植物精油在食品防霉保质中应用的研究进展

食品在保藏、运输过程中,极易受到微生物污染而引起腐败变质,亟需有效的抑菌防腐措施。植物精油作为天然抑菌剂,具有易挥发、可降解、低残留、低毒性、环境友好的特点,已成为食品行业研究开发的热点。本文综述了植物精油的来源和活性成分、抑制真菌生长、抑制真菌毒素产生及其在食品保藏中的应用现状,以期为进一步开发与利用植物精油作为天然抑菌剂和食品保鲜剂提供参考。     

植物源天然产物的抑菌作用、机理及在食品保藏中的应用

食源性致病菌引起的食品安全问题严重威胁着人们的身体健康,已经广泛引起人们的关注,因而如何安全有效地抑制食品中致病菌的生长成为食品领域中的研究热点。研究表明,植物源天然产物具有来源广泛、抑菌谱广、与化学防腐剂相比副作用小等特点,可作为一种天然防腐剂运用于食品中。本文综述了植物源天然产物对食源性致病菌的抑菌活性、机理以及在食品保藏中的应用,以期为减少食源性致病菌对食品的污染提供理论依据。     

植物精油对储藏期间小麦污染优势真菌的抑制效果研究

为探究植物精油对小麦储藏期间污染优势真菌的抑制效果,对小麦储藏期间污染优势真菌进行分离、鉴定,选取花椒精油、丁香精油、牛至精油、肉桂精油、冬青精油和柠檬精油为研究对象,以污染优势真菌为目标菌,通过测定抑菌圈直径、最低抑菌浓度和联合抑菌效果,以确定单一精油的抑菌效果、复配精油的协同抑菌效果及其最佳复配比例。结果从储藏小麦中分离出黄曲霉菌(Aspergillus flavus)、尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)、草酸青霉(Penicillium oxalicum)和链格孢菌(Alternaria alternata) 4种污染优势真菌,抑菌效果最好的植物精油为肉桂精油和牛至精油,两者复配后均呈现协同抑菌的效果,且以肉桂精油:牛至精油为1∶2时协同抑菌效果最佳。研究表明,将肉桂精油和牛至精油按一定的比例进行复配可应用于粮食储藏过程中,达到安全储粮的良好效果。     

几种植物精油的提取工艺优化及抑菌效果初步研究

确定几种植物精油的最佳提取工艺,检测植物精油抑菌效果,为精油的开发利用提供参考。以水蒸气蒸馏法提取精油,分析烘干时间、烘干温度、料液比对甜橙精油提取率的影响,分析料液比、烘干温度、蒸馏温度对香樟精油提取率的影响;检测精油的抑菌效果、保鲜效果。初步结论:甜橙精油最佳提取工艺为烘干时间3 h、烘干温度70℃、料液比1∶7,提取率可达5.08%;香樟精油最佳提取工艺为烘干时间150 min、蒸馏温度90℃、料液比1∶5,提取率可达0.60%;薄荷精油和香樟精油对细菌有抑制作用,甜橙精油和大蒜精油对真菌与细菌均有抑制作用,大蒜精油抑菌效果最佳;精油对果蔬具有保鲜效果;精油空气清新剂杀菌效果依次为甜橙薄荷香樟。     

不同海拔高度和竹龄对黄甜竹叶精油成分及其生物活性的影响

为探究海拔和竹龄对黄甜竹叶精油品质的影响,本研究采用气相色谱-质谱联用技术（GC-MS）测定不同海拔高度下新叶和老叶精油的化学成分,并分别采用平板抑菌法和1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（DPPH）法测定各竹叶精油的抑菌效果和抗氧化活性。结果表明,黄甜竹叶精油中的成分以烷类、醇类、萜烯类和芳香族化合物为主,中高海拔有利于萜烯类化合物的合成和积累,新叶精油中的醇类、萜烯类和芳香族化合物含量高于老叶。各竹叶精油对干腐病菌（Fusarium）和葡萄座腔菌（Botryosphaeria dothidea）均有抑制效果,海拔越高竹叶的抑菌效果越好,新叶精油的抑菌效果强于老叶。各竹叶精油均表现出较高的抗氧化活性,表现为低海拔>中高海拔、新叶>老叶。本研究结果为黄甜竹叶资源的开发提供了数据支撑和新的利用方向。     

