中草藥提取液作為冷鮮豬肉保鮮劑開發應用的初步研究

鐘麗，司風玲，王林玲

(重慶師范大學 生命科學學院，重慶，401331)

冷鮮豬肉已成為市場消費的主流產品。然而在貯藏與加工過程中，極易因為微生物繁殖、脂肪酸氧化兩大原因引發變質與腐敗[1]。縱觀世界范圍內，肉類保鮮主要采用化學添加劑的涂膜保鮮以達到防腐的效果[2]，然而化學食品添加劑的潛在毒理學影響仍然令人擔憂[3]。與之相對的是中草藥提取物開發出的防腐保鮮劑因含有生物堿、黃酮類、萜類和蒽醌類等物質，具有無毒、安全、抑菌譜廣等優點因而備受關注[4]。

目前，國內對于中草藥肉類保鮮劑的研究集中在丹參、黃芪、當歸和大黃等幾類中草藥的開發利用，主要側重于其有效成分與肉類保鮮的作用機理研究[5]，而國外研究大多針對某一兩種中草藥植物的提取物對肉類在加工[3]或保藏[6]過程中的各項生理生化指標變化進行研究。雖然以上的研究均已發現一些中草藥提取物在針對肉類的保鮮貯藏中存在著良好的抑菌效果與抗氧化能力[7]，可作為優良的肉類保鮮劑進行開發利用，然而中草藥的種類繁多、成分復雜，尚無研究者根據肉類貯藏的生理生化指標，篩選出具有良好保鮮效果的中草藥。

本實驗前期通過大量文獻的檢索選出具有抗菌活性、未發現對人體產生毒害作用的30種中草藥，從中草藥中挑選出價格經濟，以便量產開發的15種中草藥進行肉類的保鮮實驗。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

試驗中的冷鮮豬肉(里脊肉，宰后冷鮮保藏24 h)購自重慶新世紀超市，無菌操作切割成(10±0.1) g左右的肉塊;15種中草藥(表1)。平板計數瓊脂(PCA),北京奧博星生物技術有限責任公司；總抗氧化能力檢測試劑盒(ABTS),上海碧云天生物技術有限公司；75%乙醇、蒸餾水、NaCl等均為分析純,山梨酸鉀為食品級。

1.2 設備與儀器

JY88-II超聲波細胞破碎儀，寧波新芝； SW-CJ-2FD凈化工作臺，上海智誠；RaedMax-1800可見光吸收型全波長酶標儀，上海閃譜；Thermo ScientificTMISQTM系列氣相色譜-質譜聯用儀，美國Thermo。

1.3 方法

1.3.1 中草藥提取液的制備

中草藥洗凈、曬干至恒重后粉碎，過40目篩。稱取30 g(精確至0.1 g)粉末，按照料液比1∶10(g∶L)的比例加入300 mL的75%乙醇。用超聲波破碎儀進行超聲輔助浸提(超聲功率400 W，時間為30 min)。將其在常溫下浸提12 h后過濾，濾液旋轉蒸發至不含乙醇。

表1 15種中草藥名稱、作用與成分信息表Table 1 The information of 15 Chinese herbs medicines name, function and content

1.3.2 樣品處理方法

將試驗豬肉，參考張全景等[23]的方法，將肉分為(10±0.1)g的均勻肉塊，之后隨機分組，每個處理組4塊。在1.3.1制備的中草藥提取液浸泡2 min，取出瀝干，其中添加一組對照組(對照組為300 mL 75%乙醇減壓濃縮所得溶液)和山梨酸鉀組(山梨酸鉀含量按國標配制)。每一塊用聚乙烯保鮮膜包裹后放置0～ 4 ℃冰箱中儲存。

1.3.3 氣質聯用儀(GC-MS條件)

1.3.3.1 色譜條件

色譜柱：HP-5ms柱(30 m×0.25 mm，0.25 μm)；升溫程序：60 ℃保持2 min，以10 ℃/min升至280 ℃，保持4 min；載氣(He)流速1.0 mL/min，壓力2.4 kPa，進樣量1 μL；分流比：50∶1。

