王 萍，劉 洋，馮瀅璇，于 淼

（1.東北林業(yè)大學林學院, 黑龍江哈爾濱 150040；2.黑龍江省森林食品資源利用重點實驗室, 黑龍江哈爾濱150040）

黃曲霉是一種常見的腐生真菌，大多存在于發(fā)霉的糧食及其制品中。黃曲霉的存在會降低食品的營養(yǎng)價值，還會產(chǎn)生具有強致癌性的黃曲霉毒素（aflatoxin, AFT），嚴重危害到人體的健康[1]。1993年，黃曲霉毒素被世界衛(wèi)生組織（WHO）的癌癥研究機構(gòu)劃定為天然存在的一種毒性極強的劇毒物質(zhì)，是引起癌癥的一種致癌因子[2]。植物精油也稱揮發(fā)油，是以蒸餾、萃取等方式從植物的花、莖、葉、根等部位提取出來的一類分子量較小的、高揮發(fā)性、無毒的次生代謝物，有特殊的香味且香味成分穿透力較強，常溫下為油狀液體[3-4]。植物精油的芳香物質(zhì)會賦予其良好的抑菌、抗氧化、驅(qū)蟲等作用，除此之外，它還具有很高的生物安全性，已被美國食品藥品監(jiān)督管理局劃定為“一般認為安全（Generally Recognized as Safe, GRAS）”，在食品儲藏、保鮮及加工中得到了廣泛應(yīng)用[5-6]。

目前，食品工業(yè)用來控制黃曲霉及其毒素污染的方法主要有物理法、化學法和生物法[7]。其中物理法主要包括剔除法、輻射法、高溫法、吸附法等，化學法主要包括堿處理、氨氣熏蒸法以及臭氧熏蒸法等，還有一些人工合成的化學防腐劑如苯甲酸鈉、山梨酸鉀、對羥基苯甲酸酯等也可以抑制黃曲霉生長和產(chǎn)毒。雖然物理和化學方法對抑制黃曲霉生長和毒素合成是有效的，但是這些方法成本較高且不可避免地導致食物營養(yǎng)價值的損失，特別是化學殘留問題是人們關(guān)注的重中之重。生物法主要利用微生物吸附結(jié)合毒素以及分泌活性物質(zhì)降解毒素來控制黃曲霉的污染，但易受菌種和環(huán)境影響[8-9]。植物精油因來源天然、無毒、強抑菌性和環(huán)境友好等優(yōu)點，成為了人們研究黃曲霉毒素防控制劑的熱點。

近年來，國內(nèi)外關(guān)于植物精油抑制真菌生長及降低真菌毒素污染的研究證明了植物精油對食品中常見的真菌如黃曲霉菌具有顯著的生長抑制作用，且部分精油還對一些黃曲霉毒素有一定程度的降解作用[10-11]。本文通過對國內(nèi)外相關(guān)文獻的調(diào)研，概述了黃曲霉的危害、多種植物精油對黃曲霉的抑制效果，并對植物精油抑制黃曲霉的作用機理進行了總結(jié)，介紹了植物精油目前在抑制黃曲霉方面的應(yīng)用方式及作用效果，旨在為植物精油抑制食品中黃曲霉的綜合利用提供參考。

1 黃曲霉的危害

黃曲霉可以直接或間接影響人和動物的健康，并對社會經(jīng)濟的發(fā)展帶來不利影響。經(jīng)濟作物如水稻、花生、玉米等在收獲前、后都易受到黃曲霉的污染，使其經(jīng)濟效益下降，造成損失[12]。同時黃曲霉作為病原性真菌，通過呼吸道、鼻腔、皮膚以及傷口等與外界環(huán)境接觸部位侵染人和動物后，會引起支氣管炎、肺泡壞死、真菌瘤、外耳炎及術(shù)后感染等多種疾病[13-17]。目前黃曲霉引起的肺部疾病報道較多，其他感染病例研究較少，已有研究顯示，由黃曲霉所引起的真菌感染癥狀嚴重甚至會導致死亡，應(yīng)當引起重視。

