果蔬天然保鲜剂研究现状及进展

　　果蔬中含有人体必需的维生素、矿物质、碳水化合物等多种营养素，是人类重要的营养物质来源。果蔬采后，因微生物感染、外界机械作用等影响易出现腐败变质，每年所产果蔬损失率高达25%~30%，故果蔬采后商品化处理技术亟待提高，而保鲜剂处理是其中最重要的环节之一。

　　目前，我国普遍使用的水果保鲜剂都是化学杀菌剂，如扑海因、特克多、多菌灵、 托布津、苯来特、仲 、 化硫等。随着科学技术的进步和检测分析手段的完善，人们逐步认识到，过去被认为安全的化学防腐剂和杀菌剂等存在致癌或潜在致癌、致突变、致畸的可能性。

　　随着我国居民生活水平的日益提高，对于食品安全的要求也越来越高，特别是年《食品安全法》颁布实施后，食品安全得到了更为广泛的 　　动物源类保鲜剂是从动物体内提取天然抗菌活性成分，具有抗菌性强、水溶性强、安全无*、抑菌谱广等优点。动物源类保鲜剂可能的抗菌机理包括以下四个方面：

1、破坏依赖膜结构完整性进行物质和能量代谢的细胞及细胞器，也可导致溶酶体破裂进而致微生物自溶;

2、作用于遗传物质或使遗传微粒结构改变引起抑菌作用;

3、作用于酶或功能蛋白，使其功能发生改变而发挥灭菌作用;

4、抑制其呼吸作用而使细胞自溶。研究较多的动物源性果蔬天然保鲜剂主要包括：鱼精蛋白、抗菌肽、溶菌酶、壳聚糖、蜂胶等。

　　鱼精蛋白

　　鱼精蛋白是可从鲑、鲱、鲭、鲟、鲻等鱼中提取得到的一种碱性球形蛋白质。Miller等研究发现鱼精蛋白能有效抑制多种食品腐败菌的生长和繁殖，对蔬菜等食品有防腐效果，因此可作为食品保鲜剂加以利用。鱼精蛋白具有广谱抑菌活性，能抑制枯草杆菌、巨大芽孢杆菌、地衣型芽孢杆菌、凝固芽孢杆菌、胚芽乳杆菌、干酪乳杆菌、粪链球菌等的生长。研究发现，鱼精蛋白可与细胞膜中某些涉及营养运输或生物合成系统的蛋白质作用，使这些蛋白的功能受损，从而抑制细胞的新陈代谢而使细胞死亡。日本研制出一种从鱼精蛋白中提取的新型天然防霉保鲜剂，具有良好的抗菌防霉保鲜效能，主要成分(质量分数)有：鱼精蛋白提取物35%、甘氨酸35%、 钠25%、聚磷 5%，试用于马铃薯的保鲜，效果良好，且这种保鲜剂安全可靠，已获得美国FDA等6个国家标准和专利的认可。李燕等以鱿鱼精巢组织为原料，从中分离提取鱼精蛋白，确定其对大肠杆菌、金*色葡萄球菌的 抑菌浓度(MIC)后，将其添加到新鲜的鱼糜制品中，研究了pH、无机成分、有机成分和其他化学物质对鱼精蛋白抑菌活性的影响，结果表明，鱼精蛋白是一种有效的天然食品防腐剂。

　　抗菌肽

　　抗菌肽是普遍存在于各类生物体中的一类具有生物活性小分子多肽，属于免疫系统组成部分，具广谱抗菌的特点，对革兰氏阴性菌等有杀灭作用。抗菌肽发挥抗菌活性，一方面依赖两亲的α螺旋结构作用于细菌细胞膜上的脂质层，破坏其完整性并产生穿孔现象，导致膜的通透性增大，促使细菌细胞膜破裂，最终导致细胞壁的溶解，造成内容物渗出而导致细胞死亡的膜裂解机制;另一方面通过穿透细胞膜和核膜，作用于DNA或RNA、攻击线粒体、抑制蛋白质及细胞壁合成等而达到抗菌作用的膜不裂解机制这两种。目前，抗菌肽在果蔬保鲜应用上报道较少，但它可作为一种优良的抗菌小肽与其他物质协同使用，提高保鲜性能。李蒙等用抗菌肽原液与葡萄糖酸内酯、壳聚糖配制的复合液对樱桃番茄进行保鲜研究，结果证实，樱桃番茄贮藏30d后能有效地减少贮藏期间腐烂率和质量损失率，降低番茄果实的呼吸强度，延缓果肉硬度的下降和色泽的上升，减少VC、可溶性固形物和可滴定酸的损失，较好地保持樱桃番茄外部感官和内部品质。邱芳萍等从吉林林蛙干皮中提取得到的抗菌肽FSE31.5，研究对瓜果蔬菜的保鲜效果，结果表明实验抗菌肽在瓜果蔬菜(草莓)保鲜方面均具有较好的效果。

