植物提取物的抑菌活性及其在冷却鸡肉保鲜中应用

洪 军，卢文静，郭梦婷，李文玉，毛 锐

(1.河南城建学院 生命科学与工程学院，河南 平顶山 467036；2.河南省水体污染防治与修复重点实验室，河南 平顶山 467036)

冷却肉(又叫冷鲜肉)有效克服了热鲜肉和冷冻肉的固有缺点，但它的保鲜期相对较短。因此，如何选择采用合适的保鲜剂及其包装技术进一步延长冷却肉的保鲜期，并保持其良好色泽、汁液流出及外观，也是冷却肉发展中的关键问题。气调保鲜、超高压保鲜与辐照保鲜等物理保鲜方式在食品中也有应用，但也存在一些不足，如超高压保鲜对食品本身的质地会产生影响[1]，辐照保鲜会使肉品产生难以接受的“辐照臭气”[2]。因化学防腐剂自身存在潜在的毒副作用和残留以及对环境产生污染问题，从天然资源中寻找生物活性物质来代替化学物质作为天然防腐剂已逐渐受到人们的重视。食源性致病菌是食物中毒和食源性疾病暴发的重要因素，其给食品安全带来不可轻视的风险与隐患[3]。世界卫生组织(WHO)报道，全球每年发生腹泻病的病例数超过1.5亿，其中绝大多数病例与各种致病性微生物污染的食品有关[4]。肉类中常见的食源性致病菌有志贺菌、大肠杆菌、沙门氏菌、李斯特氏菌、金黄色葡萄球菌、假单胞菌等。筛选出对这些食源性致病菌抑杀效果好的新型抑菌剂也有利于食品的防腐保鲜。

天然植物中所含有的生物碱类、黄酮类以及有机酸类化合物等生物活性物质往往具有调味增香、营养保健、抗菌防腐等综合功能，在食品工业上具有不可比拟的优越性[5]。连翘、蒲公英、金银花是我国常见的传统药用植物，因其毒副作用较小、价格低廉、广谱抗菌、抗氧化等特点而常被应用于食品保鲜领域，如连翘果、连翘叶乙醇提取物可以影响金黄色葡萄球菌细胞壁、细胞膜的完整性，导致菌体中核酸等大分子物质及碱性磷酸酶的泄漏，从而抑制金黄色葡萄球菌的生长繁殖[6]；连翘与其他提取物复配对草莓、桃果实、鸡蛋具有一定的保鲜作用[7-8]，但对于冷却肉类保鲜鲜有报道；蒲公英浓缩水提液具有明显抗菌作用，可以抑制细胞壁的合成，促使细胞壁破裂，还能够抑制蛋白质和DNA的合成[9]；蒲公英提取液、蒲公英总黄酮提取物在冷却牛肉和冷却猪肉中均具有一定的保鲜作用[10-11]；金银花提取物具有较强清除DPPH自由基抗氧化能力和抑菌防腐能力[12]，与其他保鲜技术合用对冰鲜鸡肉也有一定的保鲜效果[13]。葡萄皮渣是葡萄酿造后的副产物，含有丰富的多酚类物质，在医药保健、食品、化妆品、化工等行业都有广泛的应用[14]。Wook等[15]对葡萄皮中含有的原花青素进行研究，结果表明将原花青素以不同浓度的比例掺入可食性薄膜中可以抑制脂肪氧化和微生物生长，从而提高猪肉的质量和保质期。茶叶提取物的主要活性成分为茶多酚[16]，茶多酚具有强抗氧化性，主要是茶多酚中的茶素类B环和C环上酚羟基与脂肪游离基、黄酮醇等结合，作用于有关自由基的酶，影响细胞代谢，从而起到抗氧化效果。除了有强的抗氧化性外还具有抑菌作用[17]，对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、沙门氏菌、枯草杆菌等均有抑菌作用[18]。但是这些植物提取物对食源性致病菌抑菌效果强弱及在冷却肉保鲜中的应用报道较少。因此，本研究拟用连翘等6种植物的超声辅助醇提取物对5种食源性致病菌进行体外抑菌实验，比较分析6种植物醇提取物的抑菌强弱，选择抑菌效果好的提取物作为保鲜剂作用于冷却鸡脯肉，检测生理生化指标，分析其保鲜效果，为开发效果好的天然肉类食品防腐保鲜剂提供理论支持。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

