王曄,張輝華,胡民強
(佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院動物科學(xué)系,廣東佛山528231)
中草藥及其提取物在食品防腐中的應(yīng)用研究進展
王曄,張輝華,胡民強
(佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院動物科學(xué)系,廣東佛山528231)
就中草藥防腐劑的種類、有效成分以及幾種常見的中草藥防腐劑進行了論述,同時指出了理想天然食品防腐劑應(yīng)具備的特點以及發(fā)展趨勢,目的旨在為開發(fā)新型、高效、安全的天然食品防腐劑及其在生產(chǎn)中的應(yīng)用提供參考。
中草藥;食品;防腐
食品在生產(chǎn)加工和貯藏過程中容易受到各種有害微生物的感染而導(dǎo)致腐敗變質(zhì),為了抑制有害微生物的生長繁殖,防止腐敗變質(zhì),延長保質(zhì)期,一般在食品中添加防腐劑。目前食品工業(yè)使用的防腐劑有化學(xué)合成和天然防腐劑兩類,以化學(xué)合成的為主,但化學(xué)防腐劑存在致畸、致癌和易引起食物中毒等危害人體健康的問題。研制效果好、無毒副作用的天然食品防腐劑受到世界各國的重視。理想天然食品防腐劑應(yīng)具備以下特點:①抗菌譜廣,對絕大多數(shù)引起食品腐敗的微生物具有抑制或殺滅作用;②本身無毒副作用以及在加工和貯藏過程中不會產(chǎn)生有毒有害物質(zhì),食用安全;③添加量少,在低濃度下就可以抑菌或殺菌;④不會造成食品產(chǎn)生異味,同時能盡量保持原有風(fēng)味;⑤資源豐富而且價格低廉。研究表明,有的中草藥及其提取物作為食品防腐劑,不但能起到對食品的防腐保鮮作用,而且還具有抗氧化、清熱解毒和滋補等保健功能,是一種安全高效具有廣闊應(yīng)用前景的天然食品防腐劑。
中草藥的種類,有5000多種,常用的有700~800種,有抗菌作用的有300多種。根據(jù)目的不同中草藥主要有以下幾種分類:①按藥物功能分為解毒藥、清熱藥、理氣藥和活血化瘀等類中草藥;②按藥用部分分為根、葉、花、皮和籽實等類中草藥;③按有效成分分為含生物堿、揮發(fā)油和甙類等類中草藥;④按自然屬性分為植物、動物和礦物等類中草藥。香辛科植物大部分屬中草藥范疇,部分香辛科植物作為食品調(diào)味劑和防腐劑具有悠久的歷史。對香辛科植物進行的抑菌抗菌試驗表明,許多香辛科植物都有不同程度的抗菌防腐作用,真正起作用的是其精油成分。目前開發(fā)應(yīng)用的中草藥防腐劑主要有蕓香科的九里香屬植物、樟科的樟屬植物、菊科的蒿屬植物、桃金娘科桉樹屬的檸檬桉植物等、姜科的砂仁屬和姜黃屬某些植物、唇形科的紫蘇植物等以及禾本科的香茅和蕓香草植物。有抑菌、殺菌作用的中草藥常見的有穿心蓮、金銀花、黃芩、四季青、板藍根、蒲公英、黃柏、黃連、大蒜、魚腥草、野菊花、大青葉、連翹等,但重點研究開發(fā)的中草藥天然食品防腐劑不過幾十種。
中草藥及其提取物的活性成分主要有生物堿、萜類、黃酮、酚醇和酯類等成分,在一種植物中存在不同的抗菌成分,在不同的植物中含有相同的抗菌物質(zhì)。黃連的有效成分小檗堿可抑制金黃色葡萄球菌和痢疾桿菌等細菌的呼吸、糖代謝過程以及蛋白質(zhì)及核酸的合成;大蒜中蒜氨酸和其自身的蒜酶在一定的條件下酶解產(chǎn)生的主要活性成分大蒜素具有很強的抑菌殺菌作用,作用于細菌,干擾細菌代謝,抑制細菌的生長和繁殖[1];花椒屬植物對一些致病菌有較強抑殺作用的是所含的生物堿,柑桔屬果皮中的未成熟精油對指狀青霉和意大利青霉有很強的抑殺作用,姜黃所含的姜黃素及部分揮發(fā)性油對金黃色葡萄球菌有較好的抑殺作用,桉葉水煮提取物和乙醇浸提物對金黃色葡萄球菌和副傷寒桿菌有良好的抑制作用[2]。有的中草藥能產(chǎn)生多種生物活性物質(zhì),通過溶菌、殺菌、溶解靶細胞等而殺傷細菌,有的中草藥可中和細菌毒素或者減輕毒素的危害,如連翹中含的連翹酚和魚腥草中含的魚腥草素除抗菌防腐外,還有抗內(nèi)毒素作用。有的研究表明,中草藥不同溶劑的提取物其成分含量和抗菌效果有所差異。