黃曲霉毒素是黃曲霉在生長代謝過程中所產(chǎn)生的次級代謝產(chǎn)物，是多種真菌毒素中毒性最高、危害最大的[18-20]。其基本結(jié)構(gòu)為二氫呋喃環(huán)香豆素，目前已經(jīng)鑒定出的黃曲霉毒素有 B1、B2、G1和 G2等20 多種[21-22]，毒性大小順序依次是 AFB1＞AFM1＞AFG1＞AFB2＞AFM2＞AFG2，其中AFB1、AFB2、AFG1和AFG2是由黃曲霉污染植物性食物和飼料后直接產(chǎn)生，AFM1和AFM2是哺乳動物食用了黃曲霉毒素污染的食物和飼料所產(chǎn)生的羥化代謝產(chǎn)物[23]。其基本結(jié)構(gòu)與毒性如表1所示。當前的大多數(shù)研究集中在毒性較強的 AFB1、AFM1、AFG1，對于 AFB2、AFM2、AFG2僅有檢測方法的報道，鮮有具體危害性分析。

表1 黃曲霉毒素的結(jié)構(gòu)與毒性Table 1 Structure and toxicity of aflatoxins

玉米、水稻等經(jīng)濟作物在收獲前、收獲中、干燥和儲存的各個環(huán)節(jié)中都有可能受到黃曲霉毒素的污染，不良儲存和運輸條件會促進黃曲霉生長，增加產(chǎn)生黃曲霉毒素的風險，造成糧食品質(zhì)下降[33]。人或動物食用含有黃曲霉毒素的食品或飼料可引起肝中毒，腸胃、腎等臟器出血等現(xiàn)象，甚至誘發(fā)肝癌，引起死亡[34]。世界范圍內(nèi)曾報道數(shù)起人類黃曲霉毒素急性中毒事件，因此多個國家和地區(qū)制定了各類食品中黃曲霉毒素限量標準[35]。由表2可知，美國和日本僅規(guī)定了乳制品和其他食品中黃曲霉毒素限量標準；我國分別規(guī)定了玉米、大米、豆類及乳制品中的黃曲霉毒素的限量標準，但較為寬松；相比較來說，歐盟對于各食品中黃曲霉毒素的限量標準最為細致和嚴格。

表2 各國對食品中黃曲霉毒素的限量標準Table 2 Limit standards of aflatoxins in foods in different countries

續(xù)表1

2 植物精油對黃曲霉的抑制效果

植物精油成分組成比較復雜，有醇類、酚類、酸類、醛酮類、萜類等多種化合物，酚類、萜類和醛酮類化合物為主要的抑菌成分，可以抑制黃曲霉活性，減少黃曲霉毒素的產(chǎn)生[38]。含有不同成分的植物精油對黃曲霉抑制效果見表3。

由表3可知，不同來源的植物精油所含主要成分不同，因而對黃曲霉的抑制能力不同，主要體現(xiàn)在其抑菌濃度的不同和能否抑制黃曲霉毒素的產(chǎn)生，丁香精油與白花蒿精油的最低抑菌濃度相近，最低殺菌濃度低于曼陀羅精油，說明兩種精油抑制黃曲霉的能力相差不大，且明顯高于曼陀羅精油。植物資源具有種屬近緣性，同科植物精油中含有相同的成分，對黃曲霉的作用效果也具有相似性，曼陀羅精油、丁香精油既可以抑制黃曲霉菌的生長也可以抑制黃曲霉毒素的產(chǎn)生。同一種物質(zhì)在不同的植物精油中會存在含量的差異，芳樟醇在香菜精油、牛至精油、天竺葵精油、白蘭花精油、辣椒精油中都有存在，但在香菜精油中的含量占比高達72.34%，而牛至精油中僅為11.07%[44,50]。

表3 植物精油的主要成分及對黃曲霉的抑制效果Table 3 Main components of essential oil and inhibitory effect on Aspergillus flavus

