肉桂醛在水產(chǎn)中的應(yīng)用研究

楊立曉，王慶奎,通信作者，邢克智，程鎮(zhèn)燕，石洪玥，劉黎瑤，王靜波

肉桂醛在水產(chǎn)中的應(yīng)用研究

楊立曉1，王慶奎1,通信作者，邢克智1，程鎮(zhèn)燕1，石洪玥1，劉黎瑤1，王靜波2

（1. 天津農(nóng)學院 水產(chǎn)學院 天津市水產(chǎn)生態(tài)及養(yǎng)殖重點實驗室，天津 300384；2. 北京市水產(chǎn)技術(shù)推廣站，北京 300380）

肉桂醛是植物肉桂（Presl）中的主要活性成分，在陸生動物上有較多研究和廣泛應(yīng)用，但在水產(chǎn)動物中的研究和應(yīng)用相對較少，不夠全面?？偨Y(jié)目前肉桂醛的包埋方法及其在水產(chǎn)動物抗菌、抗蟲、誘食與水產(chǎn)品保鮮等方面的應(yīng)用研究，旨在為肉桂醛在水產(chǎn)動物健康養(yǎng)殖與水產(chǎn)品保鮮上的研究與應(yīng)用提供參考。

肉桂醛；穩(wěn)定性；水產(chǎn)；應(yīng)用

肉桂醛（Cinnamaldehyde）又名桂皮醛，是傳統(tǒng)中藥肉桂（Presl）揮發(fā)油的主要活性成分（含量＞75%）[1]，在空氣中易氧化，在強酸或強堿環(huán)境中不穩(wěn)定，易變色[2]。肉桂醛既可從肉桂油中提取，又可人工合成。肉桂醛的人工合成法很多[3-4]，其中以苯甲醛和乙醛為原料的縮合反應(yīng)法被公認為是一種環(huán)境友好的合成方法[5-6]。目前肉桂醛在陸生動物飼料中的研究較多，具有提高動物日采食量和增重率[7]、抗炎[8]、抗菌[9]、抗病毒[10]、抗蟲[11]等功能，被美國食品及藥物管理局（FDA）推薦為安全的食品添加劑。

肉桂醛因其不溶于水、易氧化的特性，以往未引起水產(chǎn)養(yǎng)殖研究者的關(guān)注。隨著肉桂醛包埋技術(shù)的完善和對其生物學功效研究的深入，肉桂醛在水產(chǎn)養(yǎng)殖上的研究和應(yīng)用將越來越多。本文總結(jié)了肉桂醛的包埋方法及其在水產(chǎn)中的應(yīng)用研究，為肉桂醛在水產(chǎn)業(yè)中的研究和應(yīng)用提供參考。

1 肉桂醛的包埋方法

由于肉桂醛易氧化、難溶于水，使其應(yīng)用受到一定限制，直接使用穩(wěn)定性較差，藥效低[12]。為提高肉桂醛的穩(wěn)定性，充分發(fā)揮肉桂醛的生物學功效，學者們開發(fā)了不同的包埋方法，將肉桂醛包埋在微膠囊中，避免肉桂醛被氧化并提高肉桂醛的水溶性。其中，最常用的是利用環(huán)糊精包裹肉桂醛，其穩(wěn)定性和水溶性均得到顯著提高。如楊寶亭等[13]將肉桂醛與羥丙基-β-環(huán)糊精在45 ℃下按1∶1投料下包合4 h，提高了肉桂醛的溶解性。也有人將肉桂醛進行微膠囊化用來增加肉桂醛的穩(wěn)定性。利用微膠囊包裹肉桂醛既可提高肉桂醛在水中的分散性，又能防止肉桂醛的氧化，并能使肉桂醛緩慢釋放[14]。將肉桂醛制成納米級的微乳，不僅能提高肉桂醛的水溶性和穩(wěn)定性，更能提高其生物學功效。如王慶奎等[15]以吐溫-80為表面活性劑、乙醇為助表面活性劑、乙酸乙酯為油相，加入肉桂醛制備得肉桂醛納米乳，與同濃度肉桂醛溶液相比，肉桂醛納米乳具有更強的抑菌活性。

