植物源防腐剂的研究现状及在肉制品中的应用

张全

（天津市肉类联合加工厂，天津300300）

植物源防腐剂的研究现状及在肉制品中的应用

张全

（天津市肉类联合加工厂，天津300300）

系统地介绍了植物源天然防腐剂的种类及在抑菌效果方面的研究成果，并阐述了植物源天然防腐剂在肉制品防腐保鲜方面的研究进展，最后对植物源防腐剂的发展进行了展望。

植物源；防腐剂；肉制品

据统计，全世界10%～20%的食品损失源于腐败而被废弃。食品在加工、运输、贮藏等过程中被微生物污染，不但降低了食品的卫生质量和商品价值，同时微生物产生的毒素也会对食用者本身产生危害，损害消费者的健康［1］。食品防腐剂是指能够杀灭微生物或抑制其繁殖作用，从而防止因微生物作用引起食品腐败变质、延长食品保存期的一类食品添加剂。其防腐机理主要是通过作用于微生物细胞的亚结构，达到杀菌或者抑菌的目的［2］。

依据来源的不同，食品防腐剂可分为天然防腐剂和化学合成防腐剂两大类，其中天然防腐剂又可分为动物源食品防腐剂、植物源食品防腐剂和微生物源食品防腐剂。天然食品防腐剂来源于动植物组织和微生物，具有来源范围广、抑菌性能强、安全性高、风味影响小等特点［3］。目前国内外学者对微生物源生物防腐剂和动物源生物防腐剂的研究较多，且Nisin是唯一得到大规模应用和商业化的细菌素［4］。目前在食品工业中使用的防腐剂仍以化学合成防腐剂为主，但经过科学研究及试验表明，化学合成防腐剂的安全性不高，并有严格的添加限量要求；国内外对天然防腐剂的研发现状仍然处于实验室研究阶段，工业应用发展相对滞后，因此，开发安全有效的天然来源的食品防腐剂，是今后食品防腐剂发展的方向。

目前虽然我国学者对植物源天然防腐剂的研究较多，且取得了一定成果，但和国外相比还有一定的差距，从不同的植物中寻找和制备多功能的天然食品防腐剂仍处于起步阶段，有待进一步的深入研究［3］。

1　植物源防腐剂的分类

植物源防腐剂是指在植物的器官中提取出来的具有抗菌性能的物质，其活性成分多为植物次生代谢产物，其抗菌活性较强。目前，用于食品的天然植物源防腐剂包括香辛料及中草药提取物、茶多酚、竹叶提取物、果胶酶解物等［5］。

1.1香辛料提取物

香辛料品种繁多，形态、气味、功效各异，但都具有典型的特征香气，其含有的挥发性物质是呈味物质的主要成分，且多集中于该植物的特定器官，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质。经国内外学者长期研究，目前已确定的精油中的抗菌成分有丁香酚乙酸酯、香芹酚、丁香酚、异硫氰酸烯内酯、枯茗醛、异冰片、百里酚、甲基子丁香酚、茴香脑、樟脑、香芹酮等。由文献中发现，目前通过提取精油可以作为防腐保鲜剂的食用香辛料植物主要有：葱、蒜、姜、洋葱、辣椒、茴香、丁香、肉桂、花椒、牛至、百里香、迷迭香等。

王步江等［6］对肉桂精油的抗菌性能进行了研究，通过研究利用滤纸片液相和气相扩散法进行体外抑菌试验，肉桂精油对霉菌、细菌和酵母均有很强的抑制作用，肉桂精油且对霉菌的抑菌作用要高于酵母菌和细菌。顾仁勇等［7］研究了丁香、牛至、山苍子、连翘及肉桂5种香料的超临界CO2提取物的综合抑菌能力，经实验得出，5种香辛料精油对霉菌的抑制作用最强，并对细菌和酵母也具有较强的抑制作用，其综合抑菌能力由强到弱的顺序是肉桂＞丁香＞连翘、牛至和山苍子；随着pH值的降低，精油的抑菌效果也随之增强；加热处理121℃15 min对抑菌效果均无明显影响。刘伟等［8］的研究指出，姜酚明显抑制痢疾志贺氏菌、枯草芽孢杆菌、酿酒酵母、金黄色葡萄球菌、黑曲霉菌和大肠杆菌，并通过电子显微图证实了姜酚对细胞或菌丝形态的改变作用，由此推测其抑菌机理是姜酚直接作用于细胞膜的结果。张赟彬等［9］通过实验表明，在八角茴香精油及其主要单体成分中，对大肠杆菌抑菌效果最佳成分为八角茴香精油和柠檬烯。

