高 婷，苏 超，李天一，赵丹丹，戴文娜

（芜湖职业技术学院，安徽 芜湖 241000）

民以食为天，食品安全始终是人们关注的焦点。目前我国食品安全存在的四大主要风险中，微生物污染问题最为严重，因此化学保鲜剂被广泛应用于食品的防腐保鲜，但化学保鲜剂属于合成物质，使用后残留在食品表面，从而蓄积于人体中，受到消费者的抵制。因此，国内外都在大力研发高效、广谱、低毒、天然的防腐剂，中草药提取物保鲜剂来源丰富、安全无残留、无毒副作用，越来越受到消费者的青睐。据统计，我国有抑菌活性的中草药达5 000 余种[1]。已知许多草本植物和香料含有多种植物化学物质，这些物质是天然抗氧化剂和抗菌化合物的潜在来源，包括多酚、类黄酮、生物碱和萜类化合物等。

1 活性成分

1.1 酚类化合物

天然酚类化合物是一大类植物次生代谢产物，在生物和非生物胁迫下产生，分布在植物的根、茎、叶、花、果肉和种子的组织中。在植物性食品中，酚类化合物是种类和研究最多的一类生物活性物质[2]，因其生物学特性被广泛应用于食品行业。有研究发现，桂皮、生姜和姜黄提取物具有良好的抗氧化活性，且与其酚类物质含量呈现显著的线性关系，说明酚类物质是抗氧化活性的主要贡献因子。酚类化合物的抗氧化作用主要是由于其氧化还原性质和各种可行机制的影响，如自由基清除活性、转换金属螯合活性和单重态氧淬灭能力[3]。

1.2 类黄酮

类黄酮是一类多酚化合物，广泛存在于果蔬和其他粮食作物中，对心血管疾病、动脉粥样硬化等多种疾病有良好的生化作用，并具有抗炎症、抗衰老等其他生物活性[4-5]。此外，黄酮类化合物是各种保健品的必要成分。黄酮类化合物的主要生物活性是抗氧化活性，通过清除活性氧、激活抗氧化酶活性、抑制氧化酶活性和减少α - 生育酚自由基来防止自由基造成的损伤。在植物中，类黄酮化合物通常以糖苷的形式存在于花、叶片和种子中，部分以游离形式存在[6]。

1.3 生物碱

生物碱是自然界中一类含氮的碱性有机化合物，性质似碱，所以过去又称为赝碱。近年来，通过研究发现约10 000 种植物中含生物碱，大多数的生物碱都具有高效广谱的抗菌活性。邵芬娟等人[7]发现，翅果油树叶片中所含生物碱有广谱抗菌作用。陈莉华等人[8]发现，节节草的总生物碱对大肠杆菌、奇异变形杆菌、黑曲霉菌、藤黄微球菌均有强抑菌作用。赵强等人[9]发现，红茂草生物碱能显著抑制大肠杆菌、枯草杆菌、金黄色葡萄球菌、粪肠球菌。

1.4 萜类化合物

萜类化合物结构类型多样，包括单萜类、倍半萜类、二萜类、三萜类、四萜类，广泛分布于动植物及真菌中。植物萜类化合物有芳香味，生物活性丰富，在传统草药中发挥作用。萜类化合物有助于桉树、丁香、肉桂、姜产生特殊气味，并能帮助向日葵和西红柿显色。常见的萜类化合物有单萜类化合物，如柠檬醛、樟脑、薄荷醇，大麻中的大麻素、银杏叶中的银杏内酯和双叶内酯，以及存在于姜黄和芥菜籽中的类姜黄素等。蘑菇中也含有萜类化合物，其中倍半萜类化合物的数量和结构种类最多，其次是三萜类化合物（如灵芝酸），单萜、二萜较少[10]。

2 常见中草药

2.1 丁香

丁香是常见的中草药之一，是桃金娘科植物干燥后的花蕾，可作为一种天然高效的抑菌剂。丁香的主要成分为酚类物质，可结合微生物中某些酶的活性基团，破坏正常的代谢作用，从而影响菌体生长，具有极强的防腐保鲜、杀虫抑菌等功效。

2.2 金银花

现代药理学研究发现，金银花具有抗菌、抗炎、抗病毒、抗内毒素、降血脂、解热等药理作用[11]。这些作用可能与其化学成分有关，金银花主要成分为精油、有机酸、黄酮类、皂苷类、环烯醚萜类和无机元素[12]。其中，精油和绿原酸被认为是金银花的活性成分，具有较好的药理作用。在现行中国药典中，绿原酸已被正式作为该药材质量的指示化合物。

