植物精油及其活性成分的抗菌机理

芳香植物精油普遍具有良好的抗菌能力,是潜在的天然抗菌剂。本文概述山苍子、肉桂、丁香、辣木、百里香、鼠尾草、孜然、八角茴香、牛至、花椒、大蒜等24种精油的主要化学成分、抗菌作用对象和抗菌机理,并对香芹酚、肉桂醛、百里香酚、丁香酚、柠檬醛、柠檬烯等6种精油单体成分对不同微生物的抗菌作用进行分析。     

芳香精油在食品保藏中的应用性研究进展

芳香精油是重要的植物次生代谢物,药食应用历史悠久,因其多方面的生物活性,已引起人们对其在食品保藏领域替代化学防腐剂的极大兴趣。文中概述了芳香精油及其成分在采后果蔬、预切果蔬片、肉制品、乳制品和水产品等食品保鲜和贮藏领域中应用性和安全性研究的最新研究进展。许多研究表明,牛至、丁香、罗勒、胡荽、肉桂、百里香、薄荷、迷迭香、芥茉、芫荽、红根草等芳香精油以及丁子香酚、香芹酚、肉桂酸、己醛、草蒿脑、麝香草酚、香芹酮、肉桂醛、柠檬醛、香叶醇等单体成分具有优良的抗食源性腐败菌和致病菌活性。通过与食品生产前处理工艺、气调包装、配方优化等手段的结合,一些芳香精油及其成分显示出天然食品保藏剂良好的商用价值。     

芳香植物精油对食品常见腐败微生物抗菌活性的研究

通过测定抑菌圈直径大小了解食品常见腐败微生物对12种芳香植物精油的抗菌敏感性,进一步测定最低抑菌浓度、最小杀菌浓度分析食用芳香植物精油抗菌活性。试验表明:食品常见腐败微生物对植物精油表现出不同的敏感性,特别是枯草芽孢杆菌对植物精油抗菌敏感性最强;综合抗菌活性最好的是牛至和百里香精油,浓度达到250μL/L时表现出广谱抗菌性,但肉桂精油对真菌有更好的抗菌活性;采用棋盘稀释法进一步研究植物精油间协同增效效果,发现牛至-百里香复配表现出显著的相加效果;气-质联用仪分析了牛至、百里香和肉桂精油的主要抗菌成分香芹酚、百里香酚和反式肉桂醛等的含量。研究可为食用植物精油作为"高效、安全"的防腐保鲜剂应用于食品领域提供了理论依据。     

肉桂精油复配香芹酚和百里香酚对食用畜禽有害微生物熏蒸的抗菌活性

通过测定抑菌圈直径确定肉桂精油及单离香料香芹酚和百里酚对食用畜禽有害微生物的敏感性,同时采用气相熏蒸法测定最低抑菌浓度（Minimum Inhibitory Concentration,MIC）和最低杀菌浓度（Minimum Bacterial Concentration,MBC）。结果表明：肉桂精油及香芹酚和百里酚对食用畜禽有害微生物都具有一定的抑杀能力。肉桂精油对黑曲霉的抗菌效果优于百里香酚和香芹酚,肉桂精油对黑曲霉的MIC和MBC为62.5 μL/L,而百里香酚和香芹酚的MIC和MBC均为125 μL/L;将肉桂精油与香芹酚进行复配,复配精油对白色葡萄球菌和黑曲霉均表现出相加作用（FICI≤1）,而对白色念珠菌则表现为无关作用。通过GC-MS分析,肉桂精油的主要挥发性化学成分中相对含量较高的为肉桂醛（78.19%）、2-甲氧基肉桂醛（8.70%）。采用电子鼻分析溶剂稀释后对复配精油抑菌活性的影响,抑菌能力大小为：丙二醇稀释≈无水乙醇稀释＞未稀释＞甘油稀释＞食用油稀释。实验表明：香芹酚与肉桂精油复配可以提高肉桂精油的抗菌活性,溶剂挥发性的差异会对复配精油的抑菌活性造成不同影响,稀释复配精油时溶剂的较优选择为丙二醇。     

