食品在运输和贮存过程中常常面临变质腐烂的风险,需要采取适当的措施来延长食物的保质期。精油是植物体内重要的次生代谢产物,化学成分多样,具有抑菌、抗氧化等多种生物活性,在食品保鲜领域具有广阔的应用前景,是食品保鲜领域的研究热点。但植物精油存在挥发性和亲脂性强、气味浓烈、提取程序较复杂和保存条件较为苛刻等缺点,使其在食品保鲜领域的应用受到限制。本文系统综述了植物精油的生物活性及其在食品保鲜领域中应用研究进展,以期为后续研究提供有益参考。
1 植物精油的生物活性
植物精油独特的化学组成使其具有多种生物活性,如抑菌、抗氧化和杀虫等,这些生物活性从多维度为食品的防腐保鲜提供了解决方案。
1.1 抑菌活性
植物精油中化学成分不同,对细菌的抑制机理有所不同,目前报道的抑菌机制[1],大致可分为以下3种类型(图1):
图1 植物精油抑菌机制
Fig.1 The antibacterial mechanism of plant essential oils
(1)作用于合成细胞壁的酶,影响细胞的细胞壁合成,破坏细胞膜结构,释放细胞内容物,这也是目前报道最多的抑菌机制[1]。
(2)影响细菌的能量代谢,抑制其生命活动。
(3)破坏细菌的DNA合成或造成DNA损伤。
在抑菌活性方面,常见的植物精油,如百里香(Tbymus vulgaris)精油、丁香(Eugenia caryophyllata)精油、肉桂(Cinnamomum zeylanicum)精油、牛至(Origanum vulgare)精油、薄荷(Mentha piperita)精油、姜黄(Curcuma longa)素等都具有抑菌作用。RIVERA等[2]开发了一种由芥末、牛至和大蒜精油组成的三元气相抗菌系统,该体系通过破坏微生物细胞膜、影响菌体能量代谢等协同作用,使冷藏鸡胸肉的嗜温菌数量降低,并将丙二醛含量控制在0.8 mg/kg以下,显著抑制了脂质氧化和微生物腐败。
1.2 抗氧化活性
氧化是导致食物保质期变短、感官标准降低、营养价值减少和潜在有毒成分产生的重要原因。植物精油富含酚类物质,具有清除自由基、与金属离子螯合和抑制脂质过氧化等作用[3](图2)。目前,随着人们对天然产物的青睐,越来越多的研究转向如何用植物精油替代化学合成抗氧化剂。KOWALSKI等[4]探究了加入薄荷精油和百里香精油是否会对葵花籽油脂肪酸组成变化产生抑制作用,其机理主要涉及精油中的酚类通过清除自由基和螯合金属离子来阻断脂质过氧化链式反应。实验结果显示处理组的过氧化值和TBARS值显著降低,多不饱和脂肪酸保留率提高了15%～20%,能起到较好的抗氧化作用。
图2 植物精油发挥抗氧化活性的主要化学反应
Fig.2 Essential oils exert antioxidant activity in the main chemical reactions
1.3 抗虫活性
传统的杀虫方法主要是喷洒化学农药,但是化学农药的过度使用可能会导致农药残留升高,对人们健康造成危害。植物精油可作为化学信息物质对动植物产生化学效应,是一类天然无污染的抗虫剂。精油的这种活性主要来自于精油中的某些特定成分,如酚类、醛类和酮类等。这些成分可以通过干扰昆虫的正常生理活动以控制害虫,如阻断昆虫的气味受体(嗅觉受体蛋白)(图3)。此外,植物精油中的一些成分还可以影响害虫体内的活性酶,从而直接或间接的杀死害虫(图4),如丁香酚等可通过干扰昆虫神经元的乙酰胆碱酯酶导致神经传导紊乱和瘫痪。THOMAS等[5]的实验评估了丁香精油和肉桂精油对实验室饲养的冈比亚按蚊(Anopheles gambiae)和野外采集的阿拉伯按蚊(Anopheles arabiensis)幼虫的杀灭效果。研究表明这2种精油均能抑制幼虫乙酰胆碱酯酶活性,导致神经传导紊乱从而死亡。同时,精油挥发性成分还可通过竞争性结合幼虫的嗅觉受体蛋白,抑制其对动物汗液中乳酸的感知能力,使其无法定位食物或逃离有毒环境。
