果蔬天然保鮮劑研究現(xiàn)狀及進(jìn)展

周漢軍，龔吉軍，2，4，*，王 揮，楊 濤，2，唐 靜，黃衛(wèi)文

（1.中南林業(yè)科技大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，湖南長沙 410004；2.稻谷及副產(chǎn)物深加工國家工程實(shí)驗(yàn)室，湖南長沙 410004；3.中南林業(yè)科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，湖南長沙 410004；4.經(jīng)濟(jì)林培育與保護(hù)省部共建教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖南長沙 410004）

果蔬天然保鮮劑研究現(xiàn)狀及進(jìn)展

周漢軍1，龔吉軍1，2，4，*，王 揮3，楊 濤1，2，唐 靜1，黃衛(wèi)文1

（1.中南林業(yè)科技大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，湖南長沙 410004；2.稻谷及副產(chǎn)物深加工國家工程實(shí)驗(yàn)室，湖南長沙 410004；3.中南林業(yè)科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，湖南長沙 410004；4.經(jīng)濟(jì)林培育與保護(hù)省部共建教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖南長沙 410004）

果蔬采后具易腐性，而目前通用的化學(xué)保鮮劑均具一定毒性，故天然無毒保鮮劑是未來的發(fā)展方向。詳述了動物、植物及微生物三種不同來源天然果蔬保鮮劑的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，總結(jié)了果蔬天然保鮮劑研究與開發(fā)中存在的問題，并對其應(yīng)用前景進(jìn)行了展望。

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As it is known to all，post-harvest fruits and vegetable would be rotten easily and common chemical preservatives used currently are toxic to some extent.Therefore，natural and non-toxic preservatives for fruits and vegetable were promising in the near future.Research progress of natural preservatives of fruits and vegetable at home and abroad were summarized，and the sources of preservatives covered from animals，plants to microbes.At the same time ，main problems in the course of research and development of natural preservative for fruits and vegetable were presented.Furthermore，its prospects of application were also put forward.

果蔬中含有人體必需的維生素、礦物質(zhì)、碳水化合物等多種營養(yǎng)素，是人類重要的營養(yǎng)物質(zhì)來源。果蔬采后，因微生物感染、外界機(jī)械作用等影響易出現(xiàn)腐敗變質(zhì)，每年所產(chǎn)果蔬損失率高達(dá)25%~30%[1]，故果蔬采后商品化處理技術(shù)亟待提高，而保鮮劑處理是其中最重要的環(huán)節(jié)之一。

目前，我國普遍使用的水果保鮮劑都是化學(xué)殺菌劑，如撲海因、特克多、多菌靈、甲基托布津、苯來特、仲丁胺、二氧化硫等[2-4]。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和檢測分析手段的完善，人們逐步認(rèn)識到，過去被認(rèn)為安全的化學(xué)防腐劑和殺菌劑等存在致癌或潛在致癌、致突變、致畸的可能性。

隨著我國居民生活水平的日益提高，對于食品安全的要求也越來越高，特別是2009年《食品安全法》頒布實(shí)施后，食品安全得到了更為廣泛的關(guān)注。作為水果采后商品化處理中不得不使用的保鮮劑，由化學(xué)合成的殺菌劑向廣譜、高效、天然、無毒保鮮劑方向發(fā)展，是大勢所趨。本文對動物、植物和微生物三種來源果蔬天然保鮮劑的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了綜述，以期為進(jìn)一步研究提供參考。

1 動物源保鮮劑

動物源類保鮮劑是從動物體內(nèi)提取天然抗菌活性成分，具有抗菌性強(qiáng)、水溶性強(qiáng)、安全無毒、抑菌譜廣等優(yōu)點(diǎn)。動物源類保鮮劑可能的抗菌機(jī)理包括以下四個方面：a.破壞依賴膜結(jié)構(gòu)完整性進(jìn)行物質(zhì)和能量代謝的細(xì)胞及細(xì)胞器，也可導(dǎo)致溶酶體破裂進(jìn)而致微生物自溶；b.作用于遺傳物質(zhì)或使遺傳微粒結(jié)構(gòu)改變引起抑菌作用；c.作用于酶或功能蛋白，使其功能發(fā)生改變而發(fā)揮滅菌作用；d.抑制其呼吸作用而使細(xì)胞自溶[5]。研究較多的動物源性果蔬天然保鮮劑主要包括：魚精蛋白、抗菌肽、溶菌酶、殼聚糖、蜂膠等。

