洗好的原料放入盐水浸泡20 min，消完毒 后沥干备用。 （3）切分：将消毒后的原材料切分成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24 h，沥干水分，姜条备 用。 2、 生姜发酵 （1）将培养好的发酵乳杆菌（WBAD08）浓度在108 CFU/mL 以上离心去培养基后浓 缩5倍重悬浮（用0.1%的盐水），备用（最后为两管，各管为30 mL）。 （2）预腌好的姜冲去盐和糖（用烧开并冷却的凉开水），称取150 g（12份）分别放 入12个三角瓶，加入250 mL水（为烧开并冷却的凉开水），比值为3：5，加入 4%的盐（6 g）和3%的糖（4.5 g）。最后留1份作为对照，在其余11个三角瓶 中接入乳杆菌4 mL，进行发酵。 3、 生姜粗提物的提取 （1）称取上面已腌制但未发酵的生姜100 g，同时自发酵开始隔天称取100 g生姜， 粉碎后装入1000 mL蒸馏瓶中，再加1000 mL蒸馏水，在60oC水浴锅中蒸馏5 h。 （2）蒸馏5 h后取出，用真空泵进行抽滤，除去生姜残渣，取滤液进行旋蒸， 旋蒸的温度为50oC。 （3）将旋蒸液定容至40 mL，得浓度为2.5 g/mL的生姜发酵提取液，分别标记为0 d、 1 d、2 d直到11 d，密封4保存备用。2.2.3 生姜发酵后抗氧化活性的研究 1、 DPPH自由基清除能力35 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。实验步骤： （1）DPPH试液的配制：精密称取DPPH试剂11.83 mg DPPH，以无水乙醇溶解并定 容至50 mL，摇匀，即得浓度为0.6 mmol/L的DPPH试液。置4oC冰箱保存，以备 用。 （2）分别吸取0 d发酵生姜提取液50 uL、100 uL、150 uL、200 uL、250 uL，即得到浓 度为0.05 g/mL、0.1 g/mL、0.15 g/mL、0.2 g/mL、0.25 g/mL 的发酵生姜提取液，置 于5 mL离心管中，然后向其中加入 0.6 mmol/L DPPH 甲醇溶液0.25mL，然后 以 乙醇补充体积至 2.5mL，摇匀，置于避光处反应30 min。 （3）取出离心管，配平，置于离心机中，8000 r/min离心1 min，取上清液，弃沉淀。 取出离心管，将液体吸取到酶标仪工作板的小孔内，于波长为517 nm 处测定吸光 值。平行测定三次，结果为平均值标准偏差。 （4）重复步骤（2）、（3），测量2 d、4 d、6 d、8 d、10 d发酵生姜提取液的吸光值。 同样以250 uL的DPPH加2.25 mL无水乙醇为对照。 （5）自由基清除率按下式计算: 其中，A1 为不加样品，加入 DPPH 时的吸光度值； A2 为加入样品和 DPPH 时的吸光度值。 2、 ABTS 自由基清除能力36 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。实验步骤 （1） 配制ABTS工作液：参照 Re, R的方法，量取300 mL的无水乙醇倒入体积为 500 mL的三角瓶中，加入5 mL左右的ABTS储备液，置于波长为734 nm处测量 OD值，直到ABTS工作液OD值为0.698,0.702之间。 （2）分别吸取0 d发酵生姜提取液25 uL、50 uL、75 uL、100 uL、125 uL，即得到浓 度为0.023 g/mL、0.046 g/mL、0.069 g/mL、0.092 g/mL、0.115 g/mL的发酵生姜提 取液，然后向其中加入已配制好的ABTS工作液 2.5mL，然后以乙醇补充体积至 2.75 mL，摇匀，置于避光反应6 min。 （3）取出离心管，配平，置于离心机中，8000 r/min离心1 min，取上清液，弃沉淀。 取出离心管，将液体吸取到比色皿中，于波长为734 nm 处测定吸光值。平行测定 三次，结果为平均值标准偏差。 （4）重复步骤（2）、（3），测量的吸光值。同样以2.5 mL的ABTS工作液加0.25 mL 无水乙醇为对照，以无水乙醇为空白对照。 （5）ABTS清除率计算公式为 其中，A1 为不加样品，加入ABTS时的吸光度值； A2 为加入样品和 ABTS时的吸光度值。2.2.4 生姜发酵前后抗菌活性分析 菌种：大肠杆菌E.coli 发酵生姜提取液（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。 