图3 植物精油对蚊子的驱避作用
Fig.3 Avoidance effect of plant essential oils on mosquitoes
图4 植物精油对乙酰胆酯酶的抑制作用
Fig.4 Inhibition of acetylcholinesterase by plant essential oils
1.4 生物活性机制
植物精油在食品保鲜中的作用机制主要涉及抗菌、抗氧化及抗虫等多重效应,可以从以下3个维度进行分析:
(1)植物精油中的萜烯类、酚类等成分能定向破坏腐败微生物的膜完整性,这种方式可在不彻底杀灭微生物的情况下显著抑制其增殖,避免了传统杀菌剂造成的微生物真空导致的二次污染风险。同时,这种特性也能有效规避耐药菌的防御机制,使其对耐药菌表现出显著抑制效果;
(2)植物精油具有多种生物活性起到协同效应。在食品保鲜中,植物精油通过抑菌、抗氧化及抗虫等功能发挥协同作用。不同精油复配能增强抑菌效果,调节食品微环境。且精油疏水性成分能优先与脂质过氧自由基结合,中断氧化链式反应,这种机制在富含不饱和脂肪酸的食品中尤为关键;
(3)植物精油虽然具有挥发性,但这种特性创造了物理防腐的动态微环境,打破了传统物理处理的局限性,尤其适合用于结构复杂、易损或需要长期保鲜的食品。
将植物精油用于食品保鲜可弥补传统保鲜方法的不足,但植物精油在直接使用时,由于自身的局限性会导致保鲜效果下降。因此,可以通过纳米乳液、微胶囊或可食性膜等递送体系来控制植物精油的释放,让它更持久地发挥作用。这种保鲜方式既高效又环保,但具体使用情况,还需根据不同食品的特性来调整。
2 植物精油在食品保鲜中的应用
植物精油具有良好的抗菌、抗氧化和杀虫等特性,因此在食品保鲜领域应用广泛。在食品保鲜中,植物精油能通过熏蒸、喷雾、纳米乳液和复合可食性膜等处理方式,有效抑制食品中有害微生物的增殖,延缓氧化变质过程。
2.1 植物精油在食品保鲜中的应用领域
食品行业最大的挑战之一是避免食品腐败及感官特性改变。在食品中合理加入添加剂可以有效延长食品保质期,改良食物风味。从来源来说,食品添加剂可分为天然添加剂和化学合成添加剂,其中化学合成添加剂在很长时间里被食品行业广泛应用于降低微生物污染、抑制脂类氧化和延长货架期[6]。化学合成的添加剂较易获得,但存在一定的安全隐患。
近年来,人们对植物精油作为食品防腐剂产生了浓厚的兴趣。植物精油的应用方式可以分为直接应用和间接应用。直接应用是指将植物精油以熏蒸、喷雾或浸泡等方式直接作用于食品表面,从而发挥其抗菌和抗氧化作用;间接应用主要是通过植物精油的递送体系来完成,包括了微胶囊、可食性膜和纳米乳液等。微胶囊技术是通过将精油包裹在天然或合成的壁材中,实现精油的缓释和保护。可食性膜是将精油均匀分散在可食用聚合物基质中,形成具有抗菌活性的保鲜薄膜;纳米乳液则是利用乳化技术将精油分散成纳米级液滴,大幅提高其稳定性和生物利用度。这些递送体系能有效解决精油易挥发、稳定性差等问题,显著提升其在食品保鲜中的应用效果。
下面主要介绍了植物精油通过熏蒸、浸泡、纳米乳液和可食膜等方式在果蔬、肉制品、乳制品、农作物及其他食品保鲜中发挥抗菌、抗氧化和代谢调控的作用(表1)。
