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      植物多酚的生理活性、抑菌機(jī)理及其在食品保鮮中的應(yīng)用研究進(jìn)展

      2023-01-25 02:55:40楊希娟
      食品工業(yè)科技 2022年24期
      關(guān)鍵詞:茶多酚保鮮提取物

      張 杰,黨 斌, ,楊希娟

      (1.青海大學(xué)農(nóng)林科學(xué)院,青海西寧 810016;2.青海省農(nóng)林科學(xué)院,青海省青藏高原農(nóng)產(chǎn)品加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,青海西寧 810016;3.青藏高原種質(zhì)資源研究與利用實(shí)驗(yàn)室,青海西寧 810016)

      植物多酚是一類植物次生代謝產(chǎn)物,主要存在于植物的根、莖、皮、葉和果實(shí)中,參與植物的多種功能,是植物生存所必需的,能夠?yàn)橹参飵硖厥獾念伾①x予苦、澀、酸、甜的味道,且在自然界中能夠協(xié)助植物防御病原體、天敵等的侵害[1]。植物多酚在植物體內(nèi)的含量?jī)H次于纖維素、木質(zhì)素和半纖維素[2],且其含量的高低主要取決于許多內(nèi)在因素(屬、種、栽培品種)和外在(農(nóng)藝、環(huán)境、處理和儲(chǔ)存)因素的影響[3]。流行病學(xué)研究表明,食用富含多酚的食物和飲品會(huì)降低代謝紊亂的風(fēng)險(xiǎn),如能夠降低肥胖[4]、Ⅱ型糖尿病[5]、心血管疾病[6]及一些與年齡相關(guān)的神經(jīng)性疾病和某些癌癥等。隨著消費(fèi)者對(duì)飲食、健康和疾病預(yù)防之間的關(guān)系越來越感興趣,植物多酚因其分布廣泛、生理特性多樣的特點(diǎn),已成為食品科學(xué)及其相關(guān)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。

      近年來,植物多酚的生理特性如抗氧化性、抑菌性、抗癌性等已引起科研學(xué)者的廣泛關(guān)注,其中大量試驗(yàn)研究結(jié)果表明植物多酚抑菌活性突出[7],能夠作為一種良好的天然保鮮劑,目前已廣泛應(yīng)用于蔬菜瓜果[8]、畜禽肉及其制品[9]、水產(chǎn)品[10]等的儲(chǔ)存保鮮,能夠有效提高保鮮效果,延長(zhǎng)貨架期。因此,深入研究多酚類物質(zhì)抑菌作用及機(jī)理,對(duì)于促進(jìn)食品保鮮產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有著極其重要的意義和應(yīng)用價(jià)值。然而當(dāng)前國(guó)內(nèi)外學(xué)者針對(duì)植物多酚生理活性及抑菌機(jī)理實(shí)驗(yàn)性報(bào)道越來越多,但缺乏系統(tǒng)性概括和分析,為此,本文從植物多酚生理活性、抑菌機(jī)理及在部分食品中應(yīng)用的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了綜述,旨在為國(guó)內(nèi)外學(xué)者給予一定的參閱價(jià)值,同時(shí)為食品保鮮研究提供理論參考。

      1 植物多酚的生理活性

      1.1 抗氧化性

      自由基是一類含有不成對(duì)價(jià)電子的原子、分子或基團(tuán),通常在光、熱、超聲處理、輻射、氧化還原反應(yīng)和電解的作用下產(chǎn)生。在生物體內(nèi),過量的自由基能夠?qū)е滤ダ?、組織損傷和各種疾病,如帕金森病、糖尿病和心血管疾病等[11],另外自由基可以通過激活原始的癌基因轉(zhuǎn)錄來增加患癌癥的風(fēng)險(xiǎn)。因此,消除過量的自由基達(dá)到抗氧化目的,是長(zhǎng)期以來科研人員關(guān)注的熱點(diǎn)。而植物多酚化合物由于其結(jié)構(gòu)中含有活性較高的酚羥基,能夠釋放氫離子,從而破壞并終止氧化鏈?zhǔn)椒磻?yīng);同時(shí),部分多酚類化合物還具有相對(duì)較強(qiáng)的還原性,能捕獲活性較強(qiáng)的自由基[12]。王釗等[13]采用酸法提取黑蒜多酚并對(duì)其抗氧化性進(jìn)行研究,結(jié)果發(fā)現(xiàn)酸性條件下提取的黑蒜多酚其清除DPPH自由基和羥自由基的能力更強(qiáng)。郭子微等[14]研究3種不同品種蘋果在果實(shí)發(fā)育過程中總酚、原花青素、類黃酮的含量及抗氧化活性的動(dòng)態(tài)變化,結(jié)果發(fā)現(xiàn)幼果期果實(shí)的總酚、原花青素、類黃酮的含量及抗氧化活性較高,隨發(fā)育進(jìn)程其酚類物質(zhì)含量及抗氧化活性呈減少趨勢(shì),但3個(gè)品種蘋果果實(shí)均表現(xiàn)出較高的ABTS+自由基清除活性,且酚類物質(zhì)含量與抗氧化活性之間存在較強(qiáng)的正相關(guān)性。Csepregi等[15]采用常見的評(píng)價(jià)抗氧化活性的方法(TEAC、FRAP、DPPH和FCR)對(duì)37種(天然和合成)多酚類化合物進(jìn)行測(cè)定,結(jié)果發(fā)現(xiàn)多酚類化合物具有較好的抗氧化活性,但不同抗氧化性評(píng)價(jià)方法對(duì)多酚的抗氧化性測(cè)定結(jié)果不同,且主要與多酚類化合物的結(jié)構(gòu)相關(guān)。以上研究表明,植物多酚類化合物是天然抗氧化成分的良好來源,但由于植物多酚來源廣泛,不同植物中多酚的組成、含量及結(jié)構(gòu)存在較大的差異,造成了抗氧化能力的不同,因此,在針對(duì)植物多酚抗氧化活性的研究中,應(yīng)進(jìn)一步明確不同植物中植物多酚的抗氧化活性組分及其結(jié)構(gòu)特征,同時(shí)有必要采用相應(yīng)的富集技術(shù)手段對(duì)其進(jìn)行深入研究,促進(jìn)其開發(fā)利用。

