食（药）用真菌的抑菌效果及其在食品防腐和保鲜中应用的研究进展

彭 娜，赵 鹏，柴新义

（滁州学院生物与食品工程学院，安徽滁州 239000）

食品在储藏和运输时，极易发生腐败变质或难以维持其新鲜度，因而对食品防腐与保鲜的研究，具有重要意义。防腐和保鲜这两个概念既有区别，又有联系。防腐主要是围绕致腐微生物的抑制与杀灭，为食品的储存营造良好的微生物环境，从而达到延缓食物腐败的目的，用以防腐的食品多为自身不具生理呼吸作用的食品，如面包、罐头和火腿肠等。而食品的保鲜则是致力于维持食品的新鲜程度，保鲜多用于具有一定生理呼吸作用的食品，如新鲜水果、蔬菜和蘑菇等，保鲜需要考虑的因素较多，如温度、光照、氧气浓度等。

目前，食品生产中主要利用天然防腐剂或人工防腐剂进行食品的防腐，而食品的保鲜则可以采用物理、化学或生物手段，其中物理和化学保鲜技术具有较长的应用历史，而生物保鲜技术是伴随着科学技术发展而兴起的新型保鲜技术。对于利用物理和化学手段以达到保鲜目的的研究报道较多，而利用动物源、植物源以及微生物源进行生物技术保鲜的研究也逐渐成为热门，其中，食（药）用真菌在营养、抗氧化和抑菌等方面凸显了其绿色、生态、环保等宝贵价值及其在食品防腐和保鲜等方面蕴含的应用潜力。物理保鲜技术虽然安全、简便，且能够最大限度的保持食品的色泽和口感，但容易对食品造成机械损伤致使营养流失及引起微生物学污染，对于某些物理技术手段还存在耗资耗能较大等方面的问题；化学保鲜技术虽然投资小，但化学试剂可能存在潜在的安全风险，对人体可能存在毒害作用；相比于前两者，生物保鲜技术则凸显出其优越性，该技术利用动植物、微生物等来源的材料以达到保鲜的目的，确保了绿色安全和生态环保，符合时代发展的趋势。然而，目前在利用食（药）用真菌的发酵液（提取物）或其菌体提取物（液）中的活性物质进行食品防腐或保鲜应用中的研究至今未见相关的文献综述报道。鉴于此，本文概括了近年来食（药）用真菌的抑菌效果研究及其在食品防腐和保鲜中的应用进展，以期为利用食（药）用真菌在食品防腐和保鲜中的应用研究提供有益的参考。

1 食（药）用真菌抑菌效果的研究现状

目前，国内外围绕食（药）用真菌抑菌效果的研究主要包括两个方面，一是食（药）用真菌发酵液（提取物）对细菌或真菌的抑制效果；二是食（药）用真菌菌体提取物对细菌或真菌的抑制效果。

