低聚异麦芽糖改性及抑菌作用初探(精)

低聚异麦芽糖改性及抑菌作用初探车晓彬 冯莉 谢长丽（山东鲁抗医药股份有限公司，济宁，272021）摘要：本文利用低聚异麦芽糖抑菌试验证明，除青霉外，对其它菌无效果，通过对低聚异麦芽糖进行改性研究，其抑菌证明，改性的1%低聚异麦芽糖溶液，使病原真菌无法生长，抑菌率达100%，而灰霉的抑菌效果50%。关键词：低聚异麦芽糖 改性 抑菌1、概述低聚异麦芽糖(Isomaltaligosaccharides)是指葡萄糖之间至少有一个以上以（16）糖苷键结合而成的单糖数在2-10不等的一类低聚糖，又称分枝低聚糖。其结构为：低聚异麦芽糖有一定的甜度，约为蔗糖的50%，且甜味柔和醇美，可以用来替代部分蔗糖食品的甜度，改善其味质；它的黏度与相同浓度蔗糖溶液很接近，食品加工易操作，对于糖果、糕点等的组织与物性无不良影响；它耐热、耐酸性极佳，浓度50%糖浆在pH=3、120下长时间加热不会分解，应用到饮料、罐头及高温处理或低pH食品，可以保持其功能与特性；低聚异麦芽糖保持水分不易蒸发，对各种食品的湿润与维持其品质效果好，并能抑制蔗糖的结晶形成，这对面包类、甜点心等以淀粉为主体的食品，稍加存放即行硬化者，添加低聚异麦芽糖浆因能防止淀粉老化而延长食品的保存时间；它的水性活度Aw=0.75,比蔗糖（0.85）、高麦芽糖浆（0.85）、葡萄糖浆（0.77）的都低，而一般的细菌、酵母、霉菌在Aw8，每间隔2h加入5g改性剂，共20g，恒温搅拌反应8h，调至pH=78，50浓缩干燥，再用23倍体积的改性剂浸泡10min，过滤后于45的恒温箱中烘干得米黄色粉末成品。60改性方法同上。(2)改性低聚糖定性检测：采用红外光谱法测定改性后低聚异麦芽糖的活性官能团。(3)改性低聚异麦芽糖抑菌作用：将常温和60下改性物配成5%水溶液，灭菌待用。取病原菌孢子液0.3ml涂布于PDA平皿培养基上，将牛津杯对称放置，分别加入0.2ml的两种改性溶液，28培养，观测其抑菌圈大小，CK为5%未改性低聚异麦芽糖溶液。各处理重复三次。(4)改性物中其它物质对菌体的作用：a:NaCl对菌体作用：配置10%改性物溶液（常温和60），10%低聚异麦芽糖溶液和8%NaCl溶液各30ml，分别取0.2ml加入牛津杯对照比较抑菌圈大小，实验方法同（3）。b:改性剂对菌体作用：配置1%改性剂溶液pH=7，5%的改性低聚异麦芽糖溶液，5%低聚异麦芽糖溶液各30ml，分别取0.2ml加入牛津杯对照比较抑菌圈大小，实验方法同（3）。(5)改性物成膜后对菌体的作用：将改性物分别配成1%、2%、3%的水溶液，灭菌后，各取1ml涂布于PDA平皿培养基上，30鼓风干燥后，将带有菌体的滤纸片放于培养基中部，28培养72h后，测定菌落大小。3.2结果与分析3.2.1改性低聚异麦芽糖的定性：从红外光谱图中可看出在1610-1550cm-1内出现“O” 的特征吸收带，在1419、1250、930 cm-1三处同时出现它的三条相当明显的吸收带，这已说明糖侧链发生取代反应，加上羧基。在1075 cm-1处出现“COC”的特征吸收带，红外光谱图显示对低聚异麦芽糖的改性基本实现，但具体取代反应除发生在C6外其它C上是否发生取代，则有待进一步研究。3.2.2改性物抑菌作用：培养72h后，5%浓度的25改性物出现明显的抑菌圈，直径为1.5cm，而60改性物和CK并无抑菌圈出现，这表明25改性后的低聚异麦芽糖由于带上了“COO-”而具有了较强的抑菌性能。