      1.2 抑菌性

      植物提取物含有大量的多酚類化合物,對(duì)食品腐敗微生物和食源性病原體都有抑制作用,被稱為天然的抑菌劑,在抑菌方面具有廣泛的應(yīng)用。微生物對(duì)植物多酚的敏感性主要取決于植物多酚的種類、微生物菌株的類別以及多酚類化合物的分子結(jié)構(gòu)等,其中提取物的成分和濃度也起著重要作用。目前,關(guān)于植物多酚抑菌的研究,大多以蘋果多酚、茶多酚、葡萄多酚為主,其他植物多酚的抑菌活性研究也日益增長(zhǎng)。Cardoso等[16]通過對(duì)由綠茶或紅茶發(fā)酵的康普茶進(jìn)行多酚分析及抑菌研究,結(jié)果發(fā)現(xiàn)綠茶康普茶對(duì)所有測(cè)試的細(xì)菌均表現(xiàn)出抗菌活性且對(duì)癌細(xì)胞系均具有增加的抗增殖活性,這與其兒茶素密不可分。Daoud等[17]對(duì)兩種不同品種的椰棗花粉提取物的總酚含量(TPC)和總黃酮含量(TFC)以及抗氧化和抗菌活性進(jìn)行研究,結(jié)果表明兩個(gè)品種的椰棗花粉對(duì)受試菌表現(xiàn)出抑制作用,其中對(duì)尖孢菌抑制作用顯著。Makwana等[18]以五種重要的植物來源的酚類物質(zhì)(姜黃素、白藜蘆醇、肉桂醛、對(duì)香豆酸和松柏醇)為研究對(duì)象,探究其對(duì)大腸桿菌W1485和蠟狀芽孢桿菌的抑菌活性的影響,結(jié)果發(fā)現(xiàn)白藜蘆醇和肉桂醛具有相對(duì)較高的抑菌活性。Deng等[19]探究黑果腺肋花楸中花青素(AMAs)對(duì)大腸桿菌的抗菌作用及機(jī)制,結(jié)果顯示花青素對(duì)大腸桿菌具有很強(qiáng)的抗菌活性,對(duì)大腸桿菌的最低抑菌濃度(MIC)和最低殺菌濃度(MBC)分別為0.625和1.25 mg/mL,另外,研究還表明花青素可誘導(dǎo)大腸桿菌的細(xì)胞壁和膜損傷,達(dá)到抑菌的目的。以上研究證明,植物多酚在抑菌方面具有較強(qiáng)的生物活性,但由于微生物的生長(zhǎng)繁殖可能有多種途徑[20],且不同受試菌對(duì)同一多酚類化合物表現(xiàn)出不同的抑菌效果,因此,其抑菌機(jī)制較為復(fù)雜,也有可能是多種因素共同作用的結(jié)果,需進(jìn)一步研究。

      1.3 抗癌性

      癌癥是全世界第二大死因,已成為人類健康的巨大威脅[21]。因此,尋找有效控制及預(yù)防癌癥的方法迫在眉睫。據(jù)報(bào)道,目前已有1000種植物被鑒定具有抗癌特性,其中萜類、生物堿、皂苷、多糖和多酚,已被證明是有效的抗癌化合物[22]。多酚類化合物因其天然存在于多種植物中,來源廣泛,而深受國(guó)內(nèi)外

