植物提取物的防腐作用及其机理研究进展 | 植物提取物的防腐作用及其机理研究进展 |
| 发布时间:2020-10-03 信息来源:admin 发布人:admin 点击次数:1034 |
| 添加防腐剂能够有效防止由微生物所引起的食物腐败、变质现象，进而达到延长保存期及其货架期[1]。随着人们安全意识的增强，逐渐发现化学合成防腐剂存在致癌性、致畸性和易引起食物中毒等负面效应，长期大量使用会威胁人类健康，所以，人们对食品防腐剂普遍存在恐惧感。由于人们对保鲜防腐要求的提高，为了满足大众的需求，绿色、安全的天然植物源性防腐剂出现在人们的视野中。植物源性提取物就是通过物理或化学方法从植物中提取的活性成分(如黄酮、精油、生物碱等)，并具有含量稳定且无毒副作用等优点[2]，以一定的剂量加入后能防止或减缓食物腐败，并延长其货架期。Cock(2017)研究发现，澳大利亚相思树的树叶和树皮提取物能有效抑制致腐菌和有毒菌的生长[3]，且该提取物的毒性作用小，对人体不够成伤害，充分显示了作为天然防腐剂的潜力。因此开发绿色、安全、效果稳定的天然植物源性提取物作为食物或饲料防腐剂，已成为国内外的研究焦点。 微生物的作用、食物中的各种酶类、空气的温度和湿度等是导致食物腐败变质的主要原因，其中由微生物污染引起的腐败变质是最为重要和普遍的因素[4]。近年来的研究显示，植物提取物中的活性成分具有抑菌的功效[5]，我国植物资源丰富，已有许多药食两用的植物被开发与利用，这对行业来说是一个新的突破。 ![添加防腐剂能够有效防止由微生物所引起的食物腐败、变质现象，进而达到延长保存期及其货架期[1]。随着人们安全意识的增强，逐渐发现化学合成防腐剂存在致癌性、致畸性和易引起食物中毒等负面效应，长期大量使用会威胁人类健康，所以，人们对食品防腐剂普遍存在恐惧感。由于人们对保鲜防腐要求的提高，为了满足大众的需求，绿色、安全的天然植物源性防腐剂出现在人们的视野中。植物源性提取物就是通过物理或化学方法从植物中提取的活性成分(如黄酮、精油、生物碱等)，并具有含量稳定且无毒副作用等优点[2]，以一定的剂量加入后能防止或减缓食物腐败，并延长其货架期。Cock(2017)研究发现，澳大利亚相思树的树叶和树皮提取物能有效抑制致腐菌和有毒菌的生长[3]，且该提取物的毒性作用小，对人体不够成伤害，充分显示了作为天然防腐剂的潜力。因此开发绿色、安全、效果稳定的天然植物源性提取物作为食物或饲料防腐剂，已成为国内外的研究焦点。 微生物的作用、食物中的各种酶类、空气的温度和湿度等是导致食物腐败变质的主要原因，其中由微生物污染引起的腐败变质是最为重要和普遍的因素[4]。近年来的研究显示，植物提取物中的活性成分具有抑菌的功效[5]，我国植物资源丰富，已有许多药食两用的植物被开发与利用，这对行业来说是一个新的突破。 1 植物源活性成分对腐败细菌 的抑制活性及作用机理 细菌污染是肉蛋奶变质的主要原因。导致乳制品腐败的细菌包括丁酸梭菌、假单胞菌、变形杆菌、枯草杆菌、产气嗜热杆菌等，这些细菌使乳制品产生异常气味进而影响其品质；导致肉制品腐败的细菌包括枯草杆菌、马铃薯杆菌、腐败杆菌、芽孢杆菌、白色葡萄球菌、八叠球菌等，这些细菌使肉制品的组织结构溶解而潮湿，导致其气味恶臭和颜色暗灰，有些细菌甚至可以产生毒素，并易引起中毒；导致蛋腐败的细菌包括大肠杆菌、微球菌、变形杆菌、铜绿假单胞菌、葡萄球菌等，这些腐败性细菌使蛋变成“散黄蛋”、“泻黄蛋”、“绿腐败蛋”，随着腐败程度的加深，蛋有可能发生爆裂并流出恶臭汁液。 1.1 生物碱对腐败细菌的抑制作用 生物碱是生物体次生代谢产物的一类，一般指生物体内的碱性含氮化合物，具有复杂的氮杂环。目前发现的生物碱种类约有10 000余种，并随着研究的深入，更多种类的生物碱随之发现[6]。生物碱具有许多正面的功效，发现其在防腐、保鲜、抑菌方面也有较大的潜力，其研究和应用前景广阔。 Mabhiza等(2016)报道，红千层(Callistemon citrinus)和斑鸠菊(Vernonia adoensis)两种植物的生物碱提取物对金黄色葡萄球菌和铜绿假单胞菌具有良好的抗菌活性[7]。Li等(2016)发现苦参芍药总生物碱[8]与贾琦珍等(2015)报道的小花棘豆生物碱[9]均能有效抑制表皮葡萄球菌生长。美合日古丽·阿卜杜热西提等(2017)发现，用正丁醇萃取的盐穗木生物碱对金黄色葡萄球菌的抑制作用较强，但对大肠杆菌的抑菌效果较弱[10]。Nyambuya等(2017)研究指出，由风车子(Combretum zeyheri)提取的生物碱对分枝杆菌有较高的抑制作用，且抑菌效果呈现浓度和时间依赖性[11]。何龙等(2016)发现，混合茶碱较单一茶碱具有更强的抑菌效果[12]。杨园园等(2017)也指出，如意草生物碱对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、枯草芽孢杆菌和沙门氏菌均有良好的抑菌效果[13]。 1.2 多糖对腐败细菌的抑制作用 多糖又称多聚糖(polysaccharide)，是由醛糖和酮糖脱水缩合形成的糖苷键线性或分枝链接而成的大分子聚合物[14]。多糖除了可作为能源物质外，还具有其他的生物学功能，尤其在防腐中的作用越来越受到人们的关注。 Heydarian等(2017)报道了连翘多糖对大肠杆菌、志贺氏菌、伤寒沙门氏菌、蜡状芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌均有抑制作用[15]。Hematyar等(2016)发现，从枇杷(Eriobotrya japonica L.)种子和果实中提取的多糖对大肠杆菌、伤寒沙门氏菌、铜绿假单胞菌和痢疾志贺氏菌等革兰氏阴性菌的抑制作用比蜡状芽孢杆菌，金黄色葡萄球菌和链球菌等革兰氏阳性菌更强[16]。Chen等(2014)研究也发现玉竹多糖对金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌、枯草芽孢杆菌和大肠杆菌具有抑制作用[17]。扈瑞平等(2011)研究结果显示，沙葱多糖(SCSP)对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌有较明显的抑制作用,最大抑菌圈直径分别为13.3 mm、9.9 mm[18]。Sharma等(2015)发现虫草细胞内多糖(IPS)与表多糖(EPS)抑菌作用，且IPS的抑菌效果优于EPS[19]。Mazarei等(2017)发现刺山柑叶多糖对大肠杆菌、痢疾志贺氏菌和伤寒沙门氏菌等革兰氏阴性细菌的抑制作用比革兰氏阳性菌更强[20]。 1.3 精油对腐败细菌的抑制作用 植物精油(Essential Oil)被称为液体黄金，是植物分泌的一种芳香类物质，其成分复杂，存在于植物的花、茎叶、果实等部位。精油作为植物的高浓度缩合物，其挥发性高，易被吸收。精油具有天然的防腐抑菌功能，对防腐保鲜提供了一种新的思路，并已被欧美等国家批准为防腐保鲜剂[21]。 Salah-Fatnassi等(2017)研究显示突尼斯野生山毛檀(Santolina chamaecyparissus L.)花头和根精油对细菌有抑菌作用[22]。