初步认为25改性优于60改性，可能是由于高温下改性低聚异麦芽糖的糊化，失去了抑菌作用。3.2.3改性物成膜后对病原菌的作用：见表3表3： 改性物成膜后对病原菌的作用 培养基病原菌CK1%2%3%青霉2.7无无无西瓜枯萎菌3.8无无无苹果炭疽菌1.9无无无聚端孢3.3无无无茄子菌少量菌丝无无无番茄叶霉菌1.8无无无灰霉4.22.01.81.5从表三中可以看出：其抑菌作用明显提高，改性物1%浓度足以完全抑制青霉、西瓜枯萎菌、苹果炭疽菌、聚端孢、茄子菌、番茄叶霉菌这几种菌的生长，而对于灰霉的抑制效果不如其它菌，但抑菌率50%。这表明由于活性基团的加入，而使其具有了明显的杀菌抑菌作用。3.2.4改性物中其它物质对菌的作用：由于改性过程中，不能保证底物完全反应，反应后的改性物可能存在两种次生产物即改性剂和NaCl,为了排除改性剂对菌体作用，故用醇类洗脱剂，因为改性剂在醇中，具有很高的溶解度，而改性物却不溶。通过3.1.2实验，证明8%NaCl和1%改性剂对病原菌不产生抑菌作用，故可排除两者影响。3.3讨论3.3.1改性原理的讨论确切的改性物结构尚不清楚。红外光谱显示糖链上，发生“COO-”的取代反应，由于低聚异麦芽糖结构，具有游离的C6羟基，最易发生取代反应。其反应原理如下：低聚异麦芽糖-OH + NaOH 低聚异麦芽糖-ONa + H2OCl-改性剂-COOH + NaOH Cl-改性剂-COONa + H2O低聚异麦芽糖-ONa + Cl-改性剂-COONa 低聚异麦芽糖-COONa + NaCl其可能的副反应：Cl-改性剂-COONa + NaOH Cl-改性剂-COONa + NaCl尚需进一步的研究论证。3.3.2 改性低聚异麦芽糖杀菌作用机理讨论：由于改性低聚异麦芽糖具有很好的成膜性，它可在营养物表面形成一层薄膜，阻止病原菌吸取营养，起到一种天然屏障的作用；另外，由于改性后带上了“COO-”的负电荷，作用于病原菌膜里的正电荷，使膜透性加大，抑制或杀死膜内外物质渗透性变化，改变了细胞内正常的代谢活动抑制菌体生长。当然其作用机制仍需进一步实验研究论证。4、总结及展望 通过以上实验我们得出以下几点结论，并对今后的工作方向提出些许建议： 1、低聚异麦芽糖为难发酵性糖，不易被病原菌分解利用且其具有一定的成膜性，30%以上浓度成膜后可抑制青霉素生长。对其它病原菌无效果。 2、改性后的低聚异麦芽糖，其柔韧性、成膜性大大提高，并且具有了较强地抑菌性能，改性物1%浓度成膜后足以完全抑制青霉、西瓜枯萎菌、苹果炭疽菌、聚端孢、茄子菌、番茄叶霉菌等病原真菌的生长，而对于灰霉的抑制作用稍弱，这是由于灰霉在偏酸条件下易生长，但抑制率达50%以上。这表明由于活性基团的加入，而使其具有了明显的杀菌抑菌作用。 3、初步筛选改性条件，认为常温下改性优于60改性，反应过程中pH8，反应时间8h左右。 4、由于时间关系，本论文只选用了一种有机酸为改性剂，其它改性剂的筛选优待进一步的研究。 5、改性物在实物上抑菌效果有待下一步研究。参考文献1.菅野智荣：New Food Industry,1988,30(6):33-40.2.陈瑞娟：食品与发酵工业，1993，2：8290.3.菅野智荣：淀粉科学，1990，37（2）：87-97.4.张镜吾，吴达华：羧甲基淀粉钠的制备性质及应用J.精细化工，1992，9（2）：37-42.5.郑建仙：功能性食品，北京：中国轻工业出版社，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：药物分析杂志，1997，1