      學(xué)者的廣泛關(guān)注。流行病學(xué)研究已證實(shí)飲食中多酚的消費(fèi)與癌癥的風(fēng)險(xiǎn)呈負(fù)相關(guān),植物多酚能夠抑制致癌物活化、癌細(xì)胞增殖、轉(zhuǎn)移和血管生成。目前,已有部分學(xué)者對(duì)植物多酚抗癌活性進(jìn)行了研究,如結(jié)腸癌[23]、皮膚癌[24-25]、胃癌[26-27]、乳腺癌[28-29]、口腔癌[30]、肺癌[31]等,其中白藜蘆醇(RSV)、槲皮素、異黃酮、表沒食子兒茶素沒食子酸酯(EGCG)、木脂素和姜黃素等物質(zhì)的化學(xué)預(yù)防癌癥特性受到廣泛關(guān)注。Yang等[32]比較了超聲輔助提取法和常規(guī)溶劑提取法對(duì)姜黃提取物中的酚類物質(zhì)組成及抗氧化活性、抗增殖活性的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn),兩種方法提取的姜黃多酚物質(zhì)的酚類成分、抗氧化活性和抗增殖作用存在顯著差異,其中超聲波法能夠提高酚類化合物的提取效率,且獲得的提取物對(duì)癌細(xì)胞系(MCF7、MDA-MB-231、HCT116、HT29、HepG2、HeLa)具有更強(qiáng)抗增殖作用。牛晉平等[33]探究小麥麩皮的結(jié)合酚對(duì)HepG-2細(xì)胞增殖和凋亡的影響,結(jié)果發(fā)現(xiàn),不同濃度的小麥麩皮結(jié)合酚對(duì)肝癌HepG-2細(xì)胞增殖的抑制作用不同,且通過Caspase依賴的線粒體凋亡路徑抑制肝癌細(xì)胞的增殖。李原等[34]采用4種不同極性有機(jī)溶劑萃取鳳眼果殼的多酚,并探究其抗氧化活性和抗人肺癌細(xì)胞A549增殖活性,結(jié)果顯示乙酸乙酯相萃取的多酚和黃酮含量最高、抗氧化活性最強(qiáng),且對(duì)人肺癌細(xì)胞A549的增殖抑制作用顯示出劑量依賴關(guān)系,抑制A549增殖的EC50值為85.70 μg/mL。這些研究結(jié)果均證實(shí)植物多酚能夠在抗癌方面發(fā)揮重要作用,但目前對(duì)于植物多酚抗癌方面的研究多以驗(yàn)證為目的,對(duì)于植物多酚的構(gòu)效關(guān)系、抗癌機(jī)制等方面的研究還未見報(bào)道,因此需進(jìn)一步深入研究植物多酚抗癌作用機(jī)制,為開發(fā)天然的抗癌藥物提供理論依據(jù)。

      1.4 抗炎性

      炎癥被認(rèn)為是人體對(duì)感染或損傷的第一生理反應(yīng),在先天性免疫和適應(yīng)性免疫中都起著至關(guān)重要的作用[35]。目前,針對(duì)植物多酚抗炎活性的研究比較廣泛,已有幾種多酚已被證明可以降低多種炎癥性疾病,如結(jié)腸炎[36]、胃炎[37]、血管炎癥[38]等。Sangiovanni等[39]以黑莓和覆盆子提取物為研究對(duì)象,對(duì)胃部炎癥進(jìn)行抗炎分析,得到黑莓和覆盆子提取物中的主要成分為單寧酸,黑莓和覆盆子的提取物對(duì)潰瘍指數(shù)分別降低了88%和75%,并保護(hù)大鼠免受乙醇誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激。張莉等[40]探究茶多酚對(duì)不同處理組的小鼠肺泡巨噬細(xì)胞炎癥模型的影響,研究發(fā)現(xiàn)茶多酚可抑制由脂多糖誘導(dǎo)的肺泡巨噬細(xì)胞的炎癥因子表達(dá)。Li等[41]以櫻桃多酚提取物為研究對(duì)象,探討櫻桃游離多酚提取物在緩解潰瘍性結(jié)腸炎中的潛在作用及其可能的作用機(jī)制,得到櫻桃多酚提取物通過抑制Wnt/β-Catenin信號(hào)通路改善葡聚糖硫酸鈉誘導(dǎo)的小鼠潰瘍性結(jié)腸炎。彭珂毓等[42]以丹參莖葉為原料,研究其酚酸組分對(duì)潰瘍性結(jié)腸炎模型小鼠的影響,結(jié)果發(fā)現(xiàn)經(jīng)丹參莖葉的總酚酸、丹酚酸B和迷迭香酸單獨(dú)或混合給藥干預(yù)后,模型小鼠的結(jié)腸組織TNF-α、IL-6和IL-4水平及IL-6、COX2和IL-17A mRNA表達(dá)得到改善,炎癥反應(yīng)減輕。綜上研究表明,不同種類的植物多酚在體外和體內(nèi)模型中主要是通過抑制促炎細(xì)胞因子表達(dá)從而發(fā)揮抗炎活性,其作用機(jī)制還有待于進(jìn)一步的研究。