供试物质：蒲公英、连翘、金银花购于平顶山新城区国大药房中药材店；茶叶购于校园超市；葡萄皮渣由平顶山坤泰农业开发有限公司提供。

供试菌种：肠炎沙门氏菌肠炎亚种ATCC14028，鼠伤寒沙门氏菌CMCC50115，李斯特氏菌，大肠杆菌ATCC25922以及副溶血性弧菌ATCC17802。

1.2 仪器与设备

高速粉碎机(QE-300g)：浙江屹立工贸有限公司；超声波仪(KQ5200DE)：昆山超声仪器有限公司；旋转蒸发仪(R-3)：瑞士Buchi(布奇)公司；超净工作台(DL-CJ-2N)：北京东联哈尔仪器制造有限公司；生化培养箱(SHP-250)：金坛市盛蓝仪器制造有限公司；恒温振荡器(HZQ-X300C)：上海一恒科学仪器有限公司；自动凯氏定氮仪(K-360)：瑞士Buchi(布奇)公司；紫外分光光度计(G10S)：美国赛默飞世尔科技公司；pH计(PH3-3E)：上海仪电科学股份有限公司。

1.3 方法

1.3.1 植物提取物的制备及抑菌活性测定

(1)植物提取物的制备

(2)体外抑菌实验

分别取100 μL活化好的5种食源性致病菌稀释至菌液浓度为107CFU/mL进行琼脂平板涂布，然后用打孔器在平板上打孔，在孔内分别加入制备好的80 μL提取药液，放入37 ℃培养箱中培养20～24 h，每组设3个平行，测定抑菌圈的直径[20]。抑菌圈直径为测量所得直径与打孔器直径(8 mm)之差。

1.3.2 冷却鸡肉保鲜

(1)保鲜剂配方

处理组1：0.25 g/mL连翘粗提物；处理组2：0.25 g/mL葡萄皮粗提取物；对照组：无菌水。

(2)肉样处理方法及指标测定

取新鲜鸡胸脯肉在6～8 h内将鸡肉中心温度冷却至4 ℃，将配置好的保鲜剂均匀涂抹于肉样表面，紫外照射30 min，用无菌纱布吸干多余的水分，然后用无菌真空包装袋进行包装，于4 ℃冰箱保存。每组设3个平行，分别在第0、2、4、6、8、10、12、14天取样进行感官评定、TVB-N、TBARS、pH值、微生物总数测定。

①感官评定参照《食品安全国家标准鲜(冻)畜、禽产品》(GB2707-2016)进行，主要从气味、颜色、黏度和弹性4方面进行，具体评定内容如表1所示；

表1 感官评定表(分)

②TVB-N测定参照《食品安全国家标准 食品中挥发性盐基氮的测定》(GB 5009.228-2016)进行；

③TBARS测定参考文献[21]的方法进行；

④ pH值测定参考张崟文献[22]的方法进行；

⑤微生物指标测定参照《食品安全国家标准 食品微生物学检验菌落总数测定》(GB 4789.2-2016)进行。

1.4 数据处理

所有数据以平均值±标准差表示(n=3)，Excel作图。

2 结果与分析

2.1 抑菌实验结果与分析

连翘作为一种木樨科连翘属植物，它的主要活性成分是连翘酯苷、连翘苷和连翘酯素，连翘酯苷是迄今为止从连翘属植物中发现的抗氧化、抗菌活性最强的成分之一。连翘叶的乙醇提取物对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、志贺氏痢疾杆菌等都有显著的抑菌作用[23-24]。连翘果实的乙醇粗提物也对肠炎沙门氏菌肠炎亚种、鼠伤寒沙门氏菌、大肠杆菌、李斯特氏菌和副溶血性弧菌具有很好的抑菌效果(见表2)，且最小抑菌浓度为0.25～0.5 g/mL。而葡萄皮、籽、茶叶醇提取物中主要活性成分是多酚类物质[25-26]，三者相比，葡萄皮提取物抑菌活性最强，且浓度最低。在提取物质量浓度为1 g/mL条件下，蒲公英对5种食源性致病菌均有较好的效果，但金银花的抑菌效果最差，仅对李斯特氏菌存在较弱的抑菌效果；而茶叶提取物仅对李斯特氏菌和大肠杆菌存在较好的抑菌效果，这也与前人研究一致[27-30]。此结果进一步表明，不同植物的醇提物抑菌效果和抑菌谱有较大差别，可能与不同提取物中主要活性成分含量及差异有关。

表2 植物醇提物对4种食源性致病菌的抑菌圈大小 mm

2.2 连翘和葡萄皮提取物对冷却鸡肉保鲜效果

图1 不同处理组对鸡肉冷藏期间TVB-N值的影响

2.2.1 提取物对鸡肉冷藏期间TVB-N值的影响

肉类在酶和细菌的双重作用下，使得蛋白质分解而产生氨及胺类等碱性含氮物质，这些含氮物质可以与在腐败过程中同时分解产生的有机酸结合，形成一种称为盐基态氮的物质而聚积在肉品中，这种物质具有挥发性，故称挥发性盐基总氮(TVB-N)。TVB-N含量与动物性食品的腐败程度具有一定的相关性，是衡量肉类腐败变质的重要指标之一，TVB-N含量越高，肉类新鲜度越低[31-32]。由图1可知：随着冷藏时间的延长，各组数值也在逐渐增大，在第8天时对照组的TVB-N值(17.094 mg/100 g)和葡萄皮提取物处理组(15.297 3 mg/100 g)已经超过国家规定鲜肉标准(15 mg/100 g)，连翘处理组在第12天时TVB-N数值(15.86 mg/100 g)也超过鲜肉标准，此结果表明处理组能降低TVB-N值，减缓蛋白质的分解，连翘处理组较葡萄皮提取物处理组对减缓蛋白质分解效果好。