1.3.3.2 質譜條件

電子轟擊離子源；電子能量70 eV；傳輸線溫度270 ℃；離子源溫度230 ℃；母離子m/z285；四級桿溫度150 ℃，加速電壓1 300 V；質量掃描范圍m/z50～500。

1.3.4 菌落總數測定

菌落總數的測定：參照GB/T 4789.2—2010《食品微生物學檢驗：菌落總數測定》進行測定，采用平板傾注法計數測定，結果以菌落總數的對數(lg CFU/g)表示[24]。

1.3.5 總抗氧化能力測試

Trolox是一種VE的類似物，具有和VE相近的抗氧化能力，因而作為抗氧化物總抗氧化能力的標定參考物[5]。將10 mmol/L Trolox標準溶液配制成0.15、0.3、0.6、0.9、1.2、1.5 mmol/L的標準品，各取10 μL于96微孔板中，各加入等量ABTS工作液，在734 nm處測定吸光度。相同濃度情況下，Trolox的總抗氧化能力為1，中草藥乙醇提取液的抗氧化能力用其抗氧化能力和Trolox相比的倍數來表示。

2 結果與分析

2.1 樣品細菌落總數分析

冷鮮豬肉中菌落總數是評價其肉質好壞的一個重要指標。由表2所示，15種中草藥乙醇提取液處理保鮮的冷卻豬頭肉在6～15 d保鮮中隨著冷藏時間的延長細菌總數逐漸增加，在15 d的冷鮮貯藏中，對照組在第6天的菌落總數接近國家標準限定值，達到3.64(lg CFU/g)。枇杷葉、大青葉、黃柏和青蒿這4種中草藥提取液浸泡之后冷藏保鮮豬肉的菌落總數在第15天檢測分別達為3.30、3.78、3.78和3.95(lg CFU/g)，未超過國家標準限定值。白花蛇舌草、忍冬藤、白芷、大黃和艾葉這5種中草藥提取液浸泡之后冷藏保鮮豬肉的菌落總數在12天檢測分別達為3.85、3.74、3.18、3.48和3.65(lg CFU/g)，接近國家標準限定值。烏梅提取液處理保鮮在12天內微生物的生長繁殖受到抑制，在儲藏過程中細菌總數增至緩慢，但是在15天檢測時，微生物快速繁殖大量生長，細菌總數達到6.17(lg CFU/g)，超過國家標準限定值。說明烏梅提取液可以在短時間內抑制微生物的生長，但不能做為長期冷藏保鮮的提取液。益母草、丹參和葶藶子這3種中草藥提取液浸泡之后冷藏保鮮豬肉的菌落總數在第9天檢測分別達為3.65、3.60和3.00(lg CFU/g)，未超過國家標準限定值。但在12天檢測其菌落總數已超過國家標準限值，可以為短期保鮮劑選擇。決明子和絞股藍提取液在第9天菌落總數已超過國家標準限定值，抑菌效果較差。作為化學防腐劑的山梨酸鉀組在12天菌落總數未超過國家標準限定值，在15天已超過國家標準限定值，抑菌效果不如枇杷葉、大青葉、黃柏和青蒿這4種中草藥提取液。

表2 15種中草藥提取物處理的冷鮮豬肉中菌落總數變化Table 2 Changes in total viable counts of chilled pork for 15 Chinese herbs medicines

注：不同的字母表達顯著性差異(p<0.05)，下表同。

由研究發現，本實驗所選取的中草藥在不同程度上都具有抑菌能力，且不同的中草藥在不同時期的抑菌能力不同。如烏梅這類在前期具有較好防腐抑菌能力的中草藥，在豬肉預計食用期短時可以采用。而如果從整體來看以枇杷葉、大青葉為代表的中草藥在較長的時間段內具有很好的抑菌效果，并且與山梨酸鉀相比防腐抑菌效果更優。這兩者均是價格低廉的天然植物，相比山梨酸鉀的化學試劑進行肉類保鮮研究與開發則更為安全。