1.1 食（药）用真菌发酵液（提取物）对细菌和真菌的抑菌作用研究

研究发现，多种具生物活性的物质存在于真菌发酵液中，这些活性物质在保健和医药等领域应用广泛，食（药）用真菌发酵液中的功能性物质有多糖、萜类化合物、蛋白质和核酸等，对食品中常见的细菌和真菌表现出了良好的抑菌效果（表1）。董蕾等采用纸片法来探究杏鲍菇（）和蛹虫草（（的发酵液对食品中常见细菌的抑制效果，结果表明杏鲍菇对金黄色葡萄球菌（）、大肠杆菌（）和肠炎沙门氏菌（）等均具有抑制效果，其中对金黄色葡萄球菌的抑菌效果最佳，抑菌圈达(2.174±0.117) cm，且杏鲍菇（（发酵液的抑菌效果显著高于蛹虫草（）发酵液。罗青等采用杯碟法研究表明，灵芝（spp.）和猴头菇（（发酵液对于枯草芽孢杆菌（）、金黄色葡萄球菌（）和大肠杆菌（）均有抑菌效果，而且，两种食药用真菌发酵液对于金黄色葡萄球菌具有更为显著的抑制效果，抑菌圈直径分别达11.126 mm和10.533 mm，抑菌率高达80%左右。吴胜莲等利用茯苓（）发酵液对6 种细菌进行试验，结果表明茯苓发酵液对金黄色葡萄球菌和白色念珠菌（）具有较好的抑制作用，但对其余供试细菌的抑菌效果不明显。窦会娟等研究了香菇（）等7 种常见的食药用大型真菌的发酵液对金黄色葡萄球菌等3 种细菌的抑菌作用，结果发现不同的食用菌种类对不同细菌的抑菌效果存在差异，其中对金黄色葡萄球菌的抑菌率均较高，但对肺炎链球菌的抑菌效果较差。潘昌等研究发现香菇（）、黑木耳（）、血耳（）等5 种不同的食用菌的发酵液对蜡样芽孢杆菌（）的抑菌作用存在明显差异。曾志恒等利用凤尾菇（）发酵液的不同有机溶剂的萃取物对6 种细菌和5 种丝状真菌进行了抑菌试验，结果表明发酵液的乙酸乙酯和正丁醇萃取物对6 种细菌均具有较高抑菌活性，对5 种真菌菌丝的生长和孢子萌发亦有明显的抑制作用。然而，林陈强等在研究虎奶菇（）发酵液的乙酸乙酯萃取物对丝状真菌的抑菌效果时发现其抑制效果较差，但其对金黄色葡萄球菌（）等供试的6 种细菌均表现了较好的抑菌作用。同样，曹惠明等在研究杨树菇（）发酵液对9 种供试的细菌和3 种酵母菌表现了良好抑菌效果，而对供试的5 种霉菌中的部分种类产生抑菌作用，且效果不理想。上述研究仅是对食药用真菌的发酵液（提取物）的抑菌效果进行了研究，但尚没有对所起到抑菌作用的活性物质成分和结构等方面进行深入探索。

表1 不同食（药）用真菌的发酵液（提取物）对细菌和真菌的抑菌效果Table 1 Bacteriostatic effects of fermentation liquid (extract) of different edible (medicinal) fungi on bacteria and fungi

综上可见，不同种类的食（药）用真菌发酵液对细菌的抑菌效果存在一定差异，这种抑菌效果的差异可能来自食用菌品种差异、发酵液中抑菌作用的物质成分及含量不同、指示菌细胞壁成分及构造差异、作用机制不同等。另外，同一种食用菌对不同指示菌的抑菌作用差别较大，可能是不同细菌的致病机制不同而引起的，也可能是由于不同细菌的耐药机制不同而引起的。迄今，食药用大型真菌的发酵方法比较成熟，其发酵液中产生的抑菌活性物质也表现了较广的抑菌谱，并且具有一定的选择性，但其抑菌机理尚有待进一步研究。另外，由于食用菌发酵液是由多糖、蛋白质、核酸、酶、生物碱、萜类化合物、甾醇及维生素等多种化合物组成的混合物，目前，对于食用菌发酵液抑菌活性的评价基本以发酵液混合物为主，因此，对食用菌发酵液的主要抑菌活性成分的分离、纯化、鉴定、抑菌效果评价等方面的研究应是今后关注的重点。

1.2 食（药）用真菌菌体提取物对细菌和真菌的抑菌作用研究

食（药）用真菌子实体或其发酵菌丝体的提取物也具有多种功效，其中抑菌效果方面的研究是较为深入的领域之一，其中发挥抑菌作用的有效生物活性成分有挥发油、有机酸、萜类化合物和多糖等物质。食（药）用真菌提取物对食品中常见的细菌和真菌均有一定的抑菌效果（表2）。段小明等概述了竹荪（）水提取物和乙酸乙酯提取物的抑菌效果，其对细菌和真菌均表现出良好的抑制作用，而且对细菌的抑菌效果普遍好于对真菌的抑制作用。这可能与细菌和真菌的细胞壁的组分和构造不同有关，也可能与不同抑菌活性物质对细菌和真菌的抑菌作用机制存在差异有关。张虎成等采用3 种不同的方法对猴头菇（）菌丝体中的生物活性物质进行提取，抑菌试验结果表明不同方法的提取物对细菌的抑菌作用存在差异，其中超声提取法得到的提取物对大肠杆菌（）、金黄色葡萄球菌（）、枯草芽孢杆菌（）抑制效果最好，其次为乙醇提取法。这可能是因为超声破碎将菌丝细胞壁和细胞内几乎所有的物质释放出来，因此抑菌效果较其他几种提取方法好。可见，抑菌物质大部分存在于细胞内，只有很少量的释放到细胞外，有些抑菌物质能用有机溶剂抽提。李冉等研究发现木蹄层孔菌（）和斑褐孔菌（）的子实体提取物对金黄色葡萄球菌（）和枯草芽孢杆菌（）有较好的抑菌效果。蔡程山利用超声波提取桑黄（）菌丝体中的三萜类物质，当三萜类物质浓度为30 mg/mL 时，其对金黄色葡萄球菌的抑菌能力最强，对大肠杆菌的抑制作用最弱。

