植物精油对杏干优势微生物的抑制效果研究

李亚茹，周林燕，李淑荣，*，曹珍珍，张 乐，2，魏 明，2，聂 莹，唐选明

（1.中国农业科学院农产品加工研究所，农业部农产品加工综合性重点实验室，北京 100193；2.福建农林大学食品科学学院，福建福州 350002）

植物精油对杏干优势微生物的抑制效果研究

李亚茹1，周林燕1，李淑荣1，*，曹珍珍1，张 乐1，2，魏 明1，2，聂 莹1，唐选明1

（1.中国农业科学院农产品加工研究所，农业部农产品加工综合性重点实验室，北京 100193；2.福建农林大学食品科学学院，福建福州 350002）

以新疆小白杏为实验材料，研究新疆小白杏杏干在储藏期间微生物含量变化，通过分离、纯化从杏干上得到3株优势霉菌，形态观察初步鉴定为根霉菌、链格孢菌和青霉菌。选取9种植物精油对杏干上的混合菌进行抑菌实验，根据抑菌率筛选出3种抑菌活性较强的精油，并通过测定抑菌圈直径和最低抑菌浓度（MIC）进一步研究这3种精油对杏干上优势霉菌的抑菌活性。结果表明，9种植物精油对杏干上微生物均有一定的抑制作用，其中肉桂精油、月桂精油和茴香精油具有较强的抑菌性，且异味较小，对3种优势霉菌也有显著的抑制作用，抑菌活性显著优于卡那霉素，抑菌效果依次为：肉桂精油＞月桂精油＞茴香精油，肉桂精油可以作为天然保鲜剂用于杏干制品，达到抑菌和延长货架期的目的。关键词：植物精油，杏干，霉菌分离鉴定，抑菌活性

由于杏果的产季集中，且不耐储藏、易腐烂、保鲜困难、不适合远距离运输，收获后一般在产地直接加工成杏脯、杏干、杏包仁等适合长期储存的干果制品，其中杏干是其重要产品之一。长期以来，果农主要采用传统露天暴晒的方式制干，极易受微生物、虫、鸟和灰尘的污染，在储藏过程中很容易发生霉变、生虫卵等，导致杏干发生褐变、营养价值下降，市场价值降低[1]。为了改变杏干制品的商品性能，人们多采用传统熏硫或在杏干表面大量喷撒硫磺粉等方式来护色防虫，然而，熏硫后的杏干产品中有亚硫酸盐残留，对人体健康有一定的危害[2]。在国际贸易中，大量的杏干也因亚硫酸盐超标等问题被召回，造成巨大的经济损失[3]。

随着人们生活水平提高，生活模式与消费观念的改变，人们对食品的要求已不仅仅满足于传统上的色、香、味，而更加关注食品安全和食品对健康的影 响 等 方 面[4]。 精 油（Essential oils）也 称 为 挥 发 油（Volatile oils），是存在于植物体中的一类可随水蒸汽蒸馏，在常温下能挥发，且具有一定香味的挥发性油状液体的总称[5]。大量的研究表明[6-10]，植物精油对引起圣女果、葡萄、柑橘等果蔬腐败的真菌如黄曲霉、白曲霉、黑根霉、扩展青霉、链格孢菌等都有强烈的抑制作用，安全可靠，可以以直接接触和熏蒸的方式应用于果蔬的保鲜，植物精油是继Nisin和壳聚糖后备受关注的天然植物杀菌剂。目前虽然国内外关于植物精油抑菌性的研究较多，但植物精油对杏干上微生物的抑菌活性研究鲜为报道，而且关于杏干上优势微生物鉴定也尚未见报道。本文以杏干为研究对象，研究杏干上优势微生物，并通过研究植物精油对杏干上混合菌和优势微生物的抑菌效果，筛选效果较佳的抑菌剂，以期为植物精油在杏干上的应用，延长杏干货架期提供科学的指导。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