2.2.2 不同提取物对鸡肉冷藏期间TBARS值的影响

图2 不同处理组对鸡肉冷藏期间TBARS值的影响

由图2可知：随着贮藏时间的延长，三组的肉样均发生了不同程度的脂肪氧化，对照组的TBARS数值增长最为明显，第6天时，对照组为0.603 mg/100 g，已超过鲜肉标准0.5 mg/100 g，而葡萄皮提取物处理组在第10天时为0.51 mg/100 g，连翘处理组在第12天时为0.502 mg/100 g。此结果表明，连翘提取物具有较好的抑制脂质过氧化物能力，且较对照组延长了6 d左右，而葡萄皮提取物处理组较对照组延长了4 d。

2.2.3 不同提取物对鸡肉冷藏期间pH值的影响

有报道表明[33]，鸡胸肉在逐步成熟的过程中其pH值会出现先降后升的变化规律。因在贮藏前期，由于大量的乳酸和磷酸等酸性物质产生导致pH值下降。而随着贮藏时间的增长，由蛋白质降解产生的多肽及氨基酸的增多导致pH值上升。

图3 不同处理组对鸡肉冷藏期间的pH值的影响

图4 不同处理组对鸡肉冷藏期间的微生物总数的影响

由图3可知：在鸡肉冷藏期间pH值均是先下降再上升趋势，对照组在第6天 pH值为6.225，已超过一级鲜肉标准(5.8～6.2)，对照组的数值明显大于各个处理组；而葡萄皮处理组在第10天时pH值为6.1，连翘处理组在第14天时pH值为 6.18，这与报道的pH值变化规律一致，组1、组2的pH值比较接近，增长趋势相似。此结果表明，连翘和葡萄皮提取物处理组均有助于抑制蛋白质降解速度，减缓pH值上升，较空白对照组延长4 d以上。

2.2.4 不同提取物对鸡肉冷藏期间菌落总数的影响

由图4可知：在鸡肉冷藏期间菌落总数一直呈持续增长状态，对照组的数据增长趋势明显大于处理组，第8天时对照组的菌落已超过鲜肉菌落总数的判定标准(106CFU/g)，而葡萄皮和连翘处理组分别在第10天、第12天时超过了鲜肉标准，说明连翘和葡萄皮提取物均具有一定的抑菌效果，但连翘提取物效果更好。在前期连翘和葡萄皮提取物抑菌实验中，两者对一些常规食源性致病菌效果均较好，但是有报道表明冷鲜鸡脯肉的主要腐败菌是乳酸菌、葡萄球菌、肠杆菌、假单胞菌，且冷藏初始期与后期主要腐败菌菌相构成发生了显著变化，前期主要是乳酸菌和葡萄球菌所占比例最大，为35 %，冷藏后期，肠道杆菌占比最大，为79%[34]。这可能是造成对微生物抑制效果不太好的原因，更适合几种提取物联合使用。

2.2.5 不同提取物对冷却鸡肉贮藏期间感官评定的影响

鸡肉在腐败变质时，由于组织成分的分解，使肉在色泽、气味、弹性、黏度方面发生异常，感官质量明显下降，且感官评分与细菌学变化往往呈正相关[35]，当菌落总数增加到一定程度，腐败微生物活动的代谢产物会导致样品感官评分急剧下降。由表3可知：在各组的感官评定结果中，第8天时对照组已经出现明显腐败臭味，肉色暗红，外表黏手，肉色弹性很差；随着保存时间的延长，葡萄皮和连翘提取物处理组感官评定结果也逐渐下降，分别在第10天和第14天时出现明显腐败现象，这也与微生物菌落增多相一致。

表3 冷却鸡肉贮藏期间感官评定结果

3 结论

(1)由前期抑菌实验的结果可知：不同的植物提取物对5种食源性致病菌抑菌效果不同，其中连翘和葡萄皮醇提取物对5种食源性致病菌的抑菌效果较好，且浓度较低；其次是蒲公英，而金银花的抑菌效果最弱。

(2)通过对单一连翘和葡萄皮提取物作用于冷却鸡肉的保鲜效果可知：与对照组相比，0.25 g/mL连翘和葡萄皮醇提取物均具有一定的保鲜效果，但连翘醇提取物具有更好地抑制TVB-N和TBARS增加的能力，可将鸡脯肉保鲜期延长4 d以上，而葡萄皮醇提取物可将保鲜期延长2～4 d。连翘和葡萄皮醇提取物均具有一定的保鲜效果。