丁香精油对甜樱桃采后优势致腐真菌的控制及其抑菌机理

为探明植物精油对甜樱桃采后优势致病菌的抑菌效力及抑菌机理,以山东泰安地区主栽品种红灯为试验材料,从自然腐烂的甜樱桃果实上分离纯化优势致病菌,采用形态学方法并结合ITS序列法进行鉴定,选用丁香精油从体外熏蒸和接触2种作用方式研究其对主要病原真菌的抑菌效果。结果表明,甜樱桃采后的3种主要致腐真菌分别为灰葡萄孢菌(Botrytis cinerea)、链格孢菌(Alternaria alternata)和胶孢炭疽菌(Colletotrichum gloeosporioides);体外抑菌试验表明,一定浓度的丁香精油能显著抑制3种致病菌的菌丝生长和孢子萌发,熏蒸处理较接触效果更好,对B. cinerea、 A. alternata和C. gloeosporioides的最小抑菌浓度(MIC)分别为120、100和100 μL·L^-1;试验还表明丁香精油破坏了菌丝形态,其抑菌机理可能与精油疏水性造成的微生物膜系统结构破坏、及胞内主要内容物流失有关。综上所述,丁香精油作为甜樱桃贮藏前的熏蒸剂具有较好的应用潜力。     

蓝莓果实黑斑病的病原鉴定及植物精油抑菌研究

为明确山东泰安产区蓝莓采后黑斑病病原菌,通过传统真菌形态学、rDNA-ITS 序列分析,结合构建系统进化发育树,鉴定该病原菌为链格孢菌(Alternaria alternata)。选用肉桂皮、百里香、丁香、柠檬草和玫瑰草5种植物精油对A. alternata进行熏蒸抑菌试验,通过体外抑菌活性筛选出最优的精油类别和作用浓度。体外抑菌结果表明, 5种植物精油对链格孢菌均有不同程度的抑菌活性。其中,肉桂皮精油对A. alternata的抑菌效果最好,其最低抑菌浓度(MIC)和最小杀菌浓度(MFC) 分别为 0.03 μL·mL^-1和0.06 μL·mL^-1。体内接种抑菌试验发现,0.03 μL·mL^-1肉桂皮精油可有效降低蓝莓果实的发病率。扫描电子显微镜(SEM)结果表明,对照组菌丝光滑平整,而经肉桂皮精油处理组,菌丝表面形态受到严重破坏,出现粗糙、褶皱等变形现象。本研究可为山东产区蓝莓贮藏期黑斑病的预防和绿色控制提供一定的参考依据。     