      1.5 調(diào)節(jié)血糖、血脂

      當(dāng)前的研究中,已經(jīng)發(fā)現(xiàn)植物多酚具有調(diào)節(jié)血糖、血脂的作用,在預(yù)防和調(diào)節(jié)血糖、血脂方面具有巨大潛力。陳麗莉等[43]以黑樹莓為材料,探究其多酚對(duì)糖尿病模型小鼠的影響及其可能的作用機(jī)制,結(jié)果發(fā)現(xiàn)黑樹莓多酚能夠改善糖尿病模型小鼠的血糖代謝水平,且其作用機(jī)制是通過激活胰島素信號(hào)通路來促進(jìn)葡萄糖代謝。Arshad等[44]采用超聲波輔助提取蘇鐵葉片中的多酚類物質(zhì),并對(duì)其體外抗氧化及抗糖尿病特性研究,結(jié)果發(fā)現(xiàn)60%乙醇提取物其提取率及DPPH自由基清除活性最高,500 mg/kg體重劑量的植物提取物能顯著降低糖尿病小鼠的血糖水平,并對(duì)其血脂有改善效果。Bansode等[45]使用高血脂大鼠模型研究了花生皮多酚的生物利用度,并評(píng)價(jià)其多酚的降血脂作用,結(jié)果表明采用花生皮多酚飲食干預(yù)5周后能夠降低模型大鼠的總血脂和血漿脂肪酸。以上關(guān)于植物多酚調(diào)節(jié)血糖及血脂的研究大多集中在體內(nèi)及體外試驗(yàn),其副作用較小、效果顯著,有較大的優(yōu)越性。而隨著國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)多酚研究不斷深入,對(duì)植物多酚調(diào)控血糖的具體機(jī)制還需進(jìn)一步明確,且應(yīng)用先進(jìn)的代謝組學(xué)技術(shù)也將成為相關(guān)科研工作者探索研究的重要手段。

      1.6 抗肥胖

      植物多酚現(xiàn)已被證明可以調(diào)節(jié)參與能量代謝的生理和分子途徑。目前,針對(duì)植物多酚干預(yù)肥胖的作用機(jī)制主要包括以下三個(gè)方面[4]:調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝功能;對(duì)脂肪細(xì)胞的增殖、分化和凋亡產(chǎn)生影響;加速機(jī)體的能量消耗,刺激代謝產(chǎn)熱。研究發(fā)現(xiàn)姜黃素具有多種生物學(xué)功能,Jayarathne等[46]研究發(fā)現(xiàn)姜黃素在增加脂質(zhì)氧化、抑制脂肪酸合成和減少脂肪儲(chǔ)存方面發(fā)揮作用。左麗麗等[47]探究狗棗獼猴桃多酚對(duì)肥胖模型小鼠減肥降脂的影響,結(jié)果顯示與模型組相比,多酚處理組對(duì)肥胖小鼠的體質(zhì)量降低顯著,對(duì)血清中的LDL-C、TG、AST、ALT、TC和GLU表現(xiàn)出不同程度的下降水平,但對(duì)HDL-C含量顯著提高。Song等[48]研究覆盆子多酚提取物對(duì)小鼠飲食性肥胖、肝脂肪變性和胰島素抵抗的影響,研究發(fā)現(xiàn)覆盆子多酚通過改善脂質(zhì)代謝和成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子21水平,從而達(dá)到抑制受飲食引起的肥胖癥及代謝紊亂。Huang等[49]研究發(fā)現(xiàn)表沒食子兒茶素沒食子酸酯(EGCG)能夠顯著降低腸道膽汁酸的濃度,從而進(jìn)一步抑制降低脂質(zhì)的吸收,使得脂質(zhì)在肝臟中的累積減少。由于植物多酚具有來源廣泛且安全性較高的優(yōu)勢(shì),且隨著科學(xué)技術(shù)手段的不斷發(fā)展,植物多酚的抗肥胖研究將成為今后的研究熱點(diǎn)之一,另外植物多酚通過調(diào)控腸道微生物菌群結(jié)構(gòu)和功能,從而發(fā)揮抗肥胖作用的相關(guān)機(jī)制也必將成為科研工作者所關(guān)注的重點(diǎn)。

      2 植物多酚的抑菌機(jī)理

      植物多酚因其特有的抑菌活性成為當(dāng)期的研究熱點(diǎn),但植物多酚的來源廣泛、種類較多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜,且針對(duì)不同受試菌株其抑菌機(jī)制還尚不清晰,也可能是由于多種因素共同作用產(chǎn)生的結(jié)果。根據(jù)目前的研究成果和報(bào)道,可將植物多酚抑菌機(jī)理概括為以下幾個(gè)方面。

