植物精油在糧油食品抑菌中的應(yīng)用

　　摘要：食品在生產(chǎn)、加工、貯藏和運(yùn)輸過程中極易受到真菌和真菌毒素的侵染，不僅會使食品的品質(zhì)受到影響，也會對人們的身體健康產(chǎn)生危害。植物精油因其具有對人畜安全，抑菌活性高以及對環(huán)境友好等特點(diǎn)被研發(fā)為不同制劑(如微膠囊、復(fù)合涂膜劑、脂質(zhì)體、水凝膠、氣霧劑等)，并廣泛應(yīng)用于食品抑菌。圍繞真菌和真菌毒素種類、精油抑菌成分、精油制劑的開發(fā)與應(yīng)用等方面進(jìn)行論述，為植物精油在食品抑菌中的進(jìn)一步研究開發(fā)及應(yīng)用提供依據(jù)。

　　關(guān)鍵詞：植物精油;食品腐敗;真菌;真菌毒素;活性物質(zhì);抑菌

　　據(jù)聯(lián)合國糧食及農(nóng)業(yè)組織統(tǒng)計(jì)，每年有10億t的農(nóng)產(chǎn)品在其生產(chǎn)、加工和運(yùn)輸?shù)冗^程中會受到真菌污染，這些真菌及真菌毒素的侵害不僅會使食品的質(zhì)量受到影響，同時對人們的身體健康也有一定的危害[1]。研究者們?yōu)榻鉀Q食品中的真菌污染問題，研究和開發(fā)了一系列抑菌產(chǎn)品。合成化學(xué)品的抑菌劑，如吡咯苯類、咪唑類、硫氰酸類等，雖具有一定抑菌效果，但是由于其毒性高、殘留高以及不可生物降解等問題，影響其在食品中的應(yīng)用[2]。

　　因此，研發(fā)能夠廣泛應(yīng)用于各類食品中的新型、綠色、安全、高效的抑菌劑，已成為目前研究人員重點(diǎn)關(guān)注的領(lǐng)域。植物精油(theplantessentialoils)是指萃取于植物不同部位、具有強(qiáng)烈芳香成分的揮發(fā)油[3]。植物精油的抑菌活性來源于主要成分的生物活性，或者主要和次要成分的整體協(xié)同作用，其中酚類、烯類、萜類和醛酮類等化合物起主要的抑菌作用，具有廣泛的抑菌、殺蟲、抗毒素和抗氧化性能[4]。與化學(xué)合成抑菌劑不同，植物精油的優(yōu)勢是從天然產(chǎn)物中提取、具有廣譜的抑菌特性以及對環(huán)境和人體危害小，是化學(xué)合成抑菌劑的優(yōu)良替代品。本文對真菌及真菌毒素的危害、植物精油有效抑菌成分以及植物精油制劑的應(yīng)用研究進(jìn)行綜述，以期對植物精油在食品抑菌方面的研究和應(yīng)用提供理論依據(jù)。

　　1糧油食品中真菌的危害

　　真菌易產(chǎn)生真菌毒素(mycotoxin)，導(dǎo)致糧油食品的腐敗變質(zhì)，目前已發(fā)現(xiàn)的真菌毒素有400多種[5]。在食品貯藏時期，食品腐敗主要是由曲霉屬(Aspergillus)、青霉屬(Penicillium)和鐮刀菌屬(Fusarium)等真菌附著在其表面繁殖入侵引起的[6-7]。真菌所產(chǎn)生的真菌毒素有致畸、致癌和致突變的性質(zhì)，進(jìn)而導(dǎo)致人體生理機(jī)能紊亂，引起肝中毒和免疫系統(tǒng)損害等癥狀[8]。常見的真菌毒素、主要產(chǎn)毒菌株、易污染基質(zhì)。

　　2植物精油抑菌活性物質(zhì)植物精油成分復(fù)雜，精油按其化學(xué)結(jié)構(gòu)可分為脂肪族化合物、芳香族化合物、萜類化合物及其含氧衍生物。不同植物所含的特有成分都存在不同程度的生物活性。據(jù)研究統(tǒng)計(jì)植物精油中具有良好抑菌作用的化學(xué)物質(zhì)主要有醛類、酚類、醇類和酮類等。

　　2.1醛類物質(zhì)植物精油中具有抑菌作用的醛類物質(zhì)較多，主要有肉桂醛、檸檬醛、茴香醛和香茅醛等。醛類具有高活潑性的甲酰基結(jié)構(gòu)，可破壞多種霉菌的細(xì)胞壁、改變細(xì)胞膜的通透性和影響菌絲的形態(tài)結(jié)構(gòu)，從而具有抑菌作用。李璐等[15]發(fā)現(xiàn)p-茴香醛可以誘導(dǎo)酸腐病菌病原體菌絲細(xì)胞壁和細(xì)胞膜的損傷。劉光發(fā)等[16]將肉桂精油和檸檬草精油制備成抑菌膜，其主要成分肉桂醛和檸檬醛，對根霉、灰霉、青霉和交鏈孢霉等均具有良好抑制作用。