植物精油海藻酸钠复合膜对双孢蘑菇的抑菌保鲜效果研究

为了研究植物精油对双孢蘑菇贮藏期主要腐败菌的抑制效果,该文以新鲜双孢蘑菇为试验材料,分离、纯化并鉴定引起双孢蘑菇贮藏期腐败的主要病原菌;通过体外抑菌活性试验,筛选出抑菌效果较好的植物精油,并将此精油应用于复合膜的保鲜试验中,验证其抑菌保鲜效果。通过对双孢蘑菇主要致腐微生物进行分离、纯化得到9株单菌落,经致病性试验得到主要病原真菌为3号菌,对该病原菌18S rDNA序列进行进化树分析,确定其为丰孢木霉菌(Trichoderma sp.)。选用姜黄、连翘、桉叶、当归4种精油对3号菌菌株进行抑菌活性试验,筛选出较优精油种类及浓度。结果表明,桉叶油对丰孢木霉菌的抑制效果最好,其次是连翘油,姜黄油和当归油无明显抑制作用。桉叶油最小抑菌浓度(minimum inhibitory concentration, MIC)为0.312 5μL/mL,最小杀菌浓度(minimum bactericidal concentration, MBC)为0.625μL/mL;连翘油MIC为0.625μL/mL,MBC为1.25μL/mL。通过对海藻酸钠/桉叶油复合膜和海藻酸钠单一膜的性能指标进行测定和对比发现,桉叶油的添加可显著提高膜的气体阻隔性能和机械性能。分别用海藻酸钠/桉叶油复合膜、海藻酸钠单一膜和普通PE膜对双孢蘑菇进行保鲜试验,结果表明,添加桉叶油的复合膜可有效降低双孢蘑菇子实体的衰老和致病腐烂,具有显著的抑菌保鲜效果。该研究结果可为双孢蘑菇贮藏期防腐和天然杀菌保鲜剂的选择提供一定的理论依据。     

固封精油熏蒸对油桃采后保鲜效果的影响

为开发一种新的植物精油保鲜方法,本试验用琼脂平板固封百里香精油和薄荷精油,制成精油香膏,使精油缓慢释放,用于熏蒸油桃,并采用固相微萃取-气质联用(SPME-GCMS)分析精油香膏熏蒸时盒内空气中精油活性成分的变化,同时比较不同精油香膏熏蒸对油桃果实腐烂指数、失重率、硬度、抑菌能力以及可溶性固形物、可滴定酸、抗坏血酸和类胡萝卜素含量的影响。结果表明,33 d贮藏期结束后,对照组油桃腐烂指数为23.3%,试验组油桃腐烂指数降低至10.8%以下,并且试验组能较好地保持果实失重率和硬度。SPME-GCMS分析发现,百里香酚和香芹酚作为主要的抑菌功能成分,其含量随着贮藏时间缓慢增加后趋于平衡,但相对百分含量较低。低浓度下,2种精油对褐腐病菌均有较高的抑菌活性,10%薄荷精油熏蒸几乎能完全抑制褐腐病菌的萌芽,1%和10%百里香精油能将褐腐病菌的萌芽率分别降低35.4和49.1个百分点,但灰葡萄球菌对精油挥发性成分敏感性较低。精油熏蒸能够减少抗坏血酸和类胡萝卜素的氧化,延缓可溶性固形物和可滴定酸含量的降低。综上所述,精油香膏熏蒸能减少油桃果实的腐烂,延缓后熟衰老,较好地保持果实品质,具有进一步开发成商品化果蔬保鲜剂的潜力。本研究结果为固封精油熏蒸在油桃采后保鲜上的应用提供了一定的参考。     

花椒精油的萃取及生物活性成分应用研究进展

花椒精油是从花椒果壳、叶等部位所提取的植物精油,其独特的香气和麻味以及多种生物活性物质除了传统的调味用途外,还具有灭菌、杀虫、保鲜、药理等多种作用。为了给畜牧健康养殖、安全保鲜及花椒精油的进一步开发利用提供更多思路和支撑。通过查阅相关文献,归纳总结了花椒精油的主要成分、提取方式、微胶囊制备工艺以及生物活性抗菌、保鲜、药理等研究现状。花椒精油优秀的广谱抗菌效应和保鲜作用结合花椒精油微胶囊制备工艺可以更好地保留其生物活性,不仅可广泛地应用于食品调味、果蔬保鲜等方面,在我国畜牧业向全面无抗养殖发展的背景下,作为优良的植物来源保鲜剂和替代抗生素添加剂,在畜牧业杀虫灭菌、健康养殖、肉产品货架期保鲜等环节也有着广阔的应用前景。     