3.1 金銀花
金銀花被譽為清熱解毒的良藥。金銀花富含有機酸、揮發(fā)油、黃酮類等成分,有機酸類被認為是抗菌防腐的主要活性物質(zhì),包括綠原酸、異綠原酸、咖啡酸以及木樨草素苷等[3-4],對金黃色葡萄球菌、痢疾桿菌、肺炎雙球菌等致病菌有較強的抑制作用。趙彥杰(2007)研究表明,金銀花葉提取液對供試的幾種主要危害食品衛(wèi)生、安全的大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、枯草芽胞桿菌、鼠傷寒沙門氏菌、青霉、黑曲霉、黃曲霉和釀酒酵母等均有一定的抑制作用,最低抑菌濃度因細菌種類的不同而不同[4]。趙良忠等(2001)試驗結(jié)果表明,金銀花提取物中的抑菌成分對供試的幾種細菌和霉菌均有明顯的抑菌作用,最低抑菌濃度分別為金黃色葡萄球菌3%、腸桿菌6%、枯草桿菌5%、青霉8%、黑曲霉6%、黃曲霉8%[3]。林雄平等(2008)從金銀花中提取水溶性多糖,對7種常見的食品腐敗菌進行的抗菌試驗結(jié)果表明具有一定的抗菌活性[5]。金銀花、魚腥草、灰灰菜、石香薷、大青葉5種中草藥提取物對寶慶丸子有良好的防腐效果,以金銀花、石香薷效果最好。目前金銀花單獨作為肉類食品防腐保鮮劑的不多。
3.2 連翹
連翹是清熱解毒、消腫散結(jié)的中藥。連翹抗菌的主要成分是連翹酚[6-7]。俞祟靈(1960)從連翹果殼中分離出酚類化合物連翹酚,抗菌試驗表明對金黃色葡萄菌及志賀氏痢疾桿菌的抗菌作用最大[7]。王維華等(1996)采用幾種不同的溶劑提取連翹中的抗菌有效成分,通過對鮮魚制品的保存試驗和新鮮度的常規(guī)檢測,證實連翹提取物對常見的食品污染菌均有抑菌作用,乙醇提取物抑菌作用最強,能有效延長食品的保質(zhì)期[6]。劉世旺等(2007)比較和分析了不同連翹提取物濃度下細菌生長曲線和抑菌作用特點,發(fā)現(xiàn)0.01g/ml的提取物對搖床培養(yǎng)的金黃色葡萄球菌生長具有較強的抑制作用,0.10 g/ml的提取物對搖床培養(yǎng)的大腸桿菌生長具有一定的抑制作用,連翹乙醇提取物選擇性抑菌作用明顯[8]。馬雪梅等(2012)研究表明,連翹的乙酸乙酯提取物具有抑制大腸桿菌的作用[9]。連翹不僅具有顯著的抗菌、抗病毒作用,而且還有逆轉(zhuǎn)耐藥菌的作用。連翹提取物在日本早已作為一種天然防腐劑廣泛應(yīng)用于食品防腐保鮮。
3.3 竹葉
竹葉是清熱解毒中藥,其抗菌防腐的活性成分主要是有機酸類和酚類化合物。竹葉中含有的黃酮類、酚類及酯類等成分具有良好的抗自由基能力,抗菌作用與茶多酚相似。1~3%濃度竹葉食品防腐劑在酸性和中性條件下對細菌、酵母菌、霉菌均有抑制作用,對肉類等食品具有防腐保鮮效果,且能保持食品的原有風(fēng)味和營養(yǎng)成分[10]。樓鼎鼎等(2004)在中式香腸中添加0.01%~0.02%的竹葉抗氧化物(AOB)能顯著增強產(chǎn)品的抗氧化性能,對中式香腸的色澤、風(fēng)味和口感均無不良影響,還能有效降低產(chǎn)品的亞硝酸含量[11]。張偉等(1998)試驗表明,竹葉乙醇提取液對食品致病菌傷寒沙門氏菌、痢疾志賀氏菌、金黃色葡萄球菌、蠟樣芽孢桿菌、肉毒梭菌等均有不同程度的抑制作用,提取液濃度越高抑菌作用越強,作用時間越長抑菌效果越強[12]。Chuyen等用5種溶劑對竹葉進行提取,發(fā)現(xiàn)除水提取物抑菌效果較差外,醇、酮、醚和酯類的提取物抑菌效果強[13]。日本從竹葉中提取的高效天然防腐劑,已廣泛應(yīng)用于肉類加工品和魚糜制品等。大量研究表明,使用竹葉天然食品防腐劑安全、無毒副作用。
3.4 大蒜