2.2 15種中草藥總抗氧化能力

由標準曲線(圖1)可以得出線性方程為Y=-0.116 3X+0.370 2，R2=0.995 7，樣品的總抗氧化能力與414 nm處吸光值呈現一次線性關系。根據標準曲線計算得出15種中草藥提取液和山梨酸鉀溶液的總抗氧化能力(表3)。

圖1 ABTS法總抗氧化能力標準曲線Fig.1 Standard curve of total antioxidant capacity by ABTS method

15種中草藥乙醇提取液均具有一定的抗氧化能力，其中葶藶子、丹參、枇杷葉提取液的總抗氧化能力都比較強，艾草、絞股藍、烏梅和忍冬藤提取液的總抗氧化能力次之，決明子、白花蛇舌草和益母草提取液的總抗氧化能力較差，而化學防腐劑山梨酸鉀雖然在冷鮮豬肉冷藏保鮮中有明顯的抑菌活性，但不具有抗氧化活性。可見中草藥大多具有抗氧化性，只是不同的中草藥抗氧化能力有強弱差別。枇杷葉提取物不僅抑菌效果最好且有較高的抗氧化活性。葶藶子、丹參乙醇提取物做為冷鮮豬肉保鮮選擇在9 d內效果較好，且抗氧化活性強，可做為短期保鮮劑的選擇。

表3 15種中草藥提取液總抗氧化值Table 3 15 Chinese herbal medicines extract total antioxidant capacity determination results

2.3 樣品GC-MS圖譜及主要物質分析

15種中草藥乙醇提取液GC-MS圖譜進行分析，不同的中草藥提取液主要成分并不相同，分析結果見表4。15種中草藥中大多含有棕櫚酸、亞麻酸、亞油酸。其中棕櫚酸可抑制病原真菌和線蟲的生長[27],亞麻酸具有降低血脂，降低血壓，減輕炎癥，抗血小板聚集，抑制血栓形成等多種生理作用[26]。亞油酸是一種功能性的多不飽和脂肪酸，具有防癌抗癌的作用，能降低血清膽固醇水平及抑制動脈血栓的形成，參與人體心血管疾病的控制、機體免疫調節、細胞生長與凋亡等[27-30]，兼具抑菌、抗氧化與消炎作用[31]。枇杷葉乙醇提取液中含有去氫催吐羅芙木醇與亞麻酰氯。除亞麻酰氯具有抑菌活性外[32]，去氫催吐蘿芙木醇為吲哚類生物堿，具有抗菌抗病毒活性，對耐氧西林金黃色葡萄球菌、溶血性鏈球菌、大腸桿菌、綠膿菌和普通變形桿菌的增殖均有抑制活性[33]。大青葉所含有的3,4-二甲氧基苯乙酮具有抗炎能力[34]。黃柏中含有的黃連素據報道擁有抗菌、抗病毒、抗腫瘤、抗心律失常等廣泛的生物學活性，對葡萄球菌屬、鏈球菌屬如肺炎鏈球菌、炭疽芽孢桿菌等有較強的抑制作用，其抑菌機理為干擾細菌糖代謝中間環節丙酮酸氧化脫羧過程或使核糖體與細胞壁改變干擾細菌蛋白質生物合成[35-36]。青蒿中的樟腦有興奮、強心、消炎、鎮痛、抗菌、止咳、促滲、殺螨等藥理作用[37]，氧化石竹烯具有抗菌、抗寄生蟲、抗病毒、調節免疫功能、解熱、抗腫瘤等作用[38]。忍冬藤中含有的1.2-羥基-6-甲基苯甲醛為蒽醌類化合物，具有瀉下、抑菌、利尿、止血、抗癌等功效[39]。白芷中的1.5-羥甲基糠醛為呋喃類化合物，5-HMF 具有一定的藥理活性，如抗氧化、抗心肌缺血、抗酷氨酸酶、改善血液流變學、影響甘草酸代謝、降低血中膽固醇藥物含量、抑制腫瘤等作用[40-41]。而白芷中所含的歐前胡索為線型呋喃香豆素類化合物，歐前胡素具有抑制癲癇發作、擴張血管、抑制心肌肥大、抑制腫瘤細胞增殖、抗微生物、影響藥物代謝酶活性等多種藥理作用[42]。通過對白芷的分析可見呋喃類化合物也具有抑菌能力。大黃中的覆盆子酮具有抗衰老、減肥、治療泌尿道感染、抗癌防癌、抗氧化、保護心臟、防止心血管疾病等作用[43-45]。艾葉中所含有的茨醇具有治療風濕性關節炎、濕疹、產后痛風的功效，而且具有抗菌和驅蟲活性[46]。