1、 比浊法37测定发酵生姜提取物的抑菌作用: 比浊法实验步骤：（1） 取灭菌后的试管，加入5 mL的液体LB培养基，再分别加入上述发酵生姜提取液1 mL和100 L浓度为106 CFU/mL的菌悬液，作为实验组。（2） 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。（3） 再取含5 mL液体LB培养基的试管，用1 mL无菌水和100 L菌悬液作为 白对照。（4） 将每支试管混合摇匀，置于恒温培养箱中，37培养24 h。每个发酵生姜提取液3个重复。（5） 用分光光度计测OD600nm值，取平均值，按以下公式计算抑菌率。 2、最低抑菌浓度（MIC）的测定38（试管连续二倍稀释法）：（1） 将5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管内加入发酵生姜提取物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4管，弃去1 mL。每个稀释度3个重复。（3） 第5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37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发酵生姜提取物最高稀释度作为最低抑菌浓度(MIC)。 3、发酵生姜提取液对大肠杆菌生长曲线的影响：（1） 将单个菌落接种于10 mL液体LB培养基中置于摇床中培养，得到处于指数生长阶段的种子液以备用。将种子液按1%接种量接种于LB培养液中作为对照组, 摇匀, 置37恒温摇床培养,2 h后,平板计数，每隔2 h重复以上步骤，连续测定15 h将所得数据作生长曲线。（2） 将种子液按1%接种量接种于LB培养液中，加入终浓度为MIC的第11天发 酵生姜提取液及终浓度为1/2 MIC的第11天生姜提取液，继续培养，每隔2 h取样用样用平板计数法测度，连续测定15 h，制作出大肠杆菌生长曲线。2.3 结果与分析 2.3.1 生姜发酵及粗提物的提取结果与讨论 在生姜发酵整个过程中，每天取出一瓶对其进行观察。可以发现在生姜发酵的过程中少量发酵罐有气泡产生，生姜发酵液为淡黄色，其颜色随时间的增加而加深。 用水提取后得到的发酵生姜提取液，发酵生姜提取液随着发酵的天数增加，颜色也逐渐变深。2.3.2 发酵生姜提取液抗氧化结果与分析 1、DPPH自由基清除能力的结果与分析 加入50 uL不同发酵天数的发酵生姜提取液清除 DPPH 自由基实验数据列于表-1，实验结果见图-1、图-2。由图-1可知，第0天（即未发酵）的生姜提取液在波长为517 nm 处的吸光值最大，达到0.326，第10天的吸光值最低，仅仅只有0.138。由图-1还可以看出随发酵时间的增加，其吸光值逐渐降低。由图-2可知，第10天的发酵生姜提取液清除DPPH自由基效果最为显著，高达59.4%，而发酵前的生姜提取液清除DPPH自由基效果最低。由图-2还可以看出，随发酵时间的增加，其清除DPPH自由基效果越来越明显；同时还可以看出，第2天到第4天其清除DPPH自由基的能力变化最大，可能原因是发酵生姜提取液的活性物质在第2天到第4天受植物乳酸杆菌影响较大；同时也可以发现第4天以后，其清除率虽有增加但变化不是很大，可能原因是发酵生姜提取液到第4天后，其中的生物活性物质的活性渐渐达到最大。表-1 不同发酵时间发酵生姜提取液的吸光值和清除率发酵时间 吸光值清除率%对照0.34200 d0.3264.72 d0.3138.54 d0.15554.78 d0.1525510 d0.13859.6图-1 不同发酵时间发酵生姜提取液的吸光值图-2 随发酵时间的增加清除率变化不同发酵时间的发酵生姜提取液在不同浓度梯度下，清除DPPH自由基原始实验数据列于表-2，实验结果见图-3。由图-3可知，对于发酵时间相同的发酵生姜提取液，其清除DPPH自由基的能力随浓度的增加而逐渐变大，第4天和第10天浓度在0.15 g/mL以后，其清除率变化不大 ，可能原因是0.15 g/mL后抗氧化物质已经到达饱和。而不同发酵天数发酵生姜提取液的清除 DPPH自由基能力有递增的趋势。