李殿鑫，江琳琳，朱 娜，潘磊慶，*，屠 康

(1.廣東科貿(mào)職業(yè)學(xué)院生物技術(shù)系，廣州廣東510430;2.南京農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院，南京江蘇210095)

植物精油在食品保鮮中的研究進(jìn)展

李殿鑫1，江琳琳2，朱 娜2，潘磊慶2，*，屠 康2

(1.廣東科貿(mào)職業(yè)學(xué)院生物技術(shù)系，廣州廣東510430;2.南京農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院，南京江蘇210095)

植物精油是重要的植物次生代謝產(chǎn)物，由分子量相對較小的簡單化合物組成，具有一定芳香氣味。由于植物精油具有多種生物活性，作為一種天然保鮮劑在食品保鮮領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛。本文介紹了其在水果、蔬菜、肉及肉制品、魚類產(chǎn)品、乳制品等保鮮領(lǐng)域的應(yīng)用，并探討了植物精油在食品保鮮方面存在的問題，并對其發(fā)展方向和應(yīng)用前景作了展望，為植物精油的進(jìn)一步開發(fā)研究及應(yīng)用提供了依據(jù)。

植物精油，食品，保鮮

Abstract:Plant essential oils are important secondary metabolites of plant.It is composed by the simple compounds which have relatively small molecular weight and a certain aroma.Plant essential oils are used more and more widely as a natural fresh keeping agent in the field of food preservation with a variety of biological activity.This article introduced its application in fruits preservation，vegetables，meat and meat products，fish products，dairy products and so on.The problems of essential oils applied in the field of food preservation were summarized.The future development trends and application prospects of essential oils were forecasted.The article provided a basis for future research and application.

Key words:plant essential oils;food;preservation

由于食品的營養(yǎng)和功能特性，其在生產(chǎn)與貯存過程中極易受微生物侵染、氧化作用等影響而發(fā)生腐敗現(xiàn)象，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。而目前使用的化學(xué)合成保鮮劑雖然具有較高防腐保鮮效果，但同時又往往給人類健康帶來負(fù)面影響，甚至?xí)霈F(xiàn)致癌、致畸、致突變等短期甚至長期的危害。由于天然食品保鮮劑安全無毒、具有一定的抗菌性，具有化學(xué)合成保鮮劑無法比擬的安全、健康等優(yōu)點(diǎn)而日益受到人們的重視。植物精油是植物體內(nèi)具有一定芳香氣味的次生代謝物質(zhì)，由分子量相對較小的簡單化合物組成，在常溫下能揮發(fā)的油狀液體物質(zhì)。精油所含化學(xué)成分比較復(fù)雜，按化學(xué)結(jié)構(gòu)可分為脂肪族、芳香族和萜類三大類化合物以及它們的含氧衍生物如醇、醛、酮、酸、醚、酯、內(nèi)酯等，此外還有含氮和含硫的化合物［1］。由于植物精油具有多種生物活性，在食品保鮮領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛。

1 水果

新鮮果蔬從采收到消費(fèi)，由于病原微生物侵染，導(dǎo)致食品安全、腐爛損失(包括腐敗變質(zhì)、蟲害)等問題，因此世界各國對果蔬采后的防腐保鮮工作越來越重視。由病原微生物引起的人類疾病的發(fā)生率近幾年來也逐漸增加，病原微生物、如腐敗細(xì)菌、酵母、霉菌等會通過各種途徑侵染，導(dǎo)致人類食源性疾病的爆發(fā)，危害人類安全［2］。近年來，將植物精油用于果蔬保鮮成為國內(nèi)外學(xué)者的研究熱點(diǎn)。

