微生物素在果蔬采后保鲜中的应用进展

朱妞

（西安医学院，陕西西安 710021）

微生物素是指微生物的代谢产物，主要作为一种防腐剂，应用于食品保鲜领域中。微生物素在食品保鲜中具有良好的性能，能够在新陈代谢中有效杀死腐败的微生物，在保护食品质量及延长食品食用寿命等方面有重要的作用[1]。研究发现，微生物素中的微生物细胞具有较强的抗菌活性物质，这些物质能够通过降低物质的pH值，干扰细菌蛋白质的合成以及影响细菌细胞膜的半透性，从而起到杀菌和降菌的效果，同时抑制食物的腐败变质[2]。

目前，微生物素在果蔬采后中的应用，主要是用来保证食品安全、提升食品的储藏时间，有效保持食品原风味等。现代食品工业中，微生物素已经广泛地应用于肉制品和乳制品等食品加工领域[3-5]，因其使用效果佳而受到广泛关注。然而，在果蔬采后保鲜领域，微生物素的应用并不多见，因此，结合微生物素的特点，本文分析了目前已经应用到果蔬保鲜领域的微生物素种类（如乳酸链球菌肽、溶菌酶、木霉发酵液等），分析了其抑菌保鲜原理及其研究现状；在未来果蔬采后保鲜中，面对冷藏技术使用不完善的现象，积极开发微生物素种类（例如纳他霉素、红曲霉素、短梗霉多糖等）及其使用方法，为今后果蔬采后保鲜领域的健康可持续发展提供一定的参考。

1 在果蔬采后保鲜领域中应用的微生物素

1.1 乳酸链球菌肽

乳酸链球菌肽是一种经常使用的细菌素，实际应用的主要有乳酸链球菌、乳酸杆菌等细菌的代谢产物。此种代谢产物作为一种核糖体的合成产物，能够有效抑制细菌的生物活性，应用于果蔬采后保鲜具有重要的意义。调查发现，这种代谢产物能够有效抑制果蔬采后出现的革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌，常见的有沙门氏菌、大肠杆菌、假单孢杆菌、放线杆菌等。

20 世纪末，王步江等[6]将乳酸链球菌肽应用于苹果保鲜中，2 d 后发现苹果的埃希氏菌属大肠杆菌得到了有效抑制。该应用证明了乳酸链球菌肽在果蔬采后保鲜中有重要的应用价值。多位科学家将新采摘的果蔬接种李斯特氏单孢菌后，使用乳酸链球菌肽进行杀菌处理，搁置一段时间后，观察发现果蔬上的细菌明显得到了抑制[7]。除了保鲜研究，还有研究者专门针对乳酸链球菌肽抑制发酵的效果进行了验证分析，发现将此种微生物素应用到辣椒保鲜上，能明显延长辣椒的保鲜时间[8]。此后，对乳酸链球菌肽应用效果进一步探究之后发现，微生物素与其他微生物素联合使用，对细菌的抑制作用得到了明显的提升[7]。基于以上分析，乳酸链球菌肽应用于果蔬采后保鲜效果是非常明显的，但单独使用效果远远不如联合使用，因此应与其他微生物素联合使用，抑菌效果能够得到充分发挥。

1.2 溶菌酶

溶菌酶作为一种微生物素，主要由球孢链霉菌产生的，本质上是一种蛋白酶。长期研究发现，溶菌酶对抑制革兰氏阳性菌、好气性芽孢杆菌、枯草杆菌等有突出的作用，对于提升抗感染能力等也有一定的效果[9]。但是，在使用溶菌酶的抑菌效果中发现，溶菌酶对沙门氏菌的抑制作用较小[10]。

应用到食品保鲜中，溶菌酶常常与其他防腐剂联合使用，能明显提升食物的存储期限。典型的保鲜应用实例是在蘑菇中的使用，蘑菇保鲜期限由原来的3 d 延长到现今的9 d 左右，且蘑菇的质地不会发生变化，色泽和外观也不会出现较大的变化[11]。在联合使用中，溶菌酶一般与甘氨酸复合使用浸渍草莓，延长保鲜时间。但也有学者发现，单一的溶菌酶使用效果更加突出，单一的溶菌酶涂膜对果蔬的保鲜更有作用[11]。实际应用中，无论是单一使用还是联合使用，都是可行的，都具有重要的推广价值。

1.3 木霉

20 世纪30 年代，有研究者发现木霉在植物防护中有明显的效果，对于抑制植物细菌有重要的防治作用[12]。随着这一发现的问世，木霉发酵液在果蔬采后保鲜防护中的应用得到了极大地推广[13]。当前应用在果蔬采后保鲜中的主要是哈茨木霉、多孢木霉、绿色木霉、康氏木霉和钩木霉等类型。总结发现，木霉保鲜主要包括两种方式：木霉菌保鲜和发酵液保鲜。木霉菌保鲜是在使用木霉菌拮抗作用发挥的基础上实现的；木霉发酵液主要是木霉在发酵作用下而产生的抗菌物质，这种物质能够起到良好的防护效果。国外许多国家在果蔬采后保鲜防护中使用多孢木霉实现对苹果、蘑菇等果蔬的保鲜。