表4 15種中草藥提取液主要物質GC-MS分析結果Table 4 The results of the main substance in 15 Chinese herbal medicines extracts by GC-MS

續表3

藥材名序號保留時間/min化學成分CAS編號分子式分子質量白芷(Angelica dahurica )17.015-羥甲基糠醛67-47-0C6H6O3126210.221-十一醇112-42-5C11H24O172317.63人參環氧炔醇72800-72-7C17H24O2260418.94歐前胡索642-05-7C16H14O4270521.8氧化前胡素737-52-0C16H16O6304622.74白當歸素482-25-7C17H18O7334大黃(Rheum palmatum)19.12鄰苯三酚87-66-1C6H6O3126211.21覆盆子酮5471-51-2C10H12O2164318.76大黃酚481-74-3C15H10O4254421.571,3,8-三羥基6-甲基蒽醌518-82-1C15H10O5270艾葉(Artemisia argyi)16.052-茨醇507-70-0C10H18O154211.55氧化石竹烯1139-30-6C15H24O220312.36十氫二甲基甲乙烯萘酚5945-72-2C15H26O222415.48棕櫚酸57-10-3C16H32O2256517.12亞麻酰氯7459-33-8C18H31ClO298絞股藍(Gynostemma pentaphyllum)112.293,4-(烴基-3-甲氧基苯基)1-丙醇39728-80-8C10H1403182215.49棕櫚酸57-10-3C16H32O2256317.06亞油酸60-33-3C18H3202280417.12亞麻酸60-33-3C18H3002278益母草(Leonurus artemisia)115.11棕櫚酸57-10-3C16H32O2256217.14亞油酸60-33-3C18H3202280317.19順式-十八碳烯酸506-17-2C18H34O2282417.414,5-二甲基十四(烷)酸鹽25091-30-9C15H26O2238決明子(Semen Cassiae)117.05亞油酸60-33-3C18H3202280218.53柯椏素491-58-7C15H12O3240318.741,8-二羥基-3-甲基蒽醌481-74-3C15H10O4254421.24紅鐮霉素3567-00-8C15H12O5272烏梅(Prunus mume)14.14呋喃110-00-9C4H406827.035-羥甲基糠醛67-47-0C6H6O3126317.05亞油酸60-33-3C18H3202280417.11亞麻酸60-33-3C18H3002278丹參(Salvia miltiorrhiza)16.695-羥甲基糠醛67-47-0C6H6O3126215.47棕櫚酸57-10-3C16H32O2256317.12亞麻酸60-33-3C18H3002278421.63雌酚酮53-16-7C18H22O2270葶藶子(Lepidium apetalum)175-羥甲基糠醛67-47-0C6H6O3126211.353,5-二甲氧基苯乙酮39151-19-4C10H12O3180315.49棕櫚酸57-10-3C16H32O2256417.21亞麻酸60-33-3C18H30O2278

3 結論

(1)不同中草藥提取液的抗氧化能力，以及其對冷鮮豬肉的抑菌效果各不相同，兩者間不存在相關關系。

(2)通過GC-MS的分析發現呋喃類、醇類、酮類、烯類、醛類、有機酸類物質是中草藥具有抑菌效果的主要物質，若該幾類物質含量越高，則該中草藥提取液的防腐能力越強。但中草藥提取液的具體保鮮機制與能力有待后續進一步研究。