植物精油在粮油食品抑菌中的应用

　　摘要：食品在生产、加工、贮藏和运输过程中极易受到真菌和真菌毒素的侵染，不仅会使食品的品质受到影响，也会对人们的身体健康产生危害。植物精油因其具有对人畜安全，抑菌活性高以及对环境友好等特点被研发为不同制剂(如微胶囊、复合涂膜剂、脂质体、水凝胶、气雾剂等)，并广泛应用于食品抑菌。围绕真菌和真菌毒素种类、精油抑菌成分、精油制剂的开发与应用等方面进行论述，为植物精油在食品抑菌中的进一步研究开发及应用提供依据。

　　关键词：植物精油;食品腐败;真菌;真菌毒素;活性物质;抑菌

　　据联合国粮食及农业组织统计，每年有10亿t的农产品在其生产、加工和运输等过程中会受到真菌污染，这些真菌及真菌毒素的侵害不仅会使食品的质量受到影响，同时对人们的身体健康也有一定的危害[1]。研究者们为解决食品中的真菌污染问题，研究和开发了一系列抑菌产品。合成化学品的抑菌剂，如吡咯苯类、咪唑类、硫氰酸类等，虽具有一定抑菌效果，但是由于其毒性高、残留高以及不可生物降解等问题，影响其在食品中的应用[2]。

　　因此，研发能够广泛应用于各类食品中的新型、绿色、安全、高效的抑菌剂，已成为目前研究人员重点关注的领域。植物精油(theplantessentialoils)是指萃取于植物不同部位、具有强烈芳香成分的挥发油[3]。植物精油的抑菌活性来源于主要成分的生物活性，或者主要和次要成分的整体协同作用，其中酚类、烯类、萜类和醛酮类等化合物起主要的抑菌作用，具有广泛的抑菌、杀虫、抗毒素和抗氧化性能[4]。与化学合成抑菌剂不同，植物精油的优势是从天然产物中提取、具有广谱的抑菌特性以及对环境和人体危害小，是化学合成抑菌剂的优良替代品。本文对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剂的应用研究进行综述，以期对植物精油在食品抑菌方面的研究和应用提供理论依据。

　　1粮油食品中真菌的危害

　　真菌易产生真菌毒素(mycotoxin)，导致粮油食品的腐败变质，目前已发现的真菌毒素有400多种[5]。在食品贮藏时期，食品腐败主要是由曲霉属(Aspergillus)、青霉属(Penicillium)和镰刀菌属(Fusarium)等真菌附着在其表面繁殖入侵引起的[6-7]。真菌所产生的真菌毒素有致畸、致癌和致突变的性质，进而导致人体生理机能紊乱，引起肝中毒和免疫系统损害等症状[8]。常见的真菌毒素、主要产毒菌株、易污染基质。

　　2植物精油抑菌活性物质植物精油成分复杂，精油按其化学结构可分为脂肪族化合物、芳香族化合物、萜类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。据研究统计植物精油中具有良好抑菌作用的化学物质主要有醛类、酚类、醇类和酮类等。

　　2.1醛类物质植物精油中具有抑菌作用的醛类物质较多，主要有肉桂醛、柠檬醛、茴香醛和香茅醛等。醛类具有高活泼性的甲酰基结构，可破坏多种霉菌的细胞壁、改变细胞膜的通透性和影响菌丝的形态结构，从而具有抑菌作用。李璐等[15]发现p-茴香醛可以诱导酸腐病菌病原体菌丝细胞壁和细胞膜的损伤。刘光发等[16]将肉桂精油和柠檬草精油制备成抑菌膜，其主要成分肉桂醛和柠檬醛，对根霉、灰霉、青霉和交链孢霉等均具有良好抑制作用。

　　2.2酚类物质植物精油中的酚类物质多具有特殊芳香气味，是植物精油气味的来源之一，主要的抑菌成分有丁香酚、香芹酚、百里香酚等。不同浓度的酚类可使真菌的蛋白质产生变性或沉淀，还可以降低微生物营养物质可溶性糖的含量。王丹等[17]发现丁香精油中，一定浓度的丁香酚能显著抑制致病菌灰葡萄孢菌、链格孢菌和胶孢炭疽菌的菌丝生长和孢子萌发。戚雯雯[18]等研究香芹酚可以破坏指状青霉菌细胞膜，使菌体内电解质渗出，抑制其生长。