肉桂精油（Cinnanoumum zeylanicum，叶、树皮，蒸馏提取）、茴香精油（Foeniculum vulgare，果实，蒸馏提取）、罗勒精油（Ocimum basilicum，叶、花，蒸馏提 取）、月 桂 精 油（Laurus nobilis，叶 、树 皮 ，蒸 馏 提取）、丁香精油（Eugenia caryophyllus，叶、花，蒸馏提取）、百 里 香 精 油（Thymus vulgaris，叶 、花 ，蒸 馏 提取）、辣椒精油（Capsicum frutescens L，种籽，超临界提取）、大蒜精油（Allium sativum，蒜头，冷压提取）和迷 迭 香 精 油（Rosmarinus officinalis，叶 、花 ，蒸 馏 提取） 上海香汇有限公司，密封4℃冷藏保存；新疆小白杏杏干 由新疆农科院农产品加工研究所提供；营养琼脂（PCA）、马铃薯葡萄糖琼脂培养基（PDA）北京陆桥技术有限公司；乳酸苯酚棉兰固定液（苯酚10g，乳酸10g，甘油20g，棉兰0.05g，蒸馏水10mL，将苯酚置于水浴中加热至结晶溶解，然后加入乳酸、甘油和棉兰） 以上试剂均为国产分析纯；卡那霉素Amresco公司；牛津杯 （内径 （6.0±0.1）mm，外径（7.8±0.1）mm，高 （10.0±0.1）mm），培 养 皿 （内 径90mm，高16～17mm）；涂布棒，常用玻璃仪器。

JHL-SD-1500超净工作台 北京莱博特瑞科技有限公司；DHP-9082电热恒温培养箱 上海一恒科技有限公司；YXQ-LS-50A立式压力蒸汽灭菌锅 上海博田实业有限公司；HH-4数显恒温水浴锅 江苏金坛荣华仪器制造有限公司；GZX-9076MBE数显鼓风干燥箱 上海博讯实业有限公司医疗设备厂；SK-1快速混匀器 金坛市白塔仪器厂；LW300LT生物显微镜 上海测维光电技术有限公司；1000μL移液枪 美国Rainin公司；20、200μL移液枪 大龙医疗设备（上海）有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 微生物的测定 储藏期间杏干菌落总数和霉菌总数测定参照GB 4789.2-2010、GB 4789.15-2010执行菌落总数。

1.2.2 杏干优势霉菌的分离、纯化和初步鉴定[11-14]采用平板划线法分离纯化霉菌，将纯化得到的霉菌进行三点培养，并使用插片法，通过菌落形态的观察和显微特性的观察，进行初步鉴定。

1.2.3 植物精油对杏干混合菌的抑制效果的研究[15]

用培养基将精油稀释成系列浓度，其浓度梯度分别为0.1、0.2、0.3、0.4、0.5μg/mL，杏干菌落总数和霉菌总数培养及测定方法同1.2.1，以抑菌率评价精油的抑菌活性。

1.2.4 肉桂精油、月桂精油和茴香精油对杏干单一霉菌的抑制效果的研究[16]采用牛津杯法。按无菌操作的方式，培养皿中倒入15～20mL培养基，待培养基冷却凝固后，取200μg孢子悬液（孢子浓度为106cfu/mL）于培养基表面，用无菌涂布棒涂布均匀。然后在每个营养平板中均匀放入3个灭菌后的牛津杯，在其中2个牛津杯上分别加入10μL精油，剩余1个加10μg无菌水作空白对照，阳性对照加入10μL的卡那霉素（10mg/mL），将培养皿置于28℃培养箱中培养48h，十字交叉法测抑菌圈直径，结果取平均值，重复实验3次。

