植物精油在食品保鮮中的應用研究

段偉麗，包怡紅

(東北林業大學林學院，哈爾濱150040)

植物精油在食品保鮮中的應用研究

段偉麗，包怡紅*

(東北林業大學林學院，哈爾濱150040)

食品保鮮是食品工業所面臨的一大難題，為了防止食品腐敗變質，延長食品貨架期，常常在食品中添加保鮮劑。植物精油作為天然源保鮮劑的重要來源，是一種揮發性較好的保鮮劑，以直接接觸或熏蒸的方式在食物周圍形成抑菌氛圍，從而達到防腐保鮮。主要闡述了植物精油的抑菌活性、抑菌機理及其在食品保鮮中的應用，為食品天然源保鮮劑的開發和應用提供參考。

植物精油；食品保鮮；抑菌

食品保鮮是食品工業所面臨的一大難題，為了防止食品腐敗變質，延長食品貨架期，常常在食品中添加保鮮劑。現有的食品保鮮劑有化學保鮮劑和天然源保鮮劑，化學保鮮劑雖快速、高效地抑制食品腐爛，但其不易分解，殘留在食品表面，對人體健康和環境存在著極大的安全隱患[1-2]。隨著人們生活水平的提高，人們對食品的安全性越來越給予重視，因而天然安全的食品保鮮劑的開發與應用顯得尤為重要。

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植物精油作為天然源保鮮劑的重要來源，是一種揮發性較好的保鮮劑，以直接接觸或熏蒸的方式在食物周圍形成抑菌氛圍，從而達到防腐保鮮。植物精油是萃取植物特有的芳香物質，取自于草本植物的花、葉、根、樹皮、果實、種子、樹脂等，以水蒸氣蒸餾法、超臨界二氧化碳萃取法、溶劑浸提法提煉，含量非常低，僅有個別植物含量較高[3]。植物精油是植物源次生代謝產物，分子量小、易揮發并具有一定的芳香氣味。一般精油成分分為四大類：萜類化合物、芳香族化合物、脂肪族化合物、含氮含硫化合物。受植物種類、生長環境、氣候、采摘時間、提取方法等多種因素的影響，精油的成分與含量有所差異[4]。近年來，關于植物精油抑菌方面的報道很多，研究表明，植物精油大多都具有抑菌防腐的作用且抑菌譜較廣，不同種類的植物精油對同一菌種的抑制能力大相徑庭。本文主要介紹植物精油的抑菌活性、抑菌機理及其應用進行綜述及分析，為食品天然源保鮮劑的開發和應用提供參考。

1 植物精油對食品中微生物的抑制作用

大量研究表明，植物精油對導致食品腐敗變質的細菌、真菌、霉菌都有一定的抑制作用，甚至有些植物精油對某些特定菌種具有專一抑制性。目前，研究較多的植物精油有丁香精油、肉桂精油、百里香精油、生姜精油、蒿屬精油等。吳慧清等[5]采用濾紙片法和試管法研究42種精油對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、枯草桿菌、白色念珠菌、黑曲霉的抑制效果，結果顯示每種植物精油的抑菌能力各不相同，總體來說，對真菌和革蘭氏陽性菌的抑制效果較好。其中，11種精油(橄欖油、荷荷巴油、絲柏、姜、廣藿香、迷迭香、檀香、芹菜、桔油、松樹和茶樹)對5種供試菌均無抑殺效果。11種精油對這5種菌的殺菌效果均較好，抑菌效果為：肉桂百里香>檸檬草>香茅>香茅油>雪松>山雞椒>天竺葵>桂皮油>芫荽>羅勒>山蒼子油>歐薄荷>茴香。百里香精油抑菌譜最廣，肉桂精油抑制真菌時間最長。多數精油均可抑制大腸桿菌，而百里香精油對大腸桿菌的抑制效果最為顯著，其次是肉桂精油和桂皮精油；培養144h后，13種精油(雪松、肉桂、香茅、茴香、天竺葵、百里香、山雞椒、冬青、檸檬草、山蒼子油、薄荷油、桂皮油和香茅油)可完全抑制白色念球菌。呂飛等[6]研究十種精油(廣藿香、鼠尾草、迷迭香、羅勒、綠薄荷、牛至、紫蘇、艾葉、佛手柑、薰衣草)對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、枯草芽孢桿菌、釀酒酵母的抑制作用，結果表明，牛至精油對金黃色葡萄球菌、枯草芽孢桿菌和釀酒酵母的抑菌活性最強，抑菌圈直徑約為27.4mm。羅勒精油和佛手柑精油對革蘭氏陽性菌的抑菌活性強烈，紫蘇精油雖然抑制細菌效果較差，但對釀酒酵母具有很強的抑制專一性。

