中草藥提取液作為冷鮮豬肉保鮮劑開(kāi)發(fā)應(yīng)用的初步研究

鐘麗，司風(fēng)玲，王林玲

(重慶師范大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，重慶，401331)

冷鮮豬肉已成為市場(chǎng)消費(fèi)的主流產(chǎn)品。然而在貯藏與加工過(guò)程中，極易因?yàn)槲⑸锓敝?、脂肪酸氧化兩大原因引發(fā)變質(zhì)與腐敗[1]?？v觀世界范圍內(nèi)，肉類保鮮主要采用化學(xué)添加劑的涂膜保鮮以達(dá)到防腐的效果[2]，然而化學(xué)食品添加劑的潛在毒理學(xué)影響仍然令人擔(dān)憂[3]。與之相對(duì)的是中草藥提取物開(kāi)發(fā)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(zhì)，具有無(wú)毒、安全、抑菌譜廣等優(yōu)點(diǎn)因而備受關(guān)注[4]。

目前，國(guó)內(nèi)對(duì)于中草藥肉類保鮮劑的研究集中在丹參、黃芪、當(dāng)歸和大黃等幾類中草藥的開(kāi)發(fā)利用，主要側(cè)重于其有效成分與肉類保鮮的作用機(jī)理研究[5]，而國(guó)外研究大多針對(duì)某一兩種中草藥植物的提取物對(duì)肉類在加工[3]或保藏[6]過(guò)程中的各項(xiàng)生理生化指標(biāo)變化進(jìn)行研究。雖然以上的研究均已發(fā)現(xiàn)一些中草藥提取物在針對(duì)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(yōu)良的肉類保鮮劑進(jìn)行開(kāi)發(fā)利用，然而中草藥的種類繁多、成分復(fù)雜，尚無(wú)研究者根據(jù)肉類貯藏的生理生化指標(biāo)，篩選出具有良好保鮮效果的中草藥。

本實(shí)驗(yàn)前期通過(guò)大量文獻(xiàn)的檢索選出具有抗菌活性、未發(fā)現(xiàn)對(duì)人體產(chǎn)生毒害作用的30種中草藥，從中草藥中挑選出價(jià)格經(jīng)濟(jì)，以便量產(chǎn)開(kāi)發(fā)的15種中草藥進(jìn)行肉類的保鮮實(shí)驗(yàn)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

試驗(yàn)中的冷鮮豬肉(里脊肉，宰后冷鮮保藏24 h)購(gòu)自重慶新世紀(jì)超市，無(wú)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(jì)數(shù)瓊脂(PCA),北京奧博星生物技術(shù)有限責(zé)任公司；總抗氧化能力檢測(cè)試劑盒(ABTS),上海碧云天生物技術(shù)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(jí)。

1.2 設(shè)備與儀器

JY88-II超聲波細(xì)胞破碎儀，寧波新芝； SW-CJ-2FD凈化工作臺(tái)，上海智誠(chéng)；RaedMax-1800可見(jiàn)光吸收型全波長(zhǎng)酶標(biāo)儀，上海閃譜；Thermo ScientificTMISQTM系列氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀，美國(guó)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(guò)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(jìn)行超聲輔助浸提(超聲功率400 W，時(shí)間為30 min)。將其在常溫下浸提12 h后過(guò)濾，濾液旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)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(yàn)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(jī)分組，每個(gè)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(duì)照組(對(duì)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(guó)標(biāo)配制)。每一塊用聚乙烯保鮮膜包裹后放置0～ 4 ℃冰箱中儲(chǔ)存。

1.3.3 氣質(zhì)聯(lián)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(jìn)樣量1 μL；分流比：50∶1。

1.3.3.2 質(zhì)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(jí)桿溫度150 ℃，加速電壓1 300 V；質(zhì)量掃描范圍m/z50～500。

1.3.4 菌落總數(shù)測(cè)定

菌落總數(shù)的測(cè)定：參照GB/T 4789.2—2010《食品微生物學(xué)檢驗(yàn)：菌落總數(shù)測(cè)定》進(jìn)行測(cè)定，采用平板傾注法計(jì)數(shù)測(cè)定，結(jié)果以菌落總數(shù)的對(duì)數(shù)(lg CFU/g)表示[24]。

1.3.5 總抗氧化能力測(cè)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(biāo)定參考物[5]。將10 mmol/L Trolox標(biāo)準(zhǔn)溶液配制成0.15、0.3、0.6、0.9、1.2、1.5 mmol/L的標(biāo)準(zhǔn)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(cè)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(shù)來(lái)表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 樣品細(xì)菌落總數(shù)分析