2.3 银杏叶

银杏叶是银杏干燥后的叶片，种植地区广，一般是人工栽培，秋天叶子尚绿时，采收并干燥，具有舒经活血、通经活络、止痛化浊、平喘降脂等多种功效。银杏叶提取物的主要有效成分是银杏类黄酮和内酯类化合物，以及酚类、有机酸、多糖、维生素、氨基酸和微量元素等营养成分[13]。以往的研究主要集中于其药理作用的研究和开发。

2.4 肉桂

肉桂被认为是最常见的香料之一，具有止吐、止泻、抗胀气和兴奋剂的特性[14]。肉桂醛是一种芳香α，β - 不饱和醛，是肉桂挥发油的主要成分，对包括细菌、酵母和霉菌在内的多种微生物具有抗菌活性。有研究通过对大蒜、洋葱、丁香、肉桂、胡椒、月桂叶、肉豆蔻、小豆蔻、迷迭香、白百里香精油对病原菌生长的抑制作用发现，肉桂和丁香精油在几乎所有浓度下对病原菌的活性最高，其次是百里香。与Denkova-Kostova R 等人[15]的研究报告基本一致，即对腐生菌和病原微生物，肉桂精油的抑制活性最高，其次是柚子精油、橘子精油和柠檬精油。此外，都具有较高的抗氧化活性。

2.5 生姜

生姜是我国传统的调味料，也是一种中药，有400 多种生物活性化合物，其组成取决于成熟度、气候、土壤性质和加工条件等因素。生姜提取物由挥发油和油树脂组成，挥发油主要由单萜和倍半萜组成，油树脂由非挥发性成分组成，如酚类化合物，包括姜辣素、粗姜酚和姜酮等。生姜提取物的抗炎、抗氧化、抗肿瘤、抑菌等活性，就是由于姜辣素和姜粗酚等酚类化合物[16]。

3 中草药防腐保鲜应用

3.1 在果蔬中的应用

活性氧是植物进行正常生命活动的代谢副产物，其产生和消除之间总是维持动态平衡，对延缓衰老、保证产品质量、延长货架期十分关键。如果体内的活性氧清除系统不能及时消除活性氧，使其在体内累积，会导致代谢紊乱，不利于贮藏。植物体内的活性氧清除系统包括抗坏血酸和类胡萝卜素等抗氧化物质，以及超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT） 等抗氧化酶系。共同为清除果蔬体内的自由基发挥作用。SOD 酶是抵抗活性氧的第一道屏障，通过歧化反应产生H2O2，随后CAT 酶与过氧化物酶（POD） 将生成的H2O2降解，防止对细胞造成氧化损伤。其中，CAT 酶将H2O2分解成无害的水和分子氧，POD 酶则能催化H2O2氧化酚类物质。酚类是主要的抗氧化物质之一，可以作为POD 酶和多酚氧化酶（PPO） 的底物，POD 酶和PPO 酶将酚类氧化为醌，并与细胞内的氨基酸反应，促使发生褐变现象。为了避免对果蔬品质造成不良影响，人们进行了大量研究，这些方法有的效果有限，有的对产品质量甚至消费者健康产生了负面影响。

蒋志国等人[17]通过试验发现丁香提取物抗菌活性高，气相色谱- 质谱联用技术分析得出丁香酚含量最高，达68%。丁香酚除具有抗菌特性外，多项研究发现其在抑制鲜切产品中的褐变方面具有巨大潜力。丁香酚处理可通过提高活性氧清除酶的活性来增强其抗氧化能力，减轻细胞膜的氧化损伤，可能有助于防止酚类物质与氧化酶的接触和随后的表面组织的酶褐变。对于内部组织，丁香酚处理可通过诱导产生具有抗氧化能力的酚类化合物来提高其抗氧化能力，保证细胞膜的完整性[18]。Zhu L J 等人[18]报道高浓度（1.5%） 丁香酚处理可促进鲜切荸荠内组织酚类化合物的积累。Rong Z 等人[19]也报道了脐橙浸泡丁香芽提取物（主要含有丁香酚） 后，表现出更高的自由基清除酶活性和抗氧化能力。冯金霞等人[20]发现，不同浓度的银杏叶提取物都可以在一定程度上，降低鲜切苹果中PPO 酶活性，抑制表面褐变，延缓水分流失、硬度下降和抗坏血酸含量的降低，维持鲜切苹果的品质。张美芳等人[21]比较了银杏叶提取物和海藻酸钠复合膜对鲜切苹果的保鲜效果，发现这两种处理方法都能很好地保持鲜切苹果的感官品质，且联合使用的保鲜效果最好。植物叶片在生理上不存在成熟，只存在衰老，生菜采后衰老表现为失水萎蔫、黄化褐变等现象，鲜切生菜的品质劣变更迅速。Peng X 等人[22]用水（对照）、0.2%和1.0%的大蒜素溶液分别处理鲜切生菜，感官分析表明，大蒜素抑制鲜切生菜的颜色变化，且不影响其风味。冷藏6 d 后，与对照相比，1%大蒜素处理的样品总活菌数下降2.52 个log，酵母菌和霉菌数下降1.59 个log，证明大蒜素处理可抑制微生物生长。此外，1%大蒜素处理组与对照组在感官、总酚类化合物和醌类化合物含量、褐变相关酶活性和抗氧化酶活性等方面的差异表明大蒜素具有抗氧化特性。