5种植物精油对樱桃番茄常温保鲜效果的影响

以千禧樱桃番茄为供试果蔬,研究5种植物精油处理对其常温保鲜的效果,筛选出具有较高保鲜活性的植物源材料,以期充分利用我国的天然植物资源,为植物精油在樱桃番茄果实保鲜上的应用提供理论依据.结果表明,以失重率、好果率为指标综合评定,薰衣草精油、松红梅精油、红百里香精油、迷迭香精油、罗勒精油这5种精油对樱桃番茄的适宜处理浓度均为500μL·L-1.研究樱桃番茄贮藏期间的各项生理生化指标,发现红百里香精油可以有效延缓樱桃番茄的衰老,在20℃贮藏25d后好果率为68.34％,仍能保持较好的风味和硬度,维持果实细胞膜透性,抑制MDA积累,显著延缓了可溶性固形物、可滴定酸、抗坏血酸含量的降低.     

分形理论在农业与食品系统中的应用综述

分形是大自然的几何学,是非线性分析的有力工具,最近的十多年来对其研究和应用方兴未艾,几乎覆盖了所有的科学领域。该文简单介绍分形的基本定义和性质,并主要从3个方面介绍了它在农业、生物系统和食品工程领域的研究进展:首先是土壤结构、土壤颗粒的粗糙性和聚集、水土关系如渗流系数的分形描述、土壤的工程特性和土壤中发生的物理化学生物过程的分形分析等,是许多作者关注的领域;第二是在食品工程领域,食品颗粒的表面粗糙度、速溶咖啡颗粒的分形特征和可溶性的关系、奶酪等食品结构的分性特征、以及分形理论在食品加工质量控制中的应用等;第三是在植物和动物系统中,根系发育的分形描述和计算机模拟、不同植物的分形维数及识别,某些植物生长发育过程的计算机摸拟,动物生理、行为的分形特征以及在生态系统的环境监测中分形理论的一些开创性的研究成果。该文在综述了以上几个方面的研究成果后,对分形理论在这些领域的应用和发展作了讨论和展望。     

天然植物提取物在果蔬保鲜中应用研究进展

农产品采后保鲜始终是关系到农业可持续发展的重要问题，采用天然植物提取物对果蔬进行保鲜可以减少化学合成杀菌剂对人类健康的不良影响，并有效防止植物病原菌的抗药性。能够应用到果蔬贮藏保鲜中的天然植物提取物主要是天然香辛料和部分中草药, 其提取物对果蔬贮藏保鲜过程中的主要病原菌具有较强的抑制作用。天然防腐保鲜剂的活性成分大多是挥发性精油，主要通过作用于微生物的细胞膜或者能量代谢途径达到抗菌效果。天然植物提取物在果蔬保鲜中的主要应用方式有浸蘸、熏蒸、喷洒或与保鲜纸及涂膜剂等载体相结合，但目前尚缺乏成熟的产业化应用技术。发展植物源果蔬保鲜剂的未来研究应集中于确定植物提取物的活性成分与构效关系，以及产业化应用的系统工程技术。     

有机RFID标签在动物食品溯源中的应用前景

无线射频识别(RFID)标签的高成本一直制约着RFID技术的普及应用,有机RFID标签因其成本较低而备受各国关注。该文对新型有机RFID标签在动物食品溯源过程应用的特点进行分析,并与传统的条码、无机RFID标签进行比较。对动物性食品溯源系统的各主要环节特点及其对标签技术的需求进行论证,并对3种标签技术在各环节中的应用进行分析,提出在溯源过程中引进有机RFID标签降低成本,以促进动物性食品追溯技术的广泛应用。     