1.2.5 最 小 抑 菌 浓 度 （ Minimal Inhibition Concentration，MIC）的测定[17]用PDA培养基将精油和卡那霉素稀释成系列浓度，肉桂精油的浓度梯度为0.02～0.5μg/mL，月桂精油的浓度梯度为0.2～0.8μg/mL，茴香精油的浓度梯度为0.4～1.5μg/mL，卡那霉素的浓度梯度为12.5～1200μg/mL。向平板中加入1mL霉菌的孢子悬液（孢子浓度均为106cfu/mL），然后倒入15mL的加药培养基，同时做空白对照，混匀，28℃培养48h，观察菌种的生长情况，以完全没有菌生长的最低浓度作为该精油的最小抑菌浓度。重复实验3次。

1.2.6 数据分析 实验结果采用Origin 7.5软件进行数据处理，经SPSS统计软件进行差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 杏干储藏期间微生物变化

杏干在储藏期间菌落总数和霉菌总数变化如图1所示。从图1中可以看出，在储藏过程中杏干上菌落总数没有明显变化，霉菌总数明显增加，究其原因在于，引起新鲜杏果实病害主要是霉菌如：引起小白杏软腐病的病原菌是白曲霉（Aspergillus niger）[18]，杏果实黑斑病病原菌是链格孢菌（Alternaria armeniacae）[19]等，而随着杏干的晒制过程，霉菌被带入到杏干产品中。杏干产品的水分含量≤25%，含糖量高、水分活度（Aw）较低[20]，多数细菌不适合在这种条件下的生长，但霉菌却可以生长，最终导致杏干霉变，食用品质下降。

图1 储藏期间杏干的菌落总数和霉菌总数变化Fig.1 The change of bacterial and fungus in dried apricots during storage

2.2 杏干优势霉菌的分离、纯化和初步鉴定

从杏干中分离出3种优势霉菌，对分离纯化出的3种 霉 菌 采 用 棉兰 染 色 法[21]进 行 初步 鉴 定 ，结 果 如图2所示。

图2 杏干霉菌菌落形态和显微形态（1000×）Fig.2 The colony form and microscopic morphology of fungus in dried apricots（1000×）

菌株A在PDA平板上，菌落较大，生长迅速，初为白色，后变成黑色厚绒状，菌丝絮状丛生，无分隔，菌落正面呈现黑色，有黑色颗粒状孢子囊，背面无色或中央略带黄褐色，孢囊梗直立不分枝，无分隔，孢囊梗顶端着生膨大的孢子囊，孢子囊球形或椭圆形，黑褐色，分生孢子近球形，褐色。该菌初步鉴定为根霉属霉菌。

菌株B菌落中等大小，成绒毡状，菌落边缘不整齐，菌丝较长，初期为灰白色，逐渐长满平皿，最终转为灰褐色至黑色，菌丝具隔膜，分生孢子梗多为单枝，长短不一，顶生不分枝或偶尔分枝的孢子链，淡褐色，直或略弯曲，有分隔，砖隔状分生孢子，大都呈倒棒状或卵形，黄褐色至深褐色，具3～6个横隔膜，0～3个纵、斜隔膜。该菌初步鉴定为链格孢属霉菌。

菌株C菌落较小，边缘清晰，近圆形，正面为深绿色粉粒状孢子，反面为橘黄色。菌落边缘有一圈白色绒毛，表面光滑整齐，产黄色色素，不蔓延，菌丝不分枝，细长有分隔，有特征的扫帚状分生孢子头，分生孢子梗有分枝，分生孢子为椭圆形，成串状排列。该菌初步鉴定为青霉属霉菌。

综上所述，杏干上优势霉菌主要是根霉属霉菌、链格孢属霉菌和青霉属霉菌。张瑾等[11]从病害鲜杏上分离出来6种霉菌，其中黑根霉、链格孢菌和粉红聚端孢霉分离频率最高，是杏采后病害的主要致病菌。刘开启等[19]则认为链格孢菌是导致杏采后黑斑病的病原菌。本实验从杏干上分离的霉菌和导致杏采后病害的病原菌一致，结果表明这些霉菌在杏干储藏过程中生长繁殖，最终导致杏干腐烂变质。