表2 不同食（药）用真菌菌体提取物对细菌和真菌的抑菌效果Table 2 Antibacterial effects of different food (medicinal) fungal extracts on bacteria and fungi

食（药）用真菌子实体或发酵菌丝体的提取物对食品中常见的真菌也有较好的抑菌效果。檀东飞等研究发现棘托竹荪（）子实体乙酸乙酯提取物除对细菌有着良好的抑菌作用外，其对黑曲霉（）、桔青霉（）和啤酒酵母（）等真菌有较好的抑菌作用，然而对白色假丝酵母、金黄色葡萄球菌和大肠杆菌等的抑菌作用却表现的要逊色一些。这可能通过乙酸乙酯提取得到的生物活性物质与棘托竹荪主要抑菌化学成分一致，然而长裙竹荪的乙酸乙酯提取物对细菌的抑菌效果较好，而对酵母菌和霉菌基本无抑制作用。这些可能表明不同种类的竹荪其脂溶性化学成分存在差异或生产条件的差异所造成的抑菌成分在子实体内的积累量存在差异，所以，今后有必要对这些造成差异的原因进行深入研究。吴丽萍等研究发现4 种常见的食用菌子实体的水提物对西瓜炭疽（）和辣椒疫霉（）存在抑菌作用，但其抑菌效果有明显差异，其中木耳（）对2 种供试真菌的抑菌率达100%，而香菇（）提取物对西瓜炭疽菌的抑制率较低，对辣椒疫霉甚至有促进菌丝生长作用。这可能与不同种类的食用菌子实体或发酵菌丝体中所含有的抑菌活性物质成分或含量有所不同有关。刘晓凤等研究发现桦附毛孔菌（）、龟裂马勃（）和茶褐拟迷孔菌（）等11 种真菌子实体的粗提取物对6 种病原真菌具有抑菌作用，且它们之间的抑菌效果存在明显差异。这种差异除了各食用菌子实体本身和供试的病原真菌具有的特性外，还可能与子实体提取物的处理过程或保藏等因素有关，例如子实体提取液与冷冻干燥物抑菌能力的差异，其原因可能与提取液有效成分受热损失有关，这些需要深入研究。王钦博等研究显示桑黄（）水提取物在1～10 mg/mL 浓度下对牛乳中的真菌具有抑制作用，可使白霉（）生长圈直径减少5.7 cm，青霉（）生长圈直径减少3.5 cm，能显著控制巴杀牛乳中菌群总数的变化。林佩华等研究滑子菇（）提取物对荔枝炭疽病菌（）、辣椒炭疽病菌（）和水稻纹枯病菌（）等4 种真菌具有良好的抑制效果，其中对水稻纹枯病菌的抑菌率最高，并且随着培养时间的延长，其抑菌效果越明显。王永刚等采用二倍稀释法研究植物白毛蛇（）的内生真菌链格孢菌（）发酵产物的醋酸乙酯提取物（B06e）对金黄色葡萄球菌（）和大肠杆菌（）的抑菌效果，发现其最小抑菌浓度（MIC）存在明显差异，分别为50 和25 μg/mL。这种差异可能来自链格孢菌的醋酸乙酯提取物（B06e）对革兰氏阳性细菌（金黄色葡萄球菌）和革兰氏阴性细菌（大肠杆菌）的细胞膜的通透性和完整性的破坏程度存在不同，造成外源物质的流入和细胞质的外泄，从而改变菌体细胞内的渗透压和代谢调控紊乱，最终导致细菌丧失了生长繁殖能力。