表1 植物精油在食品保鲜中的应用
Table 1 Application of plant essential oils in food preservation
2.1.1 果蔬保鲜
水果和蔬菜在贮运过程中由于真菌活动会引起重量损失和腐烂,影响了水果和蔬菜的保质期。此外,果蔬生产具有较强的季节性、地域性和易腐性,有效解决果蔬保鲜问题可以保障人们的需求[7]。目前,植物精油常用于果蔬保鲜的方法有熏蒸、浸泡、纳米乳液及复合可食性膜等。这些方法不仅提高了精油的稳定性和利用率,也增强了其在果蔬保鲜中的应用效果。多项研究表明,植物精油可通过破坏微生物细胞膜、干扰能量代谢直接抑菌,其酚类物质能清除自由基并阻断脂质过氧化,这些协同机制在维持果蔬品质的同时减少了化学保鲜剂的使用。
新鲜的枇杷果实容易因为变质、褐变和失重影响销售,BAHAD
RL等[8]发现桃金娘(Rhodomyrtus tomentosa)精油在枇杷保鲜中通过多重协同机制发挥作用。研究用桃金娘精油对枇杷果实进行熏蒸,将新鲜枇杷果实暴露在桃金娘叶(3%,质量分数)和桃金娘蒸汽(2 min)中,精油的挥发性成分可通过气相扩散直接抑制腐败菌生长,同时通过抗氧化活性保护果实组织,从而减少枇杷果实的质量损失,防止腐烂发生。DA等[9]通过熏蒸处理,分别在赤霉素存在和不存在的情况下,研究了不同体积分数的薄荷精油(0.008%和0.015%)对马铃薯贮藏期间发芽的抑制作用。结果表明,薄荷精油能通过干扰赤霉素信号通路和抑制α-淀粉酶活性,调控块茎的生理代谢,延缓马铃薯的休眠解除、减少失重。这种基于植物次生代谢物的抑芽机制证实了植物精油在果蔬保鲜中的可行性,为开发新的绿色食品保鲜技术提供了新方案,但在实际应用中还需精确把握最佳作用浓度和时间,避免潜在的植物毒性或风味影响。
不同植物精油的抑菌效果与其特征性活性成分的化学结构密切相关,这种选择性抑菌特性为开发针对特定病害的精油复配方案提供了科学依据。DANH等[10]为控制芒果采后炭疽病,采用浸泡法系统评估了肉桂、罗勒(Ocimum basilicum)、柠檬草(Cymbopogon citratus)、薄荷、百里香、丁香、八角(Illicium verum)和牡荊(Vitex negundo)的抑菌效果,他们发现罗勒和百里香精油表现尤为突出,它们能破坏真菌细胞壁并干扰其代谢途径,从而延长芒果的保鲜期并减少病害损失。该研究进一步证实,防控病害的精油保鲜体系需要根据病原菌特性选择适宜的精油种类,以达到最佳防治效果。
近年来,植物精油保鲜复合体系因其协同增效作用备受研究者关注。通过将植物精油与其他活性成分或载体材料复合,不仅能提高精油的稳定性,还能增强其抑菌性、抗氧化性。PARK等[11]开发的含柠檬酸玫瑰草精油纳米乳剂(PO-NE+CA)就是一个典型例子,该复合体系通过破坏果胶杆菌细胞膜通透性、抑制基因表达,同时利用柠檬酸降低胞内pH值,有效的防控了软腐病,可作为一种抑制软腐病的可食性膜应用于胡萝卜等果蔬保鲜中。GYÖRGY等[12]采用琼脂扩散法评估了百里香精油、牛至精油、薄荷精油和香蜂花(Melissa officinalis)精油对蔬菜源细菌及标准食源性致病菌的抗菌效果。其中含有百里香和牛至精油的可食性膜能有效破坏革兰氏阴性菌外膜脂多糖结构并清除羟自由基,从而对嗜温菌(mesophiles)和金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)具有显著的抗菌效果。LAMANI等[13]研究了海藻酸钠-姜精油复合可食性膜对鲜切梨冷藏过程中的影响,他们发现姜精油能通过干扰微生物电子传递链和调控关键代谢途径,显著抑制腐败菌活性,使实验梨片在15 d内仍保持良好的品质,未出现腐烂现象。该研究不仅证实了海藻酸钠-姜精油复合体系在鲜切梨保鲜中的良好效果,也为这类体系在解决鲜切产品这一特殊保鲜难题提供了解决方案。
