周曉琳,楊國順
(湖南農業(yè)大學園藝園林學院,湖南 長沙 410128)
隨著生產(chǎn)的發(fā)展和生活水平的提高,水果的銷售范圍擴大,水果采后保鮮貯運成了保證水果生產(chǎn)發(fā)展的重要環(huán)節(jié)。長期以來,人們主要采用化學合成物對水果進行保鮮貯藏,雖然保鮮效果較好,但是其藥物殘留對人體健康有不利影響。因此,研發(fā)安全、高效、天然的水果保鮮方法,具有非常深遠的意義。中草藥防腐保鮮技術具有無化學毒害、無殘留、無副作用等優(yōu)點,加之我國有著豐富的中草藥植物資源,因此利用天然中草藥提取物對水果進行防腐保鮮的前景可觀。
眾所周知,不少中草藥中含有各種抗菌成分,對細菌、真菌等微生物具有較強的抑制作用,在醫(yī)學臨床上顯示了不可估量的潛力。據(jù)統(tǒng)計,在我國具有抗菌成分的藥用植物約有5 000余種。
由于水果的防腐保鮮涉及到食品安全問題,人們根據(jù)藥食同源的原則,對水果采后防腐保鮮作用較強的中草藥植物進行了篩選。包括蕓香科的檸檬、柑橘類、橙類,樟科的肉桂、月桂,桃金娘科的丁香、眾香,唇形科的百里香、迷迭香、薄荷,百合科的洋蔥、大蒜,姜科的高良姜、姜,肉豆蔻科的肉豆蔻,胡椒科的胡椒、花椒,茄科的辣椒、山雞椒和草本科的香茅、芳香草等[1-2]。
中草藥抑菌實驗發(fā)現(xiàn),黃連的抑菌能力最強,其次為大黃、黃芩、大青葉、丁香、艾葉、魚腥草等,再其次為黃柏、玄參、連翹、知母、馬鞭草、烏梅、白頭翁、茵陳、蒲公英等[3]。
中草藥中存在的小分子有機化合物大多數(shù)是疏水的,而且對微生物細胞膜組織具有干擾作用甚至使其溶破,從而對微生物起到抑制或殺死作用。因此,中草藥提取物能保鮮水果的原理在于中草藥中的有效成分能抑制水果表面的微生物活動,減弱微生物活動對水果的影響,降低水果中酶的活力,降低水果的生理活動強度,從而達到保鮮的目的[4]。
國內外學者對具有良好抗菌活性的中草藥和一些植物提取物的抗菌效果進行了研究篩選。Ates在對幾種藥用植物提取液抗菌活性的研究中發(fā)現(xiàn),茴芹苦素提取液對微球菌、分枝球菌有較強的抗菌作用;甘草根、桂皮提取液對芽孢桿菌、金黃色葡萄球菌等有抑制作用[5]。Wilson等研究了龍艾、香旱芹、多香果、紅百里香、扁柏油酚等7種精油或成分對灰霉菌的抑制效應,結果表明香旱芹、多香果、紅百里香抑菌效果最好,0.11%(V/V)即可完全抑制灰霉菌孢子萌發(fā),減少大腸桿菌的增長[6]。余世望等測定60種食藥兩用植物乙醇提取液的抗菌作用,其中丁香、花椒、高良姜、甘草、烏梅顯示明顯的抗菌作用,丁香、花椒、高良姜對黃曲霉、黑曲霉等表現(xiàn)出強的抗菌作用[7]??浊锷彽劝l(fā)現(xiàn)丁香、肉桂的提取物可抑制黑曲霉和擴展青霉的孢子萌發(fā),五倍子、川芎的提取物可抑制黑曲霉和擴展青霉的孢子形成[8]。有學者發(fā)現(xiàn),甘草渣提取物對黑曲霉、米曲霉、黑根霉、毛霉、擬青霉具有較好的抑制作用,并利用薄層層析法初步判定抗霉的關鍵成分是甘草黃酮類化合物。鹿蹄草的體外抗菌實驗證明,鹿蹄草提取液對金黃色葡萄球菌、傷寒桿菌、綠膿桿菌等具較強的抑制作用[9]。
