中草药提取物水果保鲜应用研究综述

2010-08-15周晓琳杨国顺

湖南农业科学 2010年11期

周晓琳，杨国顺

（湖南农业大学园艺园林学院，湖南长沙 410128）

随着生产的发展和生活水平的提高，水果的销售范围扩大，水果采后保鲜贮运成了保证水果生产发展的重要环节。长期以来，人们主要采用化学合成物对水果进行保鲜贮藏，虽然保鲜效果较好，但是其药物残留对人体健康有不利影响。因此，研发安全、高效、天然的水果保鲜方法，具有非常深远的意义。中草药防腐保鲜技术具有无化学毒害、无残留、无副作用等优点，加之我国有着丰富的中草药植物资源，因此利用天然中草药提取物对水果进行防腐保鲜的前景可观。

1 对水果采后病原菌有抑制作用的植物资源

众所周知，不少中草药中含有各种抗菌成分，对细菌、真菌等微生物具有较强的抑制作用，在医学临床上显示了不可估量的潜力。据统计，在我国具有抗菌成分的药用植物约有5 000余种。

由于水果的防腐保鲜涉及到食品安全问题，人们根据药食同源的原则，对水果采后防腐保鲜作用较强的中草药植物进行了筛选。包括芸香科的柠檬、柑橘类、橙类，樟科的肉桂、月桂，桃金娘科的丁香、众香，唇形科的百里香、迷迭香、薄荷，百合科的洋葱、大蒜，姜科的高良姜、姜，肉豆蔻科的肉豆蔻，胡椒科的胡椒、花椒，茄科的辣椒、山鸡椒和草本科的香茅、芳香草等[1-2]。

中草药抑菌实验发现，黄连的抑菌能力最强，其次为大黄、黄芩、大青叶、丁香、艾叶、鱼腥草等，再其次为黄柏、玄参、连翘、知母、马鞭草、乌梅、白头翁、茵陈、蒲公英等[3]。

2 中草药提取物对水果采后病原菌的抑制效应

中草药中存在的小分子有机化合物大多数是疏水的，而且对微生物细胞膜组织具有干扰作用甚至使其溶破，从而对微生物起到抑制或杀死作用。因此，中草药提取物能保鲜水果的原理在于中草药中的有效成分能抑制水果表面的微生物活动,减弱微生物活动对水果的影响，降低水果中酶的活力，降低水果的生理活动强度，从而达到保鲜的目的[4]。

国内外学者对具有良好抗菌活性的中草药和一些植物提取物的抗菌效果进行了研究筛选。Ates在对几种药用植物提取液抗菌活性的研究中发现，茴芹苦素提取液对微球菌、分枝球菌有较强的抗菌作用；甘草根、桂皮提取液对芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌等有抑制作用[5]。Wilson等研究了龙艾、香旱芹、多香果、红百里香、扁柏油酚等7种精油或成分对灰霉菌的抑制效应，结果表明香旱芹、多香果、红百里香抑菌效果最好，0.11%(V/V)即可完全抑制灰霉菌孢子萌发，减少大肠杆菌的增长[6]。余世望等测定60种食药两用植物乙醇提取液的抗菌作用，其中丁香、花椒、高良姜、甘草、乌梅显示明显的抗菌作用，丁香、花椒、高良姜对黄曲霉、黑曲霉等表现出强的抗菌作用[7]。孔秋莲等发现丁香、肉桂的提取物可抑制黑曲霉和扩展青霉的孢子萌发，五倍子、川芎的提取物可抑制黑曲霉和扩展青霉的孢子形成[8]。有学者发现，甘草渣提取物对黑曲霉、米曲霉、黑根霉、毛霉、拟青霉具有较好的抑制作用，并利用薄层层析法初步判定抗霉的关键成分是甘草黄酮类化合物。鹿蹄草的体外抗菌实验证明，鹿蹄草提取液对金黄色葡萄球菌、伤寒杆菌、绿脓杆菌等具较强的抑制作用[9]。