2.3 植物精油对杏干混合菌的抑制效果

植物精油对杏干细菌的抑菌效果如图3所示，对霉菌的抑菌效果如图4所示。不同植物精油对微生物的抑菌活性不同，精油浓度越大，抑菌率越高。除辣椒精油外，其他8种植物精油在高浓度时对细菌和霉菌的抑制效果都非常好，当浓度达0.5μg/mL时，其抑菌率均在90%以上。对细菌而言，大蒜精油抑制效果最好，其次是月桂精油，茴香精油和肉桂精油的抑菌活性相似；对霉菌而言，大蒜精油和肉桂精油抑制效果最好，其次是茴香精油和迷迭香精油，再次是月桂精油。李鹏霞等[22]和Liu等[23]用植物精油处理杏果实，同样发现植物精油可以抑制杏果的腐烂，提高好果率。由于大蒜精油和迷迭香精油具有强烈的刺激性气味，应用于食品保鲜，会造成强烈的不愉悦气味，因此选择肉桂精油、月桂精油和茴香精油进行下一步实验。

图3 植物精油对杏干细菌的抑制效果Fig.3 The inhibitory effects of essential oils against bacterial

图4 植物精油对杏干霉菌的抑制效果Fig.4 The inhibitory effects of essential oils against fungus

2.4 肉桂精油、月桂精油和茴香精油对3种霉菌的抑菌性能研究

抑菌圈直径反映精油对霉菌的抑菌性能，三种精油分别对三种菌的抑菌性能见表1。抑菌圈实验结果的判定标准是：抑菌圈直径大于20mm，极敏感；15～20mm，高敏感；10～15mm，中敏感；7～9mm，低敏感；小于7mm，不敏感。由表1可以看出，不同种精油对同一种菌的抑制作用不同，肉桂精油对3种霉菌均有强烈的抑制效果，抑菌圈直径均在29mm以上，属于极敏感，其中对青霉的抑制效果最好，抑菌圈直径为39mm；月桂精油对各种霉菌的抑菌圈直径也均大于20mm，属于极敏感范围；茴香精油对3种霉菌的抑菌圈直径均在10mm以下，抑菌效果明显小于以上两种精油；卡那霉素对3种霉菌的抑菌圈均在7mm以下，抑菌活性显著低于3种精油（p＜0.05）。同一种精油对不同霉菌的抑菌效果显著不同，以上3种精油对青霉的抑制活性最强，其次是链格孢菌，对根霉的抑菌活性较差。综合来看三种精油对杏干中优势霉菌的抑菌活性均强于卡那霉素，抑菌效果依次为：肉桂精油＞月桂精油＞茴香精油。吴慧清等[16]研究了42种植物精油的抑菌效果，结果肉桂精油的综合抑菌活性最强。Matan等[24]研究了肉桂精油、丁香精油、茴香精油和薄荷精油对毛霉、青霉、黑曲霉和根霉的抑菌活性，结果表明，4种精油对供试菌均有抑菌活性，其中肉桂精油的抑菌效果最好，和本实验结果一致。李国林等[25]研究 了8种 植 物 精 油 对4种 霉 菌 和 4种 腐 败 细菌的抑菌效果，实验结果进一步证实了肉桂精油的抑菌活性最强。

表1 3种精油抑制霉菌生长形成的抑菌圈直径（mm）Table 1 The diameter of inhibition cycle（mm）of 3 essential oil on various tested fungus

2.5 肉桂精油、月桂精油和茴香精油对3种霉菌的MIC分析

MIC值是测定抑菌物质抑菌活性大小的指标。肉桂精油、月桂精油、茴香精油和卡那霉素对3种霉菌的MIC值分别见表2～表5。由表2～表5可见，肉桂精油对青霉的抑菌性最强，MIC仅为0.06μg/mL，其次是链格孢菌，MIC为0.08μg/mL，对根霉的抑菌性最弱，MIC为0.1μg/mL。月桂精油对青霉的抑菌性最强，MIC为0.45μg/mL，其次是链格孢菌，MIC为0.55μg/mL，对根霉的抑菌性最弱，MIC为0.65μg/mL。茴香精油对青霉的MIC为1.1μg/mL，对根霉和链格孢菌的MIC为1.2μg/mL。卡那霉素对根霉、链格孢菌和青霉的MIC分别为1200、800、1000μg/mL，抑菌效力显著低于植物精油，和2.4结果一致。

