天然植物源食品防腐剂的研究进展

    【慧聪食品工业网】1・引言

    伴随着现代社会的发展，食品工业也取得了快速进步，同时，人们对食品防腐剂的关注越来越多，对食品安全性的要求也有了提高。食品防腐剂是一类能够抑制或杀灭微生物的食品添加剂，利用其高效的抗菌性能来防止食品在加工运输的过程中由一些微生物引起的腐败变质，延长食品的保质期。食品防腐剂主要分为化学合成类与天然防腐剂两大类，目前，仍然是以化学合成防腐剂占大多数，但是化学防腐剂具有一定的副作用，如中毒、畸形、诱癌等，不符合人们的绿色饮食观念。

    天然食品防腐剂是近年来人们研究开发的重点，也是今后防腐剂发展的主要方向，它根据来源不同，主要有3大类:天然植物源防腐剂、天然微生物源防腐剂以及天然动物源防腐剂。从植物中提取有效成分抑菌防腐成为研究的热点，一方面，自然界中有着丰富的自然资源，这些资源为植物防腐剂的开发提供了宝贵的物质基础;另一方面，植物中存在能够抑菌的有效成分，这些成分具有高效、低毒的特点。

    2・天然植物源防腐剂的分类

    目前，用于食品的天然植物源防腐剂包含有香辛料、中草药、茶多酚、果胶酶解物、竹叶提取物等。大量事实和文献报道证明，这些天然植物的直接提取物，能阻止多种细菌、霉菌的生长，是理想的天然抑菌防腐材料。2．1香辛料

    香辛料一般指生长在热带的芳香植物的树皮、根、种子以及果实等，有调味增香的作用，很多种类具有一定程度的抑菌防腐作用。由文献中发现，目前可以作为防腐保鲜剂的食用香辛料植物主要有:姜、茴香、牛至、洋葱、百里香、迷迭香、香茅、蒜、丁香、花椒、洋葱、紫苏、香芹、肉桂等几十种。Hoffman和Evans发现芥籽、丁香、茴香和肉桂具有很好的防腐效果，添加0．5g芥菜籽到100g苹果汁中，可防腐保存4个月［1］。

    经过众多学者的研究表明，香辛料之所以能够抑菌防腐，是因为其中的精油成分。人们目前研究的也多是香辛料的精油或提取物。主要的抗菌成分有丁香酚、异硫氰酸烯内酯、丁香酚乙酸酯、香芹酚、百里酚、异冰片、甲基子丁香酚、茴香脑、香芹酮、枯茗醛、樟脑等。

    Knobloch［1］等人对芳香植物精油的抗菌性能进行了研究，通过研究认为在水相中的溶解度与精油中有效成分透过细胞而进入菌体的能力有关，而抗菌性则基于抗菌剂在菌体细胞膜双磷脂层中的溶解度;精油中的类萜类可降低生物膜的稳定性，从而干扰了能量代谢的酶促反应。M．Ozcan［2］研究了茴香、牛至、百里香等31种香料提取物对寄生曲霉NＲＲL2999的生长的抑制作用，经实验得出，在香料提取物浓度为2%时，有黑百里香、牛至、香薄荷和野生百里香这4种香料提取物能够完全抑制产毒素的曲霉属真菌的生长。当浓度为1%时，野生百里香、百里香、牛至、香薄荷提取物分别经过4天、6天、6天、4天的培养能够完全抑制菌丝的生长。在同一浓度下，野生百里香的抑制效果最好。

    Buchanan和Sheperd［3］研究指出在浓度为50mg/mL时，百里香酚在液体介质中能够完全抑制曲霉属真菌NＲＲL2999的生长。郭红珍等［4］通过实验表明姜、辣椒、花椒提取液对金黄色葡萄球菌、枯草杆菌、大肠杆菌都有一定作用，4．8%的辣椒提取液对枯草芽孢杆菌的抑制率为99．7%，7．5%的花椒提取液对枯草杆菌的抑制率为100%，10%的花椒提取液对大肠杆菌的抑制率可达到71．0%。