1.1 魚精蛋白

魚精蛋白是可從鮭、鯡、鯖、鱘、鯔等魚中提取得到的一種堿性球形蛋白質(zhì)。Miller等[6]研究發(fā)現(xiàn)魚精蛋白能有效抑制多種食品腐敗菌的生長和繁殖，對蔬菜等食品有防腐效果，因此可作為食品保鮮劑加以利用。魚精蛋白具有廣譜抑菌活性，能抑制枯草桿菌、巨大芽孢桿菌、地衣型芽孢桿菌、凝固芽孢桿菌、胚芽乳桿菌、干酪乳桿菌、糞鏈球菌等的生長[7]。研究發(fā)現(xiàn)，魚精蛋白可與細(xì)胞膜中某些涉及營養(yǎng)運(yùn)輸或生物合成系統(tǒng)的蛋白質(zhì)作用，使這些蛋白的功能受損，從而抑制細(xì)胞的新陳代謝而使細(xì)胞死亡[8]。日本研制出一種從魚精蛋白中提取的新型天然防霉保鮮劑，具有良好的抗菌防霉保鮮效能，主要成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）有：魚精蛋白提取物35%、甘氨酸35%、醋酸鈉25%、聚磷酸鈉5%，試用于馬鈴薯的保鮮，效果良好，且這種保鮮劑安全可靠，已獲得美國FDA等6個國家標(biāo)準(zhǔn)和專利的認(rèn)可[7]。李燕等[9]以魷魚精巢組織為原料，從中分離提取魚精蛋白，確定其對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌的最低抑菌濃度（MIC）后，將其添加到新鮮的魚糜制品中，研究了pH、無機(jī)成分、有機(jī)成分和其他化學(xué)物質(zhì)對魚精蛋白抑菌活性的影響，結(jié)果表明，魚精蛋白是一種有效的天然食品防腐劑。

1.2 抗菌肽

抗菌肽是普遍存在于各類生物體中的一類具有生物活性小分子多肽，屬于免疫系統(tǒng)組成部分，具廣譜抗菌的特點(diǎn)，對革蘭氏陰性菌等有殺滅作用。抗菌肽發(fā)揮抗菌活性，一方面依賴兩親的α螺旋結(jié)構(gòu)作用于細(xì)菌細(xì)胞膜上的脂質(zhì)層，破壞其完整性并產(chǎn)生穿孔現(xiàn)象，導(dǎo)致膜的通透性增大，促使細(xì)菌細(xì)胞膜破裂，最終導(dǎo)致細(xì)胞壁的溶解，造成內(nèi)容物滲出而導(dǎo)致細(xì)胞死亡的膜裂解機(jī)制；另一方面通過穿透細(xì)胞膜和核膜，作用于DNA或RNA、攻擊線粒體、抑制蛋白質(zhì)及細(xì)胞壁合成等而達(dá)到抗菌作用的膜不裂解機(jī)制這 兩 種[10]。 目 前 ，抗 菌 肽 在 果 蔬 保 鮮 應(yīng) 用 上 報(bào) 道 較少，但它可作為一種優(yōu)良的抗菌小肽與其他物質(zhì)協(xié)同使用，提高保鮮性能。李蒙等[11]用抗菌肽原液與葡萄糖酸內(nèi)酯、殼聚糖配制的復(fù)合液對櫻桃番茄進(jìn)行保鮮研究，結(jié)果證實(shí)，櫻桃番茄貯藏30d后能有效地減少貯藏期間腐爛率和質(zhì)量損失率，降低番茄果實(shí)的呼吸強(qiáng)度，延緩果肉硬度的下降和色澤的上升，減少VC、可溶性固形物和可滴定酸的損失，較好地保持櫻桃番茄外部感官和內(nèi)部品質(zhì)。邱芳萍等[12]從吉林林蛙干皮中提取得到的抗菌肽FSE31.5，研究對瓜果蔬菜的保鮮效果，結(jié)果表明實(shí)驗(yàn)抗菌肽在瓜果蔬菜（草莓）保鮮方面均具有較好的效果。

