中草药提取液作为冷鲜猪肉保鲜剂开发应用的初步研究

2018-09-06钟丽司风玲王林玲

食品与发酵工业 2018年8期

钟丽，司风玲，王林玲

(重庆师范大学生命科学学院，重庆，401331)

冷鲜猪肉已成为市场消费的主流产品。然而在贮藏与加工过程中，极易因为微生物繁殖、脂肪酸氧化两大原因引发变质与腐败[1]。纵观世界范围内，肉类保鲜主要采用化学添加剂的涂膜保鲜以达到防腐的效果[2]，然而化学食品添加剂的潜在毒理学影响仍然令人担忧[3]。与之相对的是中草药提取物开发出的防腐保鲜剂因含有生物碱、黄酮类、萜类和蒽醌类等物质，具有无毒、安全、抑菌谱广等优点因而备受关注[4]。

目前，国内对于中草药肉类保鲜剂的研究集中在丹参、黄芪、当归和大黄等几类中草药的开发利用，主要侧重于其有效成分与肉类保鲜的作用机理研究[5]，而国外研究大多针对某一两种中草药植物的提取物对肉类在加工[3]或保藏[6]过程中的各项生理生化指标变化进行研究。虽然以上的研究均已发现一些中草药提取物在针对肉类的保鲜贮藏中存在着良好的抑菌效果与抗氧化能力[7]，可作为优良的肉类保鲜剂进行开发利用，然而中草药的种类繁多、成分复杂，尚无研究者根据肉类贮藏的生理生化指标，筛选出具有良好保鲜效果的中草药。

本实验前期通过大量文献的检索选出具有抗菌活性、未发现对人体产生毒害作用的30种中草药，从中草药中挑选出价格经济，以便量产开发的15种中草药进行肉类的保鲜实验。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

试验中的冷鲜猪肉(里脊肉，宰后冷鲜保藏24 h)购自重庆新世纪超市，无菌操作切割成(10±0.1) g左右的肉块;15种中草药(表1)。平板计数琼脂(PCA),北京奥博星生物技术有限责任公司；总抗氧化能力检测试剂盒(ABTS),上海碧云天生物技术有限公司；75%乙醇、蒸馏水、NaCl等均为分析纯,山梨酸钾为食品级。

1.2 设备与仪器

JY88-II超声波细胞破碎仪，宁波新芝； SW-CJ-2FD净化工作台，上海智诚；RaedMax-1800可见光吸收型全波长酶标仪，上海闪谱；Thermo ScientificTMISQTM系列气相色谱-质谱联用仪，美国Thermo。

1.3 方法

1.3.1 中草药提取液的制备

中草药洗净、晒干至恒重后粉碎，过40目筛。称取30 g(精确至0.1 g)粉末，按照料液比1∶10(g∶L)的比例加入300 mL的75%乙醇。用超声波破碎仪进行超声辅助浸提(超声功率400 W，时间为30 min)。将其在常温下浸提12 h后过滤，滤液旋转蒸发至不含乙醇。

表1 15种中草药名称、作用与成分信息表Table 1 The information of 15 Chinese herbs medicines name, function and content

1.3.2 样品处理方法

将试验猪肉，参考张全景等[23]的方法，将肉分为(10±0.1)g的均匀肉块，之后随机分组，每个处理组4块。在1.3.1制备的中草药提取液浸泡2 min，取出沥干，其中添加一组对照组(对照组为300 mL 75%乙醇减压浓缩所得溶液)和山梨酸钾组(山梨酸钾含量按国标配制)。每一块用聚乙烯保鲜膜包裹后放置0～ 4 ℃冰箱中储存。

1.3.3 气质联用仪(GC-MS条件)

1.3.3.1 色谱条件

色谱柱：HP-5ms柱(30 m×0.25 mm，0.25 μm)；升温程序：60 ℃保持2 min，以10 ℃/min升至280 ℃，保持4 min；载气(He)流速1.0 mL/min，压力2.4 kPa，进样量1 μL；分流比：50∶1。

1.3.3.2 质谱条件

电子轰击离子源；电子能量70 eV；传输线温度270 ℃；离子源温度230 ℃；母离子m/z285；四级杆温度150 ℃，加速电压1 300 V；质量扫描范围m/z50～500。

1.3.4 菌落总数测定

菌落总数的测定：参照GB/T 4789.2—2010《食品微生物学检验：菌落总数测定》进行测定，采用平板倾注法计数测定，结果以菌落总数的对数(lg CFU/g)表示[24]。

1.3.5 总抗氧化能力测试

Trolox是一种VE的类似物，具有和VE相近的抗氧化能力，因而作为抗氧化物总抗氧化能力的标定参考物[5]。将10 mmol/L Trolox标准溶液配制成0.15、0.3、0.6、0.9、1.2、1.5 mmol/L的标准品，各取10 μL于96微孔板中，各加入等量ABTS工作液，在734 nm处测定吸光度。相同浓度情况下，Trolox的总抗氧化能力为1，中草药乙醇提取液的抗氧化能力用其抗氧化能力和Trolox相比的倍数来表示。