隨著化學和其它學科的迅速發(fā)展,植物體內抗菌物質及其抗菌作用的研究更為廣泛和深入,許多具有抗菌活性的物質從植物體內分離、鑒定出來,這些具有抗菌活性的有效成分類型較多。主要有以下幾大類[10]:萜類、含氮或含硫化合物、芳香族化合物、黃酮類化合物、芪類化合物、脂肪類化合物以及蛋白質類。除了上述幾類比較重要的抑菌化合物外,還有一些化合物也有很好的抑菌效果。
丁香是抑制真菌作用較強的一種中草藥??浊锷彽劝l(fā)現(xiàn),丁香水蒸氣餾出液可有效抑制水果致腐真菌—黑曲霉和擴展青霉孢子的萌發(fā)[8]。丁香花蕾含有15%~20%的精油,其中85%~92%為丁香酚,主要是丁香酚發(fā)揮了抑制細菌生長的作用。
中國肉桂中含精油1.0%~3.5%,精油中桂醛含量高達80%~95%;斯里蘭卡肉桂含精油0.5%~3.5%,其中42%~75%為桂醛。桂醛為抑菌的有效成分[2]。
甘草來源于豆科植物甘草屬多種植物的根和莖,是一種非常重要的藥材,也是醫(yī)藥、食品、煙草等工業(yè)的常用原料和風味添加劑。它主要含有甘草酸(0.89%~8.17%)、甘草皂苷(痕量到1.16%)、黃酮類(0.10%~6.2%)、葡萄糖(0.38%左右)、蔗糖(2.4%~6.5%)、微量揮發(fā)油及淀粉等[11]。研究表明,其抗霉的關鍵成分是甘草黃酮類化合物[3]。
木犀科植物連翹的干燥果實味苦、無毒、性微寒,它的主要成分是連翹酚、甾醇、三萜皂甙、黃酮、醇甙等,連翹的95%酒精提取物,在日本已被大量用作食品的保鮮劑[12]。
大蒜中含有大蒜揮發(fā)油,油中主要成分為大蒜素(二烯丙基硫代磺酸酯),是新鮮大蒜中所含大蒜氨基酸經(jīng)大蒜酶分解產(chǎn)生的,其中包括大蒜菌素和大蒜新素。大蒜素對真菌類細菌,如炭疽菌、立枯菌、根霉菌等有抑制和殺滅作用[1]。
人們在開發(fā)中草藥水果保鮮劑的過程中,很容易發(fā)現(xiàn)不同中草藥具有不同的應用特點,且一種中草藥在實際應用中通常不能起到理想的保鮮效果。因此,人們在研究應用中嘗試將具有不同抑菌譜的中草藥適當配合,觀察它們是否具有協(xié)同或增效功能,以開發(fā)出高效、廣譜的復合型防腐劑。這也是目前中草藥水果防腐保鮮劑的研究熱點[13]。李曼用金銀花等幾種中草藥提取液進行協(xié)同抗菌作用研究,發(fā)現(xiàn)藥物配伍協(xié)同作用是增加抗菌效價的一種有效途徑。毛瓊、張衛(wèi)紅等[3,14]利用中草藥及其配伍進行抑菌作用研究,認為中草藥的適當混合使用可提高抑菌效果,降低抑菌濃度,使抑菌譜更為廣泛。高海生報道用百部、虎杖、良姜、黃連素等中草藥進行超臨界提取,提取物配以淀粉、魔芋、卵磷脂等制成的中草藥復合制劑,對水果具有較好的防腐保鮮作用。可見,不同性能的抗菌劑間適當配合,可增強抗菌作用,這對于高效、廣譜、無毒的天然水果保鮮防腐劑的尋找和篩選,對于促進農產(chǎn)品深加工和食品工業(yè)的發(fā)展有著重要的科學意義和應用價值。
大多天然植物的提取物無毒,僅有少數(shù)天然有毒,會引起動物過敏反應。在這些中毒事件中,可能是飲食中攝入了非正常物質。這些物質在體內的消耗能夠影響人體和動物的營養(yǎng)狀況。很多酚類物質對疾病,如癌癥等有較好的抑制效果。食用水果、蔬菜以及其他酚類物質,如茶都能減少各種形式的癌癥及氣腫、動脈硬化等疾病的患病機率[15]。
