微生物素在果蔬采后保鮮中的應(yīng)用進(jìn)展

朱妞

（西安醫(yī)學(xué)院，陜西西安 710021）

微生物素是指微生物的代謝產(chǎn)物，主要作為一種防腐劑，應(yīng)用于食品保鮮領(lǐng)域中。微生物素在食品保鮮中具有良好的性能，能夠在新陳代謝中有效殺死腐敗的微生物，在保護(hù)食品質(zhì)量及延長(zhǎng)食品食用壽命等方面有重要的作用[1]。研究發(fā)現(xiàn)，微生物素中的微生物細(xì)胞具有較強(qiáng)的抗菌活性物質(zhì)，這些物質(zhì)能夠通過降低物質(zhì)的pH值，干擾細(xì)菌蛋白質(zhì)的合成以及影響細(xì)菌細(xì)胞膜的半透性，從而起到殺菌和降菌的效果，同時(shí)抑制食物的腐敗變質(zhì)[2]。

目前，微生物素在果蔬采后中的應(yīng)用，主要是用來保證食品安全、提升食品的儲(chǔ)藏時(shí)間，有效保持食品原風(fēng)味等。現(xiàn)代食品工業(yè)中，微生物素已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于肉制品和乳制品等食品加工領(lǐng)域[3-5]，因其使用效果佳而受到廣泛關(guān)注。然而，在果蔬采后保鮮領(lǐng)域，微生物素的應(yīng)用并不多見，因此，結(jié)合微生物素的特點(diǎn)，本文分析了目前已經(jīng)應(yīng)用到果蔬保鮮領(lǐng)域的微生物素種類（如乳酸鏈球菌肽、溶菌酶、木霉發(fā)酵液等），分析了其抑菌保鮮原理及其研究現(xiàn)狀；在未來果蔬采后保鮮中，面對(duì)冷藏技術(shù)使用不完善的現(xiàn)象，積極開發(fā)微生物素種類（例如納他霉素、紅曲霉素、短梗霉多糖等）及其使用方法，為今后果蔬采后保鮮領(lǐng)域的健康可持續(xù)發(fā)展提供一定的參考。

1 在果蔬采后保鮮領(lǐng)域中應(yīng)用的微生物素

1.1 乳酸鏈球菌肽

乳酸鏈球菌肽是一種經(jīng)常使用的細(xì)菌素，實(shí)際應(yīng)用的主要有乳酸鏈球菌、乳酸桿菌等細(xì)菌的代謝產(chǎn)物。此種代謝產(chǎn)物作為一種核糖體的合成產(chǎn)物，能夠有效抑制細(xì)菌的生物活性，應(yīng)用于果蔬采后保鮮具有重要的意義。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，這種代謝產(chǎn)物能夠有效抑制果蔬采后出現(xiàn)的革蘭氏陽(yáng)性菌和革蘭氏陰性菌，常見的有沙門氏菌、大腸桿菌、假單孢桿菌、放線桿菌等。

20 世紀(jì)末，王步江等[6]將乳酸鏈球菌肽應(yīng)用于蘋果保鮮中，2 d 后發(fā)現(xiàn)蘋果的埃希氏菌屬大腸桿菌得到了有效抑制。該應(yīng)用證明了乳酸鏈球菌肽在果蔬采后保鮮中有重要的應(yīng)用價(jià)值。多位科學(xué)家將新采摘的果蔬接種李斯特氏單孢菌后，使用乳酸鏈球菌肽進(jìn)行殺菌處理，擱置一段時(shí)間后，觀察發(fā)現(xiàn)果蔬上的細(xì)菌明顯得到了抑制[7]。除了保鮮研究，還有研究者專門針對(duì)乳酸鏈球菌肽抑制發(fā)酵的效果進(jìn)行了驗(yàn)證分析，發(fā)現(xiàn)將此種微生物素應(yīng)用到辣椒保鮮上，能明顯延長(zhǎng)辣椒的保鮮時(shí)間[8]。此后，對(duì)乳酸鏈球菌肽應(yīng)用效果進(jìn)一步探究之后發(fā)現(xiàn)，微生物素與其他微生物素聯(lián)合使用，對(duì)細(xì)菌的抑制作用得到了明顯的提升[7]?；谝陨戏治?，乳酸鏈球菌肽應(yīng)用于果蔬采后保鮮效果是非常明顯的，但單獨(dú)使用效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如聯(lián)合使用，因此應(yīng)與其他微生物素聯(lián)合使用，抑菌效果能夠得到充分發(fā)揮。