复合植物精油防霉剂对玉米霉菌及真菌毒素的控制效果

为了验证复合植物精油防霉剂(肉桂醛∶柠檬醛∶丁香酚∶薄荷醇=3∶3∶2∶2,v/v/v/v)对玉米霉菌和真菌毒素的控制效果,评估其对玉米品质的影响,以市售玉米为原料,设置空白组、丙酸组及精油组三组处理,研究在自然条件下储藏360 d精油处理对玉米的防霉效果。结果表明,空白组玉米霉菌总数在储藏期呈现先上升后下降的趋势,储藏240 d时达到最大值(1 449.33 cfu·g-1);精油组对霉菌的抑制率达到89.0%,显著高于丙酸组(71.7%);精油组对黄曲霉、镰刀菌的抑制效果最显著,240 d时对2种菌的抑制率分别为99.4%和100.0%,丙酸组对2种菌的抑制率分别为82.6%和100.0%。储藏240 d时,空白组黄曲霉毒素B1和脱氧雪腐镰刀菌烯醇含量最大,精油组对2种毒素的抑制率分别为90.6%和66.0%。精油组能够保持玉米正常发芽能力,储藏360 d后玉米发芽率仍能达到85.0%,而空白组和丙酸组发芽率分别为61.3%和25.8%;精油组能够抑制玉米酸败,储藏360 d后脂肪酸值为35.2 mg KOH·100g-1,为空白组的57.4%。综上,复合植物精油防霉剂可有效防控玉米储藏过程中霉菌和真菌毒素污染,并具有保持玉米生理活性、阻控品质劣变的作用,在用量仅为丙酸1/10的情况下,其效果优于丙酸,表明该复合植物精油防霉剂是一种高效、优质的防霉剂,应用前景广阔。     

胜红蓟精油复合微乳液体系构建及其对芦柑保鲜的影响

为更好的资源化利用入侵植物胜红蓟,提高芦柑的保鲜效果,本研究以胜红蓟精油为油相,吐温-80为表面活性剂,乙醇为助表面活性剂,碳酸钠和羧甲基壳聚糖水溶液为水相,采用拟三元相图筛选最优纳米级复合微乳液体系,并检测其在不同浓度(2.5、5.0、10.0和20.0 mg·mL^-1)下对意大利青霉、指状青霉和扩展青霉的抑菌活性和芦柑染菌抑制效果,用最优浓度处理芦柑果实,探究其对芦柑在不同贮藏条件下(25℃和4℃)的保鲜效果。结果表明,最优复合微乳液体系(A₈₀)的配方为胜红蓟精油∶乙醇∶吐温-80∶3%碳酸钠∶0.5%羧甲基壳聚糖=0.13∶0.38∶0.13∶1∶3,其粒径为34.47 nm。复合微乳液体系浓度为20 mg·mL^-1时,对意大利青霉、指状青霉和扩展青霉的抑菌效果最好,抑制率分别为64.86%、60.23%和86.96%,对芦柑的染菌抑制率为76.48%。此浓度复合微乳液A₈₀对4℃贮藏条件的芦柑保鲜效果最好,贮藏30 d后芦柑失重率为22.24%,对照组失重率为26.47%,腐烂率为11.33%,较对照组降低50%。构建的胜红蓟精油复合微乳液体系处理芦柑,不仅可以有效抑菌,延缓芦柑果实水分散失和重量损失,而且能延长芦柑的保鲜期。本研究结果为胜红蓟精油天然保鲜剂的开发和芦柑储藏保鲜提供了一定的理论基础。     

近红外反射光谱分析在土壤肥料学的应用及发展方向

近红外反射光谱分析是一种"巨人"分析法,在土壤肥料及植物营养科学具有广阔的应用前景。对近红外反射光谱分析在土壤肥料及植物营养学科中的应用,存在问题,及其在土壤肥料及植物营养学科领域的发展方向进行了评述。     

