柠檬醛及香精油的抗菌性研究概述

柠檬醛及香精油的抗菌性研究概述 柠檬醛及香精油的抗菌性研究概述 7//{8) ..餐耋;_DE.NT一九九年六月 柠檬醛及香精油的抗菌性研究概述. 方德秋?———————一 (中国科学院武汉植物所武昌430074) 肖顺元 (华中农业大学园艺系武昌430070) 摘要不少香丰青油类物质具有杀菌作用.可用作食品天然防腐剂.本文对拧檬醛,香精 油的抗菌机理及车领域的研究进展,存在的同题作一综述.并对其发展前景进行了讨论. 产 物还具有毒性及致癌作用.因此,有效地抑制食品贮运期间有害微生物的生长是食品科学中一 个重要的研究课题.在过去,通常是用人工合成的杀菌剂防腐,但它们会对环境及^类健康带 来不利影响.因此,科学家们正在从植物中寻找天然杀菌剂以取代人工防腐剂.在这个研究领 域中,已发了许多论文,其中有极大一部分是研究香精油的抗菌性.目前,研究者们已经详细 地分析了不少香精油组分的抗菌性,其中又以涉及柠檬醛的论文最多.在本文中,笔者拟对柠 檬醛及香精油的抗菌机理及本领域的研究进展,存在问题作一综述,并对其发展前景作一展 望. 香精油的抗菌机理 虽然有许多论文涉及香精油的抗菌作用,但有关它们的抗菌机理的研究却很少.溶化脂肪 或表面活性作用也许是香精油抗菌的机理之一[j],但这仅是一个假说,K.Knobloch等03,研究 了d0种萜类对初生能量代谢,NADH及丁二酸脱氢酶(SDH)活性,呼吸过程的电子传递以及 氧化磷酸化过程的影响作用.发现在6×lOmot/L浓度下,所有供试藉类都能抑制上述反应. 这表明香精油可影响菌类的呼吸作用及细胞膜功能.MartinBard等咖研究表明;香叶醇可提高 K+向细胞外渗透并增加真菌细胞膜的流动性.此外,香叶醇还可降低细胞膜脂质层的相变温 度,影响膜脂的流动性.有些香精油如柠檬醛可通过其OL.不饱和键与某些酶结合,进而导致 微生物的代谢系统紊乱r. 总之,有关香精油的抗菌机理还知之甚少,尚需进一步研究. ?收氇日期1993年5月21日 76 柠檬醛及其它香精油的抗菌性 1.柠檬醛 早在1945年,Balakhovskii和MeiseiEs3就曾报道柠檬醛具有一定的抗菌功能,并认为它在 医药工业中有一定的价值.之后,Bose等发现从柠檬草香精油中分离出来的柠檬醛,可抑制 伤寒杆菌(Bacillustyphosus)的生长.此外,柠檬草香精油的抑菌功能与其柠檬醛浓度密切相 关.Mashimo等报道,柠檬醛强烈抑制金黄色化脓微球菌(Micrococcuspyogenesj的生长,但 对肠炎沙门氐菌(Salmonellaenteri~dis)及铜绿假单细胞菌(Pseudomonasaerugin~) 无效.Okaza— kj和Oshima认为柠檬醛可抑制真菌生长 为了寻找防止糖浆长霉的物质,Lord和Husa对许多天然产物的抗菌性进行了研究发 现有一个柠檬醛样品当稀释2000--5000倍时,仍具有明显的抗真菌功能Kellner和KobcrTM] 认为柠檬醛可作为室内清洁剂.他们发现柠檬醛对抑制奈氏球菌(Nelssefia),类链球菌(Strep— tOCOCCtlSfaecalis),金黄色葡萄球菌(s.aureus),巨大芽孢杆菌(Bacillusmegatherium) 和白邑青霉 (Oidiumalbicas)的生长有明显的作用.1957年,Mose和LukasEt2]对包括柠檬醛在内的多个香精 油样品的抗菌功能进行了比较广泛的研究,发现在所用34个细菌材料中,柠檬醛对其中J4个 有效.ZibitskerEl3J发现柠檬醛对7个念珠菌属的真菌有杀伤作用,致死剂量为原液的lO,一 10倍Stevens等["将柠檬醛经高压液相色谱分离成为反式及顺式两组分,之后分别测试其 组分的抗细菌,真菌及酵母菌的能力.发现混合的柠檬醛有杀菌功能,但如单独使用,无论是反 式还是顺式都失去了抗菌功能,这表明顺,反式柠檬醛之问存在一定的互作作用.Davis和 SmootE*sj发现柠檬醛可抑制绿霉菌(Penicilliumdigitatum)孢子的萌发.但French等El'则报道, 在仅用蒸馏水配制的琼脂培养基上,柠檬醛可促进绿霉菌及青霉菌(FenicilliumitaUcum)孢子 的萌发,这表明柠檬醛的抗菌功能与营养还有一定关系.除了French等人的报道外,其余的报 道都表明柠檬醛在极低的浓度下(0.01v/v)都具有一定的抗菌功能[",18. 基于上述众多研究,一些研究者则利用柠檬醛来保存食品Arora和PandcyC-用香精油(包 括柠檬醛及其前体香叶醇)处理柑桔,之后进行贮藏试验,发现0.1的香叶醇就足以杀死青, 绿霉菌,柑桔果实在贮藏60天后无腐烂现象,品质也很好.之后,S.Benyehoshua等[203报道柠檬 醛可显着抑制柠檬果实的腐烂,但高浓度则会造成果面伤害.Zhu等"则把柠檬醛或香叶醇渗 入在塑料膜,蜡或包装纸中,之后用其包装柑怙果实,消除了柠檬醛对果面的伤害作用,并可大 大延长贮藏期.在印度,Nandi及其合作者进行了一系列利用柠檬醛贮藏谷物的研究E22,3,243.他 们的研究结果表明,柠檬醛可有效地延长小麦,大麦及稻谷的贮藏期,此外,经它处理的谷物对 供试动物的食欲,健康及生长无不良影响,但处理的谷物都丧失了发芽能力. 除抗菌之外,柠檬醛对食品贮运期问的有害昆虫也具有一定的抑制功能. 2.其它香精油 有关其它香精油的抗菌性的报道很多.