3 植物精油對黃曲霉的抑制機理

植物精油的抑菌機理與其主要成分密切相關(guān)，目前對于植物精油抑制黃曲霉機理的研究主要集中在以下四個方面：一是植物精油中的醛類、酚類物質(zhì)破壞黃曲霉的細胞壁或細胞膜[11]；二是植物精油中的酚類物質(zhì)會影響黃曲霉細胞中基因的表達以及相關(guān)蛋白質(zhì)的合成[56]；三是植物精油中的醛類、醇類物質(zhì)抑制黃曲霉細胞中線粒體的功能，影響能量代謝[57]；四是植物精油中的醇類、萜烯類化合物可以破壞黃曲霉菌絲和孢子的結(jié)構(gòu)[58]。

3.1 對細胞壁、細胞膜的影響

細胞壁與細胞膜是細胞的屏障，是維持細胞正常生命活動的重要基礎(chǔ)[59]。肉桂精油、粗果芹精油、孜然精油等可以破壞黃曲霉細胞膜的結(jié)構(gòu)，改變膜的通透性，導致細胞內(nèi)重要離子或物質(zhì)流出，引起細胞死亡，從而達到抑制黃曲霉的效果，如圖1所示。

圖1 植物精油對黃曲霉細胞膜、細胞壁的影響Fig.1 Effects of essential oil on cell membrane and cell wall of Aspergillus flavus

Kiran等[60]的研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)0.5 μL/mL的肉桂精油處理后，黃曲霉中的麥角甾醇吸光度由2.54下降到0.65，細胞外K+濃度上升。肉桂精油中的肉桂醛可以特異性地阻止細胞壁中葡聚糖和幾丁質(zhì)的合成，導致細胞壁受損，還可以破壞細胞膜的結(jié)構(gòu)，抑制細胞膜的流動性，影響細胞膜通透性，達到抑制黃曲霉的效果[61]。Kedia等[62]研究了粗果芹精油對黃曲霉的抑制效果，通過GC-MS分析表明粗果芹精油主要成分為異丙苯（76.27%）、百里酚（13.30%）和dl-檸檬烯（3.23%），其中百里酚具有最高的抑制黃曲霉的活性，用掃描電鏡和透射電鏡觀察發(fā)現(xiàn)粗果芹精油能夠作用于黃曲霉菌的細胞膜，降低細胞膜中麥角甾醇含量，增加膜的通透性，導致細胞內(nèi)K+的外流，從而抑制黃曲霉的生長。衛(wèi)夢綺[63]考察了孜然精油的主要成分—枯茗醛對黃曲霉菌生長以及產(chǎn)毒的抑制機理，通過分析發(fā)現(xiàn)細胞外pH降低，電導率升高，細胞內(nèi)K+、Na+釋放量增多，核酸、蛋白質(zhì)泄露量增多，綜合說明了枯茗醛可以破壞黃曲霉細胞膜上的Na-K泵，影響其轉(zhuǎn)運、跨膜運輸?shù)裙δ?，從而抑制黃曲霉生長及產(chǎn)毒。山蒼子精油中主要抗菌成分為檸檬醛[64]，李金寒等[65]通過掃描電鏡觀察經(jīng)檸檬醛處理后的黃曲霉細胞，發(fā)現(xiàn)檸檬醛會刺激黃曲霉產(chǎn)生過量ROS，使細胞膜上的脂質(zhì)發(fā)生過氧化，蛋白質(zhì)構(gòu)象改變，細胞膜結(jié)構(gòu)被破壞，影響了細胞膜的通透性，胞內(nèi)環(huán)境發(fā)生劇烈變化，最終導致細胞死亡。目前關(guān)于植物精油對細胞膜功能影響的研究較多，但對于其膜結(jié)構(gòu)改變的具體原因尚不明確，需要進一步地研究。

3.2 對DNA和蛋白質(zhì)的影響

DNA是細胞重要的遺傳物質(zhì)，在指導細胞的物質(zhì)合成與分裂分化中扮演重要角色；蛋白質(zhì)在細胞中承擔著多種功能，對各種形式的生命活動都有重要作用[66]。丁香精油、百里香精油、迷迭香精油等通過影響黃曲霉產(chǎn)毒相關(guān)基因的正常合成、表達，抑制蛋白質(zhì)的合成，改變細胞正常生理狀態(tài)，達到抑菌效果，如圖2所示。