1.3 溶菌酶

溶菌酶可從鳥類、家禽的蛋清中和哺乳動物的淚液、唾液、血漿、尿、乳汁、胎盤以及體液、組織細(xì)胞提取得到，其中在蛋清中含量最豐富。由于是自身的非特異性免疫因素，所以對人無毒副作用。溶菌酶的抑菌機(jī)制是能有效地水解細(xì)菌細(xì)胞壁的肽聚糖，在內(nèi)部滲透壓的作用下細(xì)胞脹裂，致使細(xì)菌裂解死亡[13]。對革蘭氏陽性菌，好氣性孢子形成菌，枯草桿菌，地衣型芽孢桿菌等均有良好的抗菌效果，尤其對溶壁微球菌的溶菌能力最強(qiáng)[14]。曹濤等[15]對枯草芽孢桿菌、耐輻射微球菌、副溶血性弧菌、金黃色葡萄球菌等食品污染菌進(jìn)行了類似的研究，證實(shí)溶菌酶能強(qiáng)烈分解革蘭氏陽性菌中的枯草芽抱桿菌和耐輻射微球菌?；疑溍咕芫改芤欢ǔ潭确纸獯竽c桿菌、普通變形菌、溶血性弧菌等革蘭氏陰性菌。韓艷麗等[16]用0.05%溶菌酶對梨進(jìn)行涂膜保鮮，結(jié)果發(fā)現(xiàn)能夠顯著抑制梨的采后呼吸作用，較好的保持采后品質(zhì)，降低細(xì)胞膜透性，保持較高的超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化氫酶（CAT）活性，延緩果實(shí)硬度的下降，延緩果實(shí)的衰老，抑制采后腐爛，表現(xiàn)出較好的貯藏效果。豆麗麗[17]用蛋清溶菌酶和茶多酚兩種保鮮劑混合使用對金黃色葡萄球菌、大腸桿菌和沙門氏菌進(jìn)行抑菌實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)混合物對金黃色葡萄球菌的抑菌效果表現(xiàn)出相加作用，對大腸桿菌及沙門氏菌表現(xiàn)出強(qiáng)烈的相加作用。胡曉亮等[18]用溶菌酶和海藻酸鈉對馬陸葡萄進(jìn)行復(fù)合涂膜保鮮實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)用0.1%溶菌酶和1.0%海藻酸鈉復(fù)合處理后的馬陸葡萄在貯藏25d后，感官品質(zhì)最好，腐爛指數(shù)為0.17，質(zhì)量損失率僅為9.34%，VC含量為3.2mg/100g，可溶性固形物含量為12.1%、SOD活性仍保持了初始活性的86.5%，其保鮮效果更顯著。吳汶飛等[19]用溶菌酶與乳酸鏈球菌素（Nisin）復(fù)配物對鮮切荔枝果肉進(jìn)行冰溫保鮮，發(fā)現(xiàn)0.025%溶菌酶和0.025%Nisin復(fù)配處理既可有效抑制鮮切荔枝果肉在冰溫貯藏中細(xì)菌、霉菌和酵母菌增殖，還可減輕果肉褐變，效果較好。

1.4 殼聚糖

殼聚糖又稱脫乙酰甲殼質(zhì)，從蟹殼、蝦殼等中提取出來的一種天然多糖。具有良好成膜性、可降解性、抑菌性及安全性，非常適于用作食品保鮮劑的材料。殼聚糖的抑菌，一方面是殼聚糖通過吸附在細(xì)胞表面，形成一層高分子膜，阻止了營養(yǎng)物質(zhì)向細(xì)胞內(nèi)的運(yùn)輸，從而起到抑菌殺菌作用；另一方面是殼聚糖通過滲透進(jìn)入細(xì)胞體內(nèi)，吸附細(xì)胞體內(nèi)帶有陰離子的細(xì)胞質(zhì)，并發(fā)生絮凝作用，擾亂細(xì)胞正常生理活動，從而殺滅細(xì)菌[20]。覃志英等[21]采用自制殼聚糖水果保鮮劑，對芒果進(jìn)行浸泡成膜保鮮實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)該膜能有效地抑制微生物侵蝕芒果，防止芒果失水，延長芒果貯藏期并保持芒果原有的香甜和可口的風(fēng)味。胡 曉 亮 等[22]用 殼 聚 糖 液 對 櫻 桃 番 茄 進(jìn) 行 涂 膜 保鮮，在4℃條件下貯藏15d 后，其感官效果好，果實(shí)的腐爛指數(shù)為0.231，質(zhì)量損失率僅為7.34%，VC含量為26.4mg/100g，可溶性固形物含量為8.9%，呼吸強(qiáng)度顯著低于其他處理組，而單一殼聚糖保鮮比其復(fù)合保鮮劑的保鮮效果差。有研究證實(shí)，在殼聚糖涂層中加入佛手柑精油可明顯提高冷藏葡萄的質(zhì)量[23]。Alvarez等[24]研 究 發(fā) 現(xiàn) ，鮮 切 花 椰 菜 采 用 殼 聚 糖 與 精 油 制 成的復(fù)合保鮮涂膜液處理后，能有效抑制微生物生長繁殖，并對鮮切花椰菜的感官品質(zhì)不產(chǎn)生影響。殼聚糖也可以誘導(dǎo)果蔬結(jié)構(gòu)抗病性，如可使植物細(xì)胞壁加厚或木質(zhì)化程度加強(qiáng)，調(diào)節(jié)植物體內(nèi)與抗病有關(guān)的酶活性變化，產(chǎn)生植保素、酚類化合物等抗菌物質(zhì)以及誘導(dǎo)病程相關(guān)蛋白，產(chǎn)生新的激發(fā)子誘導(dǎo)植物一系列防御反應(yīng)等[25]。