表-2 随发酵时间的增加发酵生姜提取液不同浓度梯度清除率的变化浓度（g/mL)天数（天）0.050.100.150.200.250 d4.728.429.845.655.62 d8.524.932.55073.74 d54.764.973.176.776.910 d59.675.178.981.380.4 图-3 随发酵时间的增加生姜发酵液不同浓度梯度清除率的变化 2、ABTS自由基清除能力 图-4为发酵生姜提取液体积为25 uL，随发酵时间的增加发酵生姜提取液对ABTS自由基清除率的变化图。由图-4可知随着发酵时间的增加，发酵生姜提取液对ABTS 自由基清除能力逐渐增加，达到第10天发酵生姜提取液对ABTS自由基清除能力高达95%以上。图-4 随发酵时间的增加发酵生姜提取液清除率的变化（25 uL）图-5、图-6、图-7是不同发酵天数不同浓度的发酵生姜提取液随浓度的改变而清除率发生改变，由图可知随加入的发酵生姜提取液体积增加，其对ABTS自由基清除能力逐渐增加，通过比较图-5、图-6、图-7可知，生姜未经发酵，其对ABTS自由基清除能力较弱，只有70%左右，而发酵4天后，其对ABTS自由基清除能力可达到95%以上，而且随发酵时间的增加其对ABTS自由基清除能力也逐渐增加。图-5 第4天发酵生姜提取液不同浓度梯度的清除率图-6 第6天发酵生姜提取液不同浓度梯度的清除率图-7 未经发酵的生姜提取液不同浓度梯度的清除率2.3.3 生姜发酵前后抗菌效果的结果与分析 1、比浊法测定生姜提取物的抑菌作用的结果与分析 表-3是比浊法测定生姜提取物的抑菌作用的实验数据（OD值的变化），由表-3可以知道未发酵的生姜提取液（第0d的生姜提取液）测出的OD值最大，从而表明其抑菌效果最小，随着生姜发酵时间的增加其OD值变小。图-8是随发酵天数增加发酵生姜提取液OD值变化的图，很明显地看出随着生姜发酵时间的增加其OD值变小，从而说明抑菌效果增强。 表-3 随发酵天数增加发酵生姜提取液OD值变化时间0 d2 d4 d6 d8 d10 d11 d对照重复（OD ）1.0750.9020.610.3470.1430.0580.0151.2251.1570.8290.5860.3230.050.0530.0151.2051.1170.8670.5510.0540.0410.0250.0111.251SD0.0580.0370.0300.1630.0560.0180.0020.023平均（OD）1.1160.8660.5980.2410.0970.0450.0151.227 表-8 随发酵天数增加发酵生姜提取液的OD值变化表-4是随发酵时间的增加发酵生姜提取液抑菌率的变化的实验原始数据，图-9是随发酵天数增加生姜发酵液抑菌率的变化图，由图-9直观可以看出第0天的发酵生姜提取液抑菌效果最差，而经发酵后其抑菌效果明显增强，而且随发酵时间的增加其抑菌效果也不断提高。从实验结果可以知道发酵可以增强生姜的抑菌效果，发酵越长其抑菌效果也好。表-4 随发酵天数增加发酵生姜提取液的抑菌率的变化发酵时间0 d2 d4 d6 d8 d10 d11 d抑菌率%929.451.380.492.296.398.8图-9 随发酵时间增加生姜发酵液抑菌率的变化 2、 最低抑菌浓度（MIC）的测定（试管连续二倍稀释法）的结果与分析表-5是运用试管连续二倍稀释法测定发酵生姜提取液MIC的实验结果，由表-5可以看出随着发酵时间的不断增加，发酵生姜提取液的MIC逐渐减少，第0天发酵生姜提取液的MIC大于1.15 g/mL，而第11天发酵生姜提取液的MIC为0.313 g/mL，可知在一定的发酵时间内，随发酵时间的增加，发酵生姜的抑菌效果也增加。表-5 不同发酵天数生姜发酵液的MIC测定 稀释倍数 发酵时间X-2 X-4X-8X-16X-32MIC（g/mL)0 d HHHHH2 dCHHHH1.154 dCCHHH0.6256 dCCHHH0.6258 dCCHHH0.62511 dCCCHH0.313浓度(g/mL)1.150.6250.3130.1560.078注：“d”表示发酵时间，纵坐标表示； H：浑浊 ；C：澄清 X-2表示稀释倍数为2倍的发酵生姜提取液；其他同理 3、发酵生姜提取液对大肠杆菌生长曲线的影响的结果与分析 图-10是发酵生姜提取液（第11天）对大肠杆菌生长曲线的影响的结果，由图-10可知，在相同的时间内，对照组大肠杆菌的数目都高于MIC及1/2 MIC的大肠杆菌的菌数目，从而表明发酵生姜提取液对大肠杆菌的生长具有抑制作用，比较终浓度为MIC和1/2 MIC的生姜发酵液对大肠杆菌的生长曲线可以知道，终浓度为MIC的生姜发酵液对大肠杆菌的生长具有很强的抑制作用，从加入MIC的生姜发酵液后大肠杆菌总体数目逐渐变小，到10 h后，大肠杆菌进入衰亡期。