与上述乳酸链球菌肽与溶菌酶这两种微生物素的联合使用一样，木霉同样也存在联合使用增强效果的情况。研究者将哈茨木霉发酵液和多菌灵、托布津等实现联合使用，应用于茄子保鲜中，获得了突出的保鲜效果。尤其在温度较高的情况下，保鲜效果更突出。但是，木霉发酵液单独使用时，一旦遇到温度较高的情况，保鲜时间明显缩短。整体而言，木霉发酵液可以在果蔬采后保鲜中作为防腐剂使用[14]。

1.4 其他

生防菌解淀粉芽孢杆菌、D-生物素、竹叶等植物提取物生物素等也能够有效抑制细菌和真菌，被广泛应用于鲜花和果蔬的采后保鲜[15-16]。解淀粉芽孢杆菌具有抑制真菌与细菌的能力，广泛应用于果蔬保鲜，是一种很有发展前途、无化学药剂残留的新型食品保鲜方法。它是一种具有广谱抑菌活性的细菌，能产生多种抑菌物质[17]。荆卓琼等[18]从银杏组织分离的内生细菌菌株中筛选出解淀粉芽孢杆菌HZ-6-3，对灰葡萄孢菌的抑菌活性较好，抑制率为79.06%。该菌株可产生蛋白酶、果胶酶、β-1,3-葡聚糖酶和淀粉酶；能够显著抑制病原菌的菌丝生长，使菌丝生长扭曲，细胞膨大、形成串状泡囊结构等畸变。她还利用盆栽试验测定了该菌株对番茄灰霉病的防控效果，结果显示1×108CFU/mL 的预防效果和治疗效果最高，可达81.12%和70.45%；上述结果显示菌株HZ-6-3 具有作为生物制剂的潜能。王敏等[19]以苹果为研究对象，以竹叶中的黄酮为活性成分，研究了不同浓度的竹叶提取物对鲜切苹果品质的影响，以开发天然的果蔬保鲜剂。结果表明，鲜切苹果通过不同浓度的竹叶提取物处理，可以减少苹果的质量损失，延缓色泽褐变以及多酚氧化酶活性的降低，同时对抗坏血酸和可滴定酸具有保护作用，而且鲜切苹果的感官品质得到了提高，其中黄酮浓度为0.5 mg/mL的竹叶提取液对鲜切苹果的保鲜作用最佳。

2 果蔬采后保鲜有待开发的微生物素

2.1 纳他霉素

纳他霉素也称为游链霉素，主要是纳他尔链霉菌所产生的代谢物，这种微生物素的活性较高，常常以环状四烯化合物形式出现。将该微生物素的性质特点应用于果蔬采后保鲜中发现，低浓度时仍然具有较高的活性，且对pH 值的适用范围比较广，一般不会出现内部渗透的不良现象。在实际生产应用中，一般将此种微生物素应用于肉类和乳制品中，效果良好[20]；然而在实际生产中，纳他霉素应用到果蔬采后保鲜中的事例较少[21]。但是，应该认识到在今后果蔬采后保鲜应用中，由于纳他霉素活性高和适应性广的优点，其保鲜价值必将得到进一步推广应用。

2.2 红曲霉素

红曲霉素主要是红曲霉的代谢物，作为生产生活中经常使用的一种微生物素，具有明显的细菌抑制活性，可应用到食品保鲜中。有研究者发现，红曲霉发酵液应用到果蔬采后保鲜中具有突出的效果，尤其在抑制果蔬的蜡状芽孢杆菌、索状杆菌、枯草杆菌、金黄色葡萄球菌、荧光假单胞菌等方面有突出的效果[22]。也有研究者发现，红曲霉素在抑制绿脓杆菌、大肠杆菌和变形杆菌等方面效果显著[23]。在今后果蔬采后保鲜领域，红曲霉素的应用价值会逐渐被发现。

2.3 短梗霉多糖

短梗霉多糖又叫卜多糖，主要是出芽短梗霉所产生的代谢物。该种微生物素日常表现为水溶性胞外多糖，其中含有大量的大分子聚合物[24]。在使用中，需要将短梗霉多糖以及其衍生物作为保鲜剂使用，这些物质能够在采后的果蔬表面形成一种防护层，对于抑制水果和外界的空气交换、水分交换等有着显著的效果。短梗霉多糖成膜性、可塑性好，且安全无毒，可以生物降解，广泛应用于食品加工、医药等领域，如解决甘蔗、荔枝保鲜的技术难题[25]。总之，短梗霉多糖在采后果蔬保鲜中，对于保护果蔬的营养价值，提升果蔬的保鲜时间等方面有较好的效果，可以加大研究力度。

3 小结

综上所述，果蔬作为人们生产生活必需品，随着食用规模的不断增加，采后保鲜愈发重要，新鲜果蔬的营养价值是各类果蔬加工产品所不能比的，因此果蔬采后保鲜研究意义深远。微生物素保鲜是一种安全高效、无毒的生物保鲜技术，具有广阔的应用前景。目前，在果蔬保鲜工作中，能应用的微生物素主要有乳酸链球菌肽、溶菌酶和木霉发酵液等，这些微生物素的使用保鲜效果显著。今后的采后果蔬保鲜应用中，可以进一步加强纳他霉素、红曲霉素和短梗霉多糖等微生物素种类的研究，可以从这些微生物素之间或与其它果蔬保鲜剂复配角度入手，开发更为高效的果蔬采后保鲜剂，为果蔬采后保鲜提供更多的应用类型。