      2.1 植物多酚對(duì)微生物細(xì)胞結(jié)構(gòu)的影響

      細(xì)胞壁和細(xì)胞膜是微生物維持其細(xì)胞形態(tài)結(jié)構(gòu)、發(fā)揮正常生理代謝所必需的基礎(chǔ)。植物多酚能夠與微生物細(xì)胞膜的相互作用導(dǎo)致膜結(jié)構(gòu)的破壞,從而導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)容物的損失[50],或者引起細(xì)胞膜電子傳遞,導(dǎo)致細(xì)菌的去極化,從而在一定程度上降低了穿過細(xì)胞膜的pH梯度和電子熱能[51],造成細(xì)胞膜通透性的改變[52]。另外,一些對(duì)微生物細(xì)胞壁的影響研究表明,酚類化合物與細(xì)菌細(xì)胞壁相互作用,導(dǎo)致細(xì)胞壁破裂和細(xì)胞內(nèi)容物的釋放,細(xì)胞壁損傷降低了細(xì)胞對(duì)不利條件如高或低滲透壓和不同外部因素的抵抗力?,F(xiàn)有數(shù)據(jù)表明,革蘭氏陰性菌對(duì)酚類化合物更具抗性,這可能與親脂性外層的存在有關(guān)[53]。Cao等[54]以茶多酚中含量較高的兒茶素單體EGCG為對(duì)象,探究其對(duì)大腸桿菌細(xì)胞膜的影響,研究發(fā)現(xiàn)EGCG可以增加大腸桿菌外膜和內(nèi)膜的通透性,從而使細(xì)胞膜去極化,達(dá)到抑制大腸桿菌的目的。Bhattacharya等[55]已證明,康普茶多酚物質(zhì)中的兒茶素和異鼠李素具有通過產(chǎn)生氧化應(yīng)激滲透細(xì)菌細(xì)胞膜的能力。

      2.2 植物多酚對(duì)微生物蛋白質(zhì)合成和酶活性的影響

      蛋白質(zhì)是微生物體內(nèi)重要的基本物質(zhì),且絕大多數(shù)酶類物質(zhì)是蛋白質(zhì),維持和參與微生物的生命體征及生理代謝,研究表明植物多酚可抑制蛋白質(zhì)合成和酶活性,使其生長(zhǎng)代謝受阻,從而達(dá)到抑菌作用[56]。Dadi等[57]證明了多酚類化合物中白藜蘆醇、白皮杉醇、槲皮素、槲皮苷及異槲皮苷能夠抑制大腸桿菌中的ATP合成酶的活性。Chen等[58]探究甜菜糖蜜多酚對(duì)食源性致病菌的抗菌機(jī)制,通過SDS-PAGE、SEM和TEM分析發(fā)現(xiàn)甜菜糖蜜多酚對(duì)金黃色葡萄球菌、單核細(xì)胞增生李斯特菌、大腸桿菌和沙門氏菌的生長(zhǎng)具有抑菌活性。同時(shí),由于條帶變淺,說明甜菜糖蜜多酚可導(dǎo)致四種食源性病原體細(xì)胞蛋白質(zhì)受損。Pasqua等[59]探究百里香酚對(duì)沙門氏菌抑制過程中其蛋白質(zhì)的變化,研究發(fā)現(xiàn)百里酚能夠抑制沙門氏菌的蛋白質(zhì)合成及表達(dá),從而有效地阻斷檸檬酸代謝途徑,起到抑制沙門氏菌的作用。

      2.3 植物多酚對(duì)微生物遺傳物質(zhì)的影響

      DNA和RNA是微生物維持其生命活動(dòng)、調(diào)控生物遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ),研究者發(fā)現(xiàn)植物多酚亦能作用于微生物細(xì)胞中的DNA和RNA等生物大分子物質(zhì),繼而影響干擾微生物的遺傳表達(dá)及增殖[60]。Haraguchi等[61]研究發(fā)現(xiàn),一些黃酮類化合物可能通過抑制DNA合成來達(dá)到抑菌的目的,且在較小程度上抑制RNA的合成。婁在祥[62]以牛蒡?yàn)樵?,?duì)其功能酚類物質(zhì)進(jìn)行提取分離,并對(duì)其抗氧化性及抑菌活性進(jìn)行分析,在對(duì)其抑菌活性研究中發(fā)現(xiàn)牛蒡中的對(duì)香豆酸、綠原酸都能夠結(jié)合微生物的DNA,使其雙螺旋結(jié)構(gòu)松散,導(dǎo)致微生物DNA構(gòu)象變化,最終影響微生物的生理代謝而導(dǎo)致其死亡。綜上研究表明,植物多酚對(duì)微生物遺傳物質(zhì)的影響主要包括兩個(gè)方面:一是對(duì)遺傳物質(zhì)起到損傷作用;二是抑制遺傳物質(zhì)的合成。另外,在植物多酚作用下微生物細(xì)胞結(jié)構(gòu)及細(xì)胞膜通透性的變化也是引起胞內(nèi)物質(zhì)含量變化的原因之一。