大蒜主要活性成分是大蒜素,具有很強的抑菌殺菌作用,而且抗菌譜廣[14]。研究表明,低濃度大蒜乳化油對金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、傷寒桿菌、痢疾桿菌的繁殖體有抑制作用,高濃度大蒜乳化油完全可以殺死這些細菌繁殖體,但濃度高低對芽孢桿菌沒有作用[15]。大蒜素對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌的最小抑菌濃度分別為2.5%和1.25%[16]。用5%大蒜液保鮮劑浸漬后,在26℃時可延長鮮雞肉貨架保鮮期,4℃條件下貨架保鮮期從10天延長到20天[17]。陳曉月等(2008)試驗表明,大蒜素在體外對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌具有較好的抑殺作用[1]。王珺等(2011)試驗表明,大蒜生姜復(fù)配后提取液抑制細菌及真菌生長的效果優(yōu)于苯甲酸鈉,對金黃色葡萄球菌、黑曲霉、釀酒酵母具有很強抑制作用,大蒜提取液對大腸桿菌具有很強抑制作用[18]。劉文群(2006)認為大蒜對細菌和霉菌的抑制效果優(yōu)于生姜[19]。劉力等(2000)試驗表明,大蒜對兔肉干不但具有殺菌抑菌保鮮作用,而且對兔肉干的風(fēng)味和色澤均無不良影響[20]。
3.5 大青葉
大青葉是清熱涼血的解毒中藥。大青葉含有生物堿、有機酸和苷類化合物,其提取物靛玉紅為抗病原微生物的主要活性成分。大青葉煎劑在體外對金黃色葡萄球菌、甲型鏈球菌、腦膜炎雙球菌、肺炎鏈球菌、卡他球菌、傷寒桿菌、大腸桿菌、流感桿菌、白喉桿菌及痢疾桿菌有一定抑制作用。周麗娜等(2006)通過復(fù)方大青葉注射液體外抑菌及抗內(nèi)毒素的試驗表明,復(fù)方大青葉注射液體外具有廣譜抗菌作用,不僅對革蘭陽性細菌有較強的抑菌作用,而且對某些真菌也有較強的抑菌作用,還有較強的抗內(nèi)毒素活性[21]。趙良忠等(2004)進行的大青葉抗菌物質(zhì)提取及抗菌效果研究結(jié)果表明,大青葉提取濃縮液(濃縮比為5∶1)對大腸桿菌及枯草桿菌的最低抑菌濃度為2.77%、青霉和黃曲霉為0.55%,金黃色葡萄球為0.055%[22]。
3.6 黃連
黃連是清熱燥濕、瀉火解毒中藥。黃連主要含生物堿,如小檗堿、黃連堿、藥根堿、表小檗堿、甲基黃連堿等,其中小檗堿具有廣譜抗菌作用,對痢疾桿菌、傷寒桿菌、副傷寒桿菌、大腸桿菌、葡萄球菌、溶血性鏈球菌等革蘭氏陽陰性菌有較強的抑制作用。邱世翠等(2002)探討了黃連的體外抑菌作用,黃連浸出液對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、白色葡萄球菌、變形桿菌、炭疽桿菌均有明顯抑菌作用[23]。王婷婷等(2011)測定了黃連和連翹對6種常見食品污染菌的抑制效果,黃連和連翹配伍后對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、枯草芽孢桿菌、藤黃微球菌、漢遜酵母和黑曲霉6種菌均有一定的抑制能力,黃連與連翹間有協(xié)同抗菌作用[24]。任順成等(2010)進行的30種中草藥提取物對食品中常見的3種細菌的影響試驗得出,黃連、大黃、厚樸和丁香的水提取液,黃連、厚樸、虎杖和丁香的無水乙醇提取液,以及黃連、大蒜、厚樸、丁香的石油醚提取液的抑菌能力較強[25]。
3.7 魚腥草
魚腥草是清熱解毒的中藥。魚腥草含揮發(fā)性油,抗菌有效成分主要有癸酰乙醛、月桂醛和芳樟醇等。對金黃色葡萄球菌有明顯的抑制作用,對大腸桿菌、枯草桿菌、變形桿菌也有一定的作用。徐燕(2007)研究表明,魚腥草醇提取物對常見食品污染菌有較強的抑制作用,對大腸桿菌和枯草芽孢桿菌的最低抑菌濃度為6.25mg/mL,對金黃色葡萄球菌為12.5mg/mL,對漢遜酵母菌為25mg/mL,對黑曲霉及青霉等均為50mg/mL[26]。劉榮鵬(2013)認為魚腥草素是魚腥草中的有效抗菌成分,在低溫和常溫下對多種微生物均有抑制作用,魚腥草素對外源性微生物引起的食品腐敗變質(zhì)具有很好的防腐作用,可作為某些食品的天然防腐劑[27]。毛瓊等(1999)認為魚腥草乙醇提取物對大腸桿菌有較強的抑制作用[28]。魚腥草除作為食品防腐劑外,還可作為蔬菜食用。
3.8 其他中草藥