Millezi等(2016)研究发现肉桂(cinnamon)和玫瑰草(palmarosa)精油能有效的抑制大肠杆菌的生长[23]。Megzari等（2015）也报道摩洛哥迷迭香精油对大肠杆菌、耻垢分枝杆菌、枯草芽孢杆菌有较明显的抑制活性[24]。Okoh等（2016）研究了胡椒果（Dennettia tripetala G. Baker）精油，结果显示此果精油对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、李斯特菌等试验菌有抑制作用[25]。Rath等(2017)发现黑孜然精油能够显著抑制大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和铜绿假单胞菌，并对菌体造成不可逆的损伤[26]。段伟丽等（2015）发现艾蒿精油对革兰氏阳性菌的抑菌效果优于革兰氏阴性菌，其抑菌效果受温度和pH的影响，当温度高于40 ℃时活性下降，但在酸性条件下可增强其抑菌活性[27]。闫旭宇等(2016)研究显示灵香草精油对大肠杆菌引起的腐败作用具有较强的抑制作用，且其抑菌防腐保鲜效果优于化学防腐剂[28]。 1.4 黄酮类对腐败细菌的抑制作用 黄酮类化合物(flavonoids)是一类以2-苯基色原酮作为母核的色素化合物，是植物次生代谢产物，存在于维管植物的各个部位[29]，因分子结构中含有酮基，显黄色，故称为黄酮[30]。黄酮类化合物具有抑制腐败细菌生长的功效，所以，近年来逐渐被人们重视。 Nobakht等(2017)发现桉树黄酮具有广谱的抑菌作用，尤其对铜绿假单胞菌的抑菌活性最高[31]。Bagla等(2014)从罗汉松叶分离出的黄酮对粪肠球菌和铜绿假单胞菌具有抑制活性[32]。黄晓敏等(2014)发现马尾松针黄酮类物质对腐败菌具有较强的抑制作用，即使在高温和254 nm的紫外光照射下仍保持其抑菌活性[33]。Basile等(1999)从5种青苔中分离出7种黄酮，这些黄酮对杜氏杆菌、产气荚膜梭菌、铜绿假单胞菌均具有明显的抑菌效果[34]。Moon等(2013)发现橙皮素和柚皮素是天然黄酮类化合物中抑菌效果较强的2种物质，该2种物质都是通过破坏细胞膜而抑制幽门螺杆菌的生长[35]。库尔班江·巴拉提等(2016)指出葡萄叶总黄酮对金黄色葡萄球菌、大肠埃希菌、白假丝酵母菌和枯草芽孢杆菌均有抑制作用[36]。王春幸等(2016)发现，费菜黄酮对导致冷却猪肉腐败的气单胞菌、假单胞菌、乳酸菌有抑制作用，维持较好的色泽，并且浓度增大对菌落的抑制效果增强，冷却猪肉的保鲜效果也越佳，充分显示费菜黄酮类化合物在食品防腐保鲜方面具有的应用潜力[37]。 1.5 植物活性成分抑制腐败细菌的机理 细菌细胞都具有细胞壁、细胞膜、细胞质、核体等基本结构，有些细菌在特定条件下会产生特殊结构如荚膜、鞭毛、菌毛、芽孢等，对于植物提取物活性成分的抑菌活性，大多是破坏细菌结构而起到抑菌作用。 张赟彬等(2010)用荷叶精油处理肉类中常见的大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和沙门氏菌后可使小分子(Na+、K+等)物质从细菌膜内渗出，导致菌液电导率上升，说明精油改变了膜的通透性；随着精油作用时间的延长，还原糖从膜内渗出，使得菌液中的还原糖含量升高，说明精油破环了细菌膜的结构；可溶性蛋白质随着作用时间的增加，含量先减少后增加，当精油活性减弱时，可溶性蛋白含量趋于稳定，说明精油抑制了细菌蛋白质合成[38]。代建丽等(2015)研究白芨多糖抑菌机理时也得出类似的结果[39]。李璐等(2016)通过分析大肠杆菌生长曲线、胞内外可溶性蛋白量、胞外核酸量、金属离子量、菌体培养液电导率以及菌体超微结构后发现，淫羊藿生物碱对大肠杆菌具有较强的抑制作用，并测得菌体培养液的电导率改变，细菌细胞表面破损，并其生长受到抑制[40],看似生物碱的抑菌机理与植物精油和多糖的抑菌机理不尽相同。植物提取物中生物活性成分抑菌机制的相关研究较少，现有的报道显示生物活性成分主要从破坏菌体细胞壁和细胞膜、改变细胞膜通透性、影响菌体内代谢酶活性、扰乱代谢机制、影响菌体的复制和转录或阻止菌体内蛋白质的合成等几方面来起到抑菌防腐的效果[41]，随着研究的深入还会发现更多的抑菌机制。 2 植物源活性成分对腐败真菌 的抑制活性及作用机理 真菌从外形上分为酵母菌、霉菌、担子菌。导致乳制品腐败的真菌包括酿酒酵母菌、假丝酵母、青霉、曲霉、根霉等，这些真菌使鲜乳发生强烈的酵母气味和苦味，霉菌在加工过程中产生色素，甚至是毒素，严重影响乳品质。导致肉制品腐败的真菌包括青霉、曲霉、毛霉等，当温度过高湿度过大时，肉制品会发生霉变，当这些霉菌深入到肉深层时，肉已发黏，并出现明显的败坏气味和不正常的颜色，严重影响肉的品质且不能食用，造成浪费。导致蛋腐败的真菌包括青霉、曲霉、毛霉、白地霉、分枝霉等，这些霉菌导致蛋的霉败，当湿度高于85%时易发生，内部和表面均可发生霉变，霉菌通过蛋壳进入蛋内，使蛋白凝结、变色、有霉臭，造成蛋的利用率下降。 2.1 生物碱对腐败真菌的抑制作用 生物碱不仅对腐败细菌有抑制作用，还可以抑制酵母菌、霉菌等真菌。张姝等(2016)发现腊梅籽生物碱对葡萄灰霉菌、番茄叶霉菌有较理想的抑制作用[42]。Xue 等(2017)从粳稻根(hylomecon japonica roots)提取出12种生物碱，其中苯并菲啶异喹啉生物碱对革兰氏阳性菌和真菌显示出较强的抑制活性[43]。陈乃东等(2015)发现亳芍总生物碱对酵母菌和黑曲霉菌均有抑制作用[44]。朱宪龙(2014)探讨槟榔芋皮渣生物碱抑菌活性后发现对霉菌和酿酒酵母均有强的抑制作用[45]。孙一丹等(2015)发现被真菌侵染和未被侵染的醉马草生物碱提取液对植物病原真菌的菌落生长和孢子萌发均有抑制作用，但被真菌侵染的抑菌效果更好，且抑菌效果与提取液的浓度呈正相关[46]。 2.2 多糖对腐败真菌的抑制作用 多糖可以改善食品的食用品质、加工特性和外观特性，可以用做添加剂。Zaitseva等(2010) 报道苔藓多糖对试验真菌(曲霉属)有抑制活性[47]。杨晓杰等(2015)发现秸秆多糖中的PPI和PPII组分对3种试验真菌的抑制活性为青霉>黄曲霉>黑根霉，当多糖浓度为200 mg/ml时，抑菌圈达到最大，PPI和PPII对3种试验真菌的抑菌圈直径分别为:8.80、8.60、7.88 mm和9.04、9.02、7.68 mm[48]。张文波等(2011)研究苦瓜多糖的抑菌活性时发现该多糖对黑霉菌的抑菌强度优于米霉菌，其MIC分别为2 mg/ml和10 mg/ml；抑菌活性受浓度和pH值的影响，当苦瓜多糖的浓度增加时抑菌活性增强，pH值4时对米曲霉的抑菌效果最佳[49]。李瑜等(2012)发现枸杞多糖对霉菌的抑制效果与其浓度呈正相关，而黄芪多糖浓度为 0.02 mg/ml时抑制霉菌的效果最佳；当pH值6时两种多糖的抑菌效果均佳[50]。黄琼等(2015)报道金针菇多糖对青霉菌、毛霉、镰刀菌、木霉菌均有抑制作用，且经金针菇多糖处理过的蔬菜和肉类，无腐败、变霉的现象[51]。 2.3 精油对腐败真菌的抑制作用 植物精油对人体无害，所以用在食品防腐方面的优势远大于化学防腐剂。研究者不仅对精油抑制细菌的作用进行了研究，对抑制真菌也有详尽的阐述。