      2.4 植物多酚對(duì)微生物能量代謝的影響

      ATP是參與微生物細(xì)胞的能量代謝至關(guān)重要的物質(zhì)[9]。已有研究證實(shí),植物多酚能夠抑制ATP的合成及其相關(guān)酶類的活性。Dadi等[57]證明白藜蘆醇、槲皮素、異槲皮苷能夠抑制大腸桿菌中的ATP合成酶。Chinnam等[63]證實(shí)了多酚對(duì)大腸桿菌ATP合成酶的抑制作用,其中桑色素、水飛薊素、黃芩素、水飛薊賓等對(duì)其影響最大,而橙皮苷、山奈酚、芹菜素、蘆丁等對(duì)其抑制相對(duì)較弱。Fei等[64]探究橄欖油多酚提取物對(duì)阪崎克羅諾桿菌的抑菌活性,并以細(xì)胞內(nèi)ATP濃度、細(xì)胞膜電位、細(xì)菌蛋白質(zhì)含量和細(xì)胞形態(tài)的變化來揭示抑菌機(jī)制,結(jié)果表明,橄欖油多酚提取物的抑菌機(jī)制與細(xì)胞內(nèi)ATP濃度降低、細(xì)胞膜去極化、細(xì)胞質(zhì)滲漏、細(xì)菌蛋白含量減少和細(xì)胞質(zhì)滲漏有關(guān)。

      3 植物多酚在食品保鮮中的應(yīng)用

      食品原料在采后、加工、儲(chǔ)藏過程中,容易受到多種因素如品種、微生物、害蟲、溫度、濕度、光照、包裝和加工方式的影響,導(dǎo)致植物性食品的生化特性和變質(zhì)速率發(fā)生巨大變化。在大量學(xué)者的研究中已證實(shí)植物多酚具有顯著的抑菌活性,可在食品中作為天然防腐劑而使用,目前對(duì)植物多酚的保鮮應(yīng)用主要以肉類及肉制品、水產(chǎn)品為主,對(duì)于水果蔬菜的保鮮也略有涉及,但對(duì)其他食品的保鮮研究相對(duì)較少,下面就植物多酚在食品保鮮中的應(yīng)用進(jìn)行介紹。

      3.1 植物多酚在肉制品保鮮中的應(yīng)用

      肉類及肉制品因其水分活度高、營(yíng)養(yǎng)成分豐富,且pH通常為5.5~6.5,是微生物(主要是細(xì)菌)生長(zhǎng)的良好環(huán)境[65]。在肉類及肉制品中經(jīng)常檢測(cè)到的微生物包括明串珠菌屬、乳球菌屬、假單胞菌屬、腸球菌屬、腸桿菌屬、耐冷菌屬、沙雷氏菌屬等[66-68]。肉類工業(yè)通常采用化學(xué)防腐劑對(duì)其進(jìn)行防腐保鮮,最常用的肉類防腐劑是硝酸鹽及亞硝酸鹽等物質(zhì),但這些防腐劑通過抑制腐敗菌、致病菌的生長(zhǎng)和減少肉類成分的氧化來延長(zhǎng)肉制品的保質(zhì)期,然而,它們可能對(duì)人體健康有害,能與氨基化合物如蛋白質(zhì)、氨基酸或胺相互作用產(chǎn)生致癌的N-亞硝胺物質(zhì)[65],因此,尋求新型、安全、天然的保鮮物質(zhì)及技術(shù)已成為當(dāng)前研究熱點(diǎn)方向。目前,已有很多學(xué)者將植物多酚用于肉類及肉制品的保鮮抑菌研究,且取得了顯著的效果。Nowak等[69]以酸櫻桃葉及黑加侖葉的多酚提取物為研究對(duì)象,分析了提取物的多酚成分,探究了多酚提取物對(duì)豬肉香腸的微生物指標(biāo)、脂質(zhì)氧化、顏色和感官評(píng)價(jià)的影響,研究發(fā)現(xiàn)添加兩種提取物的豬肉香腸在經(jīng)過14 d的冷藏后均可顯著降低香腸中嗜溫菌、耐冷菌、乳酸菌和熱殺索絲菌的菌數(shù),且感官特性較好。Vaithiyanathan等[70]采用石榴汁多酚溶液對(duì)雞肉進(jìn)行浸泡處理,并在4 ℃條件下包裝冷藏,探究其對(duì)雞肉貨架期的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)與對(duì)照組相比,經(jīng)石榴汁多酚處理的雞肉其脂質(zhì)氧化和微生物水平顯著下降。Al等[71]將阿格爾(Solenostemma argel)葉多酚摻入雞肉丸中,探究不同貯存期內(nèi)的雞肉丸的品質(zhì)特性變化,研究發(fā)現(xiàn)其多酚能夠降低雞肉丸的酵母和霉菌數(shù)量,且能夠改善脂質(zhì)氧化、提高抗氧化活性,而對(duì)產(chǎn)品的感官特性無顯著影響。Wang等[72]采用茶多酚、殼聚糖及山梨酸鉀為成膜材料涂抹冷鮮羊肉,探究總大腸菌群、TVB-N值和pH的變化,結(jié)果發(fā)現(xiàn)貯藏12 d后,經(jīng)茶多酚涂層處理的羊肉其pH為6.0,TVB-N和總大腸菌群均顯著低于殼聚糖和山梨酸鉀涂層處理的羊肉,且符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)肉品質(zhì)量的要求。Zhang等[73]探究玫瑰花多酚對(duì)發(fā)酵香腸抑菌性及安全性的影響,結(jié)果發(fā)現(xiàn)玫瑰花多酚能夠抑制香腸pH的升高,且與對(duì)照組相比,含有玫瑰花多酚的香腸具有更低的硫代巴比妥酸活性物質(zhì)值和生物胺。此外,玫瑰花多酚還能夠改善發(fā)酵香腸的總細(xì)菌數(shù)及乳酸菌的生長(zhǎng)速度。綜上,在肉及肉制品中添加植物多酚能夠有效抑制致病和致腐微生物的生長(zhǎng)繁殖,還可以提升并改善肉及肉制品的顏色及感官品質(zhì),抑制或減弱脂質(zhì)氧化和蛋白質(zhì)氧化,具有廣闊的應(yīng)用前景。