而加入1/2 MIC的生姜发酵液随对大肠杆菌具有一定的抑制作用，但大肠杆菌的数目还是不断增加，到达是10 h后大肠杆菌达到稳定期。从实验结果可知，发酵生姜提取液对大肠杆菌的生长具有抑制作用，而且浓度越高其抑菌能力更强。图-10 不同浓度的发酵生姜提取液对大肠杆菌生长曲线的影响第3章 结论 通过比较发酵生姜提取液对DPPH自由基清除能力和对ABTS 自由基清除能力实验结果分析，发酵可以提高生姜的抗氧化活性，而且在一定的发酵时间内，抗氧化活性随着发酵的时间增加而逐渐提高。生姜抗氧化性的增加可能是因为发酵微生物的代谢产物增加了抗氧化活性，也可能的原因是发酵产生了新的活性物质，提高其抗氧化活性。具体原因有待于进一步的研究。 通过运用比浊法测定发酵生姜提取液的抑菌作用、最低抑菌浓度（MIC）的测定、发酵生姜提取液对大肠杆菌生长曲线的影响等三个实验的研究表明，发酵可以提高生姜的抗菌活性，而且在一定时间内，随着发酵时间的增加其抗菌活性也逐渐提高。生姜抗菌活性的增加可能是因为发酵微生物的代谢产物提高了抗菌活性，也可能是发酵也可能的原因是发酵产生了新的活性物质，提高其抗菌活性。具体原因有待于进一步的研究。参考文献（References）1 El-Swaify, Z. A., et al., Anti-tumor activities and oil constituents of Zingiber officinale (Zingiberaceae)J.Food and Chemical Toxicology, 2011. 19(1): 153-159.2 Gurdip S., et al., Chemistry, antioxidant and antimicrobial investigations on essential oiland oleoresins of Zingiber ofcinaleJ. Food and Chemical Toxicology, 2008. 46(10): 32953302.3 王贵林, 朱路, 生姜油的抗炎作用J. 中药药理与临床, 2002. 22(5): 26-28.4 James, L. G., et al., The essential oil of ginger, Zingiber ofcinale,and anaesthesiaJ. The International Journal of Aromatherapy, 2005. (15):7-14.5 S. P. MALU, G. O.2009.,Antibacterial activity and medicinal properties of ginger (zingiber officinale)J.Global Jouranal Of Pure and Appiled Sciences Vol 15(3):365-367.6 MALU, G. O,2008. antibacterial activity and medicinal properties of ginger (zingiber officinale)J.Global Jouranal Of Pure and Appiled Sciences Vol 15(3): 365-368.7 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)09-0003-07.8 Al-Amin, Z. M., 2006. Antidiabetic and hypolipidaemic properties of zingiber (zingiber officinale) in streptozotocin-induced diabetic ratsJ.British Journal of Nutrition 96:660-666.9 文震等, 姜油对浓缩鱼油的抗氧化的实验研J. 中国油脂, 2001, 26(4): 58-59.10 Abdollah, A., et al., Effects of ginger root (Zingiber officinale) on egg yolk cholesterol, antioxidant status and performance of laying hensJ. Journal of Applied Animal Research, 2011, (39): 19-21.11 Incharoen, T., et al., Production performance, egg quality and intestinal histology in laying hens fed dietary dried fermented gingerJ. International Journal of Poultry Science 2009, 8(11): 1078-1085. 