常見的應用中草藥及其提取物保鮮的水果有鴨梨、柑桔、蘋果、草莓等,現(xiàn)分述如下。
宋曉崗等[14,16-17]使用中草藥涂膜保鮮河北鴨梨,減少了梨的水分散失,降低了果實霉變率,還能維持較高的營養(yǎng)水平。其具體方法是:稱取丁香、大黃、高良姜各20 g,加水放入50℃恒溫水浴中浸泡1d后得中草藥提取液,將藥液定容至200 mL;接著,將7.5 g淀粉倒入150 mL水中,加熱溶解,冷卻后加入之前制備的中草藥提取液100 mL,攪拌均勻,制成中草藥涂膜液。將待保鮮的鴨梨浸入膜液中1~2 min,取出晾干。處理過的鴨梨在室溫28~34℃、相對濕度75%~95% 的條件下存放50 d后,總霉腐果率只有27.8%,而未經(jīng)處理的總霉腐果率為55.6%。
石小明和王在明[18]以高良姜、藿香為主的中草藥熬制液對金柑浸果,再進行真空度0.05~0.08 MPa、20 min的真空短時脫氣處理,用塑料膜小袋包裝后放入4~15℃的普通倉庫貯藏100 d,好果率高達93.0%,比對照提高19.9%,且果實維生素C、可溶性固形物、總糖、有機酸含量均比對照高7.6%~7.7%。處理過的金柑呼吸強度下降,延長了金柑的貯藏壽命。
另外,將新鮮大蒜切片在冷水中浸泡12 h后,再煎熬至沸騰,制成10%的大蒜浸提液,浸泡采收后的柑桔10~15 s,保鮮效果也較理想。處理過的柑桔在通風晾干后,放入有硬紙墊的木箱內,置于通風庫或普通房屋貯藏,70 d后好果率達92.4%,100 d后好果率仍在90%以上[19]。
用百部等中草藥進行超臨界提取,再配以淀粉等制成中草藥復合半透膜水果保鮮劑,處理后蘋果保存6個月,基本無損耗。該保鮮劑的組成為:良姜、百部、虎杖、黃連素各 0.5~1.0 g/L,淀粉 0.5~2.0 g/L,魔芋 0.5~1.5 g/L,卵磷脂 0.1~2.0 g/L。此保鮮液還可用作其他水果或蔬菜的保鮮劑,番茄、茄子、黃瓜等處理后在10~15℃下可保存2個月[19]。另外,將烘烤后的低糖蘋果脯放入20%的高良姜醇提液中浸泡約1 min,然后放入60~65℃的烘箱再烘1 h,回潮后,裝入低密度聚乙烯袋,不封口,在30℃恒溫培養(yǎng)箱中貯藏,其保質期可達18 d[20]。
將采收后的草莓放入0.05%的魔芋甘露聚糖水溶液中浸泡10 min,取出后瀝去多余糖液,自然晾干。處理后的草莓存放1周后,果實表面稍失光澤,但不霉爛,存放3周后仍不發(fā)霉。未經(jīng)處理的草莓,室溫下存放2d,果實光澤即消失,3 d后便開始霉爛[19]。
目前,中草藥保鮮劑還沒有進行大規(guī)模商業(yè)化應用,主要的原因是中草藥里面的成分復雜,其中的有效成分含量及作用機理還不是十分清楚;藥源、含量及制劑本身的穩(wěn)定性不易解決;某些中草藥大劑量使用時有著特殊的氣味;中草藥中有效成分的提取與大批量生產(chǎn)還存在一定的問題等。
中草藥提取物具有良好的殺菌作用,對人體和環(huán)境無危害,增加了水果食用的安全性,用于水果保鮮有很好的效果。從長遠看,水果保鮮劑的研究方向應該向著天然、安全、有效的方向發(fā)展。中草藥提取物替代化學合成保鮮劑用于水果貯藏保鮮有著廣闊的發(fā)展前景。
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