不同发酵处理对玉米粉加工特性及淀粉粒结构的影响

以拓宽玉米粉在食品领域的应用为目标,该研究以玉米粉为原料,研究了发酵处理对其色泽、水合特性、热特性等的影响,并从淀粉结构方面进行了相应的机理分析。结果表明：植物乳杆菌、甜酒曲及两者的混合发酵剂和不同发酵条件的处理,对玉米粉的加工特性影响明显。与对照处理相比,植物乳杆菌发酵处理24 h显著降低（P<0.05）玉米粉的水结合能力、吸水性指数、水溶性指数及膨胀势,分别为9.87%、10.7%、35.2%和13.0%。先接入甜酒曲发酵12 h再接入植物乳杆菌,总发酵时间36 h可使玉米粉的亮度提高7.41%,混菌发酵玉米粉的吸水性、膨胀性比植物乳杆菌单菌种发酵有所增加。与对照处理相比,植物乳杆菌发酵玉米粉24 h使焓值降低25.8%,先接入甜酒曲发酵12 h再接入植物乳杆菌进行混菌发酵比植物乳杆菌单菌种发酵可增加原料的焓值。发酵处理后玉米粉的粒径显著减小,淀粉的官能团位置并未发生改变,但会影响分子排列的有序度和双螺旋度,电镜分析显示发酵破坏了淀粉粒结构的完整性,颗粒表面出现孔洞和裂纹。发酵处理会影响玉米粉的加工特性,其变化同淀粉的变化密切相关。应用发酵技术处理玉米粉以改变其水合特性将为更加合理地在食品领域应用玉米粉提供新的思路。从水合特性的角度看,发酵处理后的玉米粉将可更好地应用于焙烤食品、面条、搅团、玉米糊等食品中,进一步拓宽玉米粉在食品领域的用途。     

精油对熟制鸡胸肉中产气荚膜梭菌抑制效果预测模型研究

为研究不同香辛料精油对熟制鸡胸肉中产气荚膜梭菌(C.perfringens)的影响,该文以肉桂精油、艾草精油和茴香精油为研究对象,对C.perfringens标准株(ATCC13124)和分离株(C1)抑菌效果,筛选出抑制最佳浓度,采用BP神经网络构建C.perfringens的生长/残存动力学模型,并以相关系数(R~2)和均方根误差(RMSE)评价模型精度,以期快速预测不同精油浓度条件对C.perfringens影响。结果表明:经肉桂精油处理后的ATCC13124和C1浓度最低,抑制效果最强;采用BP神经网络模型构建不同精油对熟制鸡胸肉中C.perfringens的预测模型,肉桂精油对ATCC13124和C1的R~2分别为0.963和0.976,RMSE分别为0.327和0.271CFU/g,预测效果最佳;利用验证集对模型鲁棒性进行验证,结果表明R~2均在0.917以上,RMSE在0.200～0.640 CFU/g之间,结果表明,BP神经网络模型可以较好的预测熟制鸡胸肉中产气夹膜梭菌的生长/残存情况;为肉类加工过程中控制C.perfringens提供理论依据。     

JS25噬菌体生物特性及对食品中致病菌的生物防治

该试验以JS25噬菌体为研究对象,在分析稳定性的基础上,确定其对宿主细胞的侵染时间及最佳感染复数,最后通过在即食食品中的抑菌效应确定对即食食品的生物防治效果。结果表明,JS25噬菌体最佳感染复数为0.1、侵染时间为20 min、最适温度及p H值分别为4~60℃和6~9;另外,JS25噬菌体的潜伏期为20 min,60 min后平均裂解量为24.55 PFU/cell;试验结果表明,JS25噬菌体在即食食品中有较高的稳定性,且随噬菌体初始效价的增加,对即食食品中金黄色葡萄球菌的抑制作用也逐渐增加;但是在不同即食食品中的生物防治效果存在差异,主要表现为当效价为108及1010 PFU/g时,能分别有效的抑制鲜牛奶和圆白菜在贮藏过程中的金黄色葡萄球菌数量,当效价大于109 PFU/g时,对肉干及火腿中的致病菌有良好的防治效果。