      3.2 植物多酚在水產(chǎn)品保鮮中的應(yīng)用

      隨著人們對(duì)食品品質(zhì)要求越來越多,在水產(chǎn)品的消費(fèi)中更加重視其質(zhì)量及新鮮度,因此,近幾年對(duì)于水產(chǎn)品的保鮮引起了科研工作者的極大關(guān)注,成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)問題。目前,已有部分學(xué)者將植物多酚應(yīng)用于水產(chǎn)品保鮮中,其效果顯著,具有可觀的應(yīng)用前景。Su等[74]以楊梅葉提取物為研究對(duì)象,分析確定了楊梅葉提取物的成分組成,評(píng)估了楊梅葉提取物的抗菌作用,并進(jìn)一步研究其對(duì)大黃魚保鮮的功效,結(jié)果發(fā)現(xiàn)楊梅葉提取物能夠抑制受試菌的增殖,且對(duì)銅綠假單胞菌、副溶血弧菌和單核細(xì)胞增生李斯特氏菌的抑菌作用更顯著,此外還能夠降低大黃魚的脂肪氧化,有效延長(zhǎng)其貨架期。Li等[75]將葡萄籽提取物、茶多酚分別加入到殼聚糖涂層中,探究不同涂層組合對(duì)冷藏紅鼓魚片保質(zhì)期的影響,結(jié)果發(fā)現(xiàn)與對(duì)照組相比,兩種組合涂層均具有抗氧化、抗菌和氣體阻隔作用,可使魚的保質(zhì)期延長(zhǎng)6~8 d。Jia等[76]采用茶多酚處理鰱魚魚片并將其儲(chǔ)存于4 ℃下,探究不同儲(chǔ)存期內(nèi)鰱魚魚片的微生物群組成和品質(zhì)特性變化,研究發(fā)現(xiàn)茶多酚能夠改變其微生物菌群,并能抑制相應(yīng)微生物的生長(zhǎng),延長(zhǎng)其保質(zhì)期。Yi等[77]以不同濃度的茶多酚處理梅魚魚丸并于0 ℃下儲(chǔ)存17 d,結(jié)果發(fā)現(xiàn)與對(duì)照組相比,當(dāng)茶多酚處理濃度為0.25 g/kg時(shí),梅魚魚丸中的微生物活菌數(shù)顯著降低,且魚丸的揮發(fā)性鹽基氮值、2-硫代巴比妥酸值和質(zhì)構(gòu)顯著優(yōu)于對(duì)照組,且當(dāng)茶多酚處理濃度高于0.25 g/kg時(shí),經(jīng)17 d儲(chǔ)存后能夠保留更多魚丸優(yōu)良的感官特性。程荻等[78]將茶多酚、蘋果多酚及葡萄多酚添加到魚糜經(jīng)加工制成魚糜制品,探究在4 ℃下魚糜制品的儲(chǔ)藏品質(zhì),研究發(fā)現(xiàn)添加多酚能抑制或殺死腐敗微生物,且與對(duì)照組相比,TBARS與TVBN值的升高速度顯著降低,其中以茶多酚的儲(chǔ)藏效果最佳。步婷婷等[79]采用三種不同濃度的楊梅多酚溶液浸泡處理金槍魚肉,分析4 ℃貯藏過程中其鮮度、色澤和脂質(zhì)氧化的變化。結(jié)果發(fā)現(xiàn)楊梅多酚對(duì)菌落總數(shù)、揮發(fā)性鹽基氮值、高鐵肌紅蛋白含量、K值和硫代巴比妥酸值的抑制作用顯著,且對(duì)肌紅蛋白損失、色澤衰敗和感官品質(zhì)降低具有較好的延緩效果。目前,除了植物多酚直接處理水產(chǎn)品外,還通常與其他生物保鮮劑復(fù)配,如乳酸鏈球菌素、殼聚糖等,且在水產(chǎn)品保鮮中作用效果明顯,已得到較好應(yīng)用,但目前關(guān)于植物多酚及復(fù)配物的綜合作用機(jī)制仍需進(jìn)一步探索,以發(fā)揮其最佳效果。