Freires等(2014)发现香菜精油有良好的抗真菌的作用[52]。Omoruyi等(2014)从可食用日中花(mesembryanthemum edule)叶片中提取的精油对白色念珠菌、克鲁斯假丝酵母菌、皱褶假丝酵母菌、光滑假丝酵母菌、新型隐球菌(一种荚膜酵母菌)均有抑制作用[53]。Prakash等(2016)发现从葛缕子(Carum carvi)、肉豆蔻(Myristica fragrans)、白千层（Melaleuca leucadendra）、樟树(Cinnamomum camphora)、豆蔻天竺葵(Pelargonium odoratissimum)、香茅(Cymbopogon citratus)中提取的植物精油对黄曲霉菌均有抑制作用，从而显著减少黄曲霉毒素的产生[54]。柴向华等(2016)发现罗勒精油对黑根霉抑菌效果最好[55]。Su等(2015)从植物枫香(Michelia comnpressa var. formosana)的叶、杆、枝、花中提取的精油均有抑制霉菌的作用[56]。张一等(2016)研究香辛料精油的抑菌作用时发现豆蔻精油对啤酒酵母、青霉菌的抑制作用较强；孜然精油和豆蔻精油按1：1的比例制作复配精油时其抑菌活性具有选择性；把加入复配精油的猪肉脯与未加入复配精油的猪肉铺相比较，加精油的猪肉脯中菌落数降低，充分说明了精油具有抑菌防腐的特性[57]。 2.4 黄酮类对腐败真菌的抑制作用 黄酮类化合物因其独特的化学结构而具有药用价值、抗氧化、免疫调节、抗肿瘤、抑菌等许多生物学功效。已有的研究结果均表明从植物中提取物的黄酮类化合物是一种天然的防腐剂，对真菌的抑制效果较好。蔡晓东等(2016)报道，蜂蜡黄酮对酵母菌和黑曲霉菌均有抑制作用[58]。香蕉皮黄酮对酵母菌有抑制作用，抑菌圈大于10 mm，尤其是纯化后的香蕉黄酮对酵母菌的抑制效果更佳[59]。丁捷枫(2015)报道随着竹干黄酮浓度的增大，抑制霉菌的效果明显增强，在pH值为4的酸性条件下抑菌效果较好，且100 ℃以下的热处理对抑菌效果无影响[60]，这一特性为需要加热的物质提供了抑菌防腐保鲜的新方法。丁存宝等(2012)研究发现情火焰月季果黄酮对酿酒酵母和青霉菌的抑菌效果较好，其MIC分别为0.625 mg/ml和1.25 mg/ml[61]。邵金华等(2017)也指出梓树根皮总黄酮对酿酒酵母、青霉菌有较强的抑制作用[62]。夏艳(2015)也报道紫萁黄酮类化合物对黄曲霉和青霉均有良好的抑制作用[63]。 2.5 植物活性成分抑制腐败真菌的机理 酵母菌是单细胞微生物，具有典型的细胞结构，以芽殖、横分裂或子囊孢子形成的方式进行繁殖，具体以哪种方式繁殖取决于酵母菌的种类；霉菌因其种类不同，有单细胞和多细胞之分，霉菌的菌丝是由孢子萌发生长而成，菌丝对霉菌来说不仅可以摄取营养物质，还能进行繁殖。酵母菌和霉菌进入饲料中可造成变质或引起食用动物发生中毒。 田俊(2012)以黄曲霉菌的细胞膜和线粒体为研究切入点，探讨莳萝子挥发油抑制真菌的机理时发现莳萝子精油可以增大细胞膜的通透性，造成细胞膜的损伤，抑制了麦角固醇合成含量，从而破坏了细胞膜的完整性；由于细胞膜遭到破坏，致使核酸等大分子内容物外漏。线粒体是真菌重要的细胞器，如果线粒体遭受破坏直接影响真菌的生长。莳萝子挥发油使黄曲霉线粒体的膜电位升高、丙二醛的含量升高和ATPase、总脱氢酶、苹果酸脱氢酶、琥珀酸脱氢酶的活性下降，这些变化使线粒体不能正常运转，导致ROS(活性氧)大量积累，激活黄曲霉内的半胱氨酸蛋白酶，导致细胞凋亡，使莳萝子挥发油发挥抑制真菌的作用[64]。任伟(2014)研究发现石蒜碱和小壁碱能有效减少菌丝分支和分隔，影响菌丝有丝分裂，抑制真菌菌丝生长；两种生物碱影响细胞膜通透性，使可溶性蛋白含量减少，胞内琥珀酸脱氢酶活性减弱，营养物质吸收受阻，从而达到抑菌效果[65]。王芳等(2015)研究白三叶草黄酮的抑菌机制时也得出相似的结果[66]。现有的研究表明植物提取物的抑菌机制大多是破坏细胞膜，影响酶反应，抑制菌体繁殖等，其它机制还没有被阐明，不同植物提取物的抑菌机制也不尽相同，相信随着科研水平的进步会有更多的抑菌机理被发现。 3 小结 减缓食品的腐败，可以延长货架期，减少中毒的发生，降低发生安全问题的风险。尽管现在研究出很多应用于防腐方面的植物提取物，但实际应用的却很少，可能原因是化学添加剂价格便宜，且成分单一稳定，使用便捷，故被加工厂家接受度相对较高。近些年来，由于大众对食品安全和健康意识的提高，认识到化学防腐剂的危害，所以开始研发新的防腐剂并且取得了良好的成果。国内外的研究显示已有300多种植物提取物具有防腐保鲜作用[67-68]。 我国植物种类丰富、品种多样，但研究出的可防腐且允许使用的植物添加剂并不多，造成这一结果的可能原因是：①植物防腐剂相较于化学防腐剂价格略贵，厂家为降低成本而选择化学防腐剂；②植物防腐剂的使用剂量、对人体是否有毒害作用，尚不明确；③防腐剂本身应该有不参加化学反应、不影响品质等特性，但植物中存在某些成分可影响食物原本风味；④允许使用的植物防腐剂多为提取液，是一种粗制品，成分复杂，结构研究的不深入；⑤现在的研究多停留在验证实验，只是证明某种植物提取物具有防腐抑菌的功效，其防腐机理没有深入研究探讨。 从目前防腐剂的应用情况看，单一的使用一种防腐剂就会出现使用剂量增大，对人体健康造成威胁。植物防腐剂虽然成本略贵，但防腐效果明显，如果与化学防腐剂或两种植物防腐剂配合使用，不仅可以降低成本，还可以使防腐效果叠加，对行业来说可能是一种新的突破。Giarratana等(2016)将复配的迷迭香和百里香精油应用在香肠中，不仅对单核细胞增生李斯特氏菌显示出抑菌活性并且使香肠在储存期具有良好的风味[69]。Bag等(2015)研究出芫荽精油和小茴香籽油复配对蜡状芽孢杆菌、单核李斯特菌、藤黄微球菌、金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和鼠伤寒沙门氏菌有抑制作用[70]。防腐剂的地位随着生活水平的进步也变得更为突出，深入研究植物提取物的成分、活性机理，为开发绿色、安全的植物防腐剂将成为国内外同仁共同努力的方向。](/kindeditor/attached/image/20201003/20201003113484458445.jpeg "添加防腐剂能够有效防止由微生物所引起的食物腐败、变质现象，进而达到延长保存期及其货架期[1]。随着人们安全意识的增强，逐渐发现化学合成防腐剂存在致癌性、致畸性和易引起食物中毒等负面效应，长期大量使用会威胁人类健康，所以，人们对食品防腐剂普遍存在恐惧感。由于人们对保鲜防腐要求的提高，为了满足大众的需求，绿色、安全的天然植物源性防腐剂出现在人们的视野中。植物源性提取物就是通过物理或化学方法从植物中提取的活性成分(如黄酮、精油、生物碱等)，并具有含量稳定且无毒副作用等优点[2]，以一定的剂量加入后能防止或减缓食物腐败，并延长其货架期。Cock(2017)研究发现，澳大利亚相思树的树叶和树皮提取物能有效抑制致腐菌和有毒菌的生长[3]，且该提取物的毒性作用小，对人体不够成伤害，充分显示了作为天然防腐剂的潜力。因此开发绿色、安全、效果稳定的天然植物源性提取物作为食物或饲料防腐剂，已成为国内外的研究焦点。 