植物源提取物對金黃色葡萄球菌的抗菌作用

高錦洪，陳智慧，冀 琳，李夢楠，孫紀錄*

（1.云南省曲靖農(nóng)業(yè)學校 食品技術(shù)學部，云南 曲靖 655000；2.河北農(nóng)業(yè)大學 食品科技學院，河北 保定 071001）

金黃色葡萄球菌是一種重要的食源性致病菌，常常在食品工業(yè)中造成嚴重污染[1-5]。由于人們對合成防腐劑安全性的疑慮日趨加深，開發(fā)天然防腐劑正日益受到重視。天然化合物對多種微生物具有抗菌作用[6-9]。這些天然化合物分別來自于植物、動物和微生物。由于經(jīng)濟學和安全性等諸多方面的優(yōu)勢，天然植物來源的生物活性化合物對于食品工業(yè)正變得越來越重要。從化學組成、抗菌活性及其作用機制等方面，綜述了多種植物源提取物對金黃色葡萄球菌的抗菌作用，以期為開發(fā)以金黃色葡萄球菌為靶標的、新穎的天然食品防腐劑提供理論依據(jù)，并為尋找新的植物源抗菌物質(zhì)提供借鑒。

1 紅蔥提取物

紅蔥在泰國菜肴中被廣泛使用。IFESANBO等[6]使用紙片瓊脂擴散法，研究了紅蔥球莖的乙醇粗提取物對金黃色葡萄球菌的食品分離株的抗菌活性，最低抑制濃度（minimum inhibitory concentration，MIC）值為0.06～1.00mg/mL。接著，IFESAN B O等[10]研究了該紅蔥提取物對金黃色葡萄球菌產(chǎn)生腸毒素的抑制活性。在液體培養(yǎng)基中，粗提物在亞最低抑制濃度，降低了腸毒素產(chǎn)生；在最低抑制濃度時，完全抑制了腸毒素C的產(chǎn)生；在2倍最低抑制濃度時，腸毒素A、B和D的合成被完全抑制。因此，紅蔥球莖提取物作為一種新穎的天然防腐劑，在食品中有應用潛力，用于防止食品中的金黃色葡萄球菌的生長。

2 馬黛茶提取物

馬黛茶又名巴拉圭茶，在烏拉圭、巴拉圭、阿根廷和巴西等國家，是一種廣泛流行的茶飲料。BURRISKP等[11]報道，金黃色葡萄球菌比大腸桿菌O157：H7對馬黛茶水提取物更敏感；該水提物對金黃色葡萄球菌和大腸桿菌O157：H7的最低殺菌濃度（minimumbactericidalconcentration，MBC）分別為25～50μg/mL和150～800μg/mL。因此，馬黛茶在食品和飲料中，是一種有潛力的防腐劑。

3 牛至提取物

牛至是唇形科牛至屬中的一種植物。BARROSJC等[12]研究了牛至精油對金黃色葡萄球菌食品分離株的影響。氣相色譜-質(zhì)譜（GC-MS）分析顯示，在牛至精油中，香芹酚是最主要的化合物（57.71%），其后依次是對-聚傘花素（10.91%）、γ-松油烯（7.18%）、松油烯-4-醇（6.68%）和百里香酚（3.83%）。牛至精油在一定濃度條件下抑制金黃色葡萄球菌的細胞活性；體積分數(shù)為0.12μL/mL時，牛至精油起殺菌作用。此外，牛至精油在亞抑制濃度，能夠壓制金黃色葡萄球菌的一些生理特性，如鹽耐受性。因此，牛至精油能夠成為一種新穎的抗菌劑。

4 蔓越莓提取物

蔓越莓又稱蔓越橘，目前在北美的一些地區(qū)被大量種植。LIAN PY等[13]研究了美國蔓越莓果汁對金黃色葡萄球菌的抗菌作用，同時還考察了4種其他漿果的果汁。結(jié)果表明，蔓越莓果汁是金黃色葡萄球菌的一種強有力的抗菌劑，在所有受試的漿果中最為有效。在相同的酚類物質(zhì)濃度下，金黃色葡萄球菌生長的抑制百分數(shù)依次為蔓越莓>藍莓>阿薩伊漿果>覆盆子>草莓。該項研究還證實，抗菌作用并非是由于漿果的酸度。SU X等[14]報道，其在實驗室制備的蔓越莓原花青素對甲氧西林抗性的金黃色葡萄球菌（methicillin-resistantStaphylococcusaureus，MRSA）的具有明顯的抗菌作用。

5 葡萄籽提取物

SU X等[14]研究了商品化的葡萄籽提取物（grape-seed extract，GSE）對MRSA菌株的抗菌作用。在受試質(zhì)量濃度（1mg/mL和5mg/mL）條件下，GSE對MRSA有明顯的抗菌作用。MRSA的掃描電鏡觀察顯示，GSE引起了細菌細胞壁的改變。由于葡萄籽通常并不作為可食部分，因此建議在GSE作為一種天然防腐劑使用之前，應該對其安全性進行評價。在該項研究中，SUX等還發(fā)現(xiàn)，石榴多酚對MRSA具有一定的抗菌作用，并且改變了細菌的細胞壁。