圖2 植物精油對黃曲霉相關(guān)基因的影響Fig.2 Effects of essential oil on Aspergillus flavus related genes

丁香精油的主要抑菌成分為丁香酚[67]。梁丹丹[68]研究了丁香酚對黃曲霉抑制作用及抑制黃曲霉菌產(chǎn)毒的分子機制，結(jié)果表明丁香酚抑制黃曲霉的最低濃度和最低完全抑制產(chǎn)毒濃度均為500 μg/mL，通過RT-PCR檢測黃曲霉毒素合成基因發(fā)現(xiàn)丁香酚可以使omt A基因表達量顯著下調(diào)，導致相應(yīng)翻譯產(chǎn)物轉(zhuǎn)甲氧基酶減少，阻斷催化前體合成路徑，抑制黃曲霉毒素的產(chǎn)生。Rodrigo等[69]采用對凋亡細胞進行死亡檢測、AFB1產(chǎn)生和基因表達分析等方法從細胞、生理和分子水平研究百里香精油對黃曲霉抑制作用，濃度為0.5 μL/mL的百里香精油可以通過核濃縮（87.5%的細胞核分析）和質(zhì)膜損傷（100%的處理菌絲）觸發(fā)顯著的細胞凋亡，完全抑制黃曲霉菌的生長；當精油濃度為0.25 μL/mL時，laeA基因（次級代謝調(diào)節(jié)基因，編碼甲基轉(zhuǎn)移酶）表達顯著下調(diào)，影響了黃曲霉次級代謝過程，lipA基因（編碼脂肪酶）和meT基因（編碼金屬蛋白酶）的表達也會受到影響，從而抑制了黃曲霉毒素的產(chǎn)生。Rodrigo等[70]探究了丁香和迷迭香精油在細胞和分子水平上對黃曲霉的作用機制，結(jié)果顯示丁香和迷迭香精油可以通過核濃縮和質(zhì)膜損傷來誘導細胞凋亡，還可以使laeA基因、lipA和metP基因（編碼金屬蛋白酶）表達下調(diào)，從而達到抑菌的效果。目前已有較多間接證據(jù)對精油從翻譯、轉(zhuǎn)錄方面控制基因的表達進行證明，但鮮有精油對基因與相關(guān)蛋白結(jié)構(gòu)與性質(zhì)聯(lián)系起來進行綜合分析的報道，精油對DNA的具體作用位點也尚不明確。

3.3 對線粒體的影響

線粒體是進行有氧呼吸的主要場所，對細胞的生命活動有至關(guān)重要的作用[71]。香茅精油、山蒼子油、蒔蘿精油、馬鞭草精油等植物精油可以破壞線粒體的膜與DNA修復系統(tǒng)，影響細胞的能量代謝，最終導致黃曲霉細胞的死亡，如圖3所示。

圖3 植物精油對黃曲霉線粒體功能的影響Fig.3 Effects of essential oil on mitochondrial function of Aspergillus flavus