提取方法对百里香精油化学成分和抗氧化活性的影响

本文分别采用水蒸气蒸馏法（SD）、同时蒸馏萃取法（SDE）、冷等离子体辅助提取法（CPAE）从百里香叶片中提取精油,通过气相色谱-质谱联用（GC-MS）分析了三种精油中的挥发性成分,测定其精油中的总酚、总黄酮、花青素含量,通过DPPH?、ABTS+?、总抗氧化能力三个抗氧化指标评估了其体外抗氧化性,并将精油中的主要活性成分与抗氧化能力进行相关性分析,比较得出得率更高、抗氧化性更好的提取方法。结果表明,不同提取方法在精油得率上有显著性差异（P<0.05）,SDE法的精油得率最高,达到了1.30%。经GC-MS分析,三种精油共检出了36种组分,主要成分均为2-茨醇（32.194%~32.515%）、香芹酚（17.265%~19.998%）、百里香酚（13.031%~15.202%）和α-松油醇（11.296%~12.012%）,其中,SDE法和CPAE法比SD法制备得到的精油在以上活性成分上含量更高。在总酚、总黄酮、花青素的测定结果中,SDE法制备得到的精油中总酚和花青素含量更高,分别为133.67±0.20 mg GA/g EO、0.32±0.02 mg/g EO,CPAE法制得的精油总黄酮含量最高,达到了54.82 mg Rutin/g EO。在体外抗氧化性实验中,三种精油在实验浓度范围内对各项抗氧化指标都表现出较强的抗氧化性和明显的量效关系,其中,SDE法获得的精油对于自由基的清除效果更佳,在最高实验浓度下清除率均在96%以上。通过抗氧化相关性分析发现,百里香精油的抗氧化活性与酚类等物质的含量密切相关。综上,从各项实验结果来看,SDE法是一种更为可取的提取百里香精油的方法。     

肉桂醛及其复配单离香料对食品有害微生物的抑制作用研究

通过抑菌圈法测试肉桂醛、百里香酚、香芹酚、丁香酚、茴香脑和柠檬醛对几种常见有害微生物的抑菌敏感性。同时采用直接接触法测定最小抑菌浓度和最小杀菌浓度,研究这六种单离香料及复合单离香料对常见的食品腐败菌及致病菌的抗菌能力,并与常见防腐剂进行对比。研究结果表明：相对于细菌而言,肉桂醛对真菌抑菌能力更强,尤其对黄曲霉的抑菌效果最好;不同供试菌对不同单离香料的敏感度不同,其中大肠杆菌对所选单离香料的敏感度最低;百里香酚的综合抗菌能力最好,肉桂醛和香芹酚次之;但在试验浓度范围内,仅肉桂醛能将枯草芽孢杆菌杀死;复配精油对所有的供试菌（除了金黄色葡萄球菌）杀菌效果都有明显的提高,不同配比的复配精油对不同菌种的抗菌效果有所不同,肉桂醛-百里香酚复配精油对7种供试菌表现出了相加作用或者无关;复配精油的抗菌效果远强于苯甲酸钠和山梨酸钾这两种食品防腐剂。     

地椒精油中主要成分及其作用分析

地椒为唇形科百里香属植物,其所含的精油属于天然香料,具有较高的经济价值,但很少有文献对百里香属植物精油中各种成分的作用进行详细分析。本文分析了不同地区百里香属植物精油成分的差异及其在食品中的应用,同时以陕西榆林地区的地椒为试材,利用GC-MS对各种挥发性成分的含量进行测定,得出其所含的苯、烯、酚、烷和醇类物质分别为48.54%、23.69%、13.13%、1.76%和0.5%,这些成分的存在使百里香属植物具有特殊的香气,并且在抑菌、抗氧化方面都发挥了重要作用。通过对地椒精油中各个组分作用的分析,有助于加强对地椒叶中各个挥发性成分的综合利用。     

植物复合精油对5种稻谷霉变优势菌株抑菌作用研究

为了研究天然植物精油(百里香、丁香、肉桂)对霉变稻谷的抑菌效果,以5种稻谷霉变优势菌株为受试菌,以霉菌抑菌圈直径大小和最低抑菌浓度（MIC）为指标,通过混料设计方法建立复合精油抑菌模型,结合方差分析得到抑菌效果最佳的植物精油配比。研究结果表明,单一精油抑菌活性对亮白曲霉（A. candidus）,杂色曲霉（A. versicolor）和聚多曲霉（A. sydowii）为肉桂精油>丁香精油>百里香精油;对稻黑孢霉（N. oryzae）为肉桂精油=丁香精油>百里精香油;对布罗克青霉菌（P. brocae）为丁香精油=百里香精油<肉桂精油。当肉桂精油:丁香精油:百里香精油的体积比为55.2%︰26.9%︰17.9%时,3种植物精油对5种菌株抑制效果最佳,复合抑制值大于90.9%。     