3种植物精油对3种供试真菌的抑制效果存在差异，肉桂精油对3种霉菌的MIC值均较小，在低浓度下即能有效抑制杏干腐败菌的生长，具有较强的抑菌活性。MIC 值的结果也证实了肉桂精油对杏干上优势霉菌有强烈的抑制效果，其中青霉对肉桂精油的敏感度最高。结果和2.4中的结果相一致。精油抑菌结果存在差异的原因，可能与不同真菌对精油的主要抑菌成分的敏感程度不同以及作用机理有关，因此植物精油的抑菌机理需要进一步研究。

表2 肉桂精油对3种霉菌的最低抑菌浓度Table 2 MIC value of Cinnamon essential oil on three fungus

表3 月桂精油对3种霉菌的最低抑菌浓度Table 3 MIC value of Bay essential oil on three fungus

表4 茴香精油对3种霉菌的最低抑菌浓度Table 4 MIC value of Fennel essential oil on three fungus

表5 卡纳霉素对3种霉菌的最低抑菌浓度Table 5 MIC value of Kanamycin on three fungus

3 结论

新疆小白杏杏干在储藏过程中霉菌明显增长，其中主要污染菌为根霉菌、链格孢菌和青霉菌。本实验从杏干上分离的霉菌和导致杏采后病害的病原菌一致，这些霉菌是杏干储藏过程中最终导致杏干腐烂变质的主要原因。

肉桂精油、月桂精油和茴香精油对根霉、链格孢菌和青霉均有抑制作用，抑菌活性显著高于卡那霉素，其中肉桂精油的作用最强。肉桂是食品中常用的调味品，安全无毒，对杏干上微生物抑制活性高，因此，可以作为生物杀菌剂用于杏干的保鲜，有很好的开发潜能。

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Study on antimicrobial activity of essential oils of dried apricots

LI Ya-ru1，ZHOU Lin-yan1，LI Shu-rong1，*，CAO Zhen-zhen1，ZHANG Le1，2，WEI Ming1，2，NIE Ying1，TANG Xuan-ming1
（1.Key Laboratory of Agro-product Processing and Quality Control，Institute of Agro-Products Processing Science and Technology，Chinese Academy of Agricultural Sciences，Beijing 100193，China；2.College of Food Science，Fujian Agriculture and Forestry University，Fuzhou 350002，China）

Changesofthe microbiologicalcontenton ‘Xiao Bai’ dried apricotduring storage were investigated.Three fungal species were separated from dried apricot，and they were identified as Rhizopus，Alternaria and Penicillium.The results of the antibacterial activity of nine essential oils showed that cinnamon，bay and fennel essential oils had significant antiseptic effect on microbe of dried apricot.Furthermore，three essential oils were used to inhibit the main fungus from dried apricots，the diameter of inhibition cycle and minimal inhibition concentration （MIC ） were determined.The overall results indicated that cinnamon ，bay and fennel essential oils had significant inhibitory effect on fungi from dried apricot compared with Kanamycin.The order of inhibitory effect was studied as follows：cinnamon ＞bay ＞fennel.Cinnamon oil could be used in dried apricots as antifungal agents to prolong the shelf life.

essential oil；dried apricot；identification of fungus；antimicrobial activity

TS213.2

A

1002-0306（2014）20-0137-05

10.13386/j.issn1002-0306.2014.20.021

2014－01－20

李亚茹（1990-），女，硕士研究生，研究方向：食品科学。

* 通讯作者：李淑荣（1964-），女，研究员，研究方向：农产品加工与贮藏。

“十二五”农村领域国家科技计划——新疆主要特色干坚果贮藏期品质与虫害调控技术集成研究与示范。