2 结果与分析

2.1 样品细菌落总数分析

冷鲜猪肉中菌落总数是评价其肉质好坏的一个重要指标。由表2所示，15种中草药乙醇提取液处理保鲜的冷却猪头肉在6～15 d保鲜中随着冷藏时间的延长细菌总数逐渐增加，在15 d的冷鲜贮藏中，对照组在第6天的菌落总数接近国家标准限定值，达到3.64(lg CFU/g)。枇杷叶、大青叶、黄柏和青蒿这4种中草药提取液浸泡之后冷藏保鲜猪肉的菌落总数在第15天检测分别达为3.30、3.78、3.78和3.95(lg CFU/g)，未超过国家标准限定值。白花蛇舌草、忍冬藤、白芷、大黄和艾叶这5种中草药提取液浸泡之后冷藏保鲜猪肉的菌落总数在12天检测分别达为3.85、3.74、3.18、3.48和3.65(lg CFU/g)，接近国家标准限定值。乌梅提取液处理保鲜在12天内微生物的生长繁殖受到抑制，在储藏过程中细菌总数增至缓慢，但是在15天检测时，微生物快速繁殖大量生长，细菌总数达到6.17(lg CFU/g)，超过国家标准限定值。说明乌梅提取液可以在短时间内抑制微生物的生长，但不能做为长期冷藏保鲜的提取液。益母草、丹参和葶苈子这3种中草药提取液浸泡之后冷藏保鲜猪肉的菌落总数在第9天检测分别达为3.65、3.60和3.00(lg CFU/g)，未超过国家标准限定值。但在12天检测其菌落总数已超过国家标准限值，可以为短期保鲜剂选择。决明子和绞股蓝提取液在第9天菌落总数已超过国家标准限定值，抑菌效果较差。作为化学防腐剂的山梨酸钾组在12天菌落总数未超过国家标准限定值，在15天已超过国家标准限定值，抑菌效果不如枇杷叶、大青叶、黄柏和青蒿这4种中草药提取液。

表2 15种中草药提取物处理的冷鲜猪肉中菌落总数变化Table 2 Changes in total viable counts of chilled pork for 15 Chinese herbs medicines

注：不同的字母表达显著性差异(p<0.05)，下表同。

由研究发现，本实验所选取的中草药在不同程度上都具有抑菌能力，且不同的中草药在不同时期的抑菌能力不同。如乌梅这类在前期具有较好防腐抑菌能力的中草药，在猪肉预计食用期短时可以采用。而如果从整体来看以枇杷叶、大青叶为代表的中草药在较长的时间段内具有很好的抑菌效果，并且与山梨酸钾相比防腐抑菌效果更优。这两者均是价格低廉的天然植物，相比山梨酸钾的化学试剂进行肉类保鲜研究与开发则更为安全。

2.2 15种中草药总抗氧化能力

由标准曲线(图1)可以得出线性方程为Y=-0.116 3X+0.370 2，R2=0.995 7，样品的总抗氧化能力与414 nm处吸光值呈现一次线性关系。根据标准曲线计算得出15种中草药提取液和山梨酸钾溶液的总抗氧化能力(表3)。

图1 ABTS法总抗氧化能力标准曲线Fig.1 Standard curve of total antioxidant capacity by ABTS method

15种中草药乙醇提取液均具有一定的抗氧化能力，其中葶苈子、丹参、枇杷叶提取液的总抗氧化能力都比较强，艾草、绞股蓝、乌梅和忍冬藤提取液的总抗氧化能力次之，决明子、白花蛇舌草和益母草提取液的总抗氧化能力较差，而化学防腐剂山梨酸钾虽然在冷鲜猪肉冷藏保鲜中有明显的抑菌活性，但不具有抗氧化活性。可见中草药大多具有抗氧化性，只是不同的中草药抗氧化能力有强弱差别。枇杷叶提取物不仅抑菌效果最好且有较高的抗氧化活性。葶苈子、丹参乙醇提取物做为冷鲜猪肉保鲜选择在9 d内效果较好，且抗氧化活性强，可做为短期保鲜剂的选择。

表3 15种中草药提取液总抗氧化值Table 3 15 Chinese herbal medicines extract total antioxidant capacity determination results