本文仅对此作简要的叙述早在1949年,Piacenti— ni口就报道柠檬及甜橙的香精油具有比酚类更强的抗菌功能Hahn和Appleman[:发现0.1 的甜橙冷压香精油可完全杀死粪链球菌(Streptococcusfaecalis)D一萜二烯(柠檬烯气体具有极 强的抗细菌功能[".SubbaRao等研究了甜橙香精油在食品贮藏中的作用,发现香精油可有 效地抑制酵母菌及某些真菌的生长,因而他们认为筛选某些天然香精油作为食品的防腐剂具 77 有广阔的应用前景.Davis和SmootE认为柑桔香精油中有效的杀菌成份是醛类,尤其是C. 醛.Maruzzella和Batter0系统地研究了119种香精油对l2种真菌的抑制作用,发现8d的香 精油至少能抑制其中2种真菌的生长,表明植物香精油的杀菌功能是广泛存在的.Jain等E则 认为不同来源的香精油的组合,可以更有效地抑制菌类生长.此外,Arras等E"],Pandey 等口,Deans等,Aureli等等都进行了大量的香精油抗菌性研究,皆表明香精油具有明显 的抗真菌,细菌及酵母菌的功能,在食品工业中具有潜在的应用价值. 问题及展望 由于香精油及其组分柠檬醛具有较强及广泛的杀菌功能,它们在食品贮运中具有潜在的 应用价值.此外,因为它们属天然起源,又对人体无毒害作用,因而可消除人类对化学残毒的恐 惧感,这在当今社会更有价值.巳存的一些成功的实用报道为它们走向食品贮运业中打下了良 好的基础.但是在通向实用化的进程中尚存在一些问题,主要有; (1)在食品贮运过程中,香精油或其组分柠檬醛会不断地挥发,致使其杀菌功效不断地减 弱.虽然用密封的塑料袋可有效地防止其挥发,但这对于贮存大量的食品(如谷物)则显得不切 实际.. (2)由于氧化作用,聚合作用等等,香精油的抗菌性会不断地减弱,虽然目前巳找到了一些 防止香精油及柠檬醛氧化的抗氧化剂如一生育酚,维生素C,但氧化问题仍未得到解决. (3)香精油及柠檬醛对食品有一定的损伤作用,如会使谷物丧失发芽能力,对柑桔 果实造 成表面伤害,这会大大影响食品的商业价值.所有这些问题都必须在实际应用之前得到解决. 参考文献 AroraR,andG.N.Pandey,1977.J.FoodScjandTechn.14:l4一l6 Knobl~hK,N.webandH.We,i~nd,1986.Pt丑Medj.(6):556 BardMartinetaJ.1988.IJpids,23(6):534,538 IriyeR,et.1984,Agri.Bio1.Chem,48(12):29驺一2925 Balakhovskli.SD,andM.N.Me,el,1945.Biu1.Ebp?.Bio1.Med.20Il9 BoseSM,eta1.1949.J.sci.Ind.R鹤.India8B.160 BoseSM,eta1.1950.J.Sei.Ind.R.India9B.l2 MashimoK,etaJ.1953.S0goIgah.10:805 OkazakiK,andS.Oshtma,1953.J.pharm.Soc.Japan,73:690 LordCF,andW.J.Hu豫,1954.J.Amer.Pharm.Ass.48:38 KeUnerW,andW.Kober,1955.ArzneimiRel—F0rsch.5:224 MoseJR,andG.Lukas,1957.ArzneimRtel—Forsch.7.687 ZibiLskerDE,1960.Zh.MLkrobio1.EpidenImunobio1.81}l5 StevenesKL,eta1.1971.ExperlenlSa,27(5)I6O0—602 DavbPL,andJ.J.Smoot,1972.Phytopat~ology.62l88一柏9 FrenchR,C,n.1978.Phytopath.88:877—882 Trip~tldN,N,etaJ.198.PI-yc0Datl1.Z.儿0:328—335 GraceO,Onawa~mi,1989.LettersApp1.Microbio1.9ll05一l08 AsthanaA,etaJ?1988.Arch.Phytopatho.PfMnzelxschu~.Ik~r]in.24t4l7一21 …嗍嘲嘲嘲吲啪啪I兰mm呻 78Vo】.6No.2 Eaa [a4 EaS Ea6 Ben-Yeh氆huaS,eta1.1992.J.Agri.FoodChem.,40:l217--1221 ZhuLF,eta1.1991.Proceed.Int.CitrusSymp.(edsbyHuangBY,andYangQ.).Ouangzhou.C Mna.In- ternafion~Aead.Pres*.Bei正nE.pp822--825 NandiB,eta1.1977.AclaA豇i.Scan~;27ll05一l09 MallickAK,andB.Nand1.1982.ActaAsric.Sc且ndi.32177,187 Gh<*hJ,andB.Nandl,1985.ActaAgri~.Scandi.95:2{5—254 Piace~tinlo,1949.Chem.Aht.49:48l1 HahnSS.andM.D.Al~leman,1952.Food1hn.6:165. 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KeywordsCitral;Essentialoil;Antimicrobiologicalactivity {iii] 墨J脚墨J三J皇J墨J墨J三J