综上，研究不同食（药）用真菌的主要抑菌活性成分、提取工艺及其对细菌、酵母菌和霉菌的抑菌作用机制是今后的主攻方向，也是将其更好应用于食品、医学、环保等领域的重要基础。

2 食（药）用真菌在食品防腐和保鲜中应用的现状

2.1 食（药）用真菌在食品防腐中的应用现状

运用食（药）用真菌进行食品防腐时，其原理主要是利用其发酵液或子实体或菌丝体提取物中具有抑制或杀灭食物中致腐菌的活性物质，以达到防腐的效果。桦树汁液在储存运输时，因受到致腐菌枯草芽孢杆菌（）的影响易变质发臭，刘建荣从5 种多孔菌中筛选出了对枯草芽孢杆菌（）有抑制作用的菌株B1，利用菌株B1 的发酵液与桦树汁液混合（1/100 体积比），结果显示桦树汁液在2 d内延缓发生变质，延长了其保质期。秦王阁等研究发现从疏花水柏（）枝内分离的真菌菌株（SG-4）发酵液的水相粗提物能有效抑制从腐败柑橘中分离出2 种致腐菌——镰刀菌（sp.）和橘青霉（），能够延长柑橘保质期。王钦博等研究结果显示桑黄（）水提取物在1～10 mg/mL 浓度下对牛乳中的真菌具有抑制作用，能显著控制巴杀牛乳中菌群总数的变化。纪丽莲等研究发现芦竹（）中分离的木霉属（）内生真菌（F0238）的4～6 d 发酵液可有效抑制西红柿致腐菌的增殖，且效果与化学试剂相当。赵鲁宁等从无病无腐的枇杷（）中分离出的季也蒙毕赤酵母（）（Y35-1）可明显抑制柑橘致腐菌胶孢炭疽菌（）；随后，对Y35-1 酵母菌液体菌剂和活性冻干粉菌剂均采用浸泡法分别处理枇杷果实，结果表明，储藏至第20 d 时，经Y35-1 菌株菌悬液处理的果实，其腐烂指数仅为2.25%和3.60%，且对于色泽、品质等均具有良好的维持作用。综上可见，利用食（药）用真菌发酵液或子实体或菌丝体的提取物进行食品防腐能够达到延缓食品腐败变质的目的，与化学防腐剂相比更绿色、生态、安全。所以，以食（药）用真菌为材料开发食品生物防腐剂符合时代发展趋势，具有巨大潜力。

2.2 食（药）用真菌在食品保鲜中的应用现状

食（药）用真菌运用于食品保鲜领域时，常以膜的形式喷施于待保鲜食品表面，从而隔绝不利于维持食品新鲜度的外界因素，以达到保鲜的目的。秦丹丹等将黑木耳多糖添加到单一的壳聚糖膜中，并将该膜运用于冷鲜牛肉的储藏中，经10 d 的储存后，较之于PET/PE（聚对苯二甲酸乙二醇酯/聚乙烯）包装和CS（壳聚糖）包装，黑木耳（）多糖/壳聚糖包装的牛肉延缓发生变质，有效延长了鲜牛肉的保质期。路源等将桦褐孔菌（）的多糖提取液按照2%～6%的质量分数施于新鲜苹果表面，并置于5 ℃下储藏，当质量分数为6%时最佳，可以抑制苹果的呼吸强度，有效抑制菌落生长（保鲜期间＜10CFU/g），具有良好的保鲜功效。邓文静等研究了以银耳（）不同浓度的多糖提取液对南美白对虾的保鲜效果，结果表明银耳多糖处理后可有效减缓虾肉感官品质的下降，虾肉中TVB-N（挥发性盐基氮）值的升高得到了有效延缓，菌落总数也显著低于对照组。孙业刚将灵芝、猴头菇和蛹虫草等食药用真菌中提取的多糖溶液按照一定剂量喷洒在待保鲜的肉类表面，与传统4 ℃保鲜和冰温保鲜技术相比，对微生物生长的抑制效果显著，有效维持了肉类的新鲜度。综上所见，利用食药用真菌产生的抑菌活性物质进行食品的保鲜应用，涉及到肉类、虾类、水果等有限的种类，但其保鲜结果不仅很好地维持了食品原有的营养和感官品质，而且在延长保质期方面亦见其良好的效果。因此，今后应逐步扩大其食品保鲜的应用范围，考察其最佳的使用方法和探索其保鲜机制等方面的内容。