Roller等發(fā)現(xiàn)香芹酚和桂皮醛(0.15μL/mL)對減少獼猴桃的正常菌群非常有效，但是對哈密瓜無效，這是由于獼猴桃的pH低于哈密瓜。一般來說，pH越低，精油和其組分的抗菌活性越強(qiáng)［3］。劉芳等研究證明4μg/g濃度的峨眉含笑精油處理冬棗可以延長常溫下冬棗的貯藏時間。4μg/g的峨眉含笑精油處理有效地降低冬棗果實(shí)的爛果率和失水率，提高POD活性;對VC和還原性糖的含量的下降也有抑制作用［4］。有研究人員將4種不同濃度的肉桂精油與1%的酸溶性殼聚糖復(fù)配組成復(fù)合保鮮液，在(23±1)℃的溫度條件下貯藏草莓，復(fù)合保鮮液提高了草莓的優(yōu)果率，降低了失重率，減緩維生素C、可溶性糖和有機(jī)酸含量的降低;其中30μL/mL的肉桂精油與殼聚糖復(fù)合，保鮮效果最佳，使草莓的貨架壽命延長了48h［5］。吳新等研究了肉桂精油以及其他四種精油對草莓的保鮮和防腐效果，香芹酚、肉桂醛、紫蘇醛、沉香萜醇和異硫氰酸稀丙酯在合理的濃度水平都能顯著抑制草莓腐爛，并保持較好品質(zhì)［6］。已有的研究顯示了精油在草莓防腐保鮮中的應(yīng)用潛力。李鵬霞等研究了丁香精油和丁香酚對貯藏期蘋果品質(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)丁香精油和丁香酚能夠抑制采后蘋果腐爛率、呼吸強(qiáng)度和褐變指數(shù)的上升，以及可溶性固性物含量、可滴定酸和硬度的下降，延緩采后蘋果的生理衰老，有利于保持蘋果的品質(zhì)和風(fēng)味。加入CaCl2后，抑菌效果和保鮮效果優(yōu)于單一的丁香精油和丁香酚處理［7］。丁香精油對圣女果的作用結(jié)果也表明其對圣女果感染青霉菌后的軟腐指數(shù)和發(fā)病率降低明顯［8］。茍亞峰等研究發(fā)現(xiàn)肉桂精油及其與殼聚糖和CaCl2復(fù)配對碭山酥梨采后貯藏具有明顯的保鮮作用，其中以60μL/L肉桂精油+1%殼聚糖+1%CaCl2配比的復(fù)合物保鮮效果最好，可顯著延緩碭山酥梨采后口感和風(fēng)味的變化，可使呼吸高峰較對照推遲10d出現(xiàn)，并能顯著抑制丙二醛(MDA)含量的增加及相對電導(dǎo)率和多酚氧化酶(PPO)活性的上升;貯藏后第40d，超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化氫酶(CAT)活性分別較對照增加238.54%、146.06%，而過氧化物酶(POD)活性較對照降低了55.56%［9］。Liu等人的研究表明，用2～4mg/L濃度的麝香草酚對杏和李進(jìn)行熏蒸處理可顯著降低爛果率，而且對水果組織不產(chǎn)生任何影響。之后研究人員還研究了34種植物精油在不同濃度條件下(10、15、20和25μL/L)對采后杏果實(shí)防腐保鮮的影響。發(fā)現(xiàn)精油濃度為10μL/L時，防腐作用不明顯;精油濃度為20～25μL/L時，出現(xiàn)藥害，其中香根油表現(xiàn)最為突出，藥害比率為13.0%。適宜杏果實(shí)保鮮的精油處理濃度應(yīng)小于20μL/L［10］。桂葉油、大蒜精油、肉桂油、丁蕾油和丁香葉油等5種精油在使用濃度為20μL/L時，對采后杏果實(shí)腐爛均有明顯的抑制作用，好果率比對照提高60%［11］。也有研究用30種植物精油4個濃度梯度10、15、20、25μL/L 對采后油桃在室溫保濕(20～25℃，相對濕度＞90%)條件下進(jìn)行防腐保鮮處理。結(jié)果表明精油濃度為10μL/L時，防腐作用不明顯;精油濃度為25μL/L時藥害嚴(yán)重，其中以纈草油和香根油為最;精油濃度為20μL/L時，香根油、丁香羅勒油、熏衣草油、桂葉油、大蒜油、檸檬草油、肉桂油、冷榨橘子油、丁蕾油和丁香葉油10種精油處理的好果率達(dá)70%以上且無藥害產(chǎn)生，故供試精油對油桃保鮮的最佳濃度為 20μL/L［12］。Chu等用 30mg/L 蒸汽濃度的麝香草酚對甜櫻桃進(jìn)行熏蒸處理，可以有效抑制灰霉病和褐腐病。貯藏期間處理樣只有0.5%灰霉病發(fā)病率，而對照樣則有 35%發(fā)病率［13］。Serrano等研究表明，用丁香酚、麝香草酚、薄荷醇處理甜櫻桃，結(jié)合一定的氣調(diào)、低溫條件，16d后總菌數(shù)(好氧性中溫菌)、霉菌和酵母菌數(shù)均顯著減低，特別是霉菌和酵母菌，從處理前的2.1log cfu/g降低到1.5log cfu/g，而對照樣的霉菌和酵母菌數(shù)量增加到4.9log cfu/g［14］。張娜等研究結(jié)果顯示芥末精油熏蒸處理對“小腰芒”芒果采后病原菌的抑制效應(yīng)及采后保鮮效果均好。20～22℃下，0.002mL/L能完全抑制炭疽病菌和蒂腐病菌生長。經(jīng)芥末精油熏蒸24h，濃度在0.05mL/L以下的芒果常溫貯藏12d對其食用品質(zhì)沒有明顯的影響［15］。以上研究表明，植物精油能夠抑制各類水果腐敗菌的生長，適量濃度有助于保持果實(shí)的品質(zhì)，但不同的精油防腐保鮮效果有差異。

