張全

（天津市肉類聯(lián)合加工廠，天津300300）

植物源防腐劑的研究現(xiàn)狀及在肉制品中的應(yīng)用

張全

（天津市肉類聯(lián)合加工廠，天津300300）

系統(tǒng)地介紹了植物源天然防腐劑的種類及在抑菌效果方面的研究成果，并闡述了植物源天然防腐劑在肉制品防腐保鮮方面的研究進(jìn)展，最后對(duì)植物源防腐劑的發(fā)展進(jìn)行了展望。

植物源；防腐劑；肉制品

據(jù)統(tǒng)計(jì)，全世界10%～20%的食品損失源于腐敗而被廢棄。食品在加工、運(yùn)輸、貯藏等過(guò)程中被微生物污染，不但降低了食品的衛(wèi)生質(zhì)量和商品價(jià)值，同時(shí)微生物產(chǎn)生的毒素也會(huì)對(duì)食用者本身產(chǎn)生危害，損害消費(fèi)者的健康［1］。食品防腐劑是指能夠殺滅微生物或抑制其繁殖作用，從而防止因微生物作用引起食品腐敗變質(zhì)、延長(zhǎng)食品保存期的一類食品添加劑。其防腐機(jī)理主要是通過(guò)作用于微生物細(xì)胞的亞結(jié)構(gòu)，達(dá)到殺菌或者抑菌的目的［2］。

依據(jù)來(lái)源的不同，食品防腐劑可分為天然防腐劑和化學(xué)合成防腐劑兩大類，其中天然防腐劑又可分為動(dòng)物源食品防腐劑、植物源食品防腐劑和微生物源食品防腐劑。天然食品防腐劑來(lái)源于動(dòng)植物組織和微生物，具有來(lái)源范圍廣、抑菌性能強(qiáng)、安全性高、風(fēng)味影響小等特點(diǎn)［3］。目前國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)微生物源生物防腐劑和動(dòng)物源生物防腐劑的研究較多，且Nisin是唯一得到大規(guī)模應(yīng)用和商業(yè)化的細(xì)菌素［4］。目前在食品工業(yè)中使用的防腐劑仍以化學(xué)合成防腐劑為主，但經(jīng)過(guò)科學(xué)研究及試驗(yàn)表明，化學(xué)合成防腐劑的安全性不高，并有嚴(yán)格的添加限量要求；國(guó)內(nèi)外對(duì)天然防腐劑的研發(fā)現(xiàn)狀仍然處于實(shí)驗(yàn)室研究階段，工業(yè)應(yīng)用發(fā)展相對(duì)滯后，因此，開發(fā)安全有效的天然來(lái)源的食品防腐劑，是今后食品防腐劑發(fā)展的方向。

目前雖然我國(guó)學(xué)者對(duì)植物源天然防腐劑的研究較多，且取得了一定成果，但和國(guó)外相比還有一定的差距，從不同的植物中尋找和制備多功能的天然食品防腐劑仍處于起步階段，有待進(jìn)一步的深入研究［3］。

1　植物源防腐劑的分類

植物源防腐劑是指在植物的器官中提取出來(lái)的具有抗菌性能的物質(zhì)，其活性成分多為植物次生代謝產(chǎn)物，其抗菌活性較強(qiáng)。目前，用于食品的天然植物源防腐劑包括香辛料及中草藥提取物、茶多酚、竹葉提取物、果膠酶解物等［5］。

1.1香辛料提取物

香辛料品種繁多，形態(tài)、氣味、功效各異，但都具有典型的特征香氣，其含有的揮發(fā)性物質(zhì)是呈味物質(zhì)的主要成分，且多集中于該植物的特定器官，并具有抗氧化及抗菌防腐功能，而其中的精油是主要的抑菌防腐物質(zhì)。經(jīng)國(guó)內(nèi)外學(xué)者長(zhǎng)期研究，目前已確定的精油中的抗菌成分有丁香酚乙酸酯、香芹酚、丁香酚、異硫氰酸烯內(nèi)酯、枯茗醛、異冰片、百里酚、甲基子丁香酚、茴香腦、樟腦、香芹酮等。由文獻(xiàn)中發(fā)現(xiàn)，目前通過(guò)提取精油可以作為防腐保鮮劑的食用香辛料植物主要有：蔥、蒜、姜、洋蔥、辣椒、茴香、丁香、肉桂、花椒、牛至、百里香、迷迭香等。