　　3植物精油抑菌剂的应用植物精油作为天然抑菌剂的原料，具有很高的利用价值，但其活性物质也具有化学性质不稳定和不易保存等缺点，使植物精油作为抑菌剂在应用时受到限制。根据实际应用环境，科研人员将植物精油开发为微胶囊、涂膜剂、脂质体、气雾剂等制剂，可以在食品的生产和保鲜中起到更好的抑菌作用。

　　3.1精油微胶囊抑菌剂采用天然或合成的高分子材料作为囊膜壁壳，将固态或液态药物包裹成密封囊膜的微小固体颗粒药库，即微胶囊[25]。微胶囊化可以解决精油的化学成分性质不稳定、不易储存和易挥发等问题。刘香军[26]等以丁香精油为芯材制备抑菌保鲜微胶囊，抑菌效果好且释放缓慢。黎星辰[27]等将肉桂精油制成微胶囊，发现添加微胶囊的大豆与对照组大豆含霉菌量有显著性差异。以辛烯基琥珀酸酐改性淀粉和麦芽糊精为壁材包裹玫瑰精油制备微胶囊，实现了对精油中酯类、醇类和酚类物质的控制释放。

　　4结论与建议

　　植物精油作为一种天然绿色抑菌剂应用于食品抑菌中，已成为国内外研究的热点。但天然植物抑菌剂的开发还需要更深层次的研究，如何解决以下问题也是未来深入研究的关键。

　　4.1植物精油中有效成分研究有待于进一步开展植物精油中成分复杂，虽然研究表明现有已知的一些醛类、酮类等精油成分已经具有很好的 抑菌作用，但目前在研究与应用中使用的精油，大部分是粗提物，还有很多能够起到抑菌作用的有效成分还是未知的，应当尽快建立快速高效的提取分离、纯化和筛选鉴定有效抑菌成分的方法，以便植物精油更好应用于食品抑菌中。

　　4.2植物精油抑制真菌的作用机理研究相对较少研究精油抑菌不应只研究效果，在如何抑菌方面也是重点。研究时需要微生物学、生物化学和食品科学等多学科的技术和理论支持，从细胞水平和分子生物学水平研究多种有效成分的抑菌机理和与真菌的相互作用入手。

　　4.3研发应用的植物精油抑菌谱窄单一植物精油很难完全抑制多种真菌的生长，通过研究不同精油复配增效，开发出抑菌谱广和使用剂量低的抑菌精油，是未来植物精油研究的方向。

　　农业论文投稿刊物：《核农学报》(ISSN1000-8551)创刊于1987年，由中国农业科学院农产品加工(原子能利用)研究所主办，是在原《原子能农业应用》的基础上创办的科技期刊，为中国原子能农学会会刊。

　　4.4植物精油制剂开发具有局限性且现有加工技术不够先进。精油制剂在当前应用中，具有成本高、包埋率低、释放性差等缺点，因此应在完善现有抑菌制剂工艺基础上，开发具有稳定性好、抑菌时间长和低残留的新制剂，同时开展抑菌剂在食品中的安全性研究，从而使精油作为绿色无公害的抑菌剂在食品领域广泛应用。

　　参考文献：

　　[1]李燕君,孔维军,李梦华,等.植物精油抑制真菌及真菌毒素的研究进展[J].中草药,2016,47(11):2011-2018.LIYJ,KONGWJ,LIMH,etal.Advanceinstudyonplantessentialoilsfortheirinhibitoryeffectsonfungalgrowthandmycotoxinsynthesis[J].ChineseTraditionalandHerbalDrugs,2016,47(11):2011-2018.

　　[2]PRAKASHB,KEDIAA,MISHRAPK,etal.Plantessentialoilsasfoodpreservativestocontrolmoulds,mycotoxincontaminationandoxidativedeteriorationofagri-foodcommodities–potentialsandchallenges[J].FoodControl,2015,47(47):381-391.

　　[3]NICHOLASS,GRAHAMJ.Acontemporaryintroductiontoessentialoils:chemistry,bioactivityandprospectsforaustralianagriculture[J].Agriculture,2015,5(1):48-102.

　　[4]李金寒,商博,梁丹丹,等.活性氧在柠檬醛抑制黄曲霉产毒过程中的作用[J].核农学报,2016,30(7):1316-1322.LIJH,SHANGB,LIANGDD,etal.TheroleofreactiveoxygenspeciesintheinhibitionofAspergillusflavusproductionbyCitral[J].JournalofNuclearAgriculturalSciences,2016,30(7):1316-1322.

　　作者：张鑫1,2，耿庆何1，郭超2，张逍遥1,2，王超2，刘艳丽1

转载请注明来自发表学术论文网：http://www.fbxslw.com/nylw/25607.html