1.2中草药提取物

我国中草药品种繁多，资源丰富。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。杨淑文［10］研究了连翘、刺五加、黄连等32味中草药提取物的抑菌作用，结果表明32种中草药中，连翘等23种中草药提取物对大肠杆菌具有抑制作用，虎杖等26种中草药提取物对金黄色葡萄球菌具有抑制作用，其中连翘和虎杖分别对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌具有较好的抑制效果。王雄［11］等对8种中草药进行常见病原菌的体外抑菌作用测试，结果表明8种中草药对大肠杆菌、肠道沙门菌、金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌、猪链球菌、痢疾志贺菌的抑菌圈中，茉莉花茶均大于8.3 mm，韭菜叶、韭菜根均大于9.1 mm，连根韭菜均大于16.6 mm；艾叶对痢疾志贺菌和金黄色葡萄球菌的抑菌圈分别为8.9 mm和11.9 mm，苦瓜对痢疾志贺菌的抑菌圈为8.6 mm，其余几种草药则均无明显的抑菌作用，从而研究证实连根韭菜等中草药对上述细菌具有较好的抑菌效果。

中草药成分较多，作用机理复杂，而中草药提取物是以中草药为原料，通过提取分离手段，定向获取和浓缩某一种或多种有效成分。已有研究确定的中草药抑菌成分有醛、酮、酯、醚、酸、萜类及内酯等，其抑菌作用主要机理有：1）影响细胞蛋白的合成；2）影响核酸合成；3）损伤细胞浆膜；4）对细胞壁的合成形成干扰；5）使得遗传密码不能正常复制［5］。

1.3茶多酚

茶树是多年生常绿木本植物，原产地是我国西南部的云贵高原、西双版纳地区。茶叶是生活中常见的保健饮品。茶多酚是茶叶中多酚类物质的总称，包括黄烷醇类、花色苷类、黄酮类、黄酮醇类和酚酸类等。主要为黄烷醇（儿茶素）类，儿茶素占60%～80%。茶多酚具有一定的食品防腐保鲜作用，通过实验研究发现，茶多酚对青霉菌、大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草杆菌等常见食品腐败微生物有良好的抑制效果［12］。此外，茶多酚还对食品中的色素及维生素具有一定的抗氧化作用，保护食品中的色素及维生素，并能消除异味。通过动物试验研究表明，茶多酚的安全性较高，无蓄积毒性，无遗传毒性，可果蔬、肉制品等食品的防腐保鲜方面得到广泛应用［3］。此外，茶多酚还具有一定的保健功能，如抗衰老、防癌、防辐射、降血压、消除体内自由基、清洗肺部尼古丁等［3］。

1.4果胶酶解物

果胶是羟基被不同程度甲酯化的线性聚半乳糖醛酸和聚L-鼠李糖半乳糖醛酸，是细胞壁的组分之一。果胶自身并无抑菌活性，但当通过酶解将果胶降解为低聚物时，就具有了明显的抑菌效果。果胶酶解产物可应用于多种食品中，具有一定程度的保鲜效果，开发前景广阔。邸佳妮等［13］研究了山楂果胶酶解物在酸奶保鲜方面的应用，试验结果表明山楂果胶低分子酶解产物对乳酸菌表现出很强的抗菌性，在低浓度时能促进乳酸菌生长，在高浓度时反而抑制乳酸菌生长，且随着浓度的增大，能够抑制酸奶酸度升高及后酸化作用；此外，山楂果胶低分子酶解产物对酵母菌和霉菌也有明显的抑制效果。李大峰等［14］通过采用果胶酶对柚皮果胶进行水解，得到果胶水解物，并研究其对枯草芽孢杆菌、大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌作用，并通过实验得出，当水解时间为150 min时，果胶水解物对枯草芽孢杆菌、大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑制作用最强，随着水解时间的继续延长，抑菌作用反而下降。

1.5其他植物植物源防腐剂

竹叶中含有酚类、黄酮类及酯类等成分具有抗氧化作用，对霉菌、细菌等容易导致食品腐败变质的微生物均有很强的抑制作用［15］，另外，竹叶提取物属于中性防腐剂，与只能在酸性条件下才能抑菌的防腐剂相比，竹叶提取物拓宽了抑菌条件和范围。

植物抗菌肽是植物自身合成的能够防御环境中微生物侵害的一类小分子多肽。植物抗菌肽多为阳离子多肽，热稳定性较好，作用位点各不相同，抗菌机理也多种多样。目前，国内外学者对硫堇、植物防卫素和脂质转移蛋白的研究较多。

植物防卫素（Plant defensins）对细菌的抑制作用不明显，但对多种真菌抑制作用较强，广泛分布于种子植物的胚、子叶、茎、叶、果实及花等器官中。对拟南芥的研究表明，防卫素的表达具有严格的器官特异性。目前大部分防卫素是从植物种子中分离得到的［16］，并在植物表皮细胞及叶原基表层细胞中优先积累。