此外,BEGUM等[14]和SHANKAR等[15]还将含肉桂精油和柑橘(Citrus reticulata)提取物的复合膜与γ-辐照协同应用于草莓保鲜,结果发现该联合处理可有效降低草莓的腐烂和重量损失,抑制微生物的生长,从而延长草莓的保质期。这种物理-化学组合技术的优势在于γ-辐照可破坏微生物DNA并增强细胞膜通透性,而精油活性成分则更容易渗透进入微生物细胞内,二者共同作用有效的抑制了草莓腐败。
这些研究证实,植物精油的加入能提高复合体系的稳定性,增强抑菌和抗氧化活性,显著提升保鲜效果。然而,在实际应用中,植物精油的用量有着严格的要求,过多或过少都可能影响保鲜效果,如改变果蔬色泽、气味及质地软化等。因此,未来可以进一步探索研究,建立和完善植物精油在果蔬保鲜中的使用标准及评价体系,设计出更为智能有效的植物精油体系,以实现长效保鲜。
2.1.2 肉制品保鲜
肉制品中富含蛋白质、脂质,能为人体提供丰富的营养,但同时也为腐败微生物和常见的食源性病原体的生长提供了理想的生长条件。目前有大量研究显示,迷迭香(Salvia rosmarinus)精油、芳樟醇等能够很好的抑制牛肉脂肪的氧化,有效的控制牛肉的品质劣变,同时对牛肉的感官可接受性也没有过多影响[16-18]。当前肉制品保鲜领域主要采用纳米乳液、微胶囊和复合可食性膜等技术,这些技术在抑制脂质氧化、延缓微生物生长(通过破坏细胞膜、干扰能量代谢等途径)以及维持肉品感官特性等方面展现出显著优势。
WANG等[19]在4 ℃冷藏15 d的条件下,使用肉桂精油-壳聚糖-果胶纳米乳液(cinnamon essential oil nanoemulsions,CON)处理鸡胸肉,可有效抑制脂质氧化程度和pH值的上升,显著延长货架期。FAROKHZAD等[20]和SONAR等[21]发现0.3%(体积分数)迷迭香精油和牛至精油与0.3%(质量分数)壳聚糖复合制备的涂层能显著改善鸡肉产品的理化性质和感官参数。该研究中植物精油处于中等浓度范围,过高或过低都可能导致效果下降,呈现典型的“浓度-效应”关系:精油保鲜效果并非与浓度呈简单线性关系,而是存在一个最优浓度。在这些递送体系中,精油的活性成分能有效破坏微生物细胞膜完整性、干扰其代谢调控,影响其正常生理功能。同时,精油所含的酚类化合物具有较强的抗氧化活性,能有效清除自由基、螯合金属离子,阻断脂质氧化链式反应,从而延缓肉品品质劣变。这种抗菌与抗氧化的协同效应,使得植物精油递送体系在肉制品保鲜中展现出显著优势。
在肉制水产品中不同精油种类和浓度对产品品质的影响存在显著差异。最新研究表明,通过纳米乳液等递送体系可显著提升精油的保鲜效果,但需要精准调控浓度以平衡抑菌效率与感官特性。REZAEI等[22]研究表明含有百里香精油纳米乳液(Shirazi thyme oil nano emulsion,SNE)的羧甲基纤维素(carboxymethylcellulose,CMC)涂层能抑制黑变病、微生物生长和减缓化学反应,从而延长冷藏虾的保质期。但研究同时指出显示,虽然提高SNE浓度能增强抑菌效果,但会导致虾体颜色改变并降低感官接受度。因此,选择较低浓度的SNE才能在保证食品安全的同时更好地维持产品的原始品质特征。与REZAEI的研究相比,在鱼类保鲜中,TKACZEWSKA等[23]发现迷迭香精油复合可食性膜不仅能够有效抑制生物胺生成、延缓鱼肉变质,还能保持鱼肉的天然鲜味而不产生异味。这两项研究的结果对比显示了不同精油对食品感官特性的差异化影响——百里香精油可能因百里酚的强烈气味影响产品接受度,而迷迭香精油反而能改善风味特征。
