乙醇及其提取物在食品保鮮中的應(yīng)用進(jìn)展

吳娟，畢生雷，張成明，張鵬飛，魯龍，金洪波，劉鉞，杜風(fēng)光

（1.河南天冠企業(yè)集團(tuán)有限公司車用生物燃料技術(shù)國家重點實驗室，河南南陽473000；2.清華大學(xué)核能與新能源技術(shù)研究院，北京100084；3.北京市生物燃料工程技術(shù)研究中心，北京100084）

乙醇及其提取物在食品保鮮中的應(yīng)用進(jìn)展

吳娟1，畢生雷1，張成明2，3，張鵬飛1，魯龍1，金洪波1，劉鉞1，杜風(fēng)光1

（1.河南天冠企業(yè)集團(tuán)有限公司車用生物燃料技術(shù)國家重點實驗室，河南南陽473000；2.清華大學(xué)核能與新能源技術(shù)研究院，北京100084；3.北京市生物燃料工程技術(shù)研究中心，北京100084）

本文對防腐劑的使用現(xiàn)狀進(jìn)行了闡述，分別介紹了乙醇和乙醇提取物在食品保鮮中的應(yīng)用，并指出了今后的發(fā)展方向。

乙醇；乙醇提取物；天然防腐劑；食品保鮮

據(jù)統(tǒng)計，全球每年有10％～20％的食物由于腐敗而廢棄［1］，由此造成了巨大的資源浪費和經(jīng)濟(jì)損失，食物腐敗的原因主要有物理（外界造成的表層損傷、溫度、水分、光、氧氣等）、化學(xué)（氧化作用、非酶褐變、與包裝發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)等）、酶類（脂肪酶、蛋白酶、果膠酶、淀粉酶等）、微生物（細(xì)菌、霉菌、酵母菌）四方面原因［2］。解決食物腐敗問題的一些技術(shù)手段包括：利用溫度處理的方法（熱處理、低溫脅迫、變溫處理）、針對氧氣處理的方法（真空包裝、保鮮膜、包裝袋內(nèi)充入惰性氣體、NO2與氧氣混合使用）、短波紫外輻射處理、防腐劑處理（化學(xué)防腐劑、天然防腐劑）［3-5］。目前防腐劑處理方法由于應(yīng)用范圍廣、使用條件限制少、延長保鮮期長在業(yè)界應(yīng)用比較多。

防腐劑處理的方法由于被不法廠家違法使用非食品防腐劑、超范圍和超限量使用食品防腐劑［6］對人體造成較大傷害而備受爭議。特別是有機(jī)防腐劑中的硝鹽族易被細(xì)菌還原成活性致癌物質(zhì)亞硝酸鹽，Paraben類防腐劑有雌性激素活性、超量使用易誘發(fā)乳腺癌。目前食品防腐劑的發(fā)展趨勢為向更安全低毒性發(fā)展、向天然防腐劑發(fā)展、向廣譜防腐劑發(fā)展［7］。

果蔬采摘以后，隨著內(nèi)部組織的衰老，細(xì)胞透氧能力降低，果蔬內(nèi)部發(fā)生無氧呼吸從而產(chǎn)生乙醇［8-9］，使用乙醇做為外源性防腐劑可以有效抑制果蔬的呼吸作用、抑制貯藏病害、延緩組織衰老、減緩果蔬的腐敗［10-11］，而通過乙醇的植源性提取液［1，12-17］可以將食物的腐敗周期由3 d～7 d減緩到10 d～15 d，由此可見乙醇和乙醇的植源性提取液在天然防腐劑的應(yīng)用中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。本文著重探討了乙醇在防腐保鮮中的應(yīng)用進(jìn)展。