1.5 蜂膠

蜂膠是蜜蜂從植物芽孢或樹干上采集的樹脂，混入其上腭腺，蠟腺的分泌物經(jīng)加工而成的一種具有芳香氣味膠狀固體物。已確定蜂膠成分有黃酮和類黃酮類、芳香酸和芳香酸酯類、脂肪酸和脂肪酸酯類、酚類、醇類、醛類、酮類、萜烯類、氨基酸、多種維生素以及礦物質(zhì)等[26]。蜂膠能抑制和殺死細(xì)菌、病毒等，主要通過以下兩方面的作用：a.其良好成膜性可減少病源生物侵染，阻止果蔬內(nèi)外氣體交換、抑制呼吸、降低新陳代謝、減少表面水分蒸發(fā)進(jìn)而減少營養(yǎng)物質(zhì)消耗和品質(zhì)下降；b.對各種細(xì)菌、真菌、病菌和病原蟲都有抑制和消滅能力[5]。刁春英等[27-28]用蜂膠提取物對草莓、雪花梨進(jìn)行涂膜保鮮實(shí)驗(yàn)，其研究結(jié)果顯示，蜂膠提取物可有效降低呼吸強(qiáng)度，降低產(chǎn)品失重率，維持產(chǎn)品硬度、可滴定酸度和VC含量。郭東起 等[29]的 研 究 發(fā) 現(xiàn) ，1.5%蜂 膠 涂 膜 可 顯 著 降 低 圓 脆鮮棗的失重率和腐爛指數(shù)，維持其硬度，延緩其采后衰老，可有效延長其保鮮期。

2 植物源保鮮劑

我國植物種類豐富，人們在生產(chǎn)實(shí)踐和科學(xué)研究中發(fā)現(xiàn)植物中的提取物對病原微生物有抑制作用，遂提出利用植物中的物質(zhì)進(jìn)行果蔬采后保鮮。Camele等[30]用從植物中提取得到的8種化合物（β-水芹烯、β-蒎烯、莰烯、香芹酚、檸檬醛、鄰甲基異丙基苯、γ-松油烯和百里酚）對引起采后水果腐敗的五種病原菌進(jìn)行抑菌實(shí)驗(yàn)，結(jié)果證實(shí)，檸檬醛對柑桔褐腐疫霉有殺滅作用，香芹酚和百里酚能抑制柑桔褐腐疫霉和匍枝根霉的活性，250ppm檸檬醛和芳香醛及150ppm和250ppm的百里酚能抑制灰霉葡萄孢子的生長，250ppm的百里酚和香芹酚對擴(kuò)展青霉有抑制作用。對植物源果蔬保鮮劑一般亦遵循藥食同源原則進(jìn)行篩選，因此其原料主要集中在天然香辛料和一些中草藥上，如蕓香科、桃金娘科、百合科、姜科、肉豆蔻科、胡椒科及本科的部分植物[31-32]。

2.1 中草藥類保鮮劑

中草藥中的很多成分對細(xì)菌、真菌都有很強(qiáng)抑制作用，對果蔬有較好的保鮮效果。宋曉崗等[33]把丁香、桂皮、花椒、百部、良姜、虎杖等中草藥對鴨梨進(jìn)行保鮮，在室溫下放置35d后仍能保持較好鮮度，探明了其有效成分主要是萜類、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(zhì)類[34]。栗麗萍等[35]以黃連、大黃、丁香、甘草、肉桂提取液對巨峰葡萄進(jìn)行涂膜保鮮，發(fā)現(xiàn)其可延緩果實(shí)衰老和品質(zhì)劣變，能有效降低失重率、腐爛率，可減緩可溶性固形物含量、可滴定酸含量、還原糖含量的下降速度。