尽管植物精油递送体系在肉制品保鲜中展现出良好前景,但该领域仍面临多项挑战。首先需要解决其与食品组分可能产生的风味互作问题;其次不同加工条件对精油活性的影响机制尚不明确,需要建立标准化安全评价体系。当前,最重要的研究方向之一仍是开发更为高效的植物精油递送体系并重点关注其应用的安全性。
2.1.3 乳制品保鲜
目前,植物精油提取物在酸奶和各种奶酪等生产中得到广泛应用,其抗菌和抗氧化特性可有效延长酸奶、奶酪等产品的货架期。处理方法主要有直接添加和活性包装等。然而,精油易挥发可能影响食品风味,故仍需优化其稳定性和感官兼容性。EL等[24]对比研究发现,添加百里香精油的奶酪在质地、酸度、风味及总体接受度方面均优于黑孜然调味产品,同时保质期显著延长。AKAKPO等[25]通过琼脂扩散和微量稀释方法以不同浓度的柠檬草精油(0.05%～0.50%,体积分数)为抑菌剂对虎坚果奶进行防腐保鲜,在4 ℃条件下冷藏21 d,虎坚果奶仍保持稳定,其卫生质量也符合腐败菌和孢子的标准。此外ELAFIFY等[26]和ATWAA等[27]学者的研究也表明迷迭香精油、百里香精油等对乳制品有很好的抑菌作用。这些研究共同表明,天然植物精油在保障食品安全、提升食品品质的同时,有望替代传统化学添加剂,为食品工业绿色可持续发展开辟新路径。
目前,植物精油在乳制品保鲜中应用仍处于起步阶段,不同种类的植物精油对乳制品中常见的致病菌的抑制效果存在显著差异,还需后续进一步的研究。
2.1.4 农产品防虫与保鲜
植物精油对农作物病虫害的防治效果显著,且具有环境友好和残留量低等特点,因此,植物精油作为天然农药的重要来源受到广泛关注。
AUNGTIKUN等[28]通过水蒸气蒸馏法和GC-MS提取并鉴定了柠檬草、八角茴香(Illicium verum)和肉豆蔻(Myristica fragrans)精油的化学成分。随后将这些精油单独使用,结果发现柠檬草、八角茴香等精油不仅对家蝇具有杀虫活性,复合使用时更能产生协同增效作用,显著提升对小菜蛾等害虫的防治效果。REN等[29]研究进一步证实了植物精油的杀虫潜力,他们选用了葡萄柚(Citrus×paradisi)、薄荷、茶树(Camellia sinensis)、柠檬草等22种精油利用玻璃Y型管嗅觉仪分别研究其对烟草甲虫行为反应和熏蒸活性的影响。研究结果表明,桉树(Eucalyptus spp.)和葡萄柚精油的驱虫活性尤为突出,迷迭香、桉树、罗勒和天竺葵(Pelargonium hortorum)等精油表现出优异的熏杀效果。因此使用该复合精油代替化学除虫剂能够解决目前害虫的耐受性问题,而且有助于减少有毒化学物质对环境的污染。
这2项研究从单一精油到复合配方的协同杀虫,反映了其替代化学农药的潜力。不同的精油因其独特的化学成分而具有吸引、趋避或毒杀等不同杀虫活性,特别是复合精油还有协同增效作用。未来研究可进一步优化精油复合配方,探索活性成分的作用机理,并评估其在不同环境条件下的稳定性与持效性,从而为农业生产开发更多可持续且高效的保鲜方法。
2.1.5 在食品保鲜领域中的其他应用
植物精油除了可用于上述食品保鲜外,也还能用于其他食品的保鲜。