　　溶菌酶

　　溶菌酶可从鸟类、家禽的蛋清中和哺乳动物的泪液、唾液、血浆、尿、乳汁、胎盘以及体液、组织细胞提取得到，其中在蛋清中含量最丰富。由于是自身的非特异性免疫因素，所以对人无*副作用。溶菌酶的抑菌机制是能有效地水解细菌细胞壁的肽聚糖，在内部渗透压的作用下细胞胀裂，致使细菌裂解死亡。对革兰氏阳性菌，好气性孢子形成菌，枯草杆菌，地衣型芽孢杆菌等均有良好的抗菌效果，尤其对溶壁微球菌的溶菌能力最强。曹涛等对枯草芽孢杆菌、耐辐射微球菌、副溶血性弧菌、金*色葡萄球菌等食品污染菌进行了类似的研究，证实溶菌酶能强烈分解革兰氏阳性菌中的枯草芽抱杆菌和耐辐射微球菌。灰色链霉菌溶菌酶能一定程度分解大肠杆菌、普通变形菌、溶血性弧菌等革兰氏阴性菌。韩艳丽等用0.05%溶菌酶对梨进行涂膜保鲜，结果发现能够显著抑制梨的采后呼吸作用，较好的保持采后品质，降低细胞膜透性，保持较高的超氧化物歧化酶(SOD)、 酶(CAT)活性，延缓果实硬度的下降，延缓果实的衰老，抑制采后腐烂，表现出较好的贮藏效果。豆丽丽用蛋清溶菌酶和茶多酚两种保鲜剂混合使用对金*色葡萄球菌、大肠杆菌和沙门氏菌进行抑菌实验，发现混合物对金*色葡萄球菌的抑菌效果表现出相加作用，对大肠杆菌及沙门氏菌表现出强烈的相加作用。胡晓亮等用溶菌酶和海藻 对马陆葡萄进行复合涂膜保鲜实验，发现用0.1%溶菌酶和1.0%海藻 复合处理后的马陆葡萄在贮藏25d后，感官品质 ，腐烂指数为0.17，质量损失率仅为9.34%，VC含量为3.2mg/g，可溶性固形物含量为12.1%、SOD活性仍保持了初始活性的86.5%，其保鲜效果更显著。吴汶飞等用溶菌酶与 链球菌素(Nisin)复配物对鲜切荔枝果肉进行冰温保鲜，发现0.%溶菌酶和0.%Nisin复配处理既可有效抑制鲜切荔枝果肉在冰温贮藏中细菌、霉菌和酵母菌增殖，还可减轻果肉褐变，效果较好。

　　壳聚糖

　　壳聚糖又称脱 甲壳质，从蟹壳、虾壳等中提取出来的一种天然多糖。具有良好成膜性、可降解性、抑菌性及安全性，非常适于用作食品保鲜剂的材料。壳聚糖的抑菌，一方面是壳聚糖通过吸附在细胞表面，形成一层高分子膜，阻止了营养物质向细胞内的运输，从而起到抑菌杀菌作用;另一方面是壳聚糖通过渗透进入细胞体内，吸附细胞体内带有阴离子的细胞质，并发生絮凝作用，扰乱细胞正常生理活动，从而杀灭细菌。覃志英等采用自制壳聚糖水果保鲜剂，对芒果进行浸泡成膜保鲜实验，发现该膜能有效地抑制微生物侵蚀芒果，防止芒果失水，延长芒果贮藏期并保持芒果原有的香甜和可口的风味。