12 Herawati, et al., The effect of feeding red ginger as phytobiotic on body weight gain, feed conversion and internal organs condition of broilerJ. International Journal of Poultry Science, 2010 9(10): 963-967.13 Onu, P. N., et al., Evaluation of two herbal spices as feed additives for nisher broilersJ. Biotechnology in Animal Husbandry, 2010, (26): 383-392.14 Tekeli, A., et al., Effect of Z. ofncinale and propalis extracts on the performance, carcass and some blood parameters of broiler chicksJ. Current Research in Poultry Science, 2011, (1): 12-23.15 Ademola, S. G., et al., Serum Lipid, growth and haematological parameters of broilers fed garlic, ginger and their mixturesJ. World Journal of Agricultural Sciences, 2009, 5(1): 99-104.16 徐静华等, 姜辣素对动物实验性胃溃疡的影响J. 沈阳药科大学学报, 2011. 28(3): 171-225.17 蒋苏贞等, 姜酚抗血小板作用及其药效动力学研究J. 中药药理与临床, 2010. 26(3):10-12.18 刘正实等, 姜酚类化合物的稳定性及其抗氧化性能研究J. 食品工业科技,2009. 26(6): 585-588.19 Chul-Ho Jeong, et al., Gingerol Suppresses Colon Cancer Growth by TargetingJ.Leukotriene A4 Hydrolase, Cancer Research, 2009. 69:(13): 5884-5890.20 Haw-Yaw Young, et al., Analgesic and anti-inammatory activities of gingerolJ, Journal of Ethnopharmacology, 2005. 96(1-2): 207-210.21 韩菊等, 生姜中姜酚的提取及其鉴定J. 食品工业科技, 2004. 25(3): 64-65.22 郑伟然等, 炮姜超临界CO2萃取6-姜酚的工艺研究J. 中草药, 2011. 42(10): 2023-2025.23 El-Swaify, Z. A., et al., Anti-tumor activities and oil constituents of Zingiber officinaleJ. (Zingiberaceae), 2011. 19(1): 153-159.24 Gurdip S., et al., Chemistry, antioxidant and antimicrobial investigations on essential oiland oleoresins of Zingiber ofcinaleJ. Food and Chemical Toxicology, 2008. 46(10):32953302.25 王贵林, 朱路, 生姜油的抗炎作用J. 中药药理与临床, 2002. 22(5): 26-28.26 James, L. G., et al.,