現在產業需求側需要的人才不僅是掌握一定理論基礎，更要有較強實踐操作技能，這樣的人才炙手可熱。面對產業需求側的需求變化，以培養技能型人才為目標的職業院校，必須突出實踐教學，加大課程改革力度，降低理論知識要求，提高實踐技能要求，滿足產業需求側的需要。

早在我國古代醫書就有記載，植物精油可當作藥物。不同種類的植物精油醫藥功效不同，多數具有殺菌、消炎、抗感染、平喘、鎮痛、醒腦等作用[25]。植物精油的主要成分如香芹酚、百里香酚、丁香酚、冰腦、樟腦、薄荷腦等均已用于臨床治療多種疾病。迷迭香、檸檬草、玫瑰、香葉天竺葵精油對小鼠具有抗抑郁作用[26-27]。Jiao Shen 和 Nijima Akira 等[28]使大鼠嗅聞薰衣草精油，證明了薰衣草精油影響大鼠自主神經系統，并有體重增加、食欲增強的現象。除此之外，植物精油還可緩解疼痛、提高記憶力[29]。

單方精油抑菌的研究較多，但有關復配精油的報道甚少。兩種或多種精油復配可能會出現協同作用、相加作用，也可能會有無關作用甚至拮抗作用，其作用機理也未十分透徹[9]。曲春陽等[10]采用聯合抑菌評價法，以抑菌圈直徑、最低抑菌濃度、最低生長下降濃度、聯合抑菌指數為測定指標，證實4種精油(大蒜、肉桂、丁香、薄荷)單獨或復合使用對黃曲霉均有較強的抑制活性，且大蒜精油與肉桂精油體積比1∶3復合時，表現為相加作用，抑制活性達到最大值。而Cox等[11]表示茶樹精油中非氧合的萜類物質單獨使用反而比茶樹精油全組分的抑菌活性高，因為非氧合的萜類降低主要抑菌成分4-萜烯醇的水溶性，使得精油抑菌活性降低。

2 植物精油的抑菌機理

目前，植物精油抑菌機理的研究尚不深入，普遍認為是精油的疏水性成分與微生物細胞膜結合，使細胞膜流動性增加，從而導致其結構被破壞，細胞內離子與內溶物滲出，最終細胞死亡[9]。Burt[12]對精油的抑菌機理做了綜述，主要有以下幾個方面:降解細胞壁；破壞細胞質膜；細胞內溶物的滲出；破壞膜蛋白；細胞質凝結；質子主動運輸力損耗。張赟彬等[13]研究荷葉精油對肉類中常見致病菌的抑菌機理，通過測定菌懸液電導率、還原糖含量及蛋白質含量變化，結果發現荷葉精油可改變細胞膜通透性，引起菌體內含物的滲漏，電導率和還原糖含量增加，同時，蛋白質合成速率受到抑制。Wen Rui-tao等[14]通過時間致死實驗、細胞膜通透性變化、細胞膜完整性、SEM觀察，得知茴香精油抑制痢疾菌作用位點在細胞膜上，破壞細胞膜完整性，使其通透性增加，離子、蛋白質、糖類、260nm處內含物的滲出，導致細胞死亡。吳慧娟等[15]通過透射顯微鏡和SDS-PAGE分析，也得到相同的結果。