王步江等［6］對(duì)肉桂精油的抗菌性能進(jìn)行了研究，通過(guò)研究利用濾紙片液相和氣相擴(kuò)散法進(jìn)行體外抑菌試驗(yàn)，肉桂精油對(duì)霉菌、細(xì)菌和酵母均有很強(qiáng)的抑制作用，肉桂精油且對(duì)霉菌的抑菌作用要高于酵母菌和細(xì)菌。顧仁勇等［7］研究了丁香、牛至、山蒼子、連翹及肉桂5種香料的超臨界CO2提取物的綜合抑菌能力，經(jīng)實(shí)驗(yàn)得出，5種香辛料精油對(duì)霉菌的抑制作用最強(qiáng)，并對(duì)細(xì)菌和酵母也具有較強(qiáng)的抑制作用，其綜合抑菌能力由強(qiáng)到弱的順序是肉桂＞丁香＞連翹、牛至和山蒼子；隨著pH值的降低，精油的抑菌效果也隨之增強(qiáng)；加熱處理121℃15 min對(duì)抑菌效果均無(wú)明顯影響。劉偉等［8］的研究指出，姜酚明顯抑制痢疾志賀氏菌、枯草芽孢桿菌、釀酒酵母、金黃色葡萄球菌、黑曲霉菌和大腸桿菌，并通過(guò)電子顯微圖證實(shí)了姜酚對(duì)細(xì)胞或菌絲形態(tài)的改變作用，由此推測(cè)其抑菌機(jī)理是姜酚直接作用于細(xì)胞膜的結(jié)果。張赟彬等［9］通過(guò)實(shí)驗(yàn)表明，在八角茴香精油及其主要單體成分中，對(duì)大腸桿菌抑菌效果最佳成分為八角茴香精油和檸檬烯。

1.2中草藥提取物

我國(guó)中草藥品種繁多，資源豐富。國(guó)內(nèi)外研究者對(duì)中草藥的抑菌作用進(jìn)行了大量的研究和探討。楊淑文［10］研究了連翹、刺五加、黃連等32味中草藥提取物的抑菌作用，結(jié)果表明32種中草藥中，連翹等23種中草藥提取物對(duì)大腸桿菌具有抑制作用，虎杖等26種中草藥提取物對(duì)金黃色葡萄球菌具有抑制作用，其中連翹和虎杖分別對(duì)大腸桿菌和金黃色葡萄球菌具有較好的抑制效果。王雄［11］等對(duì)8種中草藥進(jìn)行常見(jiàn)病原菌的體外抑菌作用測(cè)試，結(jié)果表明8種中草藥對(duì)大腸桿菌、腸道沙門菌、金黃色葡萄球菌、銅綠假單胞菌、豬鏈球菌、痢疾志賀菌的抑菌圈中，茉莉花茶均大于8.3 mm，韭菜葉、韭菜根均大于9.1 mm，連根韭菜均大于16.6 mm；艾葉對(duì)痢疾志賀菌和金黃色葡萄球菌的抑菌圈分別為8.9 mm和11.9 mm，苦瓜對(duì)痢疾志賀菌的抑菌圈為8.6 mm，其余幾種草藥則均無(wú)明顯的抑菌作用，從而研究證實(shí)連根韭菜等中草藥對(duì)上述細(xì)菌具有較好的抑菌效果。

中草藥成分較多，作用機(jī)理復(fù)雜，而中草藥提取物是以中草藥為原料，通過(guò)提取分離手段，定向獲取和濃縮某一種或多種有效成分。已有研究確定的中草藥抑菌成分有醛、酮、酯、醚、酸、萜類及內(nèi)酯等，其抑菌作用主要機(jī)理有：1）影響細(xì)胞蛋白的合成；2）影響核酸合成；3）損傷細(xì)胞漿膜；4）對(duì)細(xì)胞壁的合成形成干擾；5）使得遺傳密碼不能正常復(fù)制［5］。