Helal等[72]的研究發(fā)現(xiàn)，1.5 或 2.0 μL/mL 的香茅精油可以完全抑制黃曲霉的生長，利用光學顯微鏡、掃描電鏡和透射電鏡對經(jīng)香茅精油處理過的黃曲霉菌絲進行觀察，發(fā)現(xiàn)香茅精油可以破壞菌絲體線粒體的結(jié)構(gòu)，使得Ca2+、K+和Mg2+外流增加，胞內(nèi)液體成分減少，飽和與非飽和脂肪酸增加，這些綜合因素可能最終抑制黃曲霉產(chǎn)毒。曹妍等[73]研究表明，當山雞椒油的濃度大于4%時，黃曲霉幾乎不生長，其主要成分為檸檬醛，檸檬醛滲入細胞，使菌絲體和孢子中線粒體的形態(tài)、數(shù)量發(fā)生變化。線粒體的增生變異，誘發(fā)自由基使線粒體受損，黃曲霉細胞內(nèi)的琥珀酸脫氫酶和蘋果酸脫氫酶的活性降低，進而影響細胞內(nèi)三羧酸循環(huán)代謝的正常進行，最終抑制黃曲霉的生長和產(chǎn)毒[74]。Jun等[75]研究了蒔蘿精油對黃曲霉線粒體活性的影響，經(jīng)蒔蘿精油處理過的黃曲霉，其麥角甾醇生物合成受損，使得線粒體的膜結(jié)構(gòu)遭到破壞，從而導致線粒體膜電位升高，三磷酸腺苷酶和脫氫酶的活性下降，這些因素使線粒體的功能出現(xiàn)障礙，導致黃曲霉細胞中的活性氧（ROS）迅速積累，最終由于生物大分子的氧化損傷使得細胞死亡。Tang等[76]研究發(fā)現(xiàn)，從馬鞭草精油中提取出來的香葉醇，在濃度為 0.5～0.6 μg/mL時抑菌率為98.44%，經(jīng)香葉醇處理的黃曲霉菌體內(nèi)活性氧迅速增加，達到74.2%±5.5%，說明香葉醇處理明顯刺激了活性氧的產(chǎn)生，導致線粒體的功能紊亂并最終導致細胞死亡。國內(nèi)文獻關(guān)于植物精油對線粒體影響的報道甚少，在未來的研究中，可多涉及植物精油對線粒體甚至其他細胞器結(jié)構(gòu)和功能的影響，明確其靶點和作用方式。

3.4 對菌絲和分生孢子的影響

植物精油對黃曲霉菌的良好抗菌性還體現(xiàn)于對其菌絲生長及分生孢子萌發(fā)具有較好的抑制作用[59]。檳榔葉精油、迷迭香精油、花椒精油等可影響黃曲霉的菌絲和分生孢子以降低或阻斷黃曲霉菌繼續(xù)危害食品的可能，如圖4所示。

圖4 植物精油對黃曲霉菌絲和分生孢子的影響Fig.4 Effects of essential oil on mycelial and conidia of Aspergillus flavus

Suradeep等[77-78]的研究發(fā)現(xiàn)，檳榔葉精油的主要成分為胡椒酚和β-蓽澄茄油烯，它使孢子失活的最小濃度為15 μL/mL。經(jīng)檳榔葉精油處理的黃曲霉孢子，其膜的完整性被破壞，細胞內(nèi)組分釋放，黃曲霉孢子的形態(tài)受損，最終使孢子失活。而孢子萌發(fā)的減少可導致菌絲群減少，麥角甾醇的含量下降，最終抑制黃曲霉的生長和產(chǎn)毒。Bomfim等[79]的研究中發(fā)現(xiàn)，當迷迭香精油濃度為250 μg/mL時，可抑制黃曲霉菌絲生長和AFB1、AFB2的產(chǎn)生。經(jīng)迷迭香精油處理后，黃曲霉分生孢子梗的大小和菌絲的厚度減小，隨著迷迭香精油處理濃度的增加，麥角甾醇的產(chǎn)量和菌絲體的生物量均明顯降低，最終導致黃曲霉的生長和產(chǎn)毒受到抑制。Restuccia等[80]研究發(fā)現(xiàn)，檸檬、苦橙、佛手柑精油中的萜烯或萜類化合物，能夠破壞細胞膜，導致細胞死亡或抑制黃曲霉菌的孢子形成和萌發(fā)。沈青山[81]研究發(fā)現(xiàn)，百里香屬植物精油的主要成分是麝香草酚，對黃曲霉具有高效的抑菌效應(yīng)。當麝香草酚濃度大于80 μg/mL時，黃曲霉孢子的生長幾乎完全被抑制，超過99.9%的黃曲霉孢子死亡。研究表明，麝香草酚首先導致黃曲霉孢子中K+爆發(fā)，進而引起線粒體的損傷、ROS的產(chǎn)生、Caspase的激活，最終導致黃曲霉孢子發(fā)生凋亡。Jun等[82]研究發(fā)現(xiàn)，當花椒精油濃度為8 μL/mL時，黃曲霉菌絲生長和孢子萌發(fā)完全被抑制。經(jīng)透射電鏡觀察黃曲霉菌絲的超微結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)，未經(jīng)處理的菌絲有均勻的細胞壁、完整的原纖維層、光滑的質(zhì)膜和豐富的細胞質(zhì)基質(zhì)，線粒體、細胞核等細胞器也有正常的結(jié)構(gòu)。經(jīng)花椒精油處理的菌絲，其纖維層逐漸失去完整性，變得越來越薄，最終無法沉積在細胞壁上，此外，細胞質(zhì)基質(zhì)嚴重缺失，細胞核和線粒體在內(nèi)的膜狀細胞器完全溶解或嚴重解體。這些綜合因素最終導致黃曲霉的生長和產(chǎn)毒受到抑制。顯然，精油對菌絲和分生孢子的影響基于精油對其細胞膜、細胞壁、線粒體、蛋白質(zhì)等的綜合作用。