    香辛料各种成分之间还存在着抗菌性的协同增效作用。时振东［5］等以生姜、花椒、黄伞为原料，提取其抑菌成分，发现这3种提取液均具有一定的抑菌作用，同时3种提取液复配后，可增强抑菌效果，其中花椒和生姜的复配效果最好。

    吴传茂等［6］用滤纸片法比较了二十余种香料或中药材的抑菌效力，辣椒、丁香、迷迭香、乌梅、甘草提取液进行适当配合，用于食品的防腐，数月后检查，细菌指标合格。

    2．2中草药提取物

    我国中草药品种繁多，有十分丰富的资源。中药包括一般的草药在内有5000多种，常见的约有700―800种。国内外研究者对中草药的抑菌作用进行了大量的研究和探讨。

    李欣［7］等以大肠杆菌、枯草芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌、炭疽杆菌、根霉、青霉和黑曲霉为供试菌种，探讨了杜仲雄花正丁醇提取物的抑菌活性，结果显示，该提取物对金黄色葡萄球菌和炭疽杆菌有良好的抑菌作用，最小抑菌浓度均在0．02g/mL以内，对大肠杆菌、枯草芽孢杆菌、根霉、青霉和黑曲霉没有明显抑菌效果。

    DengYecheng［8］等对血散薯的块茎进行提取，对所得提取液进一步分离，得到2种有机碱―――千金藤碱和克班宁，将提取液用于10种动物源致病菌和8种植物源致病菌的研究，结果表明，提取液对5种革兰氏阳性菌和4种革兰氏阴性菌有很好的抑制效果，最低抑菌浓度为0．625―7．5g/L。

    目前已有研究表明的具有良好抑菌作用的中草药有100余种。中草药成分复杂，作用机理广泛。目前一般认为中草药主要的抑菌成分有醛、酮、酯、醚、酸、萜类及内酯等，其抑菌作用主要机理为对细胞壁的合成形成干扰;损伤细胞浆膜;影响细胞蛋白的合成;影响核酸合成;使得遗传密码不能正常复制。

    2．3竹叶提取物

    竹子是禾本科(Poaceae)竹亚科(Bambusoideae)多年生常绿植物。全世界约有70属1400多种竹子，广泛分布于亚洲、拉丁美洲、非洲等热带、亚热带地区。我国拥有相当丰富的竹类资源。竹叶自古就有药食两用的历史，竹叶具有止咳、止血和退热等功效。人们对竹提取物化学成分的研究起步较晚，但发展较快。研究发现竹子中含有多种有益的成分，竹叶提取物中含有大量维生素、氨基酸、叶绿素、糖类、黄酮类等物质，以及富含人体必需的Fe、Ca、Si等常量元素和Mn、Ni等微量元素。人们在早期通过实践发现了竹子中有抑菌物质，并将其作为消炎用的医用材料。

    倪向梅等［9］用水提取竹叶中的有效成分，醇沉浓缩后，用石油醚、三氯甲烷、乙酸乙酯、正丁醇分别萃取，得到各部分提取物，进行抑菌研究。得出，石油醚、三氯甲烷、乙酸乙酯部分的提取物对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌有较好的抑制作用，最低抑菌浓度分别为1．25mg/mL，2．50mg/mL和5．00mg/mL。

    柳慧贞等［10］对黄条金刚竹叶提取物的抑菌活性进行了研究，试验表明，正丁醇提取物对细菌、霉菌和酵母菌都有抑制效果，乙酸乙酯提取物只对酵母菌有抑制作用，水提取物和石油醚提取物对3大菌种均无作用。

    A．Nishina实验研究发现，毛竹提取液对革兰氏阳性菌的抑菌活性很强，对革兰氏阴性细菌的抑制作用不明显，同时通过对提取液的分析，发现提取物中的抗菌物质包含有2，6-二甲氧基对苯醌。