　　胡晓亮等用壳聚糖液对樱桃番茄进行涂膜保鲜，在4℃条件下贮藏15d后，其感官效果好，果实的腐烂指数为0.，质量损失率仅为7.34%，VC含量为26.4mg/g，可溶性固形物含量为8.9%，呼吸强度显著低于其他处理组，而单一壳聚糖保鲜比其复合保鲜剂的保鲜效果差。有研究证实，在壳聚糖涂层中加入佛手柑精油可明显提高冷藏葡萄的质量。Alvarez等研究发现，鲜切花椰菜采用壳聚糖与精油制成的复合保鲜涂膜液处理后，能有效抑制微生物生长繁殖，并对鲜切花椰菜的感官品质不产生影响。壳聚糖也可以诱导果蔬结构抗病性，如可使植物细胞壁加厚或木质化程度加强，调节植物体内与抗病有关的酶活性变化，产生植保素、酚类化合物等抗菌物质以及诱导病程相关蛋白，产生新的激发子诱导植物一系列防御反应等。

　　蜂胶

　　蜂胶是蜜蜂从植物芽孢或树干上采集的树脂，混入其上腭腺，蜡腺的分泌物经加工而成的一种具有芳香气味胶状固体物。已确定蜂胶成分有*酮和类*酮类、芳香酸和芳香 类、脂肪酸和脂肪 类、酚类、醇类、醛类、酮类、萜烯类、 酸、多种维生素以及矿物质等。蜂胶能抑制和杀死细菌、病*等，主要通过以下两方面的作用：a.其良好成膜性可减少病源生物侵染，阻止果蔬内外气体交换、抑制呼吸、降低新陈代谢、减少表面水分蒸发进而减少营养物质消耗和品质下降;b.对各种细菌、真菌、病菌和病原虫都有抑制和消灭能力。刁春英等用蜂胶提取物对草莓、雪花梨进行涂膜保鲜实验，其研究结果显示，蜂胶提取物可有效降低呼吸强度，降低产品失重率，维持产品硬度、可滴定酸度和VC含量。郭东起等的研究发现，1.5%蜂胶涂膜可显著降低圆脆鲜枣的失重率和腐烂指数，维持其硬度，延缓其采后衰老，可有效延长其保鲜期。

植物源保鲜剂

　　我国植物种类丰富，人们在生产实践和科学研究中发现植物中的提取物对病原微生物有抑制作用，遂提出利用植物中的物质进行果蔬采后保鲜。Camele等用从植物中提取得到的8种化合物(β-水芹烯、β-蒎烯、莰烯、香芹酚、柠檬醛、邻 异 苯、γ-松油烯和百里酚)对引起采后水果腐败的五种病原菌进行抑菌实验，结果证实，柠檬醛对柑桔褐腐疫霉有杀灭作用，香芹酚和百里酚能抑制柑桔褐腐疫霉和匍枝根霉的活性，ppm柠檬醛和芳香醛及ppm和ppm的百里酚能抑制灰霉葡萄孢子的生长，ppm的百里酚和香芹酚对扩展青霉有抑制作用。对植物源果蔬保鲜剂一般亦遵循药食同源原则进行筛选，因此其原料主要集中在天然香辛料和一些中草药上，如芸香科、桃金娘科、百合科、姜科、肉豆蔻科、胡椒科及本科的部分植物。

　　中草药类保鲜剂

　　中草药中的很多成分对细菌、真菌都有很强抑制作用，对果蔬有较好的保鲜效果。宋晓岗等把丁香、桂皮、花椒、百部、良姜、虎杖等中草药对鸭梨进行保鲜，在室温下放置35d后仍能保持较好鲜度，探明了其有效成分主要是萜类、含氮或含 合物、芳香族化合物、*酮类化合物、芪类化合物、脂肪类化合物以及蛋白质类。栗丽萍等以*连、大*、丁香、甘草、肉桂提取液对巨峰葡萄进行涂膜保鲜，发现其可延缓果实衰老和品质劣变，能有效降低失重率、腐烂率，可减缓可溶性固形物含量、可滴定酸含量、还原糖含量的下降速度。