6 綠茶提取物

NAKAYAMA M等[15]研究了綠茶提取物（green tea extract，GTE）對金黃色葡萄球菌NBRC13276的抗菌作用。在處理1h后，GTE顯示出有效的抑菌作用；如果與NaCl聯(lián)合處理，則表現(xiàn)為殺菌。使用電子顯微鏡觀察GTE的兒茶素成分處理過的細菌，并對細胞蛋白質(zhì)進行十二烷基磺酸鈉-聚丙烯酰胺凝膠電泳（sodiumdodecylsulfatepolyacrylamide gel electrophoresis，SDS-PAGE）分析，結(jié)果顯示，GTE附著于細菌表面的蛋白質(zhì)形成高分子質(zhì)量的復合物，暗示GTE可能抑制底物的攝入和分泌，并抑制酶的活性。茶多酚使金黃色葡萄球菌對磷的消耗量降低，嚴重影響核酸、磷脂等重要成分的合成和能量代謝；此外，其還可以阻礙細菌蛋白質(zhì)的正常表達，影響其細胞的結(jié)構(gòu)組成和酶的催化活性。

7 茴香提取物

QIU J等[16]研究了通過水蒸餾法分離的茴香精油對金黃色葡萄球菌的抗菌活性。GC-MS分析顯示，茴香精油中含有高濃度的反式茴香腦。通過微量液基稀釋法，證實茴香精油對金黃色葡萄球菌具有抗菌活性，其MIC范圍為64～256μg/mL。此外，茴香精油在亞抑制濃度下，可以降低金黃色葡萄球菌外毒素的表達，包括α-毒素、葡萄球菌腸毒素（staphylococcalenterotoxin，SE）和毒休克綜合癥毒素1。

8 薄荷提取物

TABARIM A等[17]使用紙片擴散法，研究了商品化的薄荷香精對金黃色葡萄球菌菌株P(guān)TCC 1112的抗菌作用。研究結(jié)果表明，薄荷香精對金黃色葡萄球菌具有明顯的抗菌作用。

9 藍桉提取物

DJENANED等[18]報道了藍桉精油在剁碎的牛肉中對金黃色葡萄球菌菌株CECT 4459的抗菌作用。藍桉精油通過水蒸餾法，從阿爾及利亞的藍桉葉提取而來。GC-MS分析顯示，藍桉精油的主要成分是γ-萜品烯（94.48%）。在人為接種5×105CFU/g金黃色葡萄球菌的切碎的牛肉中，加入2倍MIC濃度的藍桉精油，在（5±2）℃進行貯存試驗。在貯藏5d之后，藍桉精油顯著地降低了微生物數(shù)量（P<0.05）。感官評價表明，以藍桉精油處理的牛肉餡在所用的濃度條件下是可以接受的。

10 香薄荷提取物

夏季香薄荷又稱夏日風輪菜。DJENANED等[18]報道了夏季香薄荷精油在剁碎的牛肉中對金黃色葡萄球菌菌株CECT 4459的抗菌作用。該精油通過水蒸餾法，從阿爾及利亞的夏季香薄荷葉提取而來。GC-MS分析顯示，夏季香薄荷精油的主要成分是香芹酚（46.10%）。抗菌試驗結(jié)果揭示，夏季香薄荷精油對金黃色葡萄球菌具有很好的抗菌效果。冬季香薄荷又稱冬日風輪菜。OUSSALAHM等[19]報道，冬季香薄荷精油對金黃色葡萄球菌具有顯著的抗菌活性。NEDOROSTOVA L等[20]報道，夏季香薄荷和冬季香薄荷精油在蒸氣狀態(tài)下同樣顯示了對金黃色葡萄球菌（包括MRSA）的抗菌活性，MIC分別為17～130μL/L和33～260μL/L，抗菌性質(zhì)通過微量空氣法測定。根據(jù)這些結(jié)果，受試的精油可以被認為是有效的抗葡萄球菌的天然產(chǎn)品，而且由于其在蒸氣狀態(tài)的活性，使其具有特定的應用潛能。