微生物的作用、食物中的各种酶类、空气的温度和湿度等是导致食物腐败变质的主要原因，其中由微生物污染引起的腐败变质是最为重要和普遍的因素[4]。近年来的研究显示，植物提取物中的活性成分具有抑菌的功效[5]，我国植物资源丰富，已有许多药食两用的植物被开发与利用，这对行业来说是一个新的突破。 1 植物源活性成分对腐败细菌 的抑制活性及作用机理 细菌污染是肉蛋奶变质的主要原因。导致乳制品腐败的细菌包括丁酸梭菌、假单胞菌、变形杆菌、枯草杆菌、产气嗜热杆菌等，这些细菌使乳制品产生异常气味进而影响其品质；导致肉制品腐败的细菌包括枯草杆菌、马铃薯杆菌、腐败杆菌、芽孢杆菌、白色葡萄球菌、八叠球菌等，这些细菌使肉制品的组织结构溶解而潮湿，导致其气味恶臭和颜色暗灰，有些细菌甚至可以产生毒素，并易引起中毒；导致蛋腐败的细菌包括大肠杆菌、微球菌、变形杆菌、铜绿假单胞菌、葡萄球菌等，这些腐败性细菌使蛋变成“散黄蛋”、“泻黄蛋”、“绿腐败蛋”，随着腐败程度的加深，蛋有可能发生爆裂并流出恶臭汁液。 1.1 生物碱对腐败细菌的抑制作用 生物碱是生物体次生代谢产物的一类，一般指生物体内的碱性含氮化合物，具有复杂的氮杂环。目前发现的生物碱种类约有10 000余种，并随着研究的深入，更多种类的生物碱随之发现[6]。生物碱具有许多正面的功效，发现其在防腐、保鲜、抑菌方面也有较大的潜力，其研究和应用前景广阔。 Mabhiza等(2016)报道，红千层(Callistemon citrinus)和斑鸠菊(Vernonia adoensis)两种植物的生物碱提取物对金黄色葡萄球菌和铜绿假单胞菌具有良好的抗菌活性[7]。Li等(2016)发现苦参芍药总生物碱[8]与贾琦珍等(2015)报道的小花棘豆生物碱[9]均能有效抑制表皮葡萄球菌生长。美合日古丽·阿卜杜热西提等(2017)发现，用正丁醇萃取的盐穗木生物碱对金黄色葡萄球菌的抑制作用较强，但对大肠杆菌的抑菌效果较弱[10]。Nyambuya等(2017)研究指出，由风车子(Combretum zeyheri)提取的生物碱对分枝杆菌有较高的抑制作用，且抑菌效果呈现浓度和时间依赖性[11]。何龙等(2016)发现，混合茶碱较单一茶碱具有更强的抑菌效果[12]。杨园园等(2017)也指出，如意草生物碱对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、枯草芽孢杆菌和沙门氏菌均有良好的抑菌效果[13]。 1.2 多糖对腐败细菌的抑制作用 多糖又称多聚糖(polysaccharide)，是由醛糖和酮糖脱水缩合形成的糖苷键线性或分枝链接而成的大分子聚合物[14]。多糖除了可作为能源物质外，还具有其他的生物学功能，尤其在防腐中的作用越来越受到人们的关注。 Heydarian等(2017)报道了连翘多糖对大肠杆菌、志贺氏菌、伤寒沙门氏菌、蜡状芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌均有抑制作用[15]。Hematyar等(2016)发现，从枇杷(Eriobotrya japonica L.)种子和果实中提取的多糖对大肠杆菌、伤寒沙门氏菌、铜绿假单胞菌和痢疾志贺氏菌等革兰氏阴性菌的抑制作用比蜡状芽孢杆菌，金黄色葡萄球菌和链球菌等革兰氏阳性菌更强[16]。Chen等(2014)研究也发现玉竹多糖对金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌、枯草芽孢杆菌和大肠杆菌具有抑制作用[17]。扈瑞平等(2011)研究结果显示，沙葱多糖(SCSP)对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌有较明显的抑制作用,最大抑菌圈直径分别为13.3 mm、9.9 mm[18]。Sharma等(2015)发现虫草细胞内多糖(IPS)与表多糖(EPS)抑菌作用，且IPS的抑菌效果优于EPS[19]。Mazarei等(2017)发现刺山柑叶多糖对大肠杆菌、痢疾志贺氏菌和伤寒沙门氏菌等革兰氏阴性细菌的抑制作用比革兰氏阳性菌更强[20]。 1.3 精油对腐败细菌的抑制作用 植物精油(Essential Oil)被称为液体黄金，是植物分泌的一种芳香类物质，其成分复杂，存在于植物的花、茎叶、果实等部位。精油作为植物的高浓度缩合物，其挥发性高，易被吸收。精油具有天然的防腐抑菌功能，对防腐保鲜提供了一种新的思路，并已被欧美等国家批准为防腐保鲜剂[21]。 Salah-Fatnassi等(2017)研究显示突尼斯野生山毛檀(Santolina chamaecyparissus L.)花头和根精油对细菌有抑菌作用[22]。Millezi等(2016)研究发现肉桂(cinnamon)和玫瑰草(palmarosa)精油能有效的抑制大肠杆菌的生长[23]。Megzari等（2015）也报道摩洛哥迷迭香精油对大肠杆菌、耻垢分枝杆菌、枯草芽孢杆菌有较明显的抑制活性[24]。Okoh等（2016）研究了胡椒果（Dennettia tripetala G. Baker）精油，结果显示此果精油对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、李斯特菌等试验菌有抑制作用[25]。Rath等(2017)发现黑孜然精油能够显著抑制大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和铜绿假单胞菌，并对菌体造成不可逆的损伤[26]。段伟丽等（2015）发现艾蒿精油对革兰氏阳性菌的抑菌效果优于革兰氏阴性菌，其抑菌效果受温度和pH的影响，当温度高于40 ℃时活性下降，但在酸性条件下可增强其抑菌活性[27]。闫旭宇等(2016)研究显示灵香草精油对大肠杆菌引起的腐败作用具有较强的抑制作用，且其抑菌防腐保鲜效果优于化学防腐剂[28]。 1.4 黄酮类对腐败细菌的抑制作用 黄酮类化合物(flavonoids)是一类以2-苯基色原酮作为母核的色素化合物，是植物次生代谢产物，存在于维管植物的各个部位[29]，因分子结构中含有酮基，显黄色，故称为黄酮[30]。黄酮类化合物具有抑制腐败细菌生长的功效，所以，近年来逐渐被人们重视。 Nobakht等(2017)发现桉树黄酮具有广谱的抑菌作用，尤其对铜绿假单胞菌的抑菌活性最高[31]。Bagla等(2014)从罗汉松叶分离出的黄酮对粪肠球菌和铜绿假单胞菌具有抑制活性[32]。黄晓敏等(2014)发现马尾松针黄酮类物质对腐败菌具有较强的抑制作用，即使在高温和254 nm的紫外光照射下仍保持其抑菌活性[33]。Basile等(1999)从5种青苔中分离出7种黄酮，这些黄酮对杜氏杆菌、产气荚膜梭菌、铜绿假单胞菌均具有明显的抑菌效果[34]。Moon等(2013)发现橙皮素和柚皮素是天然黄酮类化合物中抑菌效果较强的2种物质，该2种物质都是通过破坏细胞膜而抑制幽门螺杆菌的生长[35]。库尔班江·巴拉提等(2016)指出葡萄叶总黄酮对金黄色葡萄球菌、大肠埃希菌、白假丝酵母菌和枯草芽孢杆菌均有抑制作用[36]。