4 植物精油對黃曲霉抑制的應(yīng)用方式及效果

4.1 熏蒸法

植物精油是廣泛存在于芳香植物中具有濃烈香味的油狀液體，由一定活性的小分子物質(zhì)組成，具有揮發(fā)性，可以隨水蒸氣蒸餾出來[83]。利用精油易揮發(fā)的特性，對食品進行熏蒸處理，從而達到抑制發(fā)霉的效果。趙闊等[84]用山蒼子精油作為熏蒸劑進行花生仁的防霉研究，在山蒼子精油濃度為180 μL/L，花生仁總量為糧倉容量的50%，水分含量為7.5%的條件下儲藏20 d花生仁的霉變率僅為0.8%，山蒼子精油可以有效的抑制黃曲霉等霉菌的生長。段雪娟等[85]研究了復合香辛料精油對花生、玉米和大米發(fā)霉的抑制作用，結(jié)果表明，當復合香辛料精油的濃度分別為15、3和0.3 μL/mL時，防霉作用最顯著。李澤洪等[86]利用肉桂精油熏蒸處理玉米顆粒進行防霉研究，結(jié)果表明，處理后的玉米粒的霉菌菌落數(shù)明顯減少，有效的抑制了以黃曲霉為主的霉菌的生長，肉桂精油抑制黃曲霉的最適濃度區(qū)間為1000～2000 μL/L，且隨著熏蒸時間的延長，抑制的效果會總體提高。植物精油不僅可以抑制霉菌細胞的生長，還可以使黃曲霉毒素毒性減弱。吳佳遙等[87]研究了山蒼子精油、肉桂精油和羅勒精油對玉米中AFB1的脫毒效果，結(jié)果表明，當3種精油用量為60 mg/20 g玉米、密封熏蒸30 d時均有一定的脫毒效果，其中肉桂精油的脫毒效果最佳，脫毒率可高達81.86±6.04%。Li等[88]研究了八角揮發(fā)油對蓮子中黃曲霉的體外抗真菌活性，結(jié)果表明，八角揮發(fā)油最低抑菌濃度為2.0 μL/mL，最低殺菌濃度為4.0 μL/mL，當濃度超過 6.0 μL/g時，還可以完全抑制黃曲霉毒素的產(chǎn)生。采用熏蒸的方式可以達到抑制黃曲霉的效果，精油殘留少，易被消費者接受，但精油消耗量大，生產(chǎn)成本相對提高，精油濃度與熏蒸溫度過高會影響食品本身的品質(zhì)，選擇合適的熏蒸濃度與處理時間對熏蒸方法的應(yīng)用尤為重要。