2 蔬菜

王建清等研究發(fā)現(xiàn)百里香精油具有明顯的抑菌作用，結(jié)合殼聚糖能夠有效抑制鮮切冬瓜的腐爛，保持鮮切冬瓜的品質(zhì)，延長其貨架壽命。其中0.08%的百里香精油結(jié)合1%殼聚糖對鮮切冬瓜的保鮮效果最佳［16］。相似的，有研究證明肉桂油也有很好的抑菌作用，1.2%肉桂油的添加到殼聚糖膜中可明顯提高金針菇的感官評分，肉桂油-殼聚糖復(fù)合膜可以明顯地減緩金針菇貯藏過程中的失重率、呼吸強(qiáng)度和維生素C等指標(biāo)的變化速度［17］。李鵬霞等研究了體積分?jǐn)?shù)分別為10、15、20、25μL/L的36種植物精油對采后番茄防腐保鮮效果的影響。發(fā)現(xiàn)精油體積分?jǐn)?shù)為10μL/L時，防腐作用不明顯;為25μL/L時，番茄藥害嚴(yán)重。20μL/L的橙葉精油、丁香羅勒精油、桂葉精油、大蒜精油、檸檬草精油、肉桂精油、冷榨桔子精油、蒸餾桔子精油、丁香花蕾精油和丁香葉精油等10種精油處理番茄后，好果率達(dá)70%以上，對番茄采后腐爛有較強(qiáng)的抑制作用［18］。Hartmans等人的系統(tǒng)研究證明，從藏茴香中提取的香芹酮不僅可以抑制貯藏期馬鈴薯的發(fā)芽、抑制馬鈴薯塊莖的真菌性腐爛，而且不影響其商品價值［19］。綜上所述，植物精油對蔬菜防腐保鮮也具有較好的效果，但相關(guān)研究較少，集中在部分茄果類和瓜類，對其他類蔬菜如葉菜類、豆類、菌類等研究較少。

3 肉與肉制品

肉及肉制品在屠宰、切割和隨后的冷藏、運(yùn)輸?shù)冗^程中極易污染微生物，導(dǎo)致腐敗變質(zhì)。研究人員利用芳香精油的抗菌特性，研究了其在肉類保鮮方面的應(yīng)用。