冷鮮豬肉中菌落總數(shù)是評(píng)價(jià)其肉質(zhì)好壞的一個(gè)重要指標(biāo)。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(shí)間的延長(zhǎng)細(xì)菌總數(shù)逐漸增加，在15 d的冷鮮貯藏中，對(duì)照組在第6天的菌落總數(shù)接近國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)限定值，達(dá)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(shù)在第15天檢測(cè)分別達(dá)為3.30、3.78、3.78和3.95(lg CFU/g)，未超過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)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(shù)在12天檢測(cè)分別達(dá)為3.85、3.74、3.18、3.48和3.65(lg CFU/g)，接近國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)限定值。烏梅提取液處理保鮮在12天內(nèi)微生物的生長(zhǎng)繁殖受到抑制，在儲(chǔ)藏過(guò)程中細(xì)菌總數(shù)增至緩慢，但是在15天檢測(cè)時(shí)，微生物快速繁殖大量生長(zhǎng)，細(xì)菌總數(shù)達(dá)到6.17(lg CFU/g)，超過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)限定值。說(shuō)明烏梅提取液可以在短時(shí)間內(nèi)抑制微生物的生長(zhǎng)，但不能做為長(zhǎng)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(shù)在第9天檢測(cè)分別達(dá)為3.65、3.60和3.00(lg CFU/g)，未超過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)限定值。但在12天檢測(cè)其菌落總數(shù)已超過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)限值，可以為短期保鮮劑選擇。決明子和絞股藍(lán)提取液在第9天菌落總數(shù)已超過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)限定值，抑菌效果較差。作為化學(xué)防腐劑的山梨酸鉀組在12天菌落總數(shù)未超過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)限定值，在15天已超過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)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(shù)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(dá)顯著性差異(p<0.05)，下表同。

由研究發(fā)現(xiàn)，本實(shí)驗(yàn)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(shí)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(yù)計(jì)食用期短時(shí)可以采用。而如果從整體來(lái)看以枇杷葉、大青葉為代表的中草藥在較長(zhǎng)的時(shí)間段內(nèi)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(yōu)。這兩者均是價(jià)格低廉的天然植物，相比山梨酸鉀的化學(xué)試劑進(jìn)行肉類保鮮研究與開(kāi)發(fā)則更為安全。

2.2 15種中草藥總抗氧化能力

由標(biāo)準(zhǔn)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(xiàn)一次線性關(guān)系。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)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(biāo)準(zhǔn)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(qiáng)，艾草、絞股藍(lán)、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(xué)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(jiàn)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(qiáng)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(nèi)效果較好，且抗氧化活性強(qiáng)，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(zhì)分析

15種中草藥乙醇提取液GC-MS圖譜進(jìn)行分析，不同的中草藥提取液主要成分并不相同，分析結(jié)果見(jiàn)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(zhǎng)[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(dòng)脈血栓的形成，參與人體心血管疾病的控制、機(jī)體免疫調(diào)節(jié)、細(xì)胞生長(zhǎng)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(duì)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?fù)?jù)報(bào)道擁有抗菌、抗病毒、抗腫瘤、抗心律失常等廣泛的生物學(xué)活性，對(duì)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(qiáng)的抑制作用，其抑菌機(jī)理為干擾細(xì)菌糖代謝中間環(huán)節(jié)丙酮酸氧化脫羧過(guò)程或使核糖體與細(xì)胞壁改變干擾細(xì)菌蛋白質(zhì)生物合成[35-36]。青蒿中的樟腦有興奮、強(qiáng)心、消炎、鎮(zhèn)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(diào)節(jié)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(xué)、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(fā)作、擴(kuò)張血管、抑制心肌肥大、抑制腫瘤細(xì)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(guò)對(duì)白芷的分析可見(jiàn)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(hù)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(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、濕疹、產(chǎn)后痛風(fēng)的功效，而且具有抗菌和驅(qū)蟲活性[46]。

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

續(xù)表3

藥材名序號(hào)保留時(shí)間/min化學(xué)成分CAS編號(hào)分子式分子質(zhì)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(huán)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(dāng)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(lán)(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(jié)論

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

(2)通過(guò)GC-MS的分析發(fā)現(xiàn)呋喃類、醇類、酮類、烯類、醛類、有機(jī)酸類物質(zhì)是中草藥具有抑菌效果的主要物質(zhì)，若該幾類物質(zhì)含量越高，則該中草藥提取液的防腐能力越強(qiáng)。但中草藥提取液的具體保鮮機(jī)制與能力有待后續(xù)進(jìn)一步研究。