1.3茶多酚

茶樹是多年生常綠木本植物，原產(chǎn)地是我國(guó)西南部的云貴高原、西雙版納地區(qū)。茶葉是生活中常見(jiàn)的保健飲品。茶多酚是茶葉中多酚類物質(zhì)的總稱，包括黃烷醇類、花色苷類、黃酮類、黃酮醇類和酚酸類等。主要為黃烷醇（兒茶素）類，兒茶素占60%～80%。茶多酚具有一定的食品防腐保鮮作用，通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，茶多酚對(duì)青霉菌、大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、枯草桿菌等常見(jiàn)食品腐敗微生物有良好的抑制效果［12］。此外，茶多酚還對(duì)食品中的色素及維生素具有一定的抗氧化作用，保護(hù)食品中的色素及維生素，并能消除異味。通過(guò)動(dòng)物試驗(yàn)研究表明，茶多酚的安全性較高，無(wú)蓄積毒性，無(wú)遺傳毒性，可果蔬、肉制品等食品的防腐保鮮方面得到廣泛應(yīng)用［3］。此外，茶多酚還具有一定的保健功能，如抗衰老、防癌、防輻射、降血壓、消除體內(nèi)自由基、清洗肺部尼古丁等［3］。

1.4果膠酶解物

果膠是羥基被不同程度甲酯化的線性聚半乳糖醛酸和聚L-鼠李糖半乳糖醛酸，是細(xì)胞壁的組分之一。果膠自身并無(wú)抑菌活性，但當(dāng)通過(guò)酶解將果膠降解為低聚物時(shí)，就具有了明顯的抑菌效果。果膠酶解產(chǎn)物可應(yīng)用于多種食品中，具有一定程度的保鮮效果，開發(fā)前景廣闊。邸佳妮等［13］研究了山楂果膠酶解物在酸奶保鮮方面的應(yīng)用，試驗(yàn)結(jié)果表明山楂果膠低分子酶解產(chǎn)物對(duì)乳酸菌表現(xiàn)出很強(qiáng)的抗菌性，在低濃度時(shí)能促進(jìn)乳酸菌生長(zhǎng)，在高濃度時(shí)反而抑制乳酸菌生長(zhǎng)，且隨著濃度的增大，能夠抑制酸奶酸度升高及后酸化作用；此外，山楂果膠低分子酶解產(chǎn)物對(duì)酵母菌和霉菌也有明顯的抑制效果。李大峰等［14］通過(guò)采用果膠酶對(duì)柚皮果膠進(jìn)行水解，得到果膠水解物，并研究其對(duì)枯草芽孢桿菌、大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的抗菌作用，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出，當(dāng)水解時(shí)間為150 min時(shí)，果膠水解物對(duì)枯草芽孢桿菌、大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的抑制作用最強(qiáng)，隨著水解時(shí)間的繼續(xù)延長(zhǎng)，抑菌作用反而下降。

1.5其他植物植物源防腐劑

竹葉中含有酚類、黃酮類及酯類等成分具有抗氧化作用，對(duì)霉菌、細(xì)菌等容易導(dǎo)致食品腐敗變質(zhì)的微生物均有很強(qiáng)的抑制作用［15］，另外，竹葉提取物屬于中性防腐劑，與只能在酸性條件下才能抑菌的防腐劑相比，竹葉提取物拓寬了抑菌條件和范圍。

植物抗菌肽是植物自身合成的能夠防御環(huán)境中微生物侵害的一類小分子多肽。植物抗菌肽多為陽(yáng)離子多肽，熱穩(wěn)定性較好，作用位點(diǎn)各不相同，抗菌機(jī)理也多種多樣。目前，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)硫堇、植物防衛(wèi)素和脂質(zhì)轉(zhuǎn)移蛋白的研究較多。