從報表數據可以看出，美的公司2017年的資產負債率為66.58%，可見對美的公司的稅收籌劃是非常必要的。

通過現場使用經驗，對于套管氣壓力大于0.4 MPa，氣量在10～15 m3/h，泵充滿系數大于30%的油井，井口安裝JDF型定壓放氣閥，調節控放套管氣，壓力控制在0.4 MPa，可以確保不影響油井產量，解決套管氣回收困難最主要方式。

3 植物精油在生活中的應用

香辛料具有芳香味和辛辣味，是肉制品加工中的重要輔助材料。香辛料不僅使肉制品增香去腥，賦予其特定的色香風味，有些還具有防腐抑菌等作用[20]。常見的香辛料有肉桂、丁香、花椒、大蒜、胡椒、辣椒、生姜、八角茴香等。顧仁勇等[21]將0.9%牛至精油、0.9%丁香精油、0.9%山蒼子精油、0.9%肉桂精油進行復合，再結合真空包裝，可使豬肉0～4℃冷藏時間長達18天，延長其保質期。梁昊研究1%丁香精油、1%百里香精油、0.2%芫荽籽精油復配對肉制品防腐保鮮的影響，可將肉制品的貨架期從小于1天延長到7天。

隨著植物精油體外抑菌特性大量的研究，研究者們將其應用到食品體系中，主要涉及果蔬、肉制品、糧食等方面。李鵬霞[16]研究36種精油對采后番茄、枇杷、油桃、杏的生理影響，其中9種精油(大蒜精油、肉桂精油、桂葉油、丁香精油、丁蕾油、丁香羅勒油、姜油、桔子油、香根油)的防腐保鮮作用強。吳新研究發現植物精油對草莓和楊梅有一定的保鮮作用，適量濃度的精油(香芹酚、肉桂醛、紫蘇醛、沉香萜醇)能提高抗氧化酶的活性，增加總酚、總黃酮、總花青素以及分類單體的含量，提高果實的抗氧化能力，有效降低果實腐爛率、失重率，保持較高的維生素C、可溶性固形物及總糖含量，但處理濃度過高會對果實產生藥害，造成褐變、失重增加。同樣地，楊紅[17]研究發現對冬棗進行丁香精油浸漬和熏蒸處理均可提高抗氧化活性，抑制還原糖、可滴定酸、可溶性固形物、抗壞血酸等含量的下降，保持較高的品質。Xu Shi-xiang等[18-19]研究肉桂精油對鏈格孢體內、體外的抗真菌活性，當肉桂精油濃度為200 μg/mL時，可顯著抑制鏈格孢萌發；800 μg/mL時，即可完全抑制鏈格孢萌發。500 μg/mL的肉桂精油可有效降低櫻桃番茄感染鏈格孢的可能性，掃描電子顯微鏡觀察菌絲體數量減少且形態發生顯著變化，菌絲體降解，細胞壁褶皺。

3.1 植物精油在食品保鮮上的應用

植物精油因其獨特的組成、芳香氣味和生物活性，應用領域不斷擴展，廣泛應用于食品保鮮、驅蟲、醫藥、化妝品等多個領域，更符合現在人們天然、安全的社會理念，成為國內外的研究熱點。

曲春陽[22]利用植物精油處理大米，并進行儲藏品質、蒸煮品質和感官品質測定，可知植物精油可有效降低菌落總數，抑制大米霉變，增加蒸煮吸水率，提高了儲藏品質和蒸煮品質，同時不影響感光品質。

植物精油的抑菌機理還沒有被完全闡明，主要原因是由于植物精油成分復雜且組分間的相互作用復雜多變，因此植物精油的抑菌機理還有待深入研究。

3.2 植物精油在醫藥方面的應用

植物精油在食品工業中應用受到多方面的限制，除了成本高之外，植物精油所特有的芳香氣味是重要影響因素之一。而且，在實際應用食品保鮮過程中，抑制效果要比體外抑制效果弱很多，因而需要提高精油濃度以達到抑菌保鮮目的，但是，這樣不僅提高成本，食品的本身香氣及內部組織結構也將受到很大影響，食品可接受性降低[23-24]。所以，在應用時應慎重選擇植物精油的種類。