王春幸等(2016)发现，费菜黄酮对导致冷却猪肉腐败的气单胞菌、假单胞菌、乳酸菌有抑制作用，维持较好的色泽，并且浓度增大对菌落的抑制效果增强，冷却猪肉的保鲜效果也越佳，充分显示费菜黄酮类化合物在食品防腐保鲜方面具有的应用潜力[37]。 1.5 植物活性成分抑制腐败细菌的机理 细菌细胞都具有细胞壁、细胞膜、细胞质、核体等基本结构，有些细菌在特定条件下会产生特殊结构如荚膜、鞭毛、菌毛、芽孢等，对于植物提取物活性成分的抑菌活性，大多是破坏细菌结构而起到抑菌作用。 张赟彬等(2010)用荷叶精油处理肉类中常见的大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和沙门氏菌后可使小分子(Na+、K+等)物质从细菌膜内渗出，导致菌液电导率上升，说明精油改变了膜的通透性；随着精油作用时间的延长，还原糖从膜内渗出，使得菌液中的还原糖含量升高，说明精油破环了细菌膜的结构；可溶性蛋白质随着作用时间的增加，含量先减少后增加，当精油活性减弱时，可溶性蛋白含量趋于稳定，说明精油抑制了细菌蛋白质合成[38]。代建丽等(2015)研究白芨多糖抑菌机理时也得出类似的结果[39]。李璐等(2016)通过分析大肠杆菌生长曲线、胞内外可溶性蛋白量、胞外核酸量、金属离子量、菌体培养液电导率以及菌体超微结构后发现，淫羊藿生物碱对大肠杆菌具有较强的抑制作用，并测得菌体培养液的电导率改变，细菌细胞表面破损，并其生长受到抑制[40],看似生物碱的抑菌机理与植物精油和多糖的抑菌机理不尽相同。植物提取物中生物活性成分抑菌机制的相关研究较少，现有的报道显示生物活性成分主要从破坏菌体细胞壁和细胞膜、改变细胞膜通透性、影响菌体内代谢酶活性、扰乱代谢机制、影响菌体的复制和转录或阻止菌体内蛋白质的合成等几方面来起到抑菌防腐的效果[41]，随着研究的深入还会发现更多的抑菌机制。 2 植物源活性成分对腐败真菌 的抑制活性及作用机理 真菌从外形上分为酵母菌、霉菌、担子菌。导致乳制品腐败的真菌包括酿酒酵母菌、假丝酵母、青霉、曲霉、根霉等，这些真菌使鲜乳发生强烈的酵母气味和苦味，霉菌在加工过程中产生色素，甚至是毒素，严重影响乳品质。导致肉制品腐败的真菌包括青霉、曲霉、毛霉等，当温度过高湿度过大时，肉制品会发生霉变，当这些霉菌深入到肉深层时，肉已发黏，并出现明显的败坏气味和不正常的颜色，严重影响肉的品质且不能食用，造成浪费。导致蛋腐败的真菌包括青霉、曲霉、毛霉、白地霉、分枝霉等，这些霉菌导致蛋的霉败，当湿度高于85%时易发生，内部和表面均可发生霉变，霉菌通过蛋壳进入蛋内，使蛋白凝结、变色、有霉臭，造成蛋的利用率下降。 2.1 生物碱对腐败真菌的抑制作用 生物碱不仅对腐败细菌有抑制作用，还可以抑制酵母菌、霉菌等真菌。张姝等(2016)发现腊梅籽生物碱对葡萄灰霉菌、番茄叶霉菌有较理想的抑制作用[42]。Xue 等(2017)从粳稻根(hylomecon japonica roots)提取出12种生物碱，其中苯并菲啶异喹啉生物碱对革兰氏阳性菌和真菌显示出较强的抑制活性[43]。陈乃东等(2015)发现亳芍总生物碱对酵母菌和黑曲霉菌均有抑制作用[44]。朱宪龙(2014)探讨槟榔芋皮渣生物碱抑菌活性后发现对霉菌和酿酒酵母均有强的抑制作用[45]。孙一丹等(2015)发现被真菌侵染和未被侵染的醉马草生物碱提取液对植物病原真菌的菌落生长和孢子萌发均有抑制作用，但被真菌侵染的抑菌效果更好，且抑菌效果与提取液的浓度呈正相关[46]。 2.2 多糖对腐败真菌的抑制作用 多糖可以改善食品的食用品质、加工特性和外观特性，可以用做添加剂。Zaitseva等(2010) 报道苔藓多糖对试验真菌(曲霉属)有抑制活性[47]。杨晓杰等(2015)发现秸秆多糖中的PPI和PPII组分对3种试验真菌的抑制活性为青霉>黄曲霉>黑根霉，当多糖浓度为200 mg/ml时，抑菌圈达到最大，PPI和PPII对3种试验真菌的抑菌圈直径分别为:8.80、8.60、7.88 mm和9.04、9.02、7.68 mm[48]。张文波等(2011)研究苦瓜多糖的抑菌活性时发现该多糖对黑霉菌的抑菌强度优于米霉菌，其MIC分别为2 mg/ml和10 mg/ml；抑菌活性受浓度和pH值的影响，当苦瓜多糖的浓度增加时抑菌活性增强，pH值4时对米曲霉的抑菌效果最佳[49]。李瑜等(2012)发现枸杞多糖对霉菌的抑制效果与其浓度呈正相关，而黄芪多糖浓度为 0.02 mg/ml时抑制霉菌的效果最佳；当pH值6时两种多糖的抑菌效果均佳[50]。黄琼等(2015)报道金针菇多糖对青霉菌、毛霉、镰刀菌、木霉菌均有抑制作用，且经金针菇多糖处理过的蔬菜和肉类，无腐败、变霉的现象[51]。 2.3 精油对腐败真菌的抑制作用 植物精油对人体无害，所以用在食品防腐方面的优势远大于化学防腐剂。研究者不仅对精油抑制细菌的作用进行了研究，对抑制真菌也有详尽的阐述。Freires等(2014)发现香菜精油有良好的抗真菌的作用[52]。Omoruyi等(2014)从可食用日中花(mesembryanthemum edule)叶片中提取的精油对白色念珠菌、克鲁斯假丝酵母菌、皱褶假丝酵母菌、光滑假丝酵母菌、新型隐球菌(一种荚膜酵母菌)均有抑制作用[53]。Prakash等(2016)发现从葛缕子(Carum carvi)、肉豆蔻(Myristica fragrans)、白千层（Melaleuca leucadendra）、樟树(Cinnamomum camphora)、豆蔻天竺葵(Pelargonium odoratissimum)、香茅(Cymbopogon citratus)中提取的植物精油对黄曲霉菌均有抑制作用，从而显著减少黄曲霉毒素的产生[54]。柴向华等(2016)发现罗勒精油对黑根霉抑菌效果最好[55]。Su等(2015)从植物枫香(Michelia comnpressa var. formosana)的叶、杆、枝、花中提取的精油均有抑制霉菌的作用[56]。张一等(2016)研究香辛料精油的抑菌作用时发现豆蔻精油对啤酒酵母、青霉菌的抑制作用较强；孜然精油和豆蔻精油按1：1的比例制作复配精油时其抑菌活性具有选择性；把加入复配精油的猪肉脯与未加入复配精油的猪肉铺相比较，加精油的猪肉脯中菌落数降低，充分说明了精油具有抑菌防腐的特性[57]。 2.4 黄酮类对腐败真菌的抑制作用 黄酮类化合物因其独特的化学结构而具有药用价值、抗氧化、免疫调节、抗肿瘤、抑菌等许多生物学功效。已有的研究结果均表明从植物中提取物的黄酮类化合物是一种天然的防腐剂，对真菌的抑制效果较好。蔡晓东等(2016)报道，蜂蜡黄酮对酵母菌和黑曲霉菌均有抑制作用[58]。香蕉皮黄酮对酵母菌有抑制作用，抑菌圈大于10 mm，尤其是纯化后的香蕉黄酮对酵母菌的抑制效果更佳[59]。丁捷枫(2015)报道随着竹干黄酮浓度的增大，抑制霉菌的效果明显增强，在pH值为4的酸性条件下抑菌效果较好，且100 ℃以下的热处理对抑菌效果无影响[60]，这一特性为需要加热的物质提供了抑菌防腐保鲜的新方法。丁存宝等(2012)研究发现情火焰月季果黄酮对酿酒酵母和青霉菌的抑菌效果较好，其MIC分别为0.625 mg/ml和1.25 mg/ml[61]。邵金华等(2017)也指出梓树根皮总黄酮对酿酒酵母、青霉菌有较强的抑制作用[62]。