4.2 微膠囊化

微膠囊技術(shù)是指用壁材包裹芯材制成微小粒子的技術(shù)，微膠囊在常態(tài)下通常為固態(tài)的球形結(jié)構(gòu)，分為外殼和內(nèi)芯[89]。唐雅珂[90]將最佳比例（肉桂精油與山蒼子精油的比例為3:1）復配后的肉桂精油和山蒼子精油進行微膠囊化處理，并探究其對儲藏中的大米品質(zhì)的影響，實驗結(jié)果表明，經(jīng)微膠囊化復合精油處理后的大米霉變程度明顯弱于對照組，初步證實了微膠囊化的復合精油具有良好的抑菌效果。鄧靖等[91]以β-環(huán)糊精為壁材，以大蒜精油與肉桂精油復合精油（大蒜精油：肉桂精油為1:3）為芯材，制備復合精油微膠囊，將其置于大米的包裝袋中，探究大米品質(zhì)變化，結(jié)果表明，微膠囊化后的復合精油，抑制黃曲霉效果更明顯，抑菌率高達99%，并且根據(jù)大米脂肪酸值的變化進行加速貨架期的試驗，預測對照組的大米在室溫（25 ℃）條件下貨架期僅為122 d，經(jīng)復合精油微膠囊處理后的大米在室溫（25 ℃）條件下貨架期可以達到415 d，證明了復合精油微膠囊可以延長大米的貯藏期。Kumar等[92]經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)八角精油主要成分為茴香醚（89.12%），對常見食源性霉菌表現(xiàn)出廣泛的抗菌譜，八角精油的最低抑菌濃度和最低AFB1抑制濃度分別為0.7和0.5 μL/mL，微膠囊化后的八角精油對黃曲霉和黃曲霉毒素的抑制作用增強。將植物精油進行微膠囊化處理，可以增強其作用效果，減少無效揮發(fā)，延長其作用時間。目前植物精油微膠囊的防霉研究還處在實驗室階段，如何簡化微膠囊制作工藝，實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)是亟待解決的問題，將植物精油廣泛應(yīng)用于花生、堅果等食品中也是一個值得關(guān)注的研究方向。

4.3 保鮮膜緩釋

塑料薄膜包裝可以延長產(chǎn)品的保鮮時間、增加產(chǎn)品銷售貨架期、保護產(chǎn)品不受污染，在制作薄膜的材料中加入植物精油可以賦予薄膜一定的抗菌性[93]。辛慧等[94]以聚乙烯為原料，加入2%的山蒼子油或2%山蒼子油微膠囊制出的聚乙烯膜對黃曲霉的抑制率大于50%。在模擬實驗中，它能有效延緩大米的陳化，延長大米儲藏期。但傳統(tǒng)包裝的塑料薄膜具有釋放有毒氣體和不可生物降解等缺點，近年來出現(xiàn)的生物降解膜具有生物降解性和環(huán)境友好性，受到了科研人員的廣泛關(guān)注[95-96]。Li等[97]研究發(fā)現(xiàn)，姜黃精油的加入不僅影響了薄膜的微觀結(jié)構(gòu)和抗水性能，且含1.5或3.0 μL/cm2的姜黃精油殼聚糖膜具有更強的抗黃曲霉活性，抑制率分別為26.13%±1.87%、28.83%±0.79%，顯著抑制黃曲霉的生長。Thiagarajan等[98]的研究發(fā)現(xiàn)，0.5%殼聚糖羅勒精油進行涂膜保鮮，可以在1 d之內(nèi)有效地抑制黃曲霉的生長，而將濃度為0.1%的羅勒油摻入到薄膜中可在前3 d非常有效地控制黃曲霉的生長，與空白對照組相比，生長顯著減少（P＜0.05）。

目前，抗菌塑料膜的制備仍停留在實驗室階段，在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用性較低，此外，當植物精油抗菌膜用于食品保藏時，大量的精油可能通過遷移進入食品中，不僅影響食品自身的風味，而且還可能會與食品中的成分反應(yīng)，從而改變食品中的營養(yǎng)或功能成分[93]；如何成功地將精油運用于塑料加工過程，是制備植物精油抗菌膜材料的一個挑戰(zhàn)?？山到獗∧るm然具有良好的保鮮和防腐敗作用，但是由于性質(zhì)不穩(wěn)定、生產(chǎn)成本太高、工藝太過復雜，在工業(yè)生產(chǎn)中很難實現(xiàn)。這就需要在未來的研究中，將生物可降解食品保鮮膜向功能化方向發(fā)展，例如使用納米粒子或其它功能性材料對膜進行改性，也可以將傳統(tǒng)的塑料保鮮膜的改性方法應(yīng)用到生物可降解膜中，從而改變膜的性能和降低成本[99-100]。