      3.3 植物多酚在果蔬保鮮中的應(yīng)用

      植物多酚除了用于肉制品與水產(chǎn)品的保鮮外,目前也應(yīng)用于鮮切果蔬、果汁等的保鮮,但目前針對(duì)果蔬保鮮方面的研究相對(duì)較少。Yu等[80]探究不同品種桑葉的多酚對(duì)鮮切哈密瓜保鮮的影響,結(jié)果發(fā)現(xiàn)與對(duì)照組相比,不同品種桑葉多酚處理的樣品在顏色、硬度、可溶性固形物含量、可滴定酸度、總酚含量和重量等方面均表現(xiàn)出更好的品質(zhì),且桑葉多酚能夠抑制細(xì)菌生長(zhǎng),有助于提高鮮切哈密瓜的安全性。司寶華等[81]提取枸杞葉片中的多酚類化合物,研究不同濃度的枸杞葉片提取物對(duì)櫻桃番茄的保鮮作用,研究結(jié)果表明不同濃度的提取物對(duì)櫻桃番茄的保鮮效果存在顯著差異,其中提取物濃度為0.4 g/L時(shí),對(duì)櫻桃番茄的保鮮最佳。刁春英等[82]以香椿樹嫩芽為原料,采用茶多酚與殼聚糖復(fù)配溶液對(duì)其保鮮作用進(jìn)行研究,結(jié)果發(fā)現(xiàn)0.3%茶多酚與0.5%殼聚糖復(fù)配液能夠顯著維持香椿芽的感官特性,且在此條件下能夠降低腐爛率。敬思群[83]探究沙棘葉多酚在蘋果汁保鮮中的作用,研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)沙棘葉多酚的添加量在0.05%~0.15%范圍時(shí),在2 h內(nèi)能夠顯著抑制蘋果汁的褐變。石飛等[84]采用不同濃度的茶多酚噴涂處理新鮮玫瑰香葡萄,探究其對(duì)葡萄貨架品質(zhì)的影響,研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)茶多酚處理的葡萄能夠顯著降低果實(shí)腐爛率、失重率,且1.5%和2.0%茶多酚溶液處理組保鮮效果較優(yōu)。目前,植物多酚在果蔬保鮮中的應(yīng)用相對(duì)較少,且針對(duì)果蔬保鮮的研究也大多集中在對(duì)果蔬生理生化指標(biāo)和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值等方面,而對(duì)保鮮機(jī)制研究甚少,需進(jìn)一步深入研究。

      4 結(jié)論與展望

      植物多酚在自然界中來源廣泛,且是植物體內(nèi)非常重要的生物活性化合物,具有很強(qiáng)的抗氧化性、抑菌性、抗癌性、抗炎性及抗肥胖作用,且對(duì)調(diào)節(jié)血糖血脂均具有較高的生理活性,因此,將植物多酚合理的開發(fā)并應(yīng)用于食品領(lǐng)域有著十分可觀的前景。目前,對(duì)植物多酚的應(yīng)用主要集中在抗氧劑和抑菌劑的使用,其中多酚類化合物可以影響微生物細(xì)胞中蛋白質(zhì)、DNA的生物合成和改變代謝過程,且對(duì)ATP合成有抑制作用,另外,還可以影響生物膜形成,從而達(dá)到抑菌的目的。但目前,植物提取物的活性成分、多酚種類及其結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜,且不同受試菌對(duì)其敏感性不同,其抑菌機(jī)理尚不清晰。為了更好的利用植物多酚的抑菌作用,并提高食品的貨架期及其保鮮品質(zhì),應(yīng)不斷加強(qiáng)對(duì)有效抑菌酚類物質(zhì)單體的挖掘及植物多酚抑菌機(jī)理的探索,并將其應(yīng)用于更多食品的保鮮上,不斷提供新型、安全、天然的保鮮物質(zhì)及技術(shù),為食品保鮮工業(yè)的發(fā)展提供新思路。

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