1　乙醇處理在食品保鮮中的應(yīng)用

乙醇處理在食品保鮮中的應(yīng)用，主要包括乙醇熏蒸處理和乙醇溶液處理。目前行業(yè)內(nèi)使用強(qiáng)氧化劑SO2熏蒸中藥、果蔬［18-19］，可以防止果蔬的外表腐爛，并且還可以使果蔬色澤亮麗。但是使用SO2熏蒸在加工過程中會對工人的呼吸道黏膜和消化道黏膜產(chǎn)生嚴(yán)重的損害作用，加工后百分之百會在食品中殘留有鉛、砷等重金屬，長期接觸對肝腎危害極大。行業(yè)中也有使用福爾馬林、醛類、硫氰酸鉀［20-24］等溶液來處理果蔬、海鮮，但是容易對新生兒、孕婦造成免疫力下降、新生兒畸形等危害。乙醇可以由果蔬自身呼吸作用產(chǎn)生，而且乙醇具有較強(qiáng)的殺菌能力、能夠抑制葉綠素?fù)p失、可以保持果實硬度從而抑制果實腐敗。目前使用乙醇處理是比較安全的一種作法。

1.1乙醇熏蒸

楊愛萍［25］等研究了不同乙醇用量熏蒸處理對“烏種”楊梅果實采后腐爛、品質(zhì)及抗氧化活性的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)乙醇用量越大，果實在貯存期間腐爛率越低，但是乙醇用量在超過500μL/L以后腐爛率反而有所提高，使用乙醇處理可以有效抑制細(xì)菌的生長，在使用500μL/L乙醇熏蒸處理8 d后，細(xì)菌總數(shù)約是對照組的0.1％。同時，乙醇處理后還降低了楊梅果實可溶性固形物和可滴定酸損失，維持其較高的硬度及VC含量，能有效抑制楊梅果實在貯藏期間總酚和總花色苷含量的下降，誘導(dǎo)果實中主要酚類單體物質(zhì)楊梅黃酮和槲皮素-3-O-蕓香苷及花色苷類主要單體物質(zhì)矢車菊-3-葡萄糖苷的合成，抑制DPPH自由基（1，1-diphenyl-2-picrylhydrazyl）清除率和還原力的下降，從而保持較高的果實抗氧化活性，實現(xiàn)楊梅保鮮的作用。徐莉［26］等研究了不同體積分?jǐn)?shù)的乙醇熏蒸處理對鮮切菊芋的保鮮效果。結(jié)果表明：450μL/L乙醇熏蒸處理可以使鮮切菊芋表面出現(xiàn)褐變時間由4 d推遲到16 d，同時總酚含量約是對照組的20％、多酚氧化酶（PPO）、過氧化物酶（POD）、苯丙氨酸解氨酶（PAL）活性約是對照組的50％～80％，使用乙醇處理后，總酚含量、各種酶含量相對較低說明濃度為450μL/L的乙醇熏蒸處理5 h效果最好，4℃～5℃條件下貯藏16 d品質(zhì)保持最佳。另據(jù)段學(xué)武［27］等報道，由于乙醇轉(zhuǎn)化為乙醛抑制酚類氧化，使用乙醇蒸汽處理可以有效地抑制蘋果虎皮病的發(fā)生和山龍眼切花的黑葉病的發(fā)生。姜璐璐［28］等的研究結(jié)果表明2mL/kg乙醇處理可以有效抑制葡萄果實果粒的脫落和果梗的干褐，減緩果皮中總花色苷的上升，保持果實較高的可溶性固形物、可滴定酸和VC含量，從而延緩果實衰老，保持較好的果實品質(zhì)。由此可見，乙醇熏蒸不僅可以在一定時間內(nèi)保持果蔬新鮮，還可以延緩果蔬的葉子、果梗衰老。有助于果蔬做為商品的貯存和銷售，但是由于乙醇易揮發(fā)且為了保證熏蒸效果，不能使用太高的濃度，所以乙醇處理目前僅用于冷藏果蔬的保鮮。

