植物提取物在烘培中的应用
摘要:植物提取物是通过物理或化学分离提取方法而获得的一种或多种具有生物活性的物质,具有广谱的抗菌、杀菌和抗氧化作用,在动植物加工与贮藏保鲜中得到广泛应用。该文系统地将植物提取物按抑菌活性成分分为八类:生物碱类、有机酸类、挥发油类、黄酮类、多酚类、多糖类、皂苷类与单宁类,将植物提取物的抑菌机理概括为对细胞壁、细胞膜,DNA、蛋白质以及细胞内能量代谢过程共三方面的影响,并对其在烘焙中的应用进行总结,发现植物提取物在烘焙中的应用具有较高研究价值与开发前景,未来植物提取物可在食品贮藏保鲜包装技术与有效成分提取工艺等方面深入研究。该综述旨在为抑菌性植物提取物在食品保鲜与加工方面的研究与应用提供理论基础。
关键词:天然植物提取物;抑菌机理;烘焙
植物提取物(plant extract)是指以植物为原料,按照对提取的最终产品用途的需要,通过物理或者化学的提取分离过程,科学定向地获取和浓缩和富集植物中某一种或多种具有生物活性的物质,而不改变其有效成分结构。植物提取物种类繁多,来源广泛,按其有效成分不同可分为生物碱、有机酸、挥发油、黄酮、多酚、多糖、皂苷、单宁等。植物提取物中的生物活性物质具有抗菌、杀菌和抗氧化的作用,应用在各类食品保鲜与贮藏中也不易出现残留与毒副作用,是纯天然安全可靠的植物源添加剂[1]。植物提取物的抑菌机理可概括为以下3种[2-3]:(1)对细胞壁、细胞膜的影响;(2)对DNA、蛋白质的影响;(3)对细胞内能量代谢过程的影响。
本文综述天然食用性植物提取物不同活性成分抑菌效果与抑菌机理,并评价各成分在果烘焙的应用进展,对植物提取物的进一步研究与应用进行展望,以期为之后抑菌性植物提取物在食品保鲜包装与加工等方面提供一定理论基础。
一、植物提取物的抑菌活性成分分类
1、生物碱类
生物碱主要存在于天然植物中,是一类重要的含氮的碱性有机化合物。生物碱大多数具有包含有氮素的复杂的环状结构,可与酸结合生成盐类。大多数生物碱几乎不溶或难溶于水,能溶于有机溶剂,具有显著的生物活性与光学活性。生物碱的结构较为复杂,种类很多,按结构分为有机胺衍生物类、吡咯烷衍生物类、吡啶衍生物类、异喹啉衍生物类、莨菪烷衍生物类、咪唑类、嘌呤类、二萜类和其他等。绝大多数生物碱分布于高等植物,尤其是双子叶植物中,如茄科、罂粟科等,极少数分布于低等植物中。存在于天然植物中的生物碱具有抗过敏、抑菌与灭菌的作用[6]。
1.2 有机酸类
有机酸是指一些广泛存在于植物的根、茎、叶、特别是果实中的具有酸性的有机化合物,但氨基酸除外。有机酸具有的羧基可与醇反应生成酯,可溶于水或乙醇,难溶于其他有机溶剂。存在于植物中常见的有机酸可分为脂肪族与芳香族,如酒石酸、草酸、苹果酸和抗坏血酸属于脂肪族,苯甲酸、水杨酸和咖啡酸属于芳香族。有机酸有一定的生物活性,具有抑菌、抗菌作用,有些可作药用,有机酸在禽畜水产养殖中也可起到降低养殖环境污染、促进消化与增强抵抗力的作用[9]。有机酸绿色环保,抑菌效果好,其应用前景非常广阔,有关其生理作用与机理越来越被更多的学者关注与研究。
1.3 挥发油类
挥发油,又被称为精油,是具有芳香气味易挥发的油状成分的总称。其广泛存在于植物中,可通过水蒸气蒸馏的方法从植物中提取,易溶于乙醇等有机溶剂,不溶于水。精油成分较为复杂,按化学结构可分为芳香族、脂肪族和萜类。精油在日常生活中随处可见,能起到净化空气、消毒和杀菌的功效,其具有广谱抗菌性,可促进细胞新陈代谢及再生功能。精油因其抗菌性与不含有对人体有害的化学成分在食品保鲜贮藏和制药等方面得到广泛应用[13]。
1.4 多糖类
多糖类广泛存在于高等植物、动物、微生物、地衣和海藻等中,如植物的种子、茎和叶组织等。多糖在抗病毒、抗肿瘤等方面发挥着重要的生物活性作用。因此对多糖的进一步研究与开发已引起人们的广泛关注[14]。ZHAI等[15]研究发现石榴皮多糖具有优异的还原能力和清除自由基的作用,通过将石榴皮多糖施用在CCI4诱导的肝损伤小鼠上,观察到小鼠总超氧化物歧化酶、谷胱甘肽过氧化物酶、过氧化氢酶和谷胱甘肽非酶活性分别显著增加,因此可得,其对CCI4诱导的小鼠肝损伤具有很强的保护作用;胡爱军等[17]通过对超声波辅助提取得到的鹰嘴豆中粗多糖进行研究,发现鹰嘴豆非淀粉中性多糖与鹰嘴豆非淀粉酸性多糖具有清除自由基的作用,2种多糖均在体外表现出较强的抗氧化活性。