　　不同抑菌谱的中草药适当配合，考察其协同增效能力，依此开发出高效、广谱复合保鲜剂也是研究的热点。姬长新等用3种中草药复配液DZM(丁香、紫丹参、迷迭香)、ZHK(紫丹参、厚朴、苦参)、HKM(厚朴、苦参、迷迭香)分别对葡萄、青椒进行贮藏保鲜，结果发现，3组中草药复配液对葡萄、青椒的保鲜效果良好，其中DZM复配液对葡萄、青椒贮藏中保鲜效果均优于其他2组复配液。李海燕等用1g/L丁香和蛇床子、1.5g/L补钙脂的复配物对草莓进行保鲜实验，也获得了类似的结果。

　　香辛料类保鲜剂

　　香辛料来源于植物的种子、果实、茎叶、树皮、花蕾等部位，其重要的抗菌、保鲜性成分主要是酚类和精油。香辛料中的酚类物质主要包括*酮、*烷酮、*烷醇、*酮醇和花青素，这些物质都具有显著的抗氧化、抗菌等功能;香辛料中的精油主要包括萜烯、单帖和倍半萜，这些物质都具有抗氧化，抗菌等功能。用于果蔬保鲜的香辛料主要有：芸香科九里香属植物，樟科樟属植物，菊科蒿属植物，禾本科香茅、芸香草，桃金娘科桉属中的柠檬桉、蓝桉等，姜科砂仁属、姜*属中某些种;唇形花科紫苏等。丛建民等用丁香、高良姜、花椒、桂皮制成的复合保鲜剂对草莓进行保鲜研究，发现其能显著延缓果实在贮藏期间的品质降低，提高了草莓的货架保存期。

　　大蒜提取物具有很强的杀菌能力，对微生物的生长繁殖起着抑制作用，可防止有害微生物对果蔬的危害。Ankri等的研究证实，大蒜素是新鲜大蒜主要活性成分之一，抑菌谱较广，对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌均有抑菌作用，对大肠杆菌、尤其是白色念珠菌的抑制效果显著，而对人体肠道寄生虫如肠兰伯式鞭毛虫等也有*性作用。还有研究发现，大蒜多糖可抑制大肠杆菌、沙门氏菌和金*色葡萄球菌的生长繁殖;大蒜汁对大肠杆菌、枯草芽孢杆菌、金*色葡萄球菌、酵母菌、伤寒沙门氏菌、痢疾志贺氏菌、放线菌、青霉菌、新型隐球菌和白假丝酵母菌等具较强的抑制活性;而大蒜油对枯草芽孢杆菌、金*色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、大肠杆菌、绿脓杆菌、变形杆菌、黑曲霉、白色念珠菌、嗜热链球菌、保加利亚乳杆菌、沙门氏菌、青霉和*曲霉的抑制作用也较显著。宿献贵等用大蒜提取液对油桃进行保鲜，证实其可以抑制油桃贮藏期间的呼吸强度、腐烂指数和相对电导率，延缓果实硬度、VC、可滴定酸和可溶性固形物含量的下降。

　　植物多糖

　　随着生活水平的提高，生活模式与消费观念的改变，人们更加 　　植物蛋白质及抗菌肽

　　植物蛋白质保鲜剂中研究最多是蛋白质膜保鲜。蛋白质膜具有的良好阻隔性能可延缓食品中水和其他成分的迁移和扩散、防止食品风味物质的挥发，延长食品货架期。蛋白质膜主要有大豆蛋白质、玉米醇溶蛋白质和小麦面筋蛋白质膜等。张平等将玉米醇溶蛋白膜用于草莓保鲜，发现此膜能有效保持果蔬中的水分，防止果皮皱缩，保持果实质地，抑制微生物生长繁殖。研究也发现，不同来源的蛋白质，其组成结构、性质、成膜条件各异，制成蛋白膜的性能也往往具有较大差异，因此，用不同蛋白质复配成膜，其产品就可兼具不同膜的优点，蛋白质和其他大分子物质或脂质等按照一定比例制成的复合膜，性能会得到改善。向玉米醇溶蛋白膜中添加酚类化合物，能够改善传统玉米醇溶蛋白膜的脆、软的性质，并且提高了膜的抗菌活性。有研究证实，用玉米醇溶蛋白复合膜涂膜保鲜*金梨能够显著降低其失重率和呼吸强度，且能减少*金梨储藏过程中还原糖、总酸及VC含量的降低。刘开华等将5%的大豆分离蛋白溶液中添加mg/kg茶多酚制成涂膜液，在室温条件下的实验结果是，复合涂膜液能较好地保持樱桃的感官品质，降低腐烂率，延缓果实硬度、VC和可溶性固形物含量的下降，从而延长果实的保鲜期。