不同抑菌譜的中草藥適當(dāng)配合，考察其協(xié)同增效能力，依此開發(fā)出高效、廣譜復(fù)合保鮮劑也是研究的熱點(diǎn)。姬長新等[36]用3種中草藥復(fù)配液DZM（丁香、紫丹參、迷迭香）、ZHK（紫丹參、厚樸、苦參）、HKM（厚樸、苦參、迷迭香）分別對葡萄、青椒進(jìn)行貯藏保鮮，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，3組中草藥復(fù)配液對葡萄、青椒的保鮮效果良好，其中DZM復(fù)配液對葡萄、青椒貯藏中保鮮效果均優(yōu)于其他2組復(fù)配液。李海燕等[37]用1g/L丁香和蛇床子、1.5g/L補(bǔ)鈣脂的復(fù)配物對草莓進(jìn)行保鮮實(shí)驗(yàn)，也獲得了類似的結(jié)果。

2.2 香辛料類保鮮劑

香辛料來源于植物的種子、果實(shí)、莖葉、樹皮、花蕾等部位，其重要的抗菌、保鮮性成分主要是酚類和精油。香辛料中的酚類物質(zhì)主要包括黃酮、黃烷酮、黃烷醇、黃酮醇和花青素，這些物質(zhì)都具有顯著的抗氧化、抗菌等功能；香辛料中的精油主要包括萜烯、單帖和倍半萜，這些物質(zhì)都具有抗氧化，抗菌等功能[38]。用于果蔬保鮮的香辛料主要有：蕓香科九里香屬植物，樟科樟屬植物，菊科蒿屬植物，禾本科香茅、蕓香草，桃金娘科桉屬中的檸檬桉、藍(lán)桉等，姜科砂仁屬、姜黃屬中某些種；唇形花科紫蘇等[39]。叢建民等[40]用 丁香 、高 良 姜 、花 椒 、桂 皮 制 成 的 復(fù) 合 保 鮮 劑對草莓進(jìn)行保鮮研究，發(fā)現(xiàn)其能顯著延緩果實(shí)在貯藏期間的品質(zhì)降低，提高了草莓的貨架保存期。

大蒜提取物具有很強(qiáng)的殺菌能力，對微生物的生長繁殖起著抑制作用，可防止有害微生物對果蔬的危害。Ankri等[41]的研究證實(shí)，大蒜素是新鮮大蒜主要活性成分之一，抑菌譜較廣，對革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌均有抑菌作用，對大腸桿菌、尤其是白色念珠菌的抑制效果顯著，而對人體腸道寄生蟲如腸蘭伯式鞭毛蟲等也有毒性作用。還有研究發(fā)現(xiàn)，大蒜多糖可抑制大腸桿菌、沙門氏菌和金黃色葡萄球菌的生長繁殖；大蒜汁對大腸桿菌、枯草芽孢桿菌、金黃色葡萄球菌、酵母菌、傷寒沙門氏菌、痢疾志賀氏菌、放線菌、青霉菌、新型隱球菌和白假絲酵母菌等具較強(qiáng)的抑制活性；而大蒜油對枯草芽孢桿菌、金黃色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、大腸桿菌、綠膿桿菌、變形桿菌、黑曲霉、白色念珠菌、嗜熱鏈球菌、保加利亞乳桿菌、沙門氏菌、青霉和黃曲霉的抑制作用也較顯著[42]。宿獻(xiàn)貴等[43]用大蒜提取液對油桃進(jìn)行保鮮，證實(shí)其可以抑制油桃貯藏期間的呼吸強(qiáng)度、腐爛指數(shù)和相對電導(dǎo)率，延緩果實(shí)硬度、VC、可滴定酸和可溶性固形物含量的下降。

2.3 植物多糖

隨著生活水平的提高，生活模式與消費(fèi)觀念的改變，人們更加關(guān)注食品的安全性與環(huán)境友好性，因此，尋找安全、天然、可降解的保鮮材料已成為近些年的研究熱點(diǎn)。近年來，天然多糖和改性多糖作為一種安全、無毒和有效的涂膜保鮮材料，已展開廣泛的研究，并獲得了一些應(yīng)用。多糖對果蔬的保鮮作用，一般通過在果蔬表面形成一層薄膜從而抑制微生物的生長、控制氣體交換、控制水分的蒸發(fā)而達(dá)到保鮮的目的。目前，淀粉、纖維素、殼聚糖、魔芋葡甘露聚糖等多糖物質(zhì)因來源廣泛和經(jīng)濟(jì)實(shí)用，在應(yīng)用方面取得了較大進(jìn)展。何海玲等[44]采用白芨多糖對櫻桃番茄進(jìn)行涂膜保鮮，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，白芨多糖膠膜能抑制櫻桃番茄體內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)的消耗，降低失水率，抑制其呼吸強(qiáng)度，延緩果實(shí)的衰老過程。王朝瑾等[45]的研究表明，從橙皮提取的果膠制成的保鮮膜與市售果膠制成保鮮膜的涂膜保鮮效果基本一致。葉文斌等[46]用苦豆子半乳甘露聚糖、CaCl2、檸檬酸和甘油制備復(fù)合膜用于櫻桃保鮮，在常溫下與對照相比，該處理櫻桃的霉?fàn)€率、失重率及呼吸速率明顯降低，還可有效抑制丙二醛（MDA）、花青素的合成和相對電導(dǎo)率的升高，使多酚氧化酶（PPO）和過氧化物酶（POD）酶活性處于較低的水平，有效延緩了果實(shí)的衰老。