1.2乙醇溶液處理

汪峰［29］等研究了不同濃度的外源乙醇處理對食莢豌豆低溫貯藏期間主要生理指標(biāo)、腐爛和品質(zhì)的影響。結(jié)果表明，由于1mL/kg乙醇溶液處理后，呼吸強(qiáng)度和乙烯生成降低，豆莢的腐敗率為4.98％，與對照組相比降低了38.90％，呼吸強(qiáng)度則降低了30％纖維素和木質(zhì)素含量分別降低了25.07％和21.79％。水分散失減少了50％，葉綠素?fù)p失減少了40％，從而使豆莢保持了較好的外觀和口感。李全［30］研究了乙醇處理對蝦肉品質(zhì)保存的效果，結(jié)果表明，10％的乙醇溶液能夠使蝦肉的失重率減少59.98％、硬度變化減少12.71％、粘聚性變化減少8.33％、彈性變化減少了10.44％、咀嚼度變化則減少了8.14％、粗蛋白含量損失減少了21.54％、粗脂肪含量損失減少了3.28％，乙醇溶液通過麻醉羅氏沼蝦、降低溶解氧的消耗、殺死微生物保持了蝦肉的新鮮。另外，Jag?aE［31］等使用40％乙醇溶液保存雞蛋、Kim S［32］等使用70％乙醇溶液保存蔬菜粉，Han J［33］等使用6mL/kg的乙醇溶液保存西蘭花，Brown K［34］等嘗試使用70％乙醇溶液保存蠶蛹，這些研究使用不同濃度的乙醇溶液分別在植物、動物等食品上做了嘗試并取得了較好的效果，也拓展了乙醇溶液的保鮮應(yīng)用范圍，推動了乙醇溶液在食品保鮮中的研究不斷向前發(fā)展。

2　乙醇提取物在食品保鮮中應(yīng)用

由于乙醇處理有一定的應(yīng)用局限性，因此研究人員還開展了1-MCP（1—Methylcyclopropene，1-甲基環(huán)丙烯）［35］、1-MCP與乙醇混合物［36］在食品保鮮中的應(yīng)用，也同樣取得了較好的保鮮效果，但是1-MCP僅僅是一種比化學(xué)乙烯相對安全的小環(huán)烯烴，安全性仍然有待考究。研究人員同樣發(fā)現(xiàn)，植物中所含的部分有效成分可以起到殺滅有害微生物、減少果蔬內(nèi)部呼吸作用，從而起到保鮮的作用。而使用植源性乙醇提取液無疑比化學(xué)防腐劑更安全、更有開發(fā)潛力。

2.1乙醇提取物與乙醇溶液、化學(xué)防腐劑防腐效果比較

湯鳳霞［37］等使用12％的蜂膠乙醇提取液能夠使雞蛋保鮮期高達(dá)75 d，而90％乙醇溶液浸泡的雞蛋保鮮期僅1個月。陶永元［38］等分別使用20％甘草乙醇溶液、20％乙醇溶液處理草莓，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，20％甘草乙醇溶液處理后草莓的霉變率分別比20％乙醇溶液、空白組降低了73.17％、75.61％，而失水率分別比兩者降低了68.75％和77.78％，同時草莓中糖含量和酸含量、呼吸強(qiáng)度的變化也優(yōu)于兩者。關(guān)洪全［39］等研究發(fā)現(xiàn)10％生姜、3％食鹽、3％乙醇三者組合后，對空氣中雜菌和供試的大多數(shù)易引起食品污染的真菌有明顯的協(xié)同抗菌作用，其抗菌活性明顯強(qiáng)于各種單獨對照和各兩種成分組合的混合對照，分別比單獨使用、兩種混合使用高69.86％～78.08％和36.99％～47.95％。他們的研究結(jié)果表明，乙醇提取物在某些食品保鮮中具有比乙醇溶液、化學(xué)防腐劑更佳的效果，值得研究人員進(jìn)一步加大研究，以開發(fā)更多種類的乙醇提取物。