夏艳(2015)也报道紫萁黄酮类化合物对黄曲霉和青霉均有良好的抑制作用[63]。 2.5 植物活性成分抑制腐败真菌的机理 酵母菌是单细胞微生物，具有典型的细胞结构，以芽殖、横分裂或子囊孢子形成的方式进行繁殖，具体以哪种方式繁殖取决于酵母菌的种类；霉菌因其种类不同，有单细胞和多细胞之分，霉菌的菌丝是由孢子萌发生长而成，菌丝对霉菌来说不仅可以摄取营养物质，还能进行繁殖。酵母菌和霉菌进入饲料中可造成变质或引起食用动物发生中毒。 田俊(2012)以黄曲霉菌的细胞膜和线粒体为研究切入点，探讨莳萝子挥发油抑制真菌的机理时发现莳萝子精油可以增大细胞膜的通透性，造成细胞膜的损伤，抑制了麦角固醇合成含量，从而破坏了细胞膜的完整性；由于细胞膜遭到破坏，致使核酸等大分子内容物外漏。线粒体是真菌重要的细胞器，如果线粒体遭受破坏直接影响真菌的生长。莳萝子挥发油使黄曲霉线粒体的膜电位升高、丙二醛的含量升高和ATPase、总脱氢酶、苹果酸脱氢酶、琥珀酸脱氢酶的活性下降，这些变化使线粒体不能正常运转，导致ROS(活性氧)大量积累，激活黄曲霉内的半胱氨酸蛋白酶，导致细胞凋亡，使莳萝子挥发油发挥抑制真菌的作用[64]。任伟(2014)研究发现石蒜碱和小壁碱能有效减少菌丝分支和分隔，影响菌丝有丝分裂，抑制真菌菌丝生长；两种生物碱影响细胞膜通透性，使可溶性蛋白含量减少，胞内琥珀酸脱氢酶活性减弱，营养物质吸收受阻，从而达到抑菌效果[65]。王芳等(2015)研究白三叶草黄酮的抑菌机制时也得出相似的结果[66]。现有的研究表明植物提取物的抑菌机制大多是破坏细胞膜，影响酶反应，抑制菌体繁殖等，其它机制还没有被阐明，不同植物提取物的抑菌机制也不尽相同，相信随着科研水平的进步会有更多的抑菌机理被发现。 3 小结 减缓食品的腐败，可以延长货架期，减少中毒的发生，降低发生安全问题的风险。尽管现在研究出很多应用于防腐方面的植物提取物，但实际应用的却很少，可能原因是化学添加剂价格便宜，且成分单一稳定，使用便捷，故被加工厂家接受度相对较高。近些年来，由于大众对食品安全和健康意识的提高，认识到化学防腐剂的危害，所以开始研发新的防腐剂并且取得了良好的成果。国内外的研究显示已有300多种植物提取物具有防腐保鲜作用[67-68]。 我国植物种类丰富、品种多样，但研究出的可防腐且允许使用的植物添加剂并不多，造成这一结果的可能原因是：①植物防腐剂相较于化学防腐剂价格略贵，厂家为降低成本而选择化学防腐剂；②植物防腐剂的使用剂量、对人体是否有毒害作用，尚不明确；③防腐剂本身应该有不参加化学反应、不影响品质等特性，但植物中存在某些成分可影响食物原本风味；④允许使用的植物防腐剂多为提取液，是一种粗制品，成分复杂，结构研究的不深入；⑤现在的研究多停留在验证实验，只是证明某种植物提取物具有防腐抑菌的功效，其防腐机理没有深入研究探讨。 从目前防腐剂的应用情况看，单一的使用一种防腐剂就会出现使用剂量增大，对人体健康造成威胁。植物防腐剂虽然成本略贵，但防腐效果明显，如果与化学防腐剂或两种植物防腐剂配合使用，不仅可以降低成本，还可以使防腐效果叠加，对行业来说可能是一种新的突破。Giarratana等(2016)将复配的迷迭香和百里香精油应用在香肠中，不仅对单核细胞增生李斯特氏菌显示出抑菌活性并且使香肠在储存期具有良好的风味[69]。Bag等(2015)研究出芫荽精油和小茴香籽油复配对蜡状芽孢杆菌、单核李斯特菌、藤黄微球菌、金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和鼠伤寒沙门氏菌有抑制作用[70]。防腐剂的地位随着生活水平的进步也变得更为突出，深入研究植物提取物的成分、活性机理，为开发绿色、安全的植物防腐剂将成为国内外同仁共同努力的方向。") 1 植物源活性成分对腐败细菌 的抑制活性及作用机理 细菌污染是肉蛋奶变质的主要原因。导致乳制品腐败的细菌包括丁酸梭菌、假单胞菌、变形杆菌、枯草杆菌、产气嗜热杆菌等，这些细菌使乳制品产生异常气味进而影响其品质；导致肉制品腐败的细菌包括枯草杆菌、马铃薯杆菌、腐败杆菌、芽孢杆菌、白色葡萄球菌、八叠球菌等，这些细菌使肉制品的组织结构溶解而潮湿，导致其气味恶臭和颜色暗灰，有些细菌甚至可以产生毒素，并易引起中毒；导致蛋腐败的细菌包括大肠杆菌、微球菌、变形杆菌、铜绿假单胞菌、葡萄球菌等，这些腐败性细菌使蛋变成“散黄蛋”、“泻黄蛋”、“绿腐败蛋”，随着腐败程度的加深，蛋有可能发生爆裂并流出恶臭汁液。 1.1 生物碱对腐败细菌的抑制作用 生物碱是生物体次生代谢产物的一类，一般指生物体内的碱性含氮化合物，具有复杂的氮杂环。目前发现的生物碱种类约有10 000余种，并随着研究的深入，更多种类的生物碱随之发现[6]。生物碱具有许多正面的功效，发现其在防腐、保鲜、抑菌方面也有较大的潜力，其研究和应用前景广阔。 Mabhiza等(2016)报道，红千层(Callistemon citrinus)和斑鸠菊(Vernonia adoensis)两种植物的生物碱提取物对金黄色葡萄球菌和铜绿假单胞菌具有良好的抗菌活性[7]。Li等(2016)发现苦参芍药总生物碱[8]与贾琦珍等(2015)报道的小花棘豆生物碱[9]均能有效抑制表皮葡萄球菌生长。美合日古丽·阿卜杜热西提等(2017)发现，用正丁醇萃取的盐穗木生物碱对金黄色葡萄球菌的抑制作用较强，但对大肠杆菌的抑菌效果较弱[10]。Nyambuya等(2017)研究指出，由风车子(Combretum zeyheri)提取的生物碱对分枝杆菌有较高的抑制作用，且抑菌效果呈现浓度和时间依赖性[11]。何龙等(2016)发现，混合茶碱较单一茶碱具有更强的抑菌效果[12]。杨园园等(2017)也指出，如意草生物碱对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、枯草芽孢杆菌和沙门氏菌均有良好的抑菌效果[13]。 1.2 多糖对腐败细菌的抑制作用 多糖又称多聚糖(polysaccharide)，是由醛糖和酮糖脱水缩合形成的糖苷键线性或分枝链接而成的大分子聚合物[14]。多糖除了可作为能源物质外，还具有其他的生物学功能，尤其在防腐中的作用越来越受到人们的关注。 Heydarian等(2017)报道了连翘多糖对大肠杆菌、志贺氏菌、伤寒沙门氏菌、蜡状芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌均有抑制作用[15]。Hematyar等(2016)发现，从枇杷(Eriobotrya japonica L.)种子和果实中提取的多糖对大肠杆菌、伤寒沙门氏菌、铜绿假单胞菌和痢疾志贺氏菌等革兰氏阴性菌的抑制作用比蜡状芽孢杆菌，金黄色葡萄球菌和链球菌等革兰氏阳性菌更强[16]。Chen等(2014)研究也发现玉竹多糖对金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌、枯草芽孢杆菌和大肠杆菌具有抑制作用[17]。扈瑞平等(2011)研究结果显示，沙葱多糖(SCSP)对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌有较明显的抑制作用,最大抑菌圈直径分别为13.3 mm、9.9 mm[18]。