1.2 溶菌酶

溶菌酶作為一種微生物素，主要由球孢鏈霉菌產(chǎn)生的，本質(zhì)上是一種蛋白酶。長(zhǎng)期研究發(fā)現(xiàn)，溶菌酶對(duì)抑制革蘭氏陽(yáng)性菌、好氣性芽孢桿菌、枯草桿菌等有突出的作用，對(duì)于提升抗感染能力等也有一定的效果[9]。但是，在使用溶菌酶的抑菌效果中發(fā)現(xiàn)，溶菌酶對(duì)沙門氏菌的抑制作用較小[10]。

應(yīng)用到食品保鮮中，溶菌酶常常與其他防腐劑聯(lián)合使用，能明顯提升食物的存儲(chǔ)期限。典型的保鮮應(yīng)用實(shí)例是在蘑菇中的使用，蘑菇保鮮期限由原來的3 d 延長(zhǎng)到現(xiàn)今的9 d 左右，且蘑菇的質(zhì)地不會(huì)發(fā)生變化，色澤和外觀也不會(huì)出現(xiàn)較大的變化[11]。在聯(lián)合使用中，溶菌酶一般與甘氨酸復(fù)合使用浸漬草莓，延長(zhǎng)保鮮時(shí)間。但也有學(xué)者發(fā)現(xiàn)，單一的溶菌酶使用效果更加突出，單一的溶菌酶涂膜對(duì)果蔬的保鮮更有作用[11]。實(shí)際應(yīng)用中，無論是單一使用還是聯(lián)合使用，都是可行的，都具有重要的推廣價(jià)值。

1.3 木霉

20 世紀(jì)30 年代，有研究者發(fā)現(xiàn)木霉在植物防護(hù)中有明顯的效果，對(duì)于抑制植物細(xì)菌有重要的防治作用[12]。隨著這一發(fā)現(xiàn)的問世，木霉發(fā)酵液在果蔬采后保鮮防護(hù)中的應(yīng)用得到了極大地推廣[13]。當(dāng)前應(yīng)用在果蔬采后保鮮中的主要是哈茨木霉、多孢木霉、綠色木霉、康氏木霉和鉤木霉等類型?？偨Y(jié)發(fā)現(xiàn)，木霉保鮮主要包括兩種方式：木霉菌保鮮和發(fā)酵液保鮮。木霉菌保鮮是在使用木霉菌拮抗作用發(fā)揮的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的；木霉發(fā)酵液主要是木霉在發(fā)酵作用下而產(chǎn)生的抗菌物質(zhì)，這種物質(zhì)能夠起到良好的防護(hù)效果。國(guó)外許多國(guó)家在果蔬采后保鮮防護(hù)中使用多孢木霉實(shí)現(xiàn)對(duì)蘋果、蘑菇等果蔬的保鮮。

與上述乳酸鏈球菌肽與溶菌酶這兩種微生物素的聯(lián)合使用一樣，木霉同樣也存在聯(lián)合使用增強(qiáng)效果的情況。研究者將哈茨木霉發(fā)酵液和多菌靈、托布津等實(shí)現(xiàn)聯(lián)合使用，應(yīng)用于茄子保鮮中，獲得了突出的保鮮效果。尤其在溫度較高的情況下，保鮮效果更突出。但是，木霉發(fā)酵液?jiǎn)为?dú)使用時(shí)，一旦遇到溫度較高的情況，保鮮時(shí)間明顯縮短。整體而言，木霉發(fā)酵液可以在果蔬采后保鮮中作為防腐劑使用[14]。

1.4 其他

生防菌解淀粉芽孢桿菌、D-生物素、竹葉等植物提取物生物素等也能夠有效抑制細(xì)菌和真菌，被廣泛應(yīng)用于鮮花和果蔬的采后保鮮[15-16]。解淀粉芽孢桿菌具有抑制真菌與細(xì)菌的能力，廣泛應(yīng)用于果蔬保鮮，是一種很有發(fā)展前途、無化學(xué)藥劑殘留的新型食品保鮮方法。它是一種具有廣譜抑菌活性的細(xì)菌，能產(chǎn)生多種抑菌物質(zhì)[17]。荊卓瓊等[18]從銀杏組織分離的內(nèi)生細(xì)菌菌株中篩選出解淀粉芽孢桿菌HZ-6-3，對(duì)灰葡萄孢菌的抑菌活性較好，抑制率為79.06%。該菌株可產(chǎn)生蛋白酶、果膠酶、β-1,3-葡聚糖酶和淀粉酶；能夠顯著抑制病原菌的菌絲生長(zhǎng)，使菌絲生長(zhǎng)扭曲，細(xì)胞膨大、形成串狀泡囊結(jié)構(gòu)等畸變。她還利用盆栽試驗(yàn)測(cè)定了該菌株對(duì)番茄灰霉病的防控效果，結(jié)果顯示1×108CFU/mL 的預(yù)防效果和治療效果最高，可達(dá)81.12%和70.45%；上述結(jié)果顯示菌株HZ-6-3 具有作為生物制劑的潛能。王敏等[19]以蘋果為研究對(duì)象，以竹葉中的黃酮為活性成分，研究了不同濃度的竹葉提取物對(duì)鮮切蘋果品質(zhì)的影響，以開發(fā)天然的果蔬保鮮劑。結(jié)果表明，鮮切蘋果通過不同濃度的竹葉提取物處理，可以減少蘋果的質(zhì)量損失，延緩色澤褐變以及多酚氧化酶活性的降低，同時(shí)對(duì)抗壞血酸和可滴定酸具有保護(hù)作用，而且鮮切蘋果的感官品質(zhì)得到了提高，其中黃酮濃度為0.5 mg/mL的竹葉提取液對(duì)鮮切蘋果的保鮮作用最佳。

