4.1 关于该研究的意义
由于苯甲酸钠,山梨酸钾,尼泊金乙酯三种防腐剂制备原理简单,成本较低,效果较好,所以本文实验一探究三者的抑菌效果对于防腐剂化工产业的研究与开发以及防腐剂的选用有一定的意义与指导作用。而由于酵母菌在生活中很常见,防止发酵的生活中有广泛的用途,所以本文实验二探究三种常见防腐剂对酵母菌的抑制作用有一定的意义和价值。
4.2 实验结果
4.2.1 不同防腐剂溶液处理的空气中微生物菌落数实验数据记录表
|
防腐剂种类
|
苯甲酸钠
|
山梨酸钾
|
尼泊金乙酯
|
溶剂对照
|
空白对照
|
|
菌落面积/cm^2
|
17
|
5.5
|
1
|
18
|
23
|
4.2.2 不同防腐剂溶液处理下抑菌圈直径实验数据记录表
|
防腐剂种类
|
苯甲酸钠
|
山梨酸钾
|
尼泊金乙酯
|
溶剂对照
|
|
抑菌圈直径/mm
|
|
1%重复1
|
12.5
|
7.3
|
21.5
|
7.0
|
|
1%重复2
|
17.3
|
10.0
|
19.3
|
15.3
|
|
0.5%重复1
|
5.3
|
3.0
|
9.3
|
5.0
|
|
0.5%重复2
|
0.0
|
5.0
|
9.3
|
4.0
|
4.3 讨论
4.3.1实验一
试验一结果表明,在1%和0.5%的质量分数下,尼泊金乙酯均表现出对酵母菌良好的抑制效果,而山梨酸钾和苯甲酸钠这两个浓度下的抑菌效果并不明显,且在0.5%的质量分数下,表现出的效果与溶剂对照组并无太大差异。
4.3.2 实验二
试验二结果表明,在0.5%浓度下,尼泊金乙酯对空气中微生物的抑菌效果最好,山梨酸钾次之,苯甲酸钠再次之。
4.4 对实验结果的解释
推测出现该结果的原因有:首先苯甲酸钠能够起到抑菌作用是依靠未解离苯甲酸是亲脂性的,而细胞膜主要由磷脂构成,所以根据相似相溶原理,苯甲酸分子易穿透原生质膜进入细胞体内,干扰细胞膜的通透性从而抑制细胞膜对氨基酸的吸收;而进入细胞体内后环境ph升高,苯甲酸分子电离,积蓄毒性阴离子同时酸化细胞内的碱储,引起细胞内氢离子的失控,Ph改变会影响酶的蛋白构象或者影响酶分子侧链上极性基团的解离,改变它们的带电状态,导致酶的活性中心结构发生变化,从而抑制细胞的呼吸酶系的活性,阻止乙酰辅酶A缩合反应,而实验环境下ph较高导致苯甲酸钠分子解离,无法进入细胞膜导致抑菌效果并不理想。
而山梨酸钾情况类似,未解离的山梨酸钾结构与微生物喜嗜的葡萄糖类似,故可以透过细胞膜,然后由于分子结构中羧基的a、β位和γ、δ位有两个双键,这两个双键产生共轭作用,使远离羧基的双键还原性增强,并且可以利用自身的双剑与半胱氨酸的硫氢基发生加成反应从而破坏含有硫氢基的酶类,控制细胞内的脱氢酶的活动,阻止脂肪酸氧化从而抑制各种细菌微生物在食品中进行繁殖,达到防腐的目的,我在实验环境中ph偏高,导致山梨酸钾无法透过细胞膜。
而尼泊金乙酯分子上的羟基已经酯化,不再电离,所以受ph影响不大。
除了ph原因之外,尼泊金乙酯由于具有酚羟基结构,酚羟基结构十分活泼,与细菌外膜的二价阳离子结合导致细胞壁的完整性被破坏,也可以改变细胞膜中脂肪酸的构成,并抑制麦角甾醇的合成,从而提高细胞膜的通透性,同时能对微生物膜电位和大分子合成有不同程度的影响,因此抑菌效果强于苯甲酸钠和山梨酸钾。
同时还存在酵母菌在ph=4的环境中放置时细胞内有许多种酶被激活,细胞膜上的H+-ATP酶和转移子Pdr12可分别将细胞内的H+和防腐剂阴离子排出细胞,从而降低了苯甲酸钠的抑菌效力等原因。
4.5 不足与展望
本实验中三种防腐剂的添加量相同,而实际使用中三种防腐剂的国家规定的添加量是不同的,且实验中只研究了三种防腐剂单独使用在特定环境下的效果,而实际生产生活中防腐剂常常是协同使用。故将来可以研究不同防腐剂在允许的最大添加量时的抑菌效果有何不同,也可以研究多种防腐剂联合使用时互相的协同作用或者抑制作用。