2.2乙醇提取物的應(yīng)用

周建新［41］等的研究表明：花生殼乙醇提取物（EEPH）的抑菌作用顯著，其抗菌活性隨著其濃度增加而增強(qiáng)，對試驗用細(xì)菌和真菌的最低抑制濃度（MIC）分別為0.028％和0.050％，花生殼乙醇提取物的抗菌活性具有熱穩(wěn)定性，在高達(dá)120℃的短時熱處理后仍具有對酵母和大部分細(xì)胞具有殺滅作用，并且在pH 5～9的范圍內(nèi)均具有對金黃色葡萄球菌具有抗菌活性，這使得EEPH做為防腐劑的應(yīng)用范圍更寬。孫建霞［42］等的研究結(jié)果表明：蘋果多酚對植物油和動物油均具有較明顯的抗氧化效果，對于植物油其抗氧化效果比2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚（BHT）高出10.59％，并且可使菜籽油的出廠合格期延長近1倍。而對動物油的抗氧化效果比BHT低43.21％，但與空白組相比仍起到了較顯著的抗氧化和保鮮作用。鄭俏然［43］等使用70％的生姜乙醇提取液處理豬肉，發(fā)現(xiàn)處理后保鮮期高達(dá)15 d，同時pH變化僅3.4％，遠(yuǎn)低于對照組。吳傳茂［44］等的研究結(jié)果表明樟葉的乙醇提取物具有較寬的抑菌譜。其最低抑菌濃度對芽孢桿菌及酵母為12.5mg/mL，對青霉、毛霉為25mg/mL。趙英虎［45］等使用4％的丁香乙醇提取液處理草莓，結(jié)果發(fā)現(xiàn)第5天對照組腐爛率高達(dá)91.6％，而丁香乙醇提取物處理過的草莓基本沒有出現(xiàn)腐爛現(xiàn)象。同時，4％丁香乙醇提取物處理過的草莓失水率也比對照組低19.04％、減緩VC損失約50％。朱正良［46］等使用青刺果乙醇提取物也在桃子的保鮮中取得了較好結(jié)果。他們的研究表明越來越多的植源性乙醇提取物正在被開發(fā)出來，并且已經(jīng)有部分在生產(chǎn)和試驗中獲得了良好的保鮮效果。

3　結(jié)論

乙醇單獨做為防腐劑使用存在諸多的局限，且與乙醇提取物相比其保鮮效果相對較差。乙醇提取物具有較好的市場應(yīng)用前景，但是目前品種較少、應(yīng)用范圍較窄，需要領(lǐng)域內(nèi)研究人員加強(qiáng)開發(fā)力度，以推出更多被市場認(rèn)可的天然防腐劑。

隨著市場經(jīng)濟(jì)的長足發(fā)展，越來越多的地方特產(chǎn)被銷往世界各地，在運輸?shù)倪^程中為了保持食品的新鮮，往往需要添加各種各樣的防腐劑。隨著各國加強(qiáng)食品安全的管理，化學(xué)防腐劑的使用將會受到越來越嚴(yán)格的限制，而天然防腐劑以其較寬的抑菌譜、對人體較高的安全性、優(yōu)良的保鮮特性必將受到人們的關(guān)注。而隨著人民生活水平的提高，綠色食品的大量需求必將推動各生產(chǎn)商優(yōu)先使用天然防腐劑。植源性乙醇提取物以其優(yōu)良的特性在市場經(jīng)濟(jì)的浪潮中必將獲得較高的市場占有率。

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The Research and Application Progress on the Preservation by Using Ethanol

WU Juan1，BI Sheng-lei1，ZHANG Cheng-ming2，3，ZHANG Peng-fei1，LU Long1，JIN Hong-bo1，LIU Yue1，DU Feng-guang1
（1.State Key Laboratory of Motor Vehicle Biofuel Technology，Henan Tianguan Group Co．，Ltd．，Nanyang 473000，Henan，China；2.Institute of Nuclearand New Energy Technology，Tsinghua University，Beijing 100084，China；3.Beijing Engineering Research CenterofBiofuels，Beijing100084，China）

This paper introduced the present situation of the use of preservatives，introduced respectively the application ofethanoland ethanolextracts in food preservation，and pointed out the future direction of development.

ethylalcohol；ethanolextract；naturalpreservatives；food freshkeeping

10.3969/j.issn.1005-6521.2016.18.053

吳娟（1988—），女（漢），助理工程師，本科，研究方向：化學(xué)工程與工藝。

2015-07-28