4.4 凝膠化

凝膠化是精油包埋處理方式之一，可以提高植物精油的穩(wěn)定性，減少精油的無效揮發(fā)。凝膠是一種高分子聚合物，在一定條件下，體系中的高分子鏈可以相互交聯(lián)形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并且它具有粘彈性和很好的生物相容性，因此在醫(yī)藥、食品等行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用[101-102]。桉葉精油對食品中常見的致腐菌如黃曲霉、黑曲霉等均具有一定的抑制性[103]，續(xù)庭瑋等[104]用魚明膠包埋桉葉精油，包埋率可高達96%，且被包埋后的桉葉精油的抑菌效果隨精油濃度的升高而升高。Sara等[105]用殼聚糖-咖啡酸（CA）納米凝膠包埋孜然精油，包埋率為85%，且78%的包埋油可在1周內(nèi)釋放，游離和凝膠狀態(tài)的孜然精油對黃曲霉的最小抑制濃度分別為650和350 ppm，經(jīng)過凝膠包埋可以提高孜然精油抗菌活性和穩(wěn)定性。王曉娟等[106]探究了微纖化纖維素（MFC）氣凝膠的精油緩釋性能，結(jié)果表明當精油與MFC的質(zhì)量比為1:1時，精油的初始保留率為4.38 mg/g（每g氣凝膠中保留4.38 mg精油），精油的釋放速率平均為3.1%，由此可見MFC氣凝膠可以延長精油的作用時間。凝膠作為一種新型的精油載體，目前有關(guān)凝膠材料及性能研究較少，尋找新的凝膠材料可以作為一個研究方向。

5 討論與展望

黃曲霉及其產(chǎn)生的黃曲霉毒素不僅影響了我國農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的發(fā)展，還給人和動物的生命健康帶來了嚴重的威脅，植物精油作為一種新興的天然防霉劑，相較于現(xiàn)有的物理、化學方法有源于自然、安全無毒等優(yōu)點，研究表明植物精油不僅可以抑制黃曲霉的生長繁殖，還可以阻止黃曲霉毒素的產(chǎn)生，具有良好的應(yīng)用前景。

植物精油含有酚類、萜類和醛酮類等抑菌物質(zhì)，不同來源的植物精油其主要抑菌成分不同，抑菌效果也不同。研究表明，多種植物精油復配后的復合精油具有更高效的抗菌作用，不同成分間如何相互作用，以及其對植物精油抑制黃曲霉能力的影響同樣是值得深入研究的方向。

目前對于精油抑制黃曲霉菌機理的研究主要集中在細胞膜結(jié)構(gòu)和通透性的改變使細胞內(nèi)重要離子或物質(zhì)泄露，造成黃曲霉細胞的死亡，但對其膜結(jié)構(gòu)中磷脂、蛋白質(zhì)的具體作用尚未明確；黃曲霉在生長發(fā)育以及產(chǎn)生黃曲霉毒素的過程中，每個細胞器都占據(jù)其獨特的崗位，需要進一步研究植物精油對黃曲霉毒素生成相關(guān)基因表達的影響，以及生成后對囊泡運輸系統(tǒng)的影響，以便明確植物精油抑制黃曲霉的機理。

植物精油在防霉的應(yīng)用方式上有待拓展，因為精油氣味一般較重，當直接與食品接觸時，容易使食品沾染精油的氣味，而破壞掉食品本來的香味。熏蒸法精油殘留量少，食品原來的風味保留較好，因此可以利用精油的揮發(fā)性，減少精油在食品表面的附著，在達到防腐效果的情況下，最大限度地保留食品原來的風味。由于植物精油的揮發(fā)性和不穩(wěn)定性，如何增強精油穩(wěn)定性、延長作用時間是國內(nèi)外研究的熱點，目前研究較多的有微膠囊和微乳液，凝膠作為一種比較新穎的精油載體，大多數(shù)研究都表明了其對精油良好的控釋作用，可以開發(fā)精油凝膠在食品防霉保鮮中的應(yīng)用。目前，對于植物精油在抑制黃曲霉方面的研究尚不夠全面，隨著研究的逐漸深入，植物精油作為天然抑菌劑定會在食品防霉保鮮方面發(fā)揮巨大的作用。