　　植物源抗菌肽是植物细胞特定基因编码经外界条件诱导产生的一类具有广谱抗细菌、真菌、病*、原虫等活性作用的小分子多肽，尤其对部分真菌具有极强的杀伤力，在植物天然防御体系中起着重要作用。龚吉*等研究证实，控制在适当的条件下，用胃蛋白酶(Pepsin)水解油茶粕水解得到的抗菌肽对大肠杆菌的抑制率为66.05%±0.22%，抑菌效果较好。刘昭明等对核桃蛋白木瓜蛋白酶和中性蛋白酶酶解产物的抑菌性能进行了研究，发现酶解产物对大肠杆菌、枯草杆菌和金*色葡萄球菌均有一定的抑制作用，且酶解产物的抑菌活性随水解程度的增加而增强。宗绪岩等选择四种蛋白酶制备水解不同时间的啤酒糟蛋白水解物，以检测其对大肠杆菌的抑菌能力，结果发现，用蛋白酶水解min得到的啤酒糟多肽样品对大肠杆菌有抑制作用。

微生物源保鲜剂

　　国内利用微生物对果蔬进行保鲜起步较晚，进入21世纪后才逐步开始在柑橘、葡萄及草莓等大宗农产品上面展开微生物拮抗菌采后保鲜研究。将非致病菌株喷布到果蔬上，因微生物的拮抗作用，可降低采后贮藏病害造成的损失。微生物在生长繁殖过程会产生次生代谢产物包括生抗生素、溶菌酶、细菌素、蛋白酶、 和有机酸等抗菌物质，这些次生代谢产物对果蔬具有防腐保鲜的效果。

　　微生物拮抗保鲜

　　微生物拮抗保鲜是一类以菌治菌的方法，保鲜微生物可与有害微生物竞争食品中的糖类等营养物质，或通过拮抗作用抑制或杀死食品中的有害微生物从而抑制有害微生物的生长。Triasa等研究发现，从新鲜果蔬中分离得到的 菌可抑制多种食源性病菌，如大肠杆菌、绿脓杆菌、金*色葡萄球菌等，其研究也证实，经过 菌处理的苹果能有效降低被沙门氏菌和大肠杆菌感染的几率，同时单核增生李斯特菌被完全抑制。可见， 菌可作为一种可有效控制食源性病菌的生物保鲜剂，其应用于鲜食水果和蔬菜的保鲜前景广阔。Nithya等研究发现，从乳清中分离得到的发酵乳杆菌KNO2对大肠杆菌、金*色葡萄球菌、伤寒杆菌、奇异变形杆菌、假单胞菌、芽孢杆菌等有抑制作用，尤其对芽孢杆菌作用更强，且其在℃稳定，pH为2时活性 ，但蛋白水解酶对其有影响。车健美等使用短芽孢杆菌生产的保鲜剂“果立鲜”对龙眼、台湾大青枣、西瓜、苹果、皇冠梨和草莓进行保鲜研究，结果表明“果立鲜”具有一定的保鲜效果，可抑制霉菌的生长，降低了腐烂率。周防震等从几种果实表面分离纯化得到两株酵母拮抗菌L-1-6和H-2，利用拮抗菌的悬浮液处理番茄能显著降低果实的腐烂率、失水率和总损耗率，采后蕃茄早疫病及根霉腐烂病害也明显低于对照，对果实营养成分和感官品质无不良影响。Liu等尝试用拮抗酵母菌控制对采后葡萄的灰霉病，结果表明，在没有损害葡萄果实营养成分的情况下，拮抗酵母菌可较好的控制采后葡萄的灰霉病害。Chanchaichaovivata等也发现，毕赤酵母和假丝酵母对泰国辣椒炭疽病菌有良好的拮抗作用，可显著降低病菌感染率和炭疽病发病率。