　　2.2酚類物質(zhì)植物精油中的酚類物質(zhì)多具有特殊芳香氣味，是植物精油氣味的來源之一，主要的抑菌成分有丁香酚、香芹酚、百里香酚等。不同濃度的酚類可使真菌的蛋白質(zhì)產(chǎn)生變性或沉淀，還可以降低微生物營養(yǎng)物質(zhì)可溶性糖的含量。王丹等[17]發(fā)現(xiàn)丁香精油中，一定濃度的丁香酚能顯著抑制致病菌灰葡萄孢菌、鏈格孢菌和膠孢炭疽菌的菌絲生長和孢子萌發(fā)。戚雯雯[18]等研究香芹酚可以破壞指狀青霉菌細(xì)胞膜，使菌體內(nèi)電解質(zhì)滲出，抑制其生長。

　　3植物精油抑菌劑的應(yīng)用植物精油作為天然抑菌劑的原料，具有很高的利用價(jià)值，但其活性物質(zhì)也具有化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定和不易保存等缺點(diǎn)，使植物精油作為抑菌劑在應(yīng)用時受到限制。根據(jù)實(shí)際應(yīng)用環(huán)境，科研人員將植物精油開發(fā)為微膠囊、涂膜劑、脂質(zhì)體、氣霧劑等制劑，可以在食品的生產(chǎn)和保鮮中起到更好的抑菌作用。

　　3.1精油微膠囊抑菌劑采用天然或合成的高分子材料作為囊膜壁殼，將固態(tài)或液態(tài)藥物包裹成密封囊膜的微小固體顆粒藥庫，即微膠囊[25]。微膠囊化可以解決精油的化學(xué)成分性質(zhì)不穩(wěn)定、不易儲存和易揮發(fā)等問題。劉香軍[26]等以丁香精油為芯材制備抑菌保鮮微膠囊，抑菌效果好且釋放緩慢。黎星辰[27]等將肉桂精油制成微膠囊，發(fā)現(xiàn)添加微膠囊的大豆與對照組大豆含霉菌量有顯著性差異。以辛烯基琥珀酸酐改性淀粉和麥芽糊精為壁材包裹玫瑰精油制備微膠囊，實(shí)現(xiàn)了對精油中酯類、醇類和酚類物質(zhì)的控制釋放。

　　4結(jié)論與建議

　　植物精油作為一種天然綠色抑菌劑應(yīng)用于食品抑菌中，已成為國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。但天然植物抑菌劑的開發(fā)還需要更深層次的研究，如何解決以下問題也是未來深入研究的關(guān)鍵。

　　4.1植物精油中有效成分研究有待于進(jìn)一步開展植物精油中成分復(fù)雜，雖然研究表明現(xiàn)有已知的一些醛類、酮類等精油成分已經(jīng)具有很好的 抑菌作用，但目前在研究與應(yīng)用中使用的精油，大部分是粗提物，還有很多能夠起到抑菌作用的有效成分還是未知的，應(yīng)當(dāng)盡快建立快速高效的提取分離、純化和篩選鑒定有效抑菌成分的方法，以便植物精油更好應(yīng)用于食品抑菌中。

　　4.2植物精油抑制真菌的作用機(jī)理研究相對較少研究精油抑菌不應(yīng)只研究效果，在如何抑菌方面也是重點(diǎn)。研究時需要微生物學(xué)、生物化學(xué)和食品科學(xué)等多學(xué)科的技術(shù)和理論支持，從細(xì)胞水平和分子生物學(xué)水平研究多種有效成分的抑菌機(jī)理和與真菌的相互作用入手。

　　4.3研發(fā)應(yīng)用的植物精油抑菌譜窄單一植物精油很難完全抑制多種真菌的生長，通過研究不同精油復(fù)配增效，開發(fā)出抑菌譜廣和使用劑量低的抑菌精油，是未來植物精油研究的方向。

　　農(nóng)業(yè)論文投稿刊物：《核農(nóng)學(xué)報(bào)》(ISSN1000-8551)創(chuàng)刊于1987年，由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工(原子能利用)研究所主辦，是在原《原子能農(nóng)業(yè)應(yīng)用》的基礎(chǔ)上創(chuàng)辦的科技期刊，為中國原子能農(nóng)學(xué)會會刊。

　　4.4植物精油制劑開發(fā)具有局限性且現(xiàn)有加工技術(shù)不夠先進(jìn)。精油制劑在當(dāng)前應(yīng)用中，具有成本高、包埋率低、釋放性差等缺點(diǎn)，因此應(yīng)在完善現(xiàn)有抑菌制劑工藝基礎(chǔ)上，開發(fā)具有穩(wěn)定性好、抑菌時間長和低殘留的新制劑，同時開展抑菌劑在食品中的安全性研究，從而使精油作為綠色無公害的抑菌劑在食品領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。

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　　作者：張鑫1,2，耿慶何1，郭超2，張逍遙1,2，王超2，劉艷麗1

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