2　植物源防腐剂在肉制品防腐保鲜方面的应用

我国植物种类繁多，资源丰富，为植物源天然防腐剂的研究开发提供了有力的资源条件。由于植物源天然防腐剂在性能及安全性方面的优势，越来越多的国内外学者加大在植物源天然防腐剂方面的研究力度。目前植物源防腐剂的应用主要体现在肉制品的保藏、水果和果汁的保鲜、酱菜、鸡蛋的存储方面。

杨锡洪等［17］研究了壳聚糖在中式煮制肉制品中的应用，研究表明对壳聚糖的酶解时间越长，粘均分子量越低，壳聚糖的抑菌效果也就越好，将6%的经菠萝蛋白酶酶解30 min的壳聚糖添加到中式煮制肉制品中，可将中式煮制肉制品的货架期延长3 d。禹迎迎［18］研究了复合植物提取物在低温肉制品中的抑菌效果，结果表明，新型天然复合植物提取物对于肠杆菌科细菌、假单胞菌、乳酸菌等主要腐败菌的抑制作用强，其防腐效果显著优于山梨酸钾。与乳酸钠相比，天然复合植物提取物添加量为6 g/kg时，低温熏煮火腿切片的细菌总数达标期可延长8周，添加量为8 g/kg时，细菌总数达标期则可延长10周，对于肠杆菌科细菌、假单胞菌、乳酸菌等主要腐败菌的抑制作用强，且能较好抑制单增李斯特菌生长。

李双双等［19］研究了在冻藏条件为-18℃时，不同浓度的茶多酚保鲜液对金枪鱼肌肉的保鲜效果，结果表明，采用6 g/L茶多酚保鲜液浸渍处理金枪鱼肌肉，在感官品质没有明显变化的前提下，一级鲜度货架期能延长至30 d，二级鲜度货架期也比对照组延长了至少15 d，由此说明茶多酚对金枪鱼肌肉具有较强的保鲜效果。

3　结论与展望

寻求安全、高效的植物源天然防腐剂已成为食品工业的研究热点，我国植物资源丰富，且传统的植物资源也符合我国居民的饮食习惯，植物源天然防腐剂在安全性方面也比化学合成防腐剂要高，因此，开发安全、高效的植物源天然防腐剂成为了食品防腐保鲜领域新的发展趋势。

［1］汤定明.生物防腐剂纳他霉素的特性及在肉制品中的应用［J］.肉类工业，2007（1）：35-37

［2］高彦祥.食品添加剂［M］.北京：中国轻工业出版社，2011：34-35

［3］刘泽鑫.植物源天然食品防腐剂的研究进展及前景［J］.吕梁学院学报，2013，3（2）：40

［4］周志江.生物防腐剂及其在食品防腐中的应用［J］.保鲜与加工，2015，15（1）：1-8

［5］丁捷枫，王强胜，李建芬.天然植物源食品防腐剂的研究进展［J］.武汉轻工大学学报，2015，34（1）：26-31

［6］王步江，刘金福，樊秀花，等.肉桂精油抑菌活性研究［J］.食品与机械，2011（6）：166-167

［7］顾仁勇，张石峰，刘莹莹，等.五种香辛料精油抑菌及抗氧化性能研究［J］.食品科学，2008，29（3）：106-108

［8］刘伟，赵婧，陈冬，等.姜酚的抑菌机制研究［J］.现代食品科技，2015（11）：92-100

［9］张赟彬，郭媛，江娟，等.八角茴香精油及其主要单体成分抑菌机理的研究［J］.中国调味品，2011，36（2）：28-33

［10］杨淑文.32种中草药抑菌活性的比较研究［J］.安徽农业科学，2011，39（3）：1361-1362

［11］王雄，赵志光，邵爱华.八种中草药对常见病原菌的体外抑菌试验［J］.甘肃农业大学学报，2010，45（2）：25-29

［12］汪秋安，刘强.茶多酚的提取方法与应用进展［J］.轻工科技，1999（4）：10-14

［13］邸佳妮，王玉田，丁楠.山楂果胶酶解物在酸奶保鲜中的应用研究［J］.黑龙江畜牧兽医，2015（4）：49-51

［14］李大峰，贾冬英，陈潇，等.柚皮果胶水解物的抗菌活性研究［J］.氨基酸和生物资源，2010，32（2）：63-65

［15］吴建中，许春波，周嵘，等.竹叶保鲜剂的提取及抑菌效果初探［J］.食品工业科技，1999（2）：14-15

［16］Thomma B P，Cammue B P，Thevissen K.Plant defensins［J］.Planta，2002，216（2）：93-202

［17］杨锡洪，解万翠，王维民，等.壳聚糖在中式煮制肉制品中的应用研究［J］.现代食品科技，2009，25（2）：176-178

［18］禹迎迎.天然复合植物提取物对低温肉制品微生物及理化品质的影响［D］.南京：南京农业大学，2013

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

张全（1983—），男（汉），助理工程师，学士，研究方向：熟肉制品研发。