11 橄欖提取物

FRIEDMAN M等[21]評估了商品化的橄欖粉和純的橄欖化合物4-羥基酪醇對金黃色葡萄球菌及其葡萄球菌腸毒素A（staphylococcalenterotoxin A，SEA）的抑制作用。SEA是一種超抗原，可以引起人類嘔吐、腹瀉、特應性皮炎、關(guān)節(jié)炎和中毒性休克等。完整天然結(jié)構(gòu)的改變可以阻止其與宿主細胞的細胞膜受體位點的分子相互作用，從而使毒素失活。該橄欖粉產(chǎn)品通過橄欖汁冷凍干燥制備而得。2種受試物質(zhì)對金黃色葡萄球菌具有滅活作用；橄欖化合物4-羥基酪醇對SEA也有滅活作用，并且在受試濃度下對脾細胞無毒。因此，食物相容的和安全的抗毒素橄欖化合物能夠被用于減少食品中的金黃色葡萄球菌及其產(chǎn)生的毒素SEA。

12 大蒜提取物

NEDOROSTOVA L等[20]報道，大蒜精油在蒸氣狀態(tài)下對金黃色葡萄球菌（包括MRSA）具有抗菌活性，MIC為8.3～530μL/L。PERRY CC等[22]報道了大蒜水提物對金黃色葡萄球菌菌株ATCC 25923的影響，并使用原子力顯微鏡（atomic forcemicroscopy，AFM）研究了細菌細胞膜被破壞的可能機制。結(jié)果表明，大蒜中的化合物顯示細胞內(nèi)活性；使用AFM研究大蒜中存在的各種純的硫代亞硫酸鹽分離物的抗菌性質(zhì)是切實可行的。

13 百里香提取物

銀斑百里香又稱麝香草。OUSSALAH M等[19]報道，銀斑百里香精油對金黃色葡萄球菌具有明顯的抗菌活性。NEDOROSTOVA L等[20]的研究表明，銀斑百里香和鋪地百里香精油在蒸氣狀態(tài)對金黃色葡萄球菌也顯示了抗菌性質(zhì)，其MIC分別為33～260μL/L和33～530μL/L。

14 其他植物提取物

OUSSALAH M等[19]報道，來自野馬郁蘭、南肉桂、冬馬祖林和錫蘭肉桂的植物精油對金黃色葡萄球菌都顯示了極強的抗菌作用。NEDOROSTOVA L等[20]的研究表明，辣根和墨角蘭精油在蒸氣狀態(tài)對金黃色葡萄球菌也顯示了抗菌性質(zhì)，其MIC分別為8.3～17μL/L和8.3～130μL/L。CHAOS等[23]使用紙片擴散法，研究了91種分別蒸餾自單一不同植物來源的精油對MRSA的抑制活性。結(jié)果表明，其中78種植物精油展示了對MRSA的抑菌圈，其中，來自檸檬香草、檸檬香桃和蜜蜂花的精油具有最高水平的抑制。

KUORWEL K K等[24]研究了包被以芳香醇、香芹酚或百里香酚的淀粉基膜在體外對金黃色葡萄球菌的抗菌活力。結(jié)果表明，所有涂覆的膜有效地抑制了Cheddar干酪表面的金黃色葡萄球菌的生長。金黃色葡萄球菌在受試濃度范圍內(nèi)，對受試抗菌劑的敏感性依次為百里香酚>香芹酚>芳樟醇。該研究結(jié)果暗示，在涂覆層中整合入天然的抗菌劑，能夠潛在地延長食品的貨架期，為制造商和消費者提供一個更加理想的包裝選擇。GALLUCCILM N等[25]研究了9種單萜的抗菌活性。結(jié)果顯示，香芹酚和百里香酚對金黃色葡萄球菌的MIC分別為3.2g/L和7.5g/L，兩者都具有殺菌活性；香葉醇/薄荷醇對金黃色葡萄球菌和蠟樣芽孢桿菌的關(guān)系是完全協(xié)同的；萜烯單獨和聯(lián)合對微生物都具有抗菌活性，其中酚類化合物是最有活性的萜烯。類似地，NOSTROA等[26]也證實了香芹酚、麝香草酚對金黃色葡萄球菌的抗菌作用。

綜上所述，許多植物源提取物對金黃色葡萄球菌具有強烈的抗菌活性。這些數(shù)據(jù)支持發(fā)展一種替代合成防腐劑的方法，即開發(fā)一些天然植物提取物作為天然防腐劑，以保障食品安全，促進消費者健康。雖然有些植物提取物的化學組成和抗菌機制已被闡明，但是，還有許多植物源提取物的化學組成和抗菌機制有待于進一步研究。為了能夠?qū)⒅参镌刺崛∥镒鳛樘烊环栏瘎┗驓⒕鷦糜谑称饭I(yè)，也有必要對其食物相容性（主要是指對食品感官可接受度的影響）和安全性開展更加深入的研究。此外，還應該對這些植物源提取物的抗菌性能開展協(xié)同性研究，以開發(fā)組合型的抗菌性能更強的天然防腐劑產(chǎn)品。可以預見，隨著研究與開發(fā)工作的推進，來源于天然植物的提取物將被越來越多地應用到食品工業(yè)中，延長食品的貨架期，為食品制造商和消費者提供一個更加理想的防腐劑或殺菌劑選擇。

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