2 果蔬采后保鮮有待開發(fā)的微生物素

2.1 納他霉素

納他霉素也稱為游鏈霉素，主要是納他爾鏈霉菌所產(chǎn)生的代謝物，這種微生物素的活性較高，常常以環(huán)狀四烯化合物形式出現(xiàn)。將該微生物素的性質(zhì)特點(diǎn)應(yīng)用于果蔬采后保鮮中發(fā)現(xiàn)，低濃度時(shí)仍然具有較高的活性，且對(duì)pH 值的適用范圍比較廣，一般不會(huì)出現(xiàn)內(nèi)部滲透的不良現(xiàn)象。在實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中，一般將此種微生物素應(yīng)用于肉類和乳制品中，效果良好[20]；然而在實(shí)際生產(chǎn)中，納他霉素應(yīng)用到果蔬采后保鮮中的事例較少[21]。但是，應(yīng)該認(rèn)識(shí)到在今后果蔬采后保鮮應(yīng)用中，由于納他霉素活性高和適應(yīng)性廣的優(yōu)點(diǎn)，其保鮮價(jià)值必將得到進(jìn)一步推廣應(yīng)用。

2.2 紅曲霉素

紅曲霉素主要是紅曲霉的代謝物，作為生產(chǎn)生活中經(jīng)常使用的一種微生物素，具有明顯的細(xì)菌抑制活性，可應(yīng)用到食品保鮮中。有研究者發(fā)現(xiàn)，紅曲霉發(fā)酵液應(yīng)用到果蔬采后保鮮中具有突出的效果，尤其在抑制果蔬的蠟狀芽孢桿菌、索狀桿菌、枯草桿菌、金黃色葡萄球菌、熒光假單胞菌等方面有突出的效果[22]。也有研究者發(fā)現(xiàn)，紅曲霉素在抑制綠膿桿菌、大腸桿菌和變形桿菌等方面效果顯著[23]。在今后果蔬采后保鮮領(lǐng)域，紅曲霉素的應(yīng)用價(jià)值會(huì)逐漸被發(fā)現(xiàn)。

2.3 短梗霉多糖

短梗霉多糖又叫卜多糖，主要是出芽短梗霉所產(chǎn)生的代謝物。該種微生物素日常表現(xiàn)為水溶性胞外多糖，其中含有大量的大分子聚合物[24]。在使用中，需要將短梗霉多糖以及其衍生物作為保鮮劑使用，這些物質(zhì)能夠在采后的果蔬表面形成一種防護(hù)層，對(duì)于抑制水果和外界的空氣交換、水分交換等有著顯著的效果。短梗霉多糖成膜性、可塑性好，且安全無毒，可以生物降解，廣泛應(yīng)用于食品加工、醫(yī)藥等領(lǐng)域，如解決甘蔗、荔枝保鮮的技術(shù)難題[25]?？傊?，短梗霉多糖在采后果蔬保鮮中，對(duì)于保護(hù)果蔬的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，提升果蔬的保鮮時(shí)間等方面有較好的效果，可以加大研究力度。

3 小結(jié)

綜上所述，果蔬作為人們生產(chǎn)生活必需品，隨著食用規(guī)模的不斷增加，采后保鮮愈發(fā)重要，新鮮果蔬的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值是各類果蔬加工產(chǎn)品所不能比的，因此果蔬采后保鮮研究意義深遠(yuǎn)。微生物素保鮮是一種安全高效、無毒的生物保鮮技術(shù)，具有廣闊的應(yīng)用前景。目前，在果蔬保鮮工作中，能應(yīng)用的微生物素主要有乳酸鏈球菌肽、溶菌酶和木霉發(fā)酵液等，這些微生物素的使用保鮮效果顯著。今后的采后果蔬保鮮應(yīng)用中，可以進(jìn)一步加強(qiáng)納他霉素、紅曲霉素和短梗霉多糖等微生物素種類的研究，可以從這些微生物素之間或與其它果蔬保鮮劑復(fù)配角度入手，開發(fā)更為高效的果蔬采后保鮮劑，為果蔬采后保鮮提供更多的應(yīng)用類型。