2.3 样品GC-MS图谱及主要物质分析

15种中草药乙醇提取液GC-MS图谱进行分析，不同的中草药提取液主要成分并不相同，分析结果见表4。15种中草药中大多含有棕榈酸、亚麻酸、亚油酸。其中棕榈酸可抑制病原真菌和线虫的生长[27],亚麻酸具有降低血脂，降低血压，减轻炎症，抗血小板聚集，抑制血栓形成等多种生理作用[26]。亚油酸是一种功能性的多不饱和脂肪酸，具有防癌抗癌的作用，能降低血清胆固醇水平及抑制动脉血栓的形成，参与人体心血管疾病的控制、机体免疫调节、细胞生长与凋亡等[27-30]，兼具抑菌、抗氧化与消炎作用[31]。枇杷叶乙醇提取液中含有去氢催吐罗芙木醇与亚麻酰氯。除亚麻酰氯具有抑菌活性外[32]，去氢催吐萝芙木醇为吲哚类生物碱，具有抗菌抗病毒活性，对耐氧西林金黄色葡萄球菌、溶血性链球菌、大肠杆菌、绿脓菌和普通变形杆菌的增殖均有抑制活性[33]。大青叶所含有的3,4-二甲氧基苯乙酮具有抗炎能力[34]。黄柏中含有的黄连素据报道拥有抗菌、抗病毒、抗肿瘤、抗心律失常等广泛的生物学活性，对葡萄球菌属、链球菌属如肺炎链球菌、炭疽芽孢杆菌等有较强的抑制作用，其抑菌机理为干扰细菌糖代谢中间环节丙酮酸氧化脱羧过程或使核糖体与细胞壁改变干扰细菌蛋白质生物合成[35-36]。青蒿中的樟脑有兴奋、强心、消炎、镇痛、抗菌、止咳、促渗、杀螨等药理作用[37]，氧化石竹烯具有抗菌、抗寄生虫、抗病毒、调节免疫功能、解热、抗肿瘤等作用[38]。忍冬藤中含有的1.2-羟基-6-甲基苯甲醛为蒽醌类化合物，具有泻下、抑菌、利尿、止血、抗癌等功效[39]。白芷中的1.5-羟甲基糠醛为呋喃类化合物，5-HMF 具有一定的药理活性，如抗氧化、抗心肌缺血、抗酷氨酸酶、改善血液流变学、影响甘草酸代谢、降低血中胆固醇药物含量、抑制肿瘤等作用[40-41]。而白芷中所含的欧前胡索为线型呋喃香豆素类化合物，欧前胡素具有抑制癫痫发作、扩张血管、抑制心肌肥大、抑制肿瘤细胞增殖、抗微生物、影响药物代谢酶活性等多种药理作用[42]。通过对白芷的分析可见呋喃类化合物也具有抑菌能力。大黄中的覆盆子酮具有抗衰老、减肥、治疗泌尿道感染、抗癌防癌、抗氧化、保护心脏、防止心血管疾病等作用[43-45]。艾叶中所含有的茨醇具有治疗风湿性关节炎、湿疹、产后痛风的功效，而且具有抗菌和驱虫活性[46]。

表4 15种中草药提取液主要物质GC-MS分析结果Table 4 The results of the main substance in 15 Chinese herbal medicines extracts by GC-MS

续表3

药材名序号保留时间/min化学成分CAS编号分子式分子质量白芷(Angelica dahurica )17.015-羟甲基糠醛67-47-0C6H6O3126210.221-十一醇112-42-5C11H24O172317.63人参环氧炔醇72800-72-7C17H24O2260418.94欧前胡索642-05-7C16H14O4270521.8氧化前胡素737-52-0C16H16O6304622.74白当归素482-25-7C17H18O7334大黄(Rheum palmatum)19.12邻苯三酚87-66-1C6H6O3126211.21覆盆子酮5471-51-2C10H12O2164318.76大黄酚481-74-3C15H10O4254421.571,3,8-三羟基6-甲基蒽醌518-82-1C15H10O5270艾叶(Artemisia argyi)16.052-茨醇507-70-0C10H18O154211.55氧化石竹烯1139-30-6C15H24O220312.36十氢二甲基甲乙烯萘酚5945-72-2C15H26O222415.48棕榈酸57-10-3C16H32O2256517.12亚麻酰氯7459-33-8C18H31ClO298绞股蓝(Gynostemma pentaphyllum)112.293,4-(烃基-3-甲氧基苯基)1-丙醇39728-80-8C10H1403182215.49棕榈酸57-10-3C16H32O2256317.06亚油酸60-33-3C18H3202280417.12亚麻酸60-33-3C18H3002278益母草(Leonurus artemisia)115.11棕榈酸57-10-3C16H32O2256217.14亚油酸60-33-3C18H3202280317.19顺式-十八碳烯酸506-17-2C18H34O2282417.414,5-二甲基十四(烷)酸盐25091-30-9C15H26O2238决明子(Semen Cassiae)117.05亚油酸60-33-3C18H3202280218.53柯桠素491-58-7C15H12O3240318.741,8-二羟基-3-甲基蒽醌481-74-3C15H10O4254421.24红镰霉素3567-00-8C15H12O5272乌梅(Prunus mume)14.14呋喃110-00-9C4H406827.035-羟甲基糠醛67-47-0C6H6O3126317.05亚油酸60-33-3C18H3202280417.11亚麻酸60-33-3C18H3002278丹参(Salvia miltiorrhiza)16.695-羟甲基糠醛67-47-0C6H6O3126215.47棕榈酸57-10-3C16H32O2256317.12亚麻酸60-33-3C18H3002278421.63雌酚酮53-16-7C18H22O2270葶苈子(Lepidium apetalum)175-羟甲基糠醛67-47-0C6H6O3126211.353,5-二甲氧基苯乙酮39151-19-4C10H12O3180315.49棕榈酸57-10-3C16H32O2256417.21亚麻酸60-33-3C18H30O2278