2 肉桂醛在水產(chǎn)中的應(yīng)用研究

2.1 肉桂醛在抗菌方面的應(yīng)用

肉桂醛對細菌和真菌具有很強的抑制和殺滅作用。在飼料中添加0.4%的肉桂油，能提高羅非魚（）對海豚鏈球菌（）的抵抗力，死亡率降低50%[16]。通過檢測表明，該肉桂油中含90.24%的肉桂醛。體外試驗表明，肉桂醛對愛德華氏菌（）和大菱鲆弧菌（）的抗菌性最強，抑菌圈直徑大于20 mm，防治效果顯著[17]。Faikoh等[18]將肉桂醛制成脂質(zhì)體（LEC），藥浴攻毒后的斑馬魚（），發(fā)現(xiàn)LEC能顯著提高斑馬魚的存活率，攻毒無乳鏈球菌（）和嗜水氣單胞菌（）8 d后的存活率分別為（31.1±10.18）%和（35.6±3.85）%，攻毒創(chuàng)傷弧菌（）12 d后的存活率為（57.8±7.70）%。攻毒后36 h，藥浴LEC的斑馬魚體內(nèi)菌落數(shù)顯著低于對照組。筆者所在實驗室通過滅活遲緩愛德華氏菌（）并攻毒半滑舌鰨（），隨即采用LEC藥浴，使用實時熒光定量 PCR 方法檢測半滑舌鰨肝胰臟中TLR通路部分基因的表達。結(jié)果表明，肉桂醛對MyD88、LYZ的表達有上調(diào)作用，對TLR7、TNF、IL-8、補體 C3、補體C5的表達有抑制作用。在水中加入肉桂油能顯著提高斑節(jié)對蝦（）幼蝦的成活率，并能有效抑制水中各種弧菌（spp.）的生長[19]。另外，0.6 mmol/L的肉桂醛還能夠誘導銅綠微囊藻（）死亡，有助于控制藍藻[20]。

2.2 肉桂醛在抗寄生蟲方面的應(yīng)用

梁靖涵等[21]發(fā)現(xiàn)肉桂醛能抑殺離體的多子小瓜蟲（）。肉桂醛濃度在8.0～50.0 mg/L 時，能中斷小瓜蟲的生活史，起到防治小瓜蟲病的作用。當肉桂醛劑量分別為50.0 mg/L和8.0 mg/L時，能100%殺滅滋養(yǎng)體和感染性幼蟲，半數(shù)有效濃度分別為 13.9 mg/L和1.8 mg/L，肉桂醛劑量在50.0 mg/L可完全抑制小瓜蟲包囊孵化。暨杰[22]用中型指環(huán)蟲感染金魚并用不同濃度的肉桂醛處理患病金魚48 h，發(fā)現(xiàn)殺蟲率受濃度的影響很大，呈遞增趨勢，在30.0 mg/L的濃度下，殺蟲率達到100%，同時未引起魚死亡。Stratev等[23]認為植物中有些化合物對魚類的疾病有一定的益處，其中提到肉桂中的有效活性成分肉桂醛能有效殺滅寄生蟲。

2.3 肉桂醛在誘食、生長方面的應(yīng)用

肉桂醛對陸生動物具有誘食和促生長作用[24-25]，僅有的1篇報道中表明，肉桂醛對魚類也同樣具有誘食和促生長作用。劉穩(wěn)等[26]通過迷宮試驗證明，7.5 g/L的肉桂醛就能對黃顙魚（）起到明顯的誘食作用，對黃顙魚的生長也具有明顯的促進作用。筆者所在實驗室發(fā)現(xiàn)飼料中添加肉桂醛對半滑舌鰨具有明顯的誘食和促生長作用。

2.4 肉桂醛在水產(chǎn)品保鮮中的應(yīng)用

目前，傳統(tǒng)的低溫保鮮、氣調(diào)保鮮、超高壓保鮮等方法容易對水產(chǎn)品的肉質(zhì)和風味產(chǎn)生負面影響。植物精油作為水產(chǎn)品保鮮劑，在舌齒鱸（）[27]、虹鱒（）[28]肉質(zhì)保鮮中有研究報道。肉桂醛作為植物精油中的佼佼者，也有研究者進行了嘗試研究。馬昳超等[29]用肉桂醛制備抗菌膜并覆蓋黑魚魚塊，結(jié)果顯示，加入肉桂醛的活性膜具有明顯的抗菌抗氧化效果，其自由基清除率高達39.01%。郭俊賢[30]研究了肉桂醛對羅非魚冷藏條件下熒光假單胞菌（）等致病菌的抑菌活性。結(jié)果表明，肉桂醛在抑菌圈試驗中表現(xiàn)出較良好的抑菌活性，且對所有致病菌的MBC均小于1 500 μL/L。孟玉霞等[31]研究了14種植物精油對冷藏大黃魚優(yōu)勢菌的抑菌活性，結(jié)果表明肉桂醛的抗菌活性最高，對受試3株菌的MIC均為0.125 μL/mL。 Abdeldaiem等[32]發(fā)現(xiàn)，經(jīng)肉桂精油處理后鯉魚肉中總菌數(shù)明顯降低，貨架期明顯延長。