在分割肉保鮮方面，Skandamis等采用直接將鮮肉接種病原菌，并與適量的牛至精油混勻，再進(jìn)行氣調(diào)包裝。研究結(jié)果表明高于5g/L濃度的牛至精油液對肉中的假單孢菌、腸桿菌等均有明顯的抑菌效果;添加濃度為8g/L的牛至精油，則在貯藏初期就可顯著降低腸炎沙門氏菌的數(shù)量，而且使肉汁中的葡萄糖和乳酸(腐敗菌生長需利用的物質(zhì))含量更高。此外，牛至精油在貯藏期內(nèi)還能有效抑制假單孢菌對蛋白的分解，使肉的氣味新鮮度大大優(yōu)于對照樣［20］。相類似的，Panapiotis等通過在氣調(diào)包裝中添加牛至精油的方式對比了其對鮮肉制品的保鮮效果。結(jié)果表明，在包裝內(nèi)添加牛至精油可使樣品保鮮期延長2～14d不等，溫度越低貨架期越長，而且鮮肉的物理特性方面也優(yōu)于對照樣［21］。陳奇等研究發(fā)現(xiàn)水蒸氣蒸餾法提取的八角茴香精油能有效的抑制肉類表面細(xì)菌的繁殖并能保持肉的新鮮度［22］。顧仁勇等將丁香、肉桂、山蒼子和牛至四種香辛料精油，配比成不同濃度的四種復(fù)合保鮮劑，對鮮豬肉進(jìn)行處理，結(jié)合真空包裝，于0～4℃ 貯藏。結(jié)果證明9%牛至精油+9%丁香精油+9%山蒼子精油+9%肉桂精油的復(fù)合保鮮劑，結(jié)合真空包裝技術(shù)，在延長冷藏豬肉保鮮期方面效果良好［23］。之后又有研究人員研究丁香、肉桂及黑胡椒精油三種精油對單核細(xì)胞增生性李斯特菌的抑制作用，并將復(fù)合精油應(yīng)用于冷卻豬肉保鮮。結(jié)果表明三種精油對單增李斯特菌都有較強(qiáng)的抑制作用，黑胡椒精油的抑菌能力最強(qiáng)，最低抑菌濃度為48mg/L，肉桂和丁香分別為72mg/L和96mg/L;通過正交實(shí)驗(yàn)確定最優(yōu)復(fù)合精油配比為丁香精油∶肉桂精油∶黑胡椒精油為3∶2∶2;復(fù)合精油MIC值為16mg/L，精油復(fù)配產(chǎn)生相加作用，使復(fù)合精油的抑菌效果增強(qiáng);復(fù)合精油對冷卻肉中的單增李斯特菌具有抑制作用，可以延長冷卻豬肉的保鮮期［24］。劉曉麗等用同樣種類的符合精油研究了其對冷卻豬肉的保鮮效果，結(jié)果表明0.5%丁香+0.5%肉桂精油+0.5%黑胡椒精油復(fù)配，能夠在(4±1)℃條件下延長冷卻豬肉保鮮期至15d［25］。也有研究表明，低溫下(3±0.5)℃延長冷卻豬肉貯藏期到15d也可以采用0.8%的桂皮精油處理［26-27］。進(jìn)一步的研究顯示，0.8%桂皮精油和0.8%丁香精油的復(fù)配精油更有利于冷卻豬肉的保鮮［28］。劉琳等研究了丁香精油、桂皮精油、陳皮精油、大蒜精油、八角精油、芥茉精油6種香辛料精油對調(diào)理雞肉的保鮮效果發(fā)現(xiàn)丁香精油、桂皮精油、芥茉精油的保鮮效果明顯優(yōu)于其他3種精油的保鮮效果，以丁香精油0.03%、桂皮精油0.09%、芥茉精油0.06%進(jìn)行復(fù)配，托盤包裝，(4±1)℃下貯藏可使生鮮調(diào)理雞肉的保鮮期延長至21d［29］。