3 中草药抑菌机理

随着化学和其它学科的迅速发展，植物体内抗菌物质及其抗菌作用的研究更为广泛和深入，许多具有抗菌活性的物质从植物体内分离、鉴定出来，这些具有抗菌活性的有效成分类型较多。主要有以下几大类[10]：萜类、含氮或含硫化合物、芳香族化合物、黄酮类化合物、芪类化合物、脂肪类化合物以及蛋白质类。除了上述几类比较重要的抑菌化合物外，还有一些化合物也有很好的抑菌效果。

丁香是抑制真菌作用较强的一种中草药。孔秋莲等发现，丁香水蒸气馏出液可有效抑制水果致腐真菌—黑曲霉和扩展青霉孢子的萌发[8]。丁香花蕾含有15%～20%的精油，其中85%～92%为丁香酚，主要是丁香酚发挥了抑制细菌生长的作用。

中国肉桂中含精油1.0%～3.5%，精油中桂醛含量高达80%～95%；斯里兰卡肉桂含精油0.5%～3.5%，其中42%～75%为桂醛。桂醛为抑菌的有效成分[2]。

甘草来源于豆科植物甘草属多种植物的根和茎，是一种非常重要的药材，也是医药、食品、烟草等工业的常用原料和风味添加剂。它主要含有甘草酸（0.89%～8.17%）、甘草皂苷（痕量到1.16%）、黄酮类（0.10%～6.2%）、葡萄糖（0.38%左右）、蔗糖（2.4%～6.5%）、微量挥发油及淀粉等[11]。研究表明，其抗霉的关键成分是甘草黄酮类化合物[3]。

木犀科植物连翘的干燥果实味苦、无毒、性微寒，它的主要成分是连翘酚、甾醇、三萜皂甙、黄酮、醇甙等,连翘的95%酒精提取物,在日本已被大量用作食品的保鲜剂[12]。

大蒜中含有大蒜挥发油,油中主要成分为大蒜素（二烯丙基硫代磺酸酯），是新鲜大蒜中所含大蒜氨基酸经大蒜酶分解产生的,其中包括大蒜菌素和大蒜新素。大蒜素对真菌类细菌，如炭疽菌、立枯菌、根霉菌等有抑制和杀灭作用[1]。

人们在开发中草药水果保鲜剂的过程中，很容易发现不同中草药具有不同的应用特点，且一种中草药在实际应用中通常不能起到理想的保鲜效果。因此，人们在研究应用中尝试将具有不同抑菌谱的中草药适当配合，观察它们是否具有协同或增效功能，以开发出高效、广谱的复合型防腐剂。这也是目前中草药水果防腐保鲜剂的研究热点[13]。李曼用金银花等几种中草药提取液进行协同抗菌作用研究，发现药物配伍协同作用是增加抗菌效价的一种有效途径。毛琼、张卫红等[3，14]利用中草药及其配伍进行抑菌作用研究，认为中草药的适当混合使用可提高抑菌效果，降低抑菌浓度,使抑菌谱更为广泛。高海生报道用百部、虎杖、良姜、黄连素等中草药进行超临界提取，提取物配以淀粉、魔芋、卵磷脂等制成的中草药复合制剂，对水果具有较好的防腐保鲜作用。可见，不同性能的抗菌剂间适当配合，可增强抗菌作用，这对于高效、广谱、无毒的天然水果保鲜防腐剂的寻找和筛选，对于促进农产品深加工和食品工业的发展有着重要的科学意义和应用价值。

4 药用植物提取物的毒理特性

大多天然植物的提取物无毒，仅有少数天然有毒，会引起动物过敏反应。在这些中毒事件中，可能是饮食中摄入了非正常物质。这些物质在体内的消耗能够影响人体和动物的营养状况。很多酚类物质对疾病，如癌症等有较好的抑制效果。食用水果、蔬菜以及其他酚类物质，如茶都能减少各种形式的癌症及气肿、动脉硬化等疾病的患病机率[15]。