2.4 植物蛋白質(zhì)及抗菌肽

植物蛋白質(zhì)保鮮劑中研究最多是蛋白質(zhì)膜保鮮。蛋白質(zhì)膜具有的良好阻隔性能可延緩食品中水和其他成分的遷移和擴(kuò)散、防止食品風(fēng)味物質(zhì)的揮發(fā) ，延 長 食 品 貨 架 期[47]。 蛋 白 質(zhì) 膜 主 要 有 大 豆 蛋 白質(zhì)、玉米醇溶蛋白質(zhì)和小麥面筋蛋白質(zhì)膜等。張平等[48]將 玉 米 醇 溶 蛋 白 膜 用 于 草 莓 保 鮮 ，發(fā) 現(xiàn) 此 膜 能有效保持果蔬中的水分，防止果皮皺縮，保持果實(shí)質(zhì)地，抑制微生物生長繁殖。研究也發(fā)現(xiàn)，不同來源的蛋白質(zhì)，其組成結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、成膜條件各異，制成蛋白膜的性能也往往具有較大差異，因此，用不同蛋白質(zhì)復(fù)配成膜，其產(chǎn)品就可兼具不同膜的優(yōu)點(diǎn)，蛋白質(zhì)和其他大分子物質(zhì)或脂質(zhì)等按照一定比例制成的復(fù)合膜，性能會得到改善[49]。向玉米醇溶蛋白膜中添加酚類化合物，能夠改善傳統(tǒng)玉米醇溶蛋白膜的脆、軟的性質(zhì)，并且提高了膜的抗菌活性[50]。有研究證實(shí)，用玉米醇溶蛋白復(fù)合膜涂膜保鮮黃金梨能夠顯著降低其失重率和呼吸強(qiáng)度，且能減少黃金梨儲藏過程中還原糖、總酸及VC含量的降低[51]。劉開華等[52]將5%的大豆分離蛋白溶液中添加200mg/kg茶多酚制成涂膜液，在室溫條件下的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是，復(fù)合涂膜液能較好地保持櫻桃的感官品質(zhì)，降低腐爛率，延緩果實(shí)硬度、VC和可溶性固形物含量的下降，從而延長果實(shí)的保鮮期。

植物源抗菌肽是植物細(xì)胞特定基因編碼經(jīng)外界條件誘導(dǎo)產(chǎn)生的一類具有廣譜抗細(xì)菌、真菌、病毒、原蟲等活性作用的小分子多肽，尤其對部分真菌具有 極 強(qiáng) 的 殺 傷 力[53]，在 植 物 天 然 防 御 體 系 中 起 著 重要 作用 。 龔 吉 軍 等[54]研 究 證 實(shí) ，控 制 在 適 當(dāng) 的 條 件下，用胃蛋白酶（Pepsin）水解油茶粕水解得到的抗菌肽對大腸桿菌的抑制率為66.05%±0.22%，抑菌效果較好。劉昭明等[55]對核桃蛋白木瓜蛋白酶和中性蛋白酶酶解產(chǎn)物的抑菌性能進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)酶解產(chǎn)物對大腸桿菌、枯草桿菌和金黃色葡萄球菌均有一定的抑制作用，且酶解產(chǎn)物的抑菌活性隨水解程度的增加而增強(qiáng)。宗緒巖等[56]選擇四種蛋白酶制備水解不同時間的啤酒糟蛋白水解物，以檢測其對大腸桿菌的抑菌能力，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，用蛋白酶水解150min得到的啤酒糟多肽樣品對大腸桿菌有抑制作用。