3.2 在肉品及水产品中的应用

微生物变质、酶促变化和脂质氧化是影响食品保质期的重要因素。在肉类食品中，尤其是不饱和脂肪酸含量较高的猪肉制品更易氧化。此外，切割研磨和热加工破坏了肌膜的完整性，使脂膜暴露在金属离子中，促进了促氧化剂与不饱和脂肪酸的相互作用，导致自由基的生成和氧化反应的发生，影响肉类及其制品的感官和营养特性。Li H 等人[23]从石榴籽渣（PSR） 中提取并分离得到酚类物质，主要有黄酮醇类、酚酸类、黄酮苷类、可水解单宁类等。Qin Y Y 等人[24]研究发现，石榴汁（PJ）、石榴籽粉（PSP） 和石榴皮粉（PRP） 对生肉的抗氧化性能和脂质氧化均有显著影响。PRP 处理组标准板计数明显低于对照组、PJ 组、PSP 组和二丁基羟基甲苯（BHT）组（p＜0.05）。PRP 的抗氧化活性高于PJ 和PSP。Wang Y 等人[25]以1∶1 的比例配制肉桂和生姜复合精油，并以0，0.05%，0.20%，1.00%质量分数加入壳聚糖膜，研究其对猪肉抗菌和抗氧化性能的影响。结果表明，精油的添加显著增加了壳聚糖膜的厚度和不透明度，但对膜的溶解度和水蒸气渗透性没有影响。这些膜能有效地抑制猪肉贮存过程中微生物生长，pH 值增加和脂质氧化，其中添加1.00% 精油的壳聚糖膜具有最高的抗氧化和抗菌活性。

新鲜水产品在捕捞后经过运输、销售才能够到达消费者手中，由于新鲜水产品营养成分丰富，在运输及销售环节中如果保存条件不当就会造成品质劣变，水产品的在贮藏过程中的品质变化是其货架期的重要指标，随着一些内源酶活力增强，会造成水产品质构变化、脂质氧化和蛋白氧化；微生物繁殖产生的生物胺等也会对水产品食用安全性带来威胁。之前的研究发现，鱼类中优势腐败菌包括假单胞菌属、气单胞菌属及肠杆菌属等。Cai L 等人[26]采用丁香、孜然和留兰香精油分别以1，4，8 μL/L 质量浓度熏蒸大菱鲆鱼片。测定其颜色变化、结构特征分析（TPA）、过氧化值（PV）、2- 硫代巴比妥酸（TBA）、总挥发性碱氮（TVB-N）、三甲胺氮（TMA-N）、微生物特性。结果显示，对照组最早显示降解迹象，并在第10 天达到所有评估参数的排斥阈值。各精油对大菱鲆鱼片的氧化均有抑制作用，其中以绿薄荷油的氧化作用最强。4 μL/L 绿薄荷油熏蒸可保持其色泽和质地，延缓脂质和蛋白质氧化，减少微生物数量。

4 结语

关于中草药提取物保鲜剂的研究很多，但也存在一些问题。部分中草药本身含有特殊气味，可能会影响食品风味。此外，对于中草药提取物保鲜剂的保鲜机理研究较少，提取方式、用量也不明确。但是从长远来看，天然、低毒、高效、广谱的中草药保鲜剂势必成为今后的发展方向，在食品保鲜方面具有广阔的前景。