Sharma等(2015)发现虫草细胞内多糖(IPS)与表多糖(EPS)抑菌作用，且IPS的抑菌效果优于EPS[19]。Mazarei等(2017)发现刺山柑叶多糖对大肠杆菌、痢疾志贺氏菌和伤寒沙门氏菌等革兰氏阴性细菌的抑制作用比革兰氏阳性菌更强[20]。 1.3 精油对腐败细菌的抑制作用 植物精油(Essential Oil)被称为液体黄金，是植物分泌的一种芳香类物质，其成分复杂，存在于植物的花、茎叶、果实等部位。精油作为植物的高浓度缩合物，其挥发性高，易被吸收。精油具有天然的防腐抑菌功能，对防腐保鲜提供了一种新的思路，并已被欧美等国家批准为防腐保鲜剂[21]。 Salah-Fatnassi等(2017)研究显示突尼斯野生山毛檀(Santolina chamaecyparissus L.)花头和根精油对细菌有抑菌作用[22]。Millezi等(2016)研究发现肉桂(cinnamon)和玫瑰草(palmarosa)精油能有效的抑制大肠杆菌的生长[23]。Megzari等（2015）也报道摩洛哥迷迭香精油对大肠杆菌、耻垢分枝杆菌、枯草芽孢杆菌有较明显的抑制活性[24]。Okoh等（2016）研究了胡椒果（Dennettia tripetala G. Baker）精油，结果显示此果精油对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、李斯特菌等试验菌有抑制作用[25]。Rath等(2017)发现黑孜然精油能够显著抑制大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和铜绿假单胞菌，并对菌体造成不可逆的损伤[26]。段伟丽等（2015）发现艾蒿精油对革兰氏阳性菌的抑菌效果优于革兰氏阴性菌，其抑菌效果受温度和pH的影响，当温度高于40 ℃时活性下降，但在酸性条件下可增强其抑菌活性[27]。闫旭宇等(2016)研究显示灵香草精油对大肠杆菌引起的腐败作用具有较强的抑制作用，且其抑菌防腐保鲜效果优于化学防腐剂[28]。 1.4 黄酮类对腐败细菌的抑制作用 黄酮类化合物(flavonoids)是一类以2-苯基色原酮作为母核的色素化合物，是植物次生代谢产物，存在于维管植物的各个部位[29]，因分子结构中含有酮基，显黄色，故称为黄酮[30]。黄酮类化合物具有抑制腐败细菌生长的功效，所以，近年来逐渐被人们重视。 Nobakht等(2017)发现桉树黄酮具有广谱的抑菌作用，尤其对铜绿假单胞菌的抑菌活性最高[31]。Bagla等(2014)从罗汉松叶分离出的黄酮对粪肠球菌和铜绿假单胞菌具有抑制活性[32]。黄晓敏等(2014)发现马尾松针黄酮类物质对腐败菌具有较强的抑制作用，即使在高温和254 nm的紫外光照射下仍保持其抑菌活性[33]。Basile等(1999)从5种青苔中分离出7种黄酮，这些黄酮对杜氏杆菌、产气荚膜梭菌、铜绿假单胞菌均具有明显的抑菌效果[34]。Moon等(2013)发现橙皮素和柚皮素是天然黄酮类化合物中抑菌效果较强的2种物质，该2种物质都是通过破坏细胞膜而抑制幽门螺杆菌的生长[35]。库尔班江·巴拉提等(2016)指出葡萄叶总黄酮对金黄色葡萄球菌、大肠埃希菌、白假丝酵母菌和枯草芽孢杆菌均有抑制作用[36]。王春幸等(2016)发现，费菜黄酮对导致冷却猪肉腐败的气单胞菌、假单胞菌、乳酸菌有抑制作用，维持较好的色泽，并且浓度增大对菌落的抑制效果增强，冷却猪肉的保鲜效果也越佳，充分显示费菜黄酮类化合物在食品防腐保鲜方面具有的应用潜力[37]。 1.5 植物活性成分抑制腐败细菌的机理 细菌细胞都具有细胞壁、细胞膜、细胞质、核体等基本结构，有些细菌在特定条件下会产生特殊结构如荚膜、鞭毛、菌毛、芽孢等，对于植物提取物活性成分的抑菌活性，大多是破坏细菌结构而起到抑菌作用。 张赟彬等(2010)用荷叶精油处理肉类中常见的大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和沙门氏菌后可使小分子(Na+、K+等)物质从细菌膜内渗出，导致菌液电导率上升，说明精油改变了膜的通透性；随着精油作用时间的延长，还原糖从膜内渗出，使得菌液中的还原糖含量升高，说明精油破环了细菌膜的结构；可溶性蛋白质随着作用时间的增加，含量先减少后增加，当精油活性减弱时，可溶性蛋白含量趋于稳定，说明精油抑制了细菌蛋白质合成[38]。代建丽等(2015)研究白芨多糖抑菌机理时也得出类似的结果[39]。李璐等(2016)通过分析大肠杆菌生长曲线、胞内外可溶性蛋白量、胞外核酸量、金属离子量、菌体培养液电导率以及菌体超微结构后发现，淫羊藿生物碱对大肠杆菌具有较强的抑制作用，并测得菌体培养液的电导率改变，细菌细胞表面破损，并其生长受到抑制[40],看似生物碱的抑菌机理与植物精油和多糖的抑菌机理不尽相同。植物提取物中生物活性成分抑菌机制的相关研究较少，现有的报道显示生物活性成分主要从破坏菌体细胞壁和细胞膜、改变细胞膜通透性、影响菌体内代谢酶活性、扰乱代谢机制、影响菌体的复制和转录或阻止菌体内蛋白质的合成等几方面来起到抑菌防腐的效果[41]，随着研究的深入还会发现更多的抑菌机制。 2 植物源活性成分对腐败真菌 的抑制活性及作用机理 真菌从外形上分为酵母菌、霉菌、担子菌。导致乳制品腐败的真菌包括酿酒酵母菌、假丝酵母、青霉、曲霉、根霉等，这些真菌使鲜乳发生强烈的酵母气味和苦味，霉菌在加工过程中产生色素，甚至是毒素，严重影响乳品质。导致肉制品腐败的真菌包括青霉、曲霉、毛霉等，当温度过高湿度过大时，肉制品会发生霉变，当这些霉菌深入到肉深层时，肉已发黏，并出现明显的败坏气味和不正常的颜色，严重影响肉的品质且不能食用，造成浪费。导致蛋腐败的真菌包括青霉、曲霉、毛霉、白地霉、分枝霉等，这些霉菌导致蛋的霉败，当湿度高于85%时易发生，内部和表面均可发生霉变，霉菌通过蛋壳进入蛋内，使蛋白凝结、变色、有霉臭，造成蛋的利用率下降。 2.1 生物碱对腐败真菌的抑制作用 生物碱不仅对腐败细菌有抑制作用，还可以抑制酵母菌、霉菌等真菌。张姝等(2016)发现腊梅籽生物碱对葡萄灰霉菌、番茄叶霉菌有较理想的抑制作用[42]。Xue 等(2017)从粳稻根(hylomecon japonica roots)提取出12种生物碱，其中苯并菲啶异喹啉生物碱对革兰氏阳性菌和真菌显示出较强的抑制活性[43]。陈乃东等(2015)发现亳芍总生物碱对酵母菌和黑曲霉菌均有抑制作用[44]。朱宪龙(2014)探讨槟榔芋皮渣生物碱抑菌活性后发现对霉菌和酿酒酵母均有强的抑制作用[45]。孙一丹等(2015)发现被真菌侵染和未被侵染的醉马草生物碱提取液对植物病原真菌的菌落生长和孢子萌发均有抑制作用，但被真菌侵染的抑菌效果更好，且抑菌效果与提取液的浓度呈正相关[46]。 2.2 多糖对腐败真菌的抑制作用 多糖可以改善食品的食用品质、加工特性和外观特性，可以用做添加剂。Zaitseva等(2010) 报道苔藓多糖对试验真菌(曲霉属)有抑制活性[47]。杨晓杰等(2015)发现秸秆多糖中的PPI和PPII组分对3种试验真菌的抑制活性为青霉>黄曲霉>黑根霉，当多糖浓度为200 mg/ml时，抑菌圈达到最大，PPI和PPII对3种试验真菌的抑菌圈直径分别为:8.80、8.60、7.88 mm和9.04、9.02、7.68 mm[48]。