　　次生代谢产物的保鲜

　　微生物生长繁殖所需周期短，人工可控制其发酵环境，故利用其次生代谢产物进行果蔬保鲜具有较好的应用前景。除拮抗菌体本身之外，微生物能产生抗生素、溶菌酶、细菌素、蛋白酶、 、有机酸、抗菌肽、胞外多糖等，这些物质能形成生物膜，抑制或杀灭有害微生物，从而减少微生物腐败作用，降低果蔬呼吸作用和水分蒸发，防止了糖含量、维生素和可溶性固形物等营养成分的损失，进而达到防腐保鲜的效果。王继栋等从土壤样品中筛选、分离得到一株能拮抗荔枝霜疫霉的链霉菌，并从拮抗菌株发酵液中分离得到两个活性成分来普霉素A(LeptomycinA)和来普霉素B(LeptomycinB)，研究发现两个化合物对荔枝霜疫霉均有较强的抑制作用。陈峥等用气相色谱-质谱(GC-MS)对不同初始pH条件下发酵的FJAT--GLX发酵液的 萃取液进行初步成分鉴定，发现了具有防腐或抑菌类成分，包括2- -3-羧基-4-吡喃酮、2-呋喃 、 -吡咯[1，2-a]吡嗪-1，4-二酮和5-羧 糠醛。初始pH为7的发酵液对大肠杆菌K88有较好抑菌效果。短梗霉多糖是一种真菌多糖，是出芽短梗霉合成的一种细胞外水溶性大分子中性多糖，具有 的成膜性、成纤维性、阻氧性、可塑性、粘结性及易自然降解等特性，更重要的是，其无*无害，对人体无任何副作用，因而可广泛应用于水果、蔬菜等农产品的保鲜。

展望

　　与传统化学保鲜剂相比，天然保鲜剂具有广谱抗菌性、高效性、天然性及相对安全性等优点，因而在食品领域拥有广阔的应用前景。面对国内外果蔬天然保鲜剂研究取得可喜成果的同时，果蔬天然保鲜剂的研究与开发依然存在以下问题：a.应用于果蔬保鲜的天然保鲜剂成分复杂，其中的活性成分结构鉴定工作尚未深入进行，有效成分的作用机理、抗菌谱以及可应用的范围等研究还不够全面深人，保鲜剂使用剂量有待完善，动植物及微生物保鲜成分的提取及纯化不精细，并且研究存在盲目性;b.对新型果蔬天然保鲜剂开发缺乏系统的指导，新型果蔬天然保鲜剂需要食品多门学科为基础，但从事这些方面研究的专家很少参与合作还做了许多重复工作。企业参与进来的积极性不高，不愿太多资金投入于果蔬天然保鲜剂的研究与开发工作，从而限制了新型果蔬天然保鲜剂的开发;c.目前国家允许使用的果蔬天然保鲜剂较少，品种单一，发展缓慢;d.果蔬天然保鲜剂的研发与生产存在脱节现象，成果转化速度慢，推广效果差，不能直接应用于实际。上述均是制约天然保鲜剂开发利用进程的主要因素。

　　随着生活水平的提高，人们对果蔬保鲜剂安全性提出了更高要求，果蔬天然保鲜剂的研究与开发将成为研究的热点之一。果蔬天然保鲜剂所存在的问题将会成为其研究的方向。面对果蔬天然保鲜剂的成分复杂，保鲜机理不明等问题，应更加深入地研究其保鲜成分及机理，将为其更加广泛的应用奠定理论基础;面对成本高等问题，应该提高天然物的分离与提纯技术，降低其生产成本，为推广使用果蔬天然保鲜剂提供方便;单一天然保鲜剂保鲜效果较差，复合保鲜剂效果更理想，复合保鲜剂研究将成为一个发展方向。