3 微生物源保鮮劑

國內(nèi)利用微生物對果蔬進(jìn)行保鮮起步較晚，進(jìn)入21世紀(jì)后才逐步開始在柑橘、葡萄及草莓等大宗農(nóng)產(chǎn)品上面展開微生物拮抗菌采后保鮮研究[57]。將非致病菌株噴布到果蔬上，因微生物的拮抗作用，可降低采后貯藏病害造成的損失。微生物在生長繁殖過程會產(chǎn)生次生代謝產(chǎn)物包括生抗生素、溶菌酶、細(xì)菌素、蛋白酶、過氧化氫和有機(jī)酸等抗菌物質(zhì)，這些次生代謝產(chǎn)物對果蔬具有防腐保鮮的效果[58]。

3.1 微生物拮抗保鮮

微生物拮抗保鮮是一類以菌治菌的方法，保鮮微生物可與有害微生物競爭食品中的糖類等營養(yǎng)物質(zhì)，或通過拮抗作用抑制或殺死食品中的有害微生物從而抑制有害微生物的生長。Triasa等[59]研究發(fā)現(xiàn)，從新鮮果蔬中分離得到的乳酸菌可抑制多種食源性病菌，如大腸桿菌、綠膿桿菌、金黃色葡萄球菌等，其研究也證實(shí)，經(jīng)過乳酸菌處理的蘋果能有效降低被沙門氏菌和大腸桿菌感染的幾率，同時單核增生李斯特菌被完全抑制?？梢?，乳酸菌可作為一種可有效控制食源性病菌的生物保鮮劑，其應(yīng)用于鮮食水果和蔬菜的保鮮前景廣闊。Nithya等[60]研究發(fā)現(xiàn)，從乳清中分離得到的發(fā)酵乳桿菌KNO2對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、傷寒桿菌、奇異變形桿菌、假單胞菌、芽孢桿菌等有抑制作用，尤其對芽孢桿菌作用更強(qiáng)，且其在100℃穩(wěn)定，pH為2時活性最佳，但蛋白水解酶對其有影響。車健美等[61]使用短芽孢桿菌生產(chǎn)的保鮮劑“果立鮮”對龍眼、臺灣大青棗、西瓜、蘋果、皇冠梨和草莓進(jìn)行保鮮研究，結(jié)果表明“果立鮮”具有一定的保鮮效果，可抑制霉菌的生長，降低了腐爛率。周防震等[62]從幾種果實(shí)表面分離純化得到兩株酵母拮抗菌L-1-6和H-2，利用拮抗菌的懸浮液處理番茄能顯著降低果實(shí)的腐爛率、失水率和總損耗率，采后蕃茄早疫病及根霉腐爛病害也明顯低于對照，對果實(shí)營養(yǎng)成分和感官品質(zhì)無不良影響。Liu等[63]嘗試用拮抗酵母菌控制對采后葡萄的灰霉病，結(jié)果表明，在沒有損害葡萄果實(shí)營養(yǎng)成分的情況下，拮抗酵母菌可較好的控制采后葡萄的灰霉病害。Chanchaichaovivata等[64]也 發(fā) 現(xiàn) ，畢 赤 酵 母 和 假 絲 酵 母 對 泰 國 辣 椒 炭 疽病菌有良好的拮抗作用，可顯著降低病菌感染率和炭疽病發(fā)病率。

3.2 次生代謝產(chǎn)物的保鮮

微生物生長繁殖所需周期短，人工可控制其發(fā)酵環(huán)境，故利用其次生代謝產(chǎn)物進(jìn)行果蔬保鮮具有較好的應(yīng)用前景。除拮抗菌體本身之外，微生物能產(chǎn)生抗生素、溶菌酶、細(xì)菌素、蛋白酶、過氧化氫、有機(jī)酸、抗菌肽、胞外多糖等[58]，這些物質(zhì)能形成生物膜，抑制或殺滅有害微生物，從而減少微生物腐敗作用，降低果蔬呼吸作用和水分蒸發(fā)，防止了糖含量、維生素和可溶性固形物等營養(yǎng)成分的損失，進(jìn)而達(dá)到防腐保鮮的效果[65]。王繼棟等[66]從土壤樣品中篩選、分離得到一株能拮抗荔枝霜疫霉的鏈霉菌，并從拮抗菌株發(fā)酵液中分離得到兩個活性成分來普霉素A（Leptomycin A）和來普霉素B（Leptomycin B），研究發(fā)現(xiàn)兩個化合物對荔枝霜疫霉均有較強(qiáng)的抑制作用。陳崢等[67]用氣相色譜-質(zhì)譜（GC-MS）對不同初始pH條件下發(fā)酵的FJAT-0809-GLX發(fā)酵液的丙酮萃取液進(jìn)行初步成分鑒定，發(fā)現(xiàn)了具有防腐或抑菌類成分，包括2-甲基-3-羧基-4-吡喃酮、2-呋喃甲醇、六氫-吡咯[1，2-a]吡嗪-1，4-二酮和5-羧甲基糠醛。初始pH為7的發(fā)酵液對大腸桿菌K88有較好抑菌效果。短梗霉多糖是一種真菌多糖，是出芽短梗霉合成的一種細(xì)胞外水溶性大分子中性多糖，具有極佳的成膜性、成纖維性、阻氧性、可塑性、粘結(jié)性及易自然降解等特性，更重要的是，其無毒無害，對人體無任何副作用，因而可廣泛應(yīng)用于水果、蔬菜等農(nóng)產(chǎn)品的保鮮[68]。