3 小結(jié)與展望

肉桂醛在抗菌、抗寄生蟲、誘食、促生長和水產(chǎn)品保鮮中顯示出獨特的優(yōu)越性。隨著肉桂醛包埋技術(shù)的不斷完善和環(huán)境友好型水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的不斷發(fā)展，肉桂醛在水產(chǎn)上的研究和應(yīng)用將越來越受到重視。

[1] 孫羅美，鄒勝龍. 肉桂醛的研究與應(yīng)用[J]. 廣東飼料，2012（12）：29-32.

[2] 周明，陳征義，申書婷. 肉桂醛的研究進展[J]. 經(jīng)濟動物學報，2015，19（1）：1-5.

[3] 宋旸. 肉桂醛的合成研究進展[J]. 山東化工，2013，42（3）：35-36.

[4] 霍紅，馮凌霞. 肉桂醛合成工藝的研究[J]. 安徽化工，2002，28（2）：20-21.

[5] 呂秀陽，何龍，鹿騁，等. 肉桂醛綠色合成新方法[J]. 化工學報，2005，56（5）：857-860.

[6] 趙晨輝. 羥醛縮合合成肉桂醛工藝研究[D]. 北京：北京化工大學，2017.

[7] 姚佳，肖世平，徐昊翔. 肉桂醛對1～21日齡東北白鵝生長性能、免疫器官指數(shù)和血清抗氧化功能的影響[J]. 飼料廣角，2016（20）：38-40.

[8] Ballabeni V，Tognolini M，Giorgio C，et al. Ocotea quixos Lam. essential oil：In vitro and in vivo investigation on its anti-inflammatory properties[J]. Fitotherapia，2010，81（4）：289-295.

[9] 薛京昌，徐曉怡，鄭海松. 肉桂醛對4種常見細菌的體外抑菌實驗研究[J]. 檢驗檢疫學刊，2013（4）：50-53.

[10] 代立娟，王琳，馮瀾. 肉桂醛抗呼吸道合胞病毒的作用[J]. 中國老年學雜志，2013，33（6）：1309-1312.

[11] 李靜，吳海強，劉志剛，等. 肉桂提取物對粉塵螨殺滅的實驗研究[J]. 中國人獸共患病學報，2009，25（10）：964-967.

[12] 王德德，莫海珍，薛延豐，等. 納米化肉桂醛抗辣椒疫霉病原菌增效作用[J]. 食品與生物技術(shù)學報，2014，33（2）：210-216.

[13] 楊寶亭，劉靜，王庚南，等. 肉桂醛-羥丙基-β-環(huán)糊精包合物的研制[J]. 河北農(nóng)業(yè)大學學報，2017，40（1）：93-110.

[14] 劉麗. 肉桂醛脂質(zhì)體的制備與穩(wěn)定性研究[D]. 無錫：江南大學，2017.

[15] 王慶奎，陸穎，姚維林，等. 肉桂醛納米乳的制備及其抑菌效果研究[J]. 水生態(tài)學雜志，2018，39（2）：95-100.

[16] Rattanachaikunsopon P，Phumkhachorn P. Potential of cinnamon（）oil to control，infection in tilapia（）[J]. Fisheries Science，2010，76（2）：287-293.

[17] 崔惠敬，孟玉霞，徐永平，等. 植物精油對大菱鲆弧菌的體外和體內(nèi)抗菌活性[J]. 微生物學通報，2017，44（2）：274-284.

[18] Faikoh E N，Hong Y H，Hu S Y. Liposome-encapsulated cinnamaldehyde enhances zebrafish（）immunity and survival when challenged withand[J]. Fish & Shellfish Immunology，2014，38：15-24.

[19] Sarter S，Randrianarivelo R，Ruez P，et al. Antimicrobial effects of essential oils ofon the bacterial communities in the rearing water oflarvae[J]. Vector Borne & Zoonotic Diseases，2011，11（4）：433.

[20] Hu L B，Zhou W，Yang J D，et al. Cinnamaldehyde induces PCD-Like death of microcystis aeruginosa，via reactive oxygen species[J]. Water Air & Soil Pollution，2011，217（1-4）：105-113.

[21] 梁靖涵，張其中，付耀武，等. 肉桂活性成分肉桂醛殺滅離體多子小瓜蟲效果[J]. 水產(chǎn)學報，2014，38（3）：457-463.