QUISPE-SANCHEZ等[30]研究证实,直接添加柠檬草精油能通过清除自由基、螯合金属离子等有效延缓黑巧克力在60 d的贮存期内的脂质氧化。作为天然抗氧化剂,柠檬草精油不仅能显著提升巧克力的氧化稳定性,还能改善其质地和微观结构。尽管如此,植物精油因为自身特性,其在高温环境下的稳定性一直是其应用的瓶颈。L
PEZ等[31]研究发现,添加0.02%(质量分数)啤酒花(Humulus lupulus)和牛至精油可有效抑制葵花籽油在150 ℃下的氧化,其中牛至精油的抗氧化效果最好。这可能是因为植物精油具有高度的亲脂性,所以它们可能会保留在葵花籽油中保护葵花籽油免受氧化。
在中低温食品保鲜中,柠檬草精油等可通过抗氧化机制发挥作用,而在高温食品加工中,牛至精油等亲脂性成分则表现出更好的热稳定性。未来研究可着重研究精油在不同温度条件下的活性保持问题。
2.2 具有食品保鲜作用的植物精油的化学成分
目前常用于食品保鲜的植物精油有肉桂精油、迷迭香精油、薄荷精油、百里香精油和丁香精油等。随着气相色谱-质谱联用技术在植物精油成分分析中的广泛应用,多种具有食品保鲜功能的植物精油结构成分得到阐明。植物精油按照其化学成分的结构特征可分为萜类化合物、芳香族化合物、脂肪族化合物和其他含氮含硫化合物(图5)。
图5 食品保鲜植物精油中的主要化学成分
Fig.5 Structural components of plant essential oils for food preservation
萜类化合物在植物精油中尤为常见,是一类广泛存在于自然界中的重要有机化合物。从化学结构特征看,萜类化合物是异戊二烯的聚合物及其衍生物,按照其结构特点主要可分为单萜、倍半萜和二萜等。其中,单萜由2个异戊二烯单元构成的,用于食品保鲜的单萜有α-蒎烯(α-pinene,1)、α-蒎烯(α-pinene,2)、柠檬烯(limonene,3)、柠檬醛(citral, 4)和1,8-桉叶素(1,8-cineole, 5)等。倍半萜由3个异戊二烯单元构成,通常具有独特而复杂的气味,常常是植物精油中独特风味的重要成分,用于食品保鲜的倍半萜有β-石竹烯(β-caryophyllene, 6)、α-葎草烯(α-humulene, 7)和杜松烯(cadinene, 8)等。二萜由4个异戊二烯单元构成,用于食品保鲜的有鼠尾草酸(carnosic acid, 9)等。
植物精油成分α-蒎烯具有多种生物活性,但由于其挥发性、低水溶性和不稳定性,其应用受到限制。HAMMOUD等[32]将α-蒎烯包封进氢化的磷脂酰胆碱(phospholipon 90 H)和非氢化的磷脂酰胆碱(lipoid S100)的磷脂与胆固醇中,结果显示Lipoid S100脂质体对α-蒎烯有一定的缓释作用,并保持了α-蒎烯清除DPPH自由基的活性。因此,将其用于食品保鲜领域,无论是对提升食品保鲜效果、延长食品货架期,还是降低食品变质损耗,都有重要意义。同时该研究利用不同磷脂材料(氢化与非氢化)对包封效果的影响,就像不同的容器适合装不同的东西一样,磷脂分子结构的细微差别(比如氢化后更稳定、非氢化更灵活)会显著影响它们包裹精油成分的能力。在选择包埋材料时,必须考虑材料分子和精油成分之间的匹配度,这种适配性是确保精油被有效包裹并保持活性的关键所在。
马尾松(Pinus masoniana)精油和虎耳草(Saxifraga stolonifera)精油是萃取于天然植物的2种精油。其中马尾松精油中的α-蒎烯、α-蒎烯和β-石竹烯等物质和虎耳草精油中的α-蒎烯、α-石竹烯、α-葎草烯和杜松烯等均有良好的抑菌和抗氧化活性。陆滢等[33]研究发现阳光玫瑰葡萄采用低温贮藏和马尾松-虎耳草精油相结合的采后保鲜方法能更好地维持其贮藏期间的品质,但2种精油间是否有协同作用还需进一步研究。