液相及气相植物精油清除DPPH自由基的研究

本文采用分光光度法研究了14种植物精油在液相和气相状态下清除DPPH自由基的能力。实验结果显示不同精油对DPPH自由基有不同的清除效果,在液相和气相条件中,肉桂精油、百里香油、丁香精油的清除效果最好;进一步选取肉桂精油、百里香油、丁香精油进行复配,丁香精油分别与肉桂精油、百里香油复配产生了协同增效效应,特别是丁香精油和百里香油复配时在气相、液相中均具有很好清除DPPH自由基的效果;丁香精油与百里香油复配时,28℃的气相清除率明显高于19℃,19℃时丁香精油占60~80%会出现气相复配增效效应,而在28℃时占20~60%则出现气相复配增效效应,在液相时丁香精油占40~80%出现复配增效效应。在不同的复配比例中,复配物中的不同抗自由基活性成分间会产生协同增效效应。     

江香薷挥发油的化学成分分析及其对金黄色葡萄球菌生物被膜的抑制作用

目的：研究江香薷挥发油的化学成分及其对金黄色葡萄球菌生物被膜的影响。方法：运用气相色谱-质谱（gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS）技术鉴定江香薷挥发油的化学成分,并对其中相对含量较大的8 种化学成分的金黄色葡萄球菌生物被膜抑制作用进行研究。结果：GC-MS分析鉴定出29 种成分,其中相对含量比较大的成分为百里香酚、香荆芥酚、对聚伞花素、γ-松油烯、百里香酚乙酸酯、α-石竹烯、3-蒈烯和香荆芥酚乙酸酯。江香薷挥发油对金黄色葡萄球菌生物被膜形成的抑制率可达91.3%,对成熟的金黄色葡萄球菌生物被膜清除率为78.5%,香荆芥酚、3-蒈烯、香荆芥酚乙酸酯和α-石竹烯对金黄色葡萄球菌生物被膜的形成抑制作用显著,其中3-蒈烯的抑制率最高,为93.9%,而对聚伞花素和百里香酚乙酸酯对成熟的金黄色葡萄球菌生物被膜清除作用比较明显。结论：江香薷挥发油对金黄色葡萄球菌生物被膜形成有较强的抑制作用,也具有一定的成熟金黄色葡萄球菌生物被膜清除作用,这可能是江香薷挥发油中多种化学成分共同作用的结果。     

右旋龙脑和肉桂醛抑制游离态和生物被膜态食源致病菌的研究

目的:以天然产物右旋龙脑和肉桂醛为研究对象,研究其抑制游离态和生物被膜态单核增生李斯特菌和鼠伤寒沙门氏菌的特征。方法:在采用微量肉汤稀释法研究右旋龙脑和肉桂醛单独对游离态单核增生李斯特菌、鼠伤寒沙门氏菌及其混合菌的最低抑菌浓度(MIPC)的前提下,分析两种天然产物共同作用下对游离态致病菌的最低抑菌浓度以及对生物被膜态致病菌的最低抑菌浓度(MIBC)。结果:右旋龙脑对游离态单核增生李斯特菌的MIPC为0.56 mg/mL,对游离态鼠伤寒沙门氏菌的MIPC为0.58 mg/mL,对混合菌的MIPC为0.60 mg/mL;添加肉桂醛时的3种培养状态下MIPC均为0.40μL/mL;在右旋龙脑和肉桂醛共同作用下(即0.50 mg/mL右旋龙脑和0.40μL/mL肉桂醛)对游离态菌体均可完全抑制,而2.50 mg/mL右旋龙脑和2.00μL/mL肉桂醛共同作用下可以完全抑制生物被膜态的菌体。结论:两种天然产物对生物被膜态菌体的最低抑菌浓度远远大于游离态菌体,右旋龙脑和肉桂醛在抑制游离态菌体和生物被膜态菌体生长方面具有协同作用。     

Antimicrobial Wine Formulations Active Against the Foodborne Pathogens Escherichia coli O157: H7 and Salmonella enterica

ABSTRACT:  We developed wine formulations containing plant essential oils and oil compounds effective against foodborne pathogenic bacteria Escherichia coli O157:H7 and Salmonella enterica. HPLC was used to determine maximum solubility of antimicrobials in wines as well as amounts of antimicrobials extracted by wines from commercial oregano and thyme leaves. Activity of essential oils (cinnamon, lemongrass, oregano, and thyme) and oil compounds (carvacrol, cinnamaldehyde, citral, and thymol) in wines were evaluated in terms of the percentage of the sample that resulted in a 50% decrease in the number of bacteria (BA₅₀). The ranges of activities in wines (30 min BA₅₀ values) against S. enterica/E. coli were carvacrol, 0.0059 to 0.010/0.011 to 0.021; oregano oils, 0.0079 to 0.014/0.022 to 0.031; cinnamaldehyde, 0.030 to 0.051/0.098 to 0.13; citral, 0.033 to 0.038/0.060 to 0.070; lemongrass oil, 0.053 to 0.066/0.059 to 0.071; cinnamon oil 0.038 to 0.057/0.066 to 0.098; thymol, 0.0086 to 0.010/0.016 to 0.022; and thyme oil, 0.0097 to 0.011/0.033 to 0.039. Detailed studies with carvacrol, the main component of oregano oil, showed that antibacterial activity was greater against S. enterica than against E. coli and that wine formulations exhibited high activities at low concentrations of added antimicrobials. The results suggest that wines containing essential oils/oil compounds, added or extracted from oregano or thyme leaves, could be used to reduce pathogens in food and other environments.     