Y.Ruiz-Navajas[7]研究表明對于植物精油的抑菌效果，革蘭氏陽性菌比革蘭氏陰性菌更為敏感，因為革蘭氏陽性菌細胞壁外側含有一層脂多糖,它能夠阻止疏水性的化合物進入到菌體細胞體內,從而降低了抑菌效果。植物精油抑菌作用是由精油的一種或幾種成分起作用，但是，植物精油的整體抑菌效果要比其主要化學成分之間的簡單混合后的抑菌效果要好，可見微量成分的存在起到不可小覷的作用，主要成分與微量成分組合可能存在協同作用[8]。

3.3 植物精油在驅蟲方面的應用

植物精油所釋放出的化學信息對昆蟲有熏蒸、引誘、觸殺、拒食、抑制生長發育、擾亂生物代謝等作用。謝永堅[30]研究發現柳杉精油對黑胸白蟻的毒殺活性較強，主要毒殺成分為α-松油醇，作用靶點是抑制Na+/K+-ATP酶和昆蟲表皮蛋白表達，引起細胞滲透壓不平衡。研究表明α-松油醇對多種白蟻均有顯著的毒殺效果，而且α-松油醇無毒，可生物降解，因此可作為潛在開發的環保型殺白蟻藥劑，以便保護木質結構及其他纖維素材料被白蟻危害。王佳璐[31]以赤擬谷盜、玉米象兩種昆蟲為實驗對象，研究AA精油對兩種昆蟲的生物活性，結果表明，精油在觸殺試驗中的LD50、LD95分別為0.053μ L/mg和0.24μL/mg，精油濃度0.084 μL/cm2對赤擬谷盜成蟲的驅避率為96.6%，熏蒸的LD50、LD95分別為1.09 μL/cm2、3.19 μL/cm2，可見植物精油對赤擬谷盜和玉米象有較好的觸殺、驅避、熏蒸活性。植物精油不僅不會對人類健康和環境造成危害，而且害蟲不易產生抗藥性，具有良好的開發利用前景的植物性殺蟲劑[32-33]。

3.4 植物精油在化妝品方面的應用

一些植物精油香氣怡人，可添加適量精油用于生產香皂、潤膚露、潤膚膏、洗面奶等化妝品，備受廣大女性青睞。單方精油也深得消費者喜愛，尤其是玫瑰精油、茶樹精油、薰衣草精油、橄欖油[34]。

這次表彰獎勵的集體或者個人，有的是在落實“四個最嚴”“四有兩責”上勇于擔當、敢于創新，有的是在食品安全示范城市創建中奮發有為、走在前列，有的是在重大任務或者抗震救災突發事件中沖鋒在前、表現突出，也有的是在執法一線舍生忘死、不懈奮戰。他們的先進事跡以及他們身上表現出來的精神狀態，是全國食品藥品監管戰線上干部職工攻堅克難、奮發有為的真實寫照，生動詮釋了全系統廣大干部職工對職責的堅守、對事業的熱愛和對崇高使命的不懈追求，值得充分肯定，廣泛宣傳。

隨著經濟競爭的日益加劇和全球經濟一體化進程的推進，人們逐漸認識到：人力資源是一個國家發展最重要的資源，也是企業存在和發展的第一要素。在以人為本的管理理念日益深入人心的今天，人格特質這個話題被人們所重視和關注[1]。現代企業中的管理者認為，人格特質對人力資源管理的很多方面都會產生相當重要的影響。本研究就是針對其中的人格特質、工作滿意度與工作績效之間的關系來進行討論。為了讓研究結果更具有實用性，筆者以企業知識型員工為研究對象，探究知識型員工的人格特質、工作滿意度的情況，利用數據分析的方法論證人格特質、工作滿意度和工作績效的關系，并在此基礎上為企業人力資源管理提出建議。

4 展望

現在關于植物精油全組分或單一組分的研究較多，對其多種成分之間和不同精油之間的相互作用的研究較少。抑菌機理的研究大多停留在細胞膜上，對其他結構和功能的影響研究甚少，抑菌機理還未徹底闡明，仍需進一步研究[35-36]。隨著科技的不斷發展，植物精油的開發和應用將不斷得到拓展，作為綠色、天然的食品保鮮劑擁有更加廣闊的應用前景。

[1]李亞茹, 周林燕, 李淑榮, 等. 植物精油對果蔬中微生物的抑菌效果及作用機理研究進展[J]. 食品科學, 2013, 35(11): 325-329.