CAI等[34]探究了柠檬醛、柠檬烯和丁香酚对鲁氏酵母的抗真菌活性及作用机制。其中,柠檬醛展现出最强的抗真菌效果。它们均能破坏细胞膜完整性和通透性,还可能会破坏酵母蛋白并抑制其合成。余冬青等[35]研究结果显示在迷迭香精油中,烯烃是主要成分,约有53种,占总成分的45.82%以上。在4 ℃下,不同比例的迷迭香精油活性贴可以在一定程度上抑制鲜切猪肉的腐败变质。这些植物精油成分能够有效地抑制与食品相关的微生物的生长,并且在食品工业中应用精油具有巨大的潜力。
植物精油中的芳香族化合物是一类具有特殊香气和多种生物活性的重要成分,常用于食品保鲜的有丁香酚(eugenol, 10)、百里香酚(thymol, 11)、香芹酚(carvacrol, 12)等。
百里香精油具有广谱抗菌活性,主要归因于百里香酚和香芹酚,其通过非共价相互作用破坏细菌细胞膜,干扰电子传递链,并破坏质子动力,导致细胞代谢物和离子泄漏。LI等[36]研究制备了一种含百里香精油的Pickering乳状液,结果显示,这种含百里香精油的Pickering乳状液可以有效地防止草莓的重量损失、硬度降低、pH升高等现象,还能有效抑制草莓上微生物生长。
丁香精油的主要抗菌活性成分是丁香酚,RUI等[37]研究评估了含不同浓度丁香精油纳米乳液的壳聚糖膜的物理化学性质和抗氧化性质。结果表明随着丁香精油含量的增加,纳米乳的抗氧化性能显著增强。当薄膜中的丁香精油为0.6%(体积分数)时,效果最好。在这项研究中,纳米乳液包封延长了膜的活性时间,CEON级别的提升促进了精油的释放,有效延缓肉类的氧化进程。
植物精油中的脂肪族化合物是一类结构较为简单且不具有芳香环的有机化合物,它们在植物精油中较少但发挥着独特作用。许多脂肪族化合物还具有一定的生物活性,比如部分醇类和醛类化合物具有抗菌、抗氧化等作用。
植物精油中的含氮含硫化合物是一类具有独特化学结构和生物活性的成分,它们通常具有强烈的气味,常用于食品保鲜的有大蒜素(allicin, 13)等。
3 结论与讨论
植物精油在食品保鲜领域具多种功能,能够添加到果蔬、肉制品、乳制品等多种类型食品中起保鲜防腐的作用,同时也能提升食品的感官特性和营养价值。在应用方式上,植物精油既可作为单一保鲜剂使用,也可通过与其他精油复配或结合天然抗菌剂来达到保鲜效果。
目前,因为植物精油的一些特性,其在食品保鲜中的应用还存在一些问题。植物精油具有挥发性、不稳定性和气味强烈等特性,这些特性容易影响植物精油的保鲜效果和食品的感官特性。植物精油递送体系的制备技术难度也大,使用成本较高,在使用的安全性上也需进一步考察。
植物精油食品保鲜研究主要集中在抑菌活性、抗氧化活性、缓释与包埋技术以及不同食品的应用优化。可以考虑开发针对不同食品的专用递送系统,提高精油的稳定性和靶向性,尝试去开发更为有效的提取制备技术和递送体系,建立精油复配的标准化评价体系,明确协同作用的量化标准。同时,还能加强植物精油在食品加工过程中的风味调控,平衡保鲜效果与感官接受度。这些改进可进一步提升植物精油在食品保鲜中的应用价值。随着人们对食品安全和环境的关注度提高,绿色、安全、高效的食品保鲜方法将越来越受到重视,植物精油作为一种绿色天然的保鲜剂应用前景将更加广阔。
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