抗菌防腐保鮮的中草藥有很多。舒友菊等(2010)試驗表明,紫蘇對大腸桿菌的抑制作用強,最低抑制濃度為0.391%;丁香、艾葉、紫蘇、青蒿對金黃色葡萄球菌有很強的抑制作用,最低抑制濃度均為0.391%[29]。黃丹等(2010)認為紫蘇提取物因富含植物多酚類物質(zhì)和黃酮類化合物,表現(xiàn)出很強的抗氧化活性和抑菌特性,是一種高效、低毒的天然食品防腐劑[30]。文學(xué)(2009)研究表明,青蒿素對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌均有抑制作用,且隨著濃度的增加抑菌作用也隨之加強[31]。余伯良(1998)報道在培養(yǎng)基pH4.5時山蒼子油對多數(shù)霉菌的最低抑制濃度為1.77mg/ml,與山梨酸鉀的抑菌強度相近,比苯甲酸鈉強[32]。宮霞(1999)試驗表明,銀杏葉提取物中多種長鏈酚類物質(zhì)是主要的抗菌物質(zhì)[33]。夏秀芳等(2008)試驗表明,肉桂、丁香、迷迭香的醇提取物對冷卻肉有不同的保鮮效果,能有效延長貨架期[34]。有殺菌抑菌作用的中草藥很多,大部分可作為抗菌防腐保鮮劑食用。
3.9 中草藥復(fù)配方
中草藥之間存在抗菌抑菌保鮮的協(xié)同增效作用。張衛(wèi)紅等(2000)利用中草藥及其配伍進行抑菌試驗,發(fā)現(xiàn)適當(dāng)復(fù)配可提高抗菌效果,不僅能降低使用濃度,而且抗菌范圍更廣[35]。毛瓊(1999)通過不同溶劑對黃芩、大黃、連翹、丁香等8種中草藥進行提取,將其中效果最好的2種提取液進行復(fù)配,比10%的苯甲酸鈉和丙酸鈣有更明顯的抑菌防霉效果[28]。時振東等(2009)將生姜、花椒和黃傘3種提取液以相同體積復(fù)配后有增效作用,對細菌、酵母和霉菌的抑制效果強于苯甲酸鈉,而且抑菌濃度降低,pH作用范圍廣,熱穩(wěn)定性好[36]。舒友菊等(2010)將等量的丁香、辣椒、花椒組成復(fù)配防腐保鮮劑,抑菌效力明顯高于苯甲酸鈉[29]。丁智峰等(2012)認為,用香辛料制成的混合提取物能有效抑制真空包裝鮮豬肉中的微生物生長[37]。
目前,食品防腐保鮮添加劑發(fā)展趨勢是向天然性、安全性、營養(yǎng)性和功能化方向發(fā)展。隨著科學(xué)技術(shù)的進步,天然植物防腐保鮮劑將會逐步取代化學(xué)防腐保鮮劑。中草藥以其天然性、抗菌性強、抗菌范圍廣、安全無毒副作用等集調(diào)味增香、營養(yǎng)保健、抗菌防腐于一身得到廣泛的重視。采用復(fù)合型中草藥防腐保鮮劑,可以有效抑制或殺滅影響食品質(zhì)量的微生物,達到防腐保鮮,延長食品保質(zhì)期的目的,這是天然食品防腐劑的一個發(fā)展方向。
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【責(zé)任編輯:鄧軍文dengjunwen69@126.com】
Application of Chinese herbal medicine and its extract in food preservation
WANGYe,ZHANGHui-hua,HUMin-qiang
(Foshan University Foshan,Guangdong 528231)
∶In this paper the species,effective components and preservative functions of Chinese herb are described.At the same time,the characteristics and development trends of ideal natural food preservatives are alsomentioned,with an aim to provide the reference for the developmentofnewly,efficientand safe natural food preservativesand itsapplication.
chineseherb;food;preservatives
TS202.3
A
1008-0171(2015)01-0005-05
2014-10-30
王曄(1965-),男,湖南邵東人,佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院講師。