植物防衛(wèi)素（Plant defensins）對(duì)細(xì)菌的抑制作用不明顯，但對(duì)多種真菌抑制作用較強(qiáng)，廣泛分布于種子植物的胚、子葉、莖、葉、果實(shí)及花等器官中。對(duì)擬南芥的研究表明，防衛(wèi)素的表達(dá)具有嚴(yán)格的器官特異性。目前大部分防衛(wèi)素是從植物種子中分離得到的［16］，并在植物表皮細(xì)胞及葉原基表層細(xì)胞中優(yōu)先積累。

2　植物源防腐劑在肉制品防腐保鮮方面的應(yīng)用

我國(guó)植物種類繁多，資源豐富，為植物源天然防腐劑的研究開發(fā)提供了有力的資源條件。由于植物源天然防腐劑在性能及安全性方面的優(yōu)勢(shì)，越來(lái)越多的國(guó)內(nèi)外學(xué)者加大在植物源天然防腐劑方面的研究力度。目前植物源防腐劑的應(yīng)用主要體現(xiàn)在肉制品的保藏、水果和果汁的保鮮、醬菜、雞蛋的存儲(chǔ)方面。

楊錫洪等［17］研究了殼聚糖在中式煮制肉制品中的應(yīng)用，研究表明對(duì)殼聚糖的酶解時(shí)間越長(zhǎng)，粘均分子量越低，殼聚糖的抑菌效果也就越好，將6%的經(jīng)菠蘿蛋白酶酶解30 min的殼聚糖添加到中式煮制肉制品中，可將中式煮制肉制品的貨架期延長(zhǎng)3 d。禹迎迎［18］研究了復(fù)合植物提取物在低溫肉制品中的抑菌效果，結(jié)果表明，新型天然復(fù)合植物提取物對(duì)于腸桿菌科細(xì)菌、假單胞菌、乳酸菌等主要腐敗菌的抑制作用強(qiáng)，其防腐效果顯著優(yōu)于山梨酸鉀。與乳酸鈉相比，天然復(fù)合植物提取物添加量為6 g/kg時(shí)，低溫熏煮火腿切片的細(xì)菌總數(shù)達(dá)標(biāo)期可延長(zhǎng)8周，添加量為8 g/kg時(shí)，細(xì)菌總數(shù)達(dá)標(biāo)期則可延長(zhǎng)10周，對(duì)于腸桿菌科細(xì)菌、假單胞菌、乳酸菌等主要腐敗菌的抑制作用強(qiáng)，且能較好抑制單增李斯特菌生長(zhǎng)。

李雙雙等［19］研究了在凍藏條件為-18℃時(shí)，不同濃度的茶多酚保鮮液對(duì)金槍魚肌肉的保鮮效果，結(jié)果表明，采用6 g/L茶多酚保鮮液浸漬處理金槍魚肌肉，在感官品質(zhì)沒(méi)有明顯變化的前提下，一級(jí)鮮度貨架期能延長(zhǎng)至30 d，二級(jí)鮮度貨架期也比對(duì)照組延長(zhǎng)了至少15 d，由此說(shuō)明茶多酚對(duì)金槍魚肌肉具有較強(qiáng)的保鮮效果。

3　結(jié)論與展望

尋求安全、高效的植物源天然防腐劑已成為食品工業(yè)的研究熱點(diǎn)，我國(guó)植物資源豐富，且傳統(tǒng)的植物資源也符合我國(guó)居民的飲食習(xí)慣，植物源天然防腐劑在安全性方面也比化學(xué)合成防腐劑要高，因此，開發(fā)安全、高效的植物源天然防腐劑成為了食品防腐保鮮領(lǐng)域新的發(fā)展趨勢(shì)。

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Research Status and Application of Plant Source Preservatives in Meat Products

ZHANG Quan
（Tianjin Meat Processing Factory，Tianjin 300300，China）

This paper systematically introduced kinds of plant derived natural preservatives and in the inhibitory effect of the research results，and describes the research progress of plant derived natural preservatives in meat product preservation，development of botanical preservatives is discussed at last.

plant source；preservative；meat product

10.3969/j.issn.1005-6521.2016.17.054

2016-08-08

張全（1983—），男（漢），助理工程師，學(xué)士，研究方向：熟肉制品研發(fā)。