[2]周曉薇, 王靜, 顧鎳, 等. 植物精油對果蔬防腐保鮮作用研究進展[J]. 食品科學, 2010 (21): 427-430.

[3]張軻.植物精油的生物活性及其保鮮劑的研究[D]. 天津：天津科技大學, 2010.

[4]王廣要, 周虎, 曾曉峰. 植物精油應用研究進展[J]. 食品科技, 2006, 31(5): 11-14.

[5]吳慧清, 吳清平, 石立三, 等. 植物精油對微生物的抑菌效果評估研究[J]. 食品科學, 2008, 29(12): 83-86.

[6]呂飛. 天然植物精油的抑菌活性及其作用機理的研究[D]. 北京：北京化工大學, 2011.

[7]Y.Ruiz-Navajas, M.Viuda-Martos, E.Sendra, et al. Chemical characterization and antibacterial activity ofThymusmoroderiandThymuspiperellaessential oils, two Thymus endemic species from southeast of Spain[J]. Food Control, 2012, 27(2): 294-299.

[8]Chami N, Bennis S, Chami F, et al. Study of anticandidal activity of carvacrol and eugenol in vitro and in vivo[J]. Oral microbiology and immunology, 2005, 20(2): 106-111.

[9]馮武. 植物精油對果蔬采后病害的防治及其防治機理研究[D]. 浙江大學生物系統工程與食品科學學院, 2006.

[10]曲春陽, 潘磊慶, 屠康, 等. 復合精油對黃曲霉聯合抑菌作用研究[J]. 食品工業科技, 2012, 33(10): 128-130.

[11]Cox S D, Mann C M, Markham J L. Interactions between components of the essential oil of Melaleuca alternifolia[J]. Journal of Applied Microbiology, 2001, 91(3): 492-497.

[12]Burt S. Essential oils: their antibacterial properties and potential applications in foods-a review[J]. International journal of food microbiology, 2004, 94(3): 223-253.

[13]張赟彬, 繆存鉛, 宋慶, 等. 荷葉精油對肉類食品中常見致病菌的抑菌機理[J]. 食品科學, 2010 (19): 63-66.

[14]Wen-Rui Diao , Qing-Ping Hu , Hong Zhang , et al. Chemical composition, antibacterial activity and mechanism of action of essential oil from seeds of fennel (FoeniculumvulgareMill.)[J]. Food Control, 2014, 35:109-116.

[15]吳慧娟, 黃楊名, 陳科廷, 等. 神農香菊全草精油的化學成分及抑菌機理研究[J]. 食品科學, 2012, 33(17): 35-39.

[16]李鵬霞. 兩種植物精油對采后水果的保鮮作用研究 [D]. 陜西楊凌: 西北農林科技大學, 2006.

[17]楊紅. 丁香精油對冬棗防病保鮮效應與機理研究[D]. 陜西楊凌: 西北農林科技大學, 2006.

[18]Shi-xiang Xu, Yi-Chen Li, Xia Liu, et al. In vitro and in vivo antifungal activity of a water-dilutable cassia oil microemulsion againstGeotrichumcitri-aurantii[J]. Science of Chemical Industry, 2012.

[19]Shixiang Xu, Fujie Yan, Zhendan Ni, et al. In vitro and in vivo control ofAlternariaalternatain cherry tomato by essential oil fromLaurusnobilisof Chinese origin[J]. Science of Chemical Industry, 2012.

[20]張鵬禹, 任小云, 肖作兵, 等. 植物精油在肉制品中的抑菌應用研究進展[J]. 食品研究與開發, 2013 (2): 107-110.