0.2%新洁尔灭和5%甲酚皂消毒液灭菌效果研究

目的 验证0.2%新洁尔灭和5%甲酚皂消毒液的消毒效果以及有效期。方法 首先进行薄膜过滤法方法学验证,确定薄膜过滤法可行后,再进行0.2%新洁尔灭和5%甲酚皂消毒液的消毒效果有效性验证,最后进行3次消毒液的有效期验证,确定消毒液的存放有效期。结果 0.2%新洁尔和5%甲酚皂消毒液配制后5天内的杀菌性能是有效的。结论 0.2%新洁尔灭和5%甲酚皂消毒液存放5天内均可用于物品表面的消毒杀菌。     

茶树精油对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌生物被膜的影响

本文研究了茶树精油对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（Methicillin-resistant Staphylococcus aureus,MRSA）生物被膜的影响及其作用机制。首先测定了茶树精油对1株MRSA标准菌株及12株金黄色葡萄球菌分离菌株的MIC值为0.08%~0.32%。结晶紫半定量染色实验发现0.16%的茶树精油对MRSA生物被膜形成有抑制作用,结晶紫半定量染色实验和激光共聚焦显微镜发现0.32%的茶树精油可完全清除MRSA成熟的生物被膜,0.16%可明显破坏其生物被膜。抗生物被膜机制的初步探究发现茶树精油可以抑制MRSA生物被膜形成过程中多糖黏附素（polysaccharide intercellular adhesion,PIA）和胞外DNA（extracellular DNA,eDNA）的分泌以及物被膜形成相关基因agr、ica、cid、sar的表达。因此,茶树精油具有强大的抗生物被膜作用,可能机制是抑制其PIA的合成,eDNA的分泌以及生物被膜形成相关基因的表达。     

D-核糖及肉桂醛对四川泡菜菌群多样性和生物被膜的影响

选择2 种群体感应抑制剂D-核糖与肉桂醛,通过高通量测序技术检测其对发酵泡菜菌群结构的调控作用,并进一步分析二者对特定腐败菌生理行为的影响。结果表明D-核糖处理后,泡菜发酵液中Lactobacillus的相对丰度由第2位（19.38%）上升至第1位（80.10%）,同时不含有Staphylococcus equorum（OTU4）、Lactobacillus ginsenosidimutans（OTU6）、Propionibacterium acnes subsp. acnes（OTU8）、Lactococcus lactis subsp. lactis（OTU9）;肉桂醛对菌群结构的影响不明显。此外,通过绘制生长曲线发现D-核糖对特定腐败菌的生长无明显作用,肉桂醛对其生长有抑制作用,但是二者均可显著抑制腐败菌的生物被膜形成。D-核糖和肉桂醛处理后Pantoea calida的生物被膜形成量分别降低至对照的11%和10%;Pantoea ananatis的生物被膜形成量分别降低至对照的21%和17%,Pantoea anthophila的生物被膜量分别降低至对照的11%和9%,Staphylococcus saprophyticus的生物被膜量分别降低至对照的11%和15%,作用效果很明显。以上结果对进一步研究发酵泡菜菌群调控机制具有参考价值,同时为开发发酵食品的新型防腐保鲜技术提供新的思路。     

Promising strategies to control persistent enemies: Some new technologies to combat biofilm in the food industry—A review

Biofilm is an advanced form of protection that allows bacterial cells to withstand adverse environmental conditions. The complex structure of biofilm results from genetic-related mechanisms besides other factors such as bacterial morphology or substratum properties. Inhibition of biofilm formation of harmful bacteria (spoilage and pathogenic bacteria) is a critical task in the food industry because of the enhanced resistance of biofilm bacteria to stress, such as cleaning and disinfection methods traditionally used in food processing plants, and the increased food safety risks threatening consumer health caused by recurrent contamination and rapid deterioration of food by biofilm cells. Therefore, it is urgent to find methods and strategies for effectively combating bacterial biofilm formation and eradicating mature biofilms. Innovative and promising approaches to control bacteria and their biofilms are emerging. These new approaches range from methods based on natural ingredients to the use of nanoparticles. This literature review aims to describe the efficacy of these strategies and provide an overview of recent promising biofilm control technologies in the food processing sector.     