在熟肉制品方面，Singh等對比了5種精油(百里香、丁香、多香果、迷迭香和鼠尾草)在熱狗香腸中抗單增李斯特氏菌的效果。百里香、丁香和多香果辣椒的精油對單增李斯特氏菌具有顯著的殺菌作用;百里香和丁香精油成分在蛋白質(zhì)溶液中濃度達(dá)到1mL/L時對單核增生李斯特菌有很強(qiáng)的抑制作用，以至最終在樣品中也沒有檢出該菌。在對無脂肪、低脂肪和高脂肪的3種熱狗香腸的實(shí)驗(yàn)中，百里香精油在無脂肪和低脂肪熱狗香腸的濃度達(dá)到1mL/L時可降低香腸中的單增李斯特氏菌菌總數(shù)，但在高脂肪熱狗香腸中沒有顯示出此效果。不過，1mL/L丁香油可同時降低3種香腸中單增李斯特氏菌含菌量。然而，當(dāng)這些精油的濃度達(dá)到一定量后(如10mL/L)，并不能顯示出更強(qiáng)的殺菌效果。這表明，食品中的成分會與精油成分相互作用，影響了它們的抗菌效力［30］。Gill等研究了芫荽葉精油對真空包裝的火腿中的6種類型的李斯特氏菌的抗菌效果，其作用濃度依據(jù)不同類型的李斯特氏菌從0.074% 到0.018%，在10℃、4個星期的貯藏后，含菌量比對照樣低 1.3log cfu/mL［31］。Marie-Jose’e 等通過對雞肉香腸的保藏研究，在22℃溫度下，芥末精油可使樣品貯藏2d后顯著降低李斯特氏菌和乳酸菌的活菌總數(shù)，但7d后活菌總數(shù)會上升，其抗菌效果與乳酸鏈球菌肽和乳酸鈉相當(dāng)［32］。

現(xiàn)有研究表明，植物精油對肉制品保鮮表現(xiàn)較好的效果，復(fù)合精油效果優(yōu)于單一精油作用效果，具有開發(fā)為新型植物源防腐保鮮劑的潛能。

4 魚類產(chǎn)品

魚類食品的脂肪含量對芳香精油的抗菌效果影響很大，如0.5μL/g的牛至精油在帶魚片中抗發(fā)光細(xì)菌的效果要比脂肪含量高的鮭魚片中效果要好［33］。但是有些精油對高脂肪含量的食物也有很好的抗菌效果，Koutsouman［34］等人的研究證實(shí)，對于鮭魚片、魚籽醬等高脂肪含量的食物，牛至精油有很好的抗菌效果，并且優(yōu)于薄荷精油。結(jié)合氣調(diào)(40%CO2/30%O2/30%N2)和低鹽處理，甜橙精油能夠有效研究海鯉的貨架期［35］。氯化鈉電解液與精油相結(jié)合處理病菌，具有協(xié)同增效作用。Mahmoud Barakat［36］等研究了1%混合精油(0.5%的香芹酚和0.5%的麝香草酚)與1%氯化鈉電解液對鯽魚保藏的影響。結(jié)果表明，在5℃下，單獨(dú)用氯化鈉電解液處理鯽魚，貨架期能比未處理對照延長4d;單獨(dú)用1%的混合精油處理，能延長12d;但是將電解液與精油結(jié)合，先后處理鯽魚，貨架期就能延長16d。這樣不但能延長食物的貨架期，還能提高食品的保鮮度。綜上所述，植物精油用于魚類產(chǎn)品的保鮮研究較少，但展示了較好的應(yīng)用前景，尤其是結(jié)合低鹽能進(jìn)一步增強(qiáng)魚類產(chǎn)品的保鮮效果。

5 其他食品

在乳制品保藏中，Tassou等人發(fā)現(xiàn)，5～20μL/g薄荷精油可有效抑制酸酪乳中腸炎沙門氏菌的增殖［37］。Smith-Palmer等考察月桂、丁香、肉桂和百里香精油對接種單細(xì)胞增生李斯特氏菌的軟干酪的抗菌效果，結(jié)果在4～10℃貯藏14d后，10mL/kg的4種精油均可抑制低脂肪含量軟干酪中的90%的單增李斯特氏菌和腸炎沙門氏菌，而在高脂肪含量的軟干酪樣品中，只有丁香有此效果，表明有些精油在食品保藏中有很強(qiáng)的應(yīng)用性［38］。張旭等在人工模擬高溫高濕條件下，將檸檬、艾葉、肉桂、丁香、香茅和芥末6種植物提取的精油對高水分含量(17%)的大米進(jìn)行防霉保鮮效果實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，不同植物精油均有一定的防霉作用，其中芥末精油效果最好，能夠明顯地防止大米發(fā)霉，其最佳使用濃度為5μL/kg(米)［39］。謝晶等采用牛至、大蒜、生姜、丁香提取油分別復(fù)配成抗菌乳狀液對雞蛋進(jìn)行涂膜保鮮實(shí)驗(yàn)，在5周的貯藏期間，通過對雞蛋各項(xiàng)感官指標(biāo)和內(nèi)部品質(zhì)指標(biāo)變化的分析發(fā)現(xiàn)，上述植物精油乳狀液保鮮劑保鮮效果均優(yōu)于對照組，尤其以牛至精油乳狀液與丁香精油乳狀液保鮮效果最好。經(jīng)牛至精油乳狀液和丁香精油乳狀液涂膜保鮮過的雞蛋，在30℃，80%～90% 相對濕度情況下，好蛋率為100%，失重率分別為2.824%和2.656%，蛋黃系數(shù)為 0.1965和 0.2129，哈夫單位為 40.311和41.312［40］。精油也可用于饅頭的保鮮，3μL/L 的復(fù)合香辛料精油有明顯的防霉效果，與冷藏結(jié)合使用效果更佳［41］。