张文波等(2011)研究苦瓜多糖的抑菌活性时发现该多糖对黑霉菌的抑菌强度优于米霉菌，其MIC分别为2 mg/ml和10 mg/ml；抑菌活性受浓度和pH值的影响，当苦瓜多糖的浓度增加时抑菌活性增强，pH值4时对米曲霉的抑菌效果最佳[49]。李瑜等(2012)发现枸杞多糖对霉菌的抑制效果与其浓度呈正相关，而黄芪多糖浓度为 0.02 mg/ml时抑制霉菌的效果最佳；当pH值6时两种多糖的抑菌效果均佳[50]。黄琼等(2015)报道金针菇多糖对青霉菌、毛霉、镰刀菌、木霉菌均有抑制作用，且经金针菇多糖处理过的蔬菜和肉类，无腐败、变霉的现象[51]。 2.3 精油对腐败真菌的抑制作用 植物精油对人体无害，所以用在食品防腐方面的优势远大于化学防腐剂。研究者不仅对精油抑制细菌的作用进行了研究，对抑制真菌也有详尽的阐述。Freires等(2014)发现香菜精油有良好的抗真菌的作用[52]。Omoruyi等(2014)从可食用日中花(mesembryanthemum edule)叶片中提取的精油对白色念珠菌、克鲁斯假丝酵母菌、皱褶假丝酵母菌、光滑假丝酵母菌、新型隐球菌(一种荚膜酵母菌)均有抑制作用[53]。Prakash等(2016)发现从葛缕子(Carum carvi)、肉豆蔻(Myristica fragrans)、白千层（Melaleuca leucadendra）、樟树(Cinnamomum camphora)、豆蔻天竺葵(Pelargonium odoratissimum)、香茅(Cymbopogon citratus)中提取的植物精油对黄曲霉菌均有抑制作用，从而显著减少黄曲霉毒素的产生[54]。柴向华等(2016)发现罗勒精油对黑根霉抑菌效果最好[55]。Su等(2015)从植物枫香(Michelia comnpressa var. formosana)的叶、杆、枝、花中提取的精油均有抑制霉菌的作用[56]。张一等(2016)研究香辛料精油的抑菌作用时发现豆蔻精油对啤酒酵母、青霉菌的抑制作用较强；孜然精油和豆蔻精油按1：1的比例制作复配精油时其抑菌活性具有选择性；把加入复配精油的猪肉脯与未加入复配精油的猪肉铺相比较，加精油的猪肉脯中菌落数降低，充分说明了精油具有抑菌防腐的特性[57]。 2.4 黄酮类对腐败真菌的抑制作用 黄酮类化合物因其独特的化学结构而具有药用价值、抗氧化、免疫调节、抗肿瘤、抑菌等许多生物学功效。已有的研究结果均表明从植物中提取物的黄酮类化合物是一种天然的防腐剂，对真菌的抑制效果较好。蔡晓东等(2016)报道，蜂蜡黄酮对酵母菌和黑曲霉菌均有抑制作用[58]。香蕉皮黄酮对酵母菌有抑制作用，抑菌圈大于10 mm，尤其是纯化后的香蕉黄酮对酵母菌的抑制效果更佳[59]。丁捷枫(2015)报道随着竹干黄酮浓度的增大，抑制霉菌的效果明显增强，在pH值为4的酸性条件下抑菌效果较好，且100 ℃以下的热处理对抑菌效果无影响[60]，这一特性为需要加热的物质提供了抑菌防腐保鲜的新方法。丁存宝等(2012)研究发现情火焰月季果黄酮对酿酒酵母和青霉菌的抑菌效果较好，其MIC分别为0.625 mg/ml和1.25 mg/ml[61]。邵金华等(2017)也指出梓树根皮总黄酮对酿酒酵母、青霉菌有较强的抑制作用[62]。夏艳(2015)也报道紫萁黄酮类化合物对黄曲霉和青霉均有良好的抑制作用[63]。 2.5 植物活性成分抑制腐败真菌的机理 酵母菌是单细胞微生物，具有典型的细胞结构，以芽殖、横分裂或子囊孢子形成的方式进行繁殖，具体以哪种方式繁殖取决于酵母菌的种类；霉菌因其种类不同，有单细胞和多细胞之分，霉菌的菌丝是由孢子萌发生长而成，菌丝对霉菌来说不仅可以摄取营养物质，还能进行繁殖。酵母菌和霉菌进入饲料中可造成变质或引起食用动物发生中毒。 田俊(2012)以黄曲霉菌的细胞膜和线粒体为研究切入点，探讨莳萝子挥发油抑制真菌的机理时发现莳萝子精油可以增大细胞膜的通透性，造成细胞膜的损伤，抑制了麦角固醇合成含量，从而破坏了细胞膜的完整性；由于细胞膜遭到破坏，致使核酸等大分子内容物外漏。线粒体是真菌重要的细胞器，如果线粒体遭受破坏直接影响真菌的生长。莳萝子挥发油使黄曲霉线粒体的膜电位升高、丙二醛的含量升高和ATPase、总脱氢酶、苹果酸脱氢酶、琥珀酸脱氢酶的活性下降，这些变化使线粒体不能正常运转，导致ROS(活性氧)大量积累，激活黄曲霉内的半胱氨酸蛋白酶，导致细胞凋亡，使莳萝子挥发油发挥抑制真菌的作用[64]。任伟(2014)研究发现石蒜碱和小壁碱能有效减少菌丝分支和分隔，影响菌丝有丝分裂，抑制真菌菌丝生长；两种生物碱影响细胞膜通透性，使可溶性蛋白含量减少，胞内琥珀酸脱氢酶活性减弱，营养物质吸收受阻，从而达到抑菌效果[65]。王芳等(2015)研究白三叶草黄酮的抑菌机制时也得出相似的结果[66]。现有的研究表明植物提取物的抑菌机制大多是破坏细胞膜，影响酶反应，抑制菌体繁殖等，其它机制还没有被阐明，不同植物提取物的抑菌机制也不尽相同，相信随着科研水平的进步会有更多的抑菌机理被发现。 3 小结 减缓食品的腐败，可以延长货架期，减少中毒的发生，降低发生安全问题的风险。尽管现在研究出很多应用于防腐方面的植物提取物，但实际应用的却很少，可能原因是化学添加剂价格便宜，且成分单一稳定，使用便捷，故被加工厂家接受度相对较高。近些年来，由于大众对食品安全和健康意识的提高，认识到化学防腐剂的危害，所以开始研发新的防腐剂并且取得了良好的成果。国内外的研究显示已有300多种植物提取物具有防腐保鲜作用[67-68]。 我国植物种类丰富、品种多样，但研究出的可防腐且允许使用的植物添加剂并不多，造成这一结果的可能原因是：①植物防腐剂相较于化学防腐剂价格略贵，厂家为降低成本而选择化学防腐剂；②植物防腐剂的使用剂量、对人体是否有毒害作用，尚不明确；③防腐剂本身应该有不参加化学反应、不影响品质等特性，但植物中存在某些成分可影响食物原本风味；④允许使用的植物防腐剂多为提取液，是一种粗制品，成分复杂，结构研究的不深入；⑤现在的研究多停留在验证实验，只是证明某种植物提取物具有防腐抑菌的功效，其防腐机理没有深入研究探讨。 从目前防腐剂的应用情况看，单一的使用一种防腐剂就会出现使用剂量增大，对人体健康造成威胁。植物防腐剂虽然成本略贵，但防腐效果明显，如果与化学防腐剂或两种植物防腐剂配合使用，不仅可以降低成本，还可以使防腐效果叠加，对行业来说可能是一种新的突破。Giarratana等(2016)将复配的迷迭香和百里香精油应用在香肠中，不仅对单核细胞增生李斯特氏菌显示出抑菌活性并且使香肠在储存期具有良好的风味[69]。Bag等(2015)研究出芫荽精油和小茴香籽油复配对蜡状芽孢杆菌、单核李斯特菌、藤黄微球菌、金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和鼠伤寒沙门氏菌有抑制作用[70]。防腐剂的地位随着生活水平的进步也变得更为突出，深入研究植物提取物的成分、活性机理，为开发绿色、安全的植物防腐剂将成为国内外同仁共同努力的方向。 .
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