丁香酚对解淀粉芽孢杆菌气液界面生物膜的抑制作用

为研究丁香酚对解淀粉芽孢杆菌DY1a生物膜的抑制作用及成膜早期界面黏附聚集能力的影响,分析了不同质量浓度的丁香酚对生物膜形成、生物膜表面微观结构、膜内活菌数及生物膜基质多糖和蛋白质含量的影响,并评价其对成熟生物膜的清除能力,通过细菌运动能力实验、细胞表面疏水性、细胞表面Zeta电位及细胞自聚集能力,综合分析丁香酚对生物膜形成早期界面黏附聚集能力的影响。结果表明:丁香酚对解淀粉芽孢杆菌的最低生物膜抑制质量浓度(MBIC)为1.500mg/mL,MBIC的丁香酚对成熟生物膜清除率为28.85%。添加1/2 MBIC、1/4 MBIC的丁香酚培养基气液界面形成的生物膜较为单薄,表面较为光滑平整,生物膜内活菌数显著降低。丁香酚对腐败菌泳动能力抑制率为22.16%~100.00%,对丛集能力的抑制率为43.86%~97.50%,使细胞表面疏水性、细胞表面负Zeta电位和自聚集率均降低。此外,丁香酚显著抑制了腐败菌胞外多糖和蛋白质合成。丁香酚对芽孢杆菌生物膜的抑制作用主要是通过抑制细菌运动能力,降低细胞表面的疏水性、自聚集性,从而干扰早期菌体在成膜界面上的黏附能力,并通过抑制胞外聚合物组分的合成分泌延迟生物膜的形成和成熟。丁香酚可作为抑制腐败解淀粉芽孢杆菌气液界面生物膜形成的潜在抗生物膜剂。     

Effect of industrial and natural biocides on spoilage, pathogenic and technological strains grown in biofilm

This study aimed at investigating bactericide solutions effective on spoilage and pathogenic bacteria while preserving technological bacteria. Two compounds of essential oil (thymol and eugenol), one essential oil of Satureja thymbra and two industrial biocides (PE 270-30, Brillo) were tested on technological strains (Staphylococcus equorum, Staphylococcus succinus and Lactobacillus sakei) grown in monoculture biofilm and on a mixed biofilm of pathogenic bacteria (Staphylococcus aureus, Listeria monocytogenes) and spoilage bacteria (Pseudomonas fragi, Escherichia coli). Biofilm cultures were performed in glass fibre filters for 24h at 20 degrees C before application of biocides. Thymol and eugenol had no effect on the mixed biofilm. S. thymbra (2%) was highly effective on spoilage strains (5 log reduction), and S. equorum (4 log reduction) was moderately effective on pathogens (2.3 log reduction) and not effective on S. succinus and L. sakei (0.5 log reduction). PE-270-30 with 10% Na((2))SO((4)) decreased spoilage bacteria (5.1 log reduction), maintained the technological bacteria, but did not reduce the pathogens. The disinfectant Brillo (3%) killed all the strains. These results showed the difficulty in obtaining a biocide that is effective in destroying spoilage and pathogenic bacteria while preserving technological bacteria. Essential oils could be a good alternative for eradicating spoilage bacteria in the food environment where they are often found at high levels.     

丁香和肉桂挥发油的提取、主要成分测定及其抗菌活性研究

本文采用水蒸汽蒸馏法提取丁香和肉桂的挥发油,并对所得挥发油主要成分进行气相测定,通过体外抗菌试验,比较了这两种挥发油及其主要成分和目前常用化学防腐剂苯甲酸钠和山梨酸钾对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、枯草芽孢杆菌、沙门氏菌和志贺氏菌等5株食品中常见污染菌的抗菌作用。结果表明丁香油中丁香酚含量为78.1%,肉桂油中肉桂醛含量为86.8%;这两种挥发油及其主要成分丁香酚和肉桂醛的抗菌作用均强于两种化学防腐剂,其中肉桂油与其主要成分肉桂醛表现出的抗菌活性最强,最小抑菌浓度(MIC)为200～1600mg/L;仅为苯甲酸钠和山梨酸钾MIC(6400～25600mg/L)的1/64～1/16;丁香油及其主要成分丁香酚的抗菌活性次之,MIC为800～1600mg/L,相当于苯甲酸钠和山梨酸钾MIC的1/16～1/8。