4 展望

與傳統(tǒng)化學(xué)保鮮劑相比，天然保鮮劑具有廣譜抗菌性、高效性、天然性及相對安全性等優(yōu)點(diǎn)，因而在食品領(lǐng)域擁有廣闊的應(yīng)用前景。面對國內(nèi)外果蔬天然保鮮劑研究取得可喜成果的同時，果蔬天然保鮮劑的研究與開發(fā)依然存在以下問題：a.應(yīng)用于果蔬保鮮的天然保鮮劑成分復(fù)雜，其中的活性成分結(jié)構(gòu)鑒定工作尚未深入進(jìn)行，有效成分的作用機(jī)理、抗菌譜以及可應(yīng)用的范圍等研究還不夠全面深人，保鮮劑使用劑量有待完善，動植物及微生物保鮮成分的提取及純化不精細(xì)，并且研究存在盲目性；b.對新型果蔬天然保鮮劑開發(fā)缺乏系統(tǒng)的指導(dǎo)，新型果蔬天然保鮮劑需要食品多門學(xué)科為基礎(chǔ)，但從事這些方面研究的專家很少參與合作還做了許多重復(fù)工作。企業(yè)參與進(jìn)來的積極性不高，不愿太多資金投入于果蔬天然保鮮劑的研究與開發(fā)工作，從而限制了新型果蔬天然保鮮劑的開發(fā)；c.目前國家允許使用的果蔬天然保鮮劑較少，品種單一，發(fā)展緩慢；d.果蔬天然保鮮劑的研發(fā)與生產(chǎn)存在脫節(jié)現(xiàn)象，成果轉(zhuǎn)化速度慢，推廣效果差，不能直接應(yīng)用于實(shí)際。上述均是制約天然保鮮劑開發(fā)利用進(jìn)程的主要因素。

隨著生活水平的提高，人們對果蔬保鮮劑安全性提出了更高要求，果蔬天然保鮮劑的研究與開發(fā)將成為研究的熱點(diǎn)之一。果蔬天然保鮮劑所存在的問題將會成為其研究的方向。面對果蔬天然保鮮劑的成分復(fù)雜，保鮮機(jī)理不明等問題，應(yīng)更加深入地研究其保鮮成分及機(jī)理，將為其更加廣泛的應(yīng)用奠定理論基礎(chǔ)；面對成本高等問題，應(yīng)該提高天然物的分離與提純技術(shù)，降低其生產(chǎn)成本，為推廣使用果蔬天然保鮮劑提供方便；單一天然保鮮劑保鮮效果較差，復(fù)合保鮮劑效果更理想，復(fù)合保鮮劑研究將成為一個發(fā)展方向。

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Research progress in natural preservative of fruits and vegetable

ZHOU Han-jun1，GONG Ji-jun1，2，4，*，WANG Hui3，YANG Tao1，2，TANG Jing1，HUANG Wei-wen1
（1.College of Food Science and Engineering，CSUFT，Changsha 410004，China；2.National Engineering Laboratory for Rice and Byproducts Processing，Changsha 410004，China；3.College of Material Science and Engineering，CSUFT，Changsha 410004，China；4.Key Laboratory of Cultivation and Protection for Non-Wood Forest Trees，Ministry of Education，Changsha 410004，China）

fruits and vegetable；natural preservative；research；status；progress

TS255.3

A

1002-0306（2014）22-0376-07

10.13386/j.issn1002-0306.2014.22.074

2014－02－27

周漢軍（1990-），男，在讀碩士研究生，研究方向：食品天然保鮮劑、森林食品。

* 通訊作者：龔吉軍（1972-），男，博士，教授，研究方向：食品天然保鮮劑、森林食品、食品安全。

國家林業(yè)948項(xiàng)目（2014-4-39）。