3 结论与展望

食（药）用真菌对食品中常见的细菌和真菌的抑菌作用具有良好的效果（表1 和表2），因而，可以以其为原材料，通过其发酵培养液或其相关提取物应用于食品的防腐和保鲜，已有的研究表明食药用真菌产生的抑菌活性物质不仅能维持食品原有的营养和感官品质，而且在延长保质期方面有着良好的作用。食（药）用真菌一般本身就具有较高的营养保健和药用价值，富含多糖、核苷类和三萜类等多种功效成分，因此，通过加工处理将其运用于食品的保鲜和防腐上，既生态环保、又绿色安全，符合社会经济发展需求。与此同时，利用食（药）用真菌进行发酵培养和提取活性物质，具有周期短、成本低，易于工厂化、机械化和智能化生产等优势。

通过分析食（药）用真菌的抑菌效果及其在食品防腐和保鲜中的应用现状，提出目前食（药）用真菌在食品防腐和保鲜研究中存在的主要问题，以期为进一步深入研究提供参考：a.对于食（药）用真菌抑菌效果的研究已经取得了相对较多的研究成果，但将理论运用于生产实际的实例仍较少，存在理论研究和生产实践发生一定程度的脱节，究其原因可能存在成果转化主体驱动力不足、产研信息对接不对称、转化过程复杂、技术成熟度不够等原因所造成的研究成果不能及时在市场上转化和应用。今后，应加强和深化食（药）用真菌的科研成果在食品防腐和保鲜应用中的转化应用，可重点围绕可转化成果的评估和转化机制、坚持市场导向，提高成果对称度和成熟度等方面进行；b.现有研究表明，食（药）用真菌中含有多种活性物质，其中多糖、生物碱类化合物、萜类化合物等均存在抑菌活性，然而，目前的研究更多的是研究药用植物中的活性物质成分和抑菌效果及其在食品防腐和保鲜中的应用，从食（药）用真菌出发进行此类研究的文献报道仍然相对较少，今后可拓展和深化所研究的食（药）用真菌的种类范围及其更多的活性物质类型及其在食品防腐和保鲜中的应用效果；c.目前，在围绕食（药）用真菌抑菌成分的研究方面仍较窄，大多集中研究多糖的抑菌效果，而对于食（药）用真菌中生物碱类化合物、萜类物质和黄酮等其它成分的研究较少，致使宝贵的食（药）用真菌资源未能得到充分的开发利用，所以，研究人员应加强食（药）用真菌各类生物活性物质的提取、分离、鉴定和开发应用研究；d.目前，大多数学者在研究中，将防腐与保鲜视为同一概念，二者虽然有联系，但两者的研究侧重点还是存在一定差异。当前，对于利用食（药）用真菌进行食品防腐和保鲜的作用机制及生物防腐及保鲜技术的研究尚不深入，需要进一步根据主要应用目的，精准开发配套的相关生物防腐和保鲜技术及系列产品制剂等。

综上所述，食品保鲜发展至今，人们对防腐剂和保鲜剂的要求也愈来愈高，不再仅仅追求食物不腐败，开始关注食品防腐、保鲜剂对人体的健康问题；化学防腐保鲜剂虽然在现今市面上流通最为广泛，但在未来的发展中，更为健康、绿色的生物源保鲜剂终会取代化学保鲜剂的地位；生物源保鲜剂的普及，也会给消费者带来更为安全、美味、放心的新鲜食品。因此，大力开展食（药）用真菌在食品防腐和保鲜方面的应用研究意义重大、前景广阔。