[22] 暨杰. 土荊皮殺滅魚類指環(huán)蟲活性成分的研究[D]. 楊凌：西北農(nóng)林科技大學，2013.

[23] Stratev D，Zhelyazkov G，Noundou X S，et al. Beneficial effects of medicinal plants in fish diseases[J]. Aquaculture International，2017，26（1）：1-20.

[24] Lu Q，Summanen P H，Lee R P，et al. Prebiotic potential and chemical composition of seven culinary spice extracts[J]. Journal of Food Science，2017，82（8）：1807-1813.

[25] Sun K，Lei Y，Wang R，et al. Cinnamicaldehyde regulates the expression of tight junction proteins and amino acid transporters in intestinal porcine epithelial cells[J]. Journal of Animal Science & Biotechnology，2017，8（1）：66.

[26] 劉穩(wěn)，劉立鶴，蔣加鵬，等. 四種植物香精對黃顙魚誘食及生長的影響[J]. 淡水漁業(yè)，2017（6）：94-100.

[27] Kostaki M，Giatrakou V，Savvaidis I N，et al. Combined effect of MAP and thyme essential oil on the microbiological，chemical and sensory attributes of organically aquacultured sea bass（）fillets[J]. Food Microbiology，2009，26（5）：475-482.

[28] Yildiz P O. Effect of essential oils and packaging on hot smoked rainbow trout during storage[J]. Journal of Food Processing & Preservation，2015，39（6）：806–815.

[29] 馬昳超，李立，王易芬. 含天然活性成份肉桂醛的抗菌膜的制備及其在黑魚上的應(yīng)用[C]//中國食品科學技術(shù)學會年會. 中國食品科學技術(shù)學會第十三屆年會論文集. 北京：中國食品科學技術(shù)學會，2016：320-321.

[30] 郭俊賢. 精油對水產(chǎn)品特定腐敗菌的抑制及其抑菌機理[D]. 廣州：廣東工業(yè)大學，2015.

[31] 孟玉霞，崔惠敬，趙前程，等. 植物精油對冷藏大黃魚優(yōu)勢腐敗菌的抑制作用及其機制[J]. 水產(chǎn)學報，2018，42（7）：1140-1153.

[32] Abdeldaiem M H M，Ali H G M，Ramadan M F. Impact of different essential oils on the characteristics of refrigerated carp（）fish fingers[J]. Journal of Food Measurement & Characterization，2017，11（3）：1-9.

Cinnamaldehyde and application in aquaculture

YANG Li-xiao1, WANG Qing-kui1,Corresponding Author, XING Ke-zhi1, CHENG Zhen-yan1, SHI Hong-yue1, LIU Li-yao1, WANG Jing-bo2

（1. Tianjin Key Laboratory of Aqua-ecology and Aquaculture, College of Fisheries, Tianjin Agricultural University, Tianjin 300384, China; 2. Beijing Aquatic Technology Promotion Station, Beijing 300380, China）

Cinnamaldehyde is the main active component ofPresl, which has been studied and applied widely in terrestrial animals, but little in aquatic animals. This paper summarized the current embedding method of cinnamaldehyde and application in the aspects of anti-bacterial, anti-insect, food attraction and preservation of aquatic products, in order to provide reference for the research and application of cinnamaldehyde in aquatic animal health breeding and aquatic product preservation.

cinnamaldehyde; stability; aquaculture; application

1008-5394（2019）04-0100-03

10.19640/j.cnki.jtau.2019.04.020

S983；S963.73

A

2019-01-08

天津市應(yīng)用基礎(chǔ)與前沿技術(shù)研究計劃（15JCZDJC33600）；天津市水產(chǎn)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系創(chuàng)新團隊（ITTFRS2017004）；天津市高?！爸星嗄旯歉蓜?chuàng)新人才培養(yǎng)計劃”（無編號）；天津市高等學?！皠?chuàng)新團隊培養(yǎng)計劃”現(xiàn)代水產(chǎn)生態(tài)健康養(yǎng)殖（TD13-5089）；天津市水產(chǎn)生態(tài)及養(yǎng)殖重點實驗室平臺項目（無編號）；天津市科委優(yōu)秀科技特派員支持項目（18ZXBFNC00120）

楊立曉（1993-），男，碩士在讀，研究方向：水產(chǎn)動物增養(yǎng)殖學。E-mail：1579048149@qq.com。

王慶奎（1978-），男，副教授，博士，研究方向：水產(chǎn)動物健康養(yǎng)殖。E-mail：wangqk@tjau.edu.cn。

責任編輯：張愛婷