5 保鲜实例

常见的应用中草药及其提取物保鲜的水果有鸭梨、柑桔、苹果、草莓等，现分述如下。

5.1 鸭梨

宋晓岗等[14，16-17]使用中草药涂膜保鲜河北鸭梨，减少了梨的水分散失，降低了果实霉变率，还能维持较高的营养水平。其具体方法是:称取丁香、大黄、高良姜各20 g,加水放入50℃恒温水浴中浸泡1d后得中草药提取液,将药液定容至200 mL；接着,将7.5 g淀粉倒入150 mL水中，加热溶解,冷却后加入之前制备的中草药提取液100 mL，搅拌均匀,制成中草药涂膜液。将待保鲜的鸭梨浸入膜液中1～2 min,取出晾干。处理过的鸭梨在室温28～34℃、相对湿度75%～95% 的条件下存放50 d后，总霉腐果率只有27.8%,而未经处理的总霉腐果率为55.6%。

5.2 柑桔

石小明和王在明[18]以高良姜、藿香为主的中草药熬制液对金柑浸果，再进行真空度0.05～0.08 MPa、20 min的真空短时脱气处理,用塑料膜小袋包装后放入4～15℃的普通仓库贮藏100 d，好果率高达93.0%,比对照提高19.9%，且果实维生素C、可溶性固形物、总糖、有机酸含量均比对照高7.6%～7.7%。处理过的金柑呼吸强度下降，延长了金柑的贮藏寿命。

另外，将新鲜大蒜切片在冷水中浸泡12 h后，再煎熬至沸腾，制成10%的大蒜浸提液，浸泡采收后的柑桔10～15 s，保鲜效果也较理想。处理过的柑桔在通风晾干后，放入有硬纸垫的木箱内，置于通风库或普通房屋贮藏，70 d后好果率达92.4%，100 d后好果率仍在90%以上[19]。

5.3 苹果

用百部等中草药进行超临界提取，再配以淀粉等制成中草药复合半透膜水果保鲜剂，处理后苹果保存6个月，基本无损耗。该保鲜剂的组成为:良姜、百部、虎杖、黄连素各 0.5～1.0 g/L，淀粉 0.5～2.0 g/L,魔芋 0.5～1.5 g/L，卵磷脂 0.1～2.0 g/L。此保鲜液还可用作其他水果或蔬菜的保鲜剂，番茄、茄子、黄瓜等处理后在10～15℃下可保存2个月[19]。另外，将烘烤后的低糖苹果脯放入20%的高良姜醇提液中浸泡约1 min，然后放入60～65℃的烘箱再烘1 h，回潮后，装入低密度聚乙烯袋，不封口，在30℃恒温培养箱中贮藏,其保质期可达18 d[20]。

5.4 草莓

将采收后的草莓放入0.05%的魔芋甘露聚糖水溶液中浸泡10 min，取出后沥去多余糖液，自然晾干。处理后的草莓存放1周后，果实表面稍失光泽，但不霉烂,存放3周后仍不发霉。未经处理的草莓，室温下存放2d，果实光泽即消失，3 d后便开始霉烂[19]。

6 中草药提取物在水果保鲜应用中存在的问题及前景

目前，中草药保鲜剂还没有进行大规模商业化应用，主要的原因是中草药里面的成分复杂，其中的有效成分含量及作用机理还不是十分清楚；药源、含量及制剂本身的稳定性不易解决；某些中草药大剂量使用时有着特殊的气味；中草药中有效成分的提取与大批量生产还存在一定的问题等。

中草药提取物具有良好的杀菌作用，对人体和环境无危害，增加了水果食用的安全性，用于水果保鲜有很好的效果。从长远看，水果保鲜剂的研究方向应该向着天然、安全、有效的方向发展。中草药提取物替代化学合成保鲜剂用于水果贮藏保鲜有着广阔的发展前景。

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