6 展望

植物精油來源豐富，在食品保藏領(lǐng)域有不少已作為天然防腐保鮮劑投放市場，但目前的應(yīng)用并不廣泛，為了使植物精油更廣泛的應(yīng)用于食品中，還需在以下方面深入研究探索:

a.植物精油成分復(fù)雜，不同植物精油或組分之間配合使用時可能會存在其中的有效組分之間的增效作用，從而進(jìn)一步減少使用濃度。而目前這方面的報(bào)道還比較少，研究不同精油及不同單組分之間的復(fù)配效果對提高精油的保鮮作用有著重要的應(yīng)用價值。

b.有些植物精油具有強(qiáng)烈的刺激性氣味，使其應(yīng)用領(lǐng)域受到限制。大力開發(fā)氣味優(yōu)良的精油就可減少植物精油對產(chǎn)品風(fēng)味的影響，例如，一些來源于風(fēng)味頗佳的水果芳香精油就是很有前景的研究方向。

c.精油的保鮮效果與其添加形式有關(guān)，有效殺菌濃度越高，維持時間越長，殺菌效果越好。例如迷迭香精油以微膠囊形式添加到豬肝香腸中抗李斯特氏菌的效果要比純精油高的多，這主要是因?yàn)槲⒛z囊可以持久釋放精油并使之維持有效的殺菌濃度［42］。研究更有效的添加形式不僅可以降低精油使用量，減小精油對產(chǎn)品風(fēng)味的影響，還能顯著提高保鮮效果。

d.雖然植物精油屬于天然保鮮劑，但一些研究表明，其中的一些成分具有刺激性或毒性，有些成分在安全性方面還有待于進(jìn)一步研究。如肉桂醛、香芹酚和百里香酚在動物體內(nèi)毒性評價中沒有表現(xiàn)出副作用，但在體外細(xì)胞實(shí)驗(yàn)中表現(xiàn)出低毒性［43］。鑒于植物精油成分的復(fù)雜性，在應(yīng)用于食品保鮮之前應(yīng)對其進(jìn)行全面的毒理學(xué)研究及安全性評價，以保證其對人體健康不會造成影響。

e.植物精油具有良好的抑菌效果，但對其抑菌和保鮮作用機(jī)理目前尚不明確，對抑菌機(jī)理的研究將有助于植物精油在食品保鮮領(lǐng)域的推廣應(yīng)用。

隨著人們生活水平的提高，食品的天然、安全性越來越受到人們的重視，植物精油作為一種綠色、天然的食品保鮮劑將有更加廣闊的應(yīng)用前景。

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Research progress of the food preservation by plant essential oils

LI Dian-xin1，JIANG Lin-lin2，ZHU Na2，PAN Lei-qing2，*，TU Kang2
(1.Biotechnology Department，Guangdong Vocational College of Science and Trade，Guangzhou 510430，China;2.College of Food Science and Technology，Nanjing Agricultural University，Nanjing 210095，China)

TS225.1+9

A

1002-0306(2012)12-0396-05

2011-08-10 *通訊聯(lián)系人

李殿鑫(1977-)，男，碩士，講師，主要從事食品科學(xué)方面的研究。

國家自然科學(xué)青年基金(31101282);中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金(KYZ201120);農(nóng)業(yè)部948項(xiàng)目(2011-S10);江蘇省高校優(yōu)勢學(xué)科建設(shè)工程。