[21]顧仁勇, 劉洪, 傅偉昌. 香辛料精油用于豬肉保鮮的研究[J]. 食品科學, 2007, 28(8): 498-500.

[22]曲春陽. 復合精油對大米防霉保鮮效果的研究[D]. 南京農業大學, 2012.

[23]馬儷珍. 冷卻豬肉生物和物理綜合保險基數及保鮮機理的研究[D]. 北京：中國農業大學博士論文，2003:6.

[24]梁昊. 香精油在肉制品防腐中的研究[J]. 食品與發酵科技, 2009 (6): 45-47.

[25]Viana G S B, Vale T G, Pinho R S N, et al. Antinociceptive effect of the essential oil fromCymbopogoncitratusin mice[J]. Journal of ethnopharmacology, 2000, 70(3): 323-327.

[26]佟棽棽, 姚雷. 迷迭香和檸檬草的精油以及活體香氣的抗抑郁作用的研究[J]. 上海交通大學學報: 農業科學版, 2009, 27(1): 82-85.

[27]Farzin D, Zarghami M, Khalaj L. Evaluation of antidepressant activities of rose oil and geranium oil in the forced swim test in mouse[J]. Iranian Journal of Pharmaceutical Research, 2010: 70-70.

[28]Shen J, Niijima A, Tanida M, et al. Olfactory stimulation with scent of lavender oil affects autonomic nerves, lipolysis and appetite in rats[J]. Neuroscience letters, 2005, 383(1): 188-193.

[29]Moss M, Cook J, Wesnes K, et al. Aromas of rosemary and lavender essential oils differenttially affect cognition and mood in healthy adults. lnternational Journal of Neuroscience. 2003,113(1):15-20.

[30]謝永堅. 柳杉精油化學成分及其對黑胸白蟻的毒殺活性研究[D]. 華中農業大學, 2013.

[31]王佳璐. 植物 AA 精油對儲藏物有害生物的生物活性及作用機理研究[D]. 華中農業大學, 2006.

[32]王巨媛, 翟勝. 植物精油應用進展及開發前景展望[J]. 江蘇農業科學, 2010 (4): 1-2.

[33]劉萬臣. 丁香精油抗菌性, 抗氧化活性及其對果蔬貯藏效果的研究 [D]. 陜西楊凌: 西北農林科技大學, 2008.

[34]Jouki M, Yazdi F T, Mortazavi S A, et al. Quince seed mucilage films incorporated with oregano essential oil: Physical, thermal, barrier, antioxidant and antibacterial properties[J]. Food Hydrocolloids, 2014, 36: 9-19.

[35]Jallali I, Zaouali Y, Missaoui I, et al. Variability of antioxidant and antibacterial effects of essential oils and acetonic extracts of two edible halophytes:CrithmummaritimumL. andInulacrithmoidesL.[J]. Food chemistry, 2014, 145: 1031-1038.

[36]李萍, 何麗華, 魏華, 等. 姜科植物精油抑菌作用的研究進展[J]. 食品工業科技, 2014, 35(6): 377-382.

Research Progress in Preservative Effect of Plant Essential Oil on Food

Duan Weili, Bao Yihong*

(College of Forestry, Northeast Forestry University, Harbin 150040)

Food preservation is a big problem of industry. We often add preservative in food to prevent food spoilage and extend shelf life. Essential oils as an important source of natural preservative, form inhibitory atmosphere around food in direct contact or fumigation way. In this paper, antibacterial activity, the effects and possible mechanisms of plant essential oils involved in the preservation of food are discussed, which is expected to provide a theoretical reference for the development of natural food preservatives .

Plant essential oil; Food preservation；Antibacterial activity

2014-10-20

本項目受哈爾濱市科技廳留學歸國基金資助(2011RFLXN018)

段偉麗(1989-)，女，碩士，研究方向為功能食品；*通訊作者：包怡紅(1970-)，女，教授，研究方向為植物活性成分生物轉化，E-mail: baoyihong@163.com。

TS255.3

A

doi.:10.13268/j.cnki.fbsic.2015.01.044