食（藥）用真菌的抑菌效果及其在食品防腐和保鮮中應用的研究進展

彭 娜，趙 鵬，柴新義

（滁州學院生物與食品工程學院，安徽滁州 239000）

食品在儲藏和運輸時，極易發生腐敗變質或難以維持其新鮮度，因而對食品防腐與保鮮的研究，具有重要意義。防腐和保鮮這兩個概念既有區別，又有聯系。防腐主要是圍繞致腐微生物的抑制與殺滅，為食品的儲存營造良好的微生物環境，從而達到延緩食物腐敗的目的，用以防腐的食品多為自身不具生理呼吸作用的食品，如面包、罐頭和火腿腸等。而食品的保鮮則是致力于維持食品的新鮮程度，保鮮多用于具有一定生理呼吸作用的食品，如新鮮水果、蔬菜和蘑菇等，保鮮需要考慮的因素較多，如溫度、光照、氧氣濃度等。

目前，食品生產中主要利用天然防腐劑或人工防腐劑進行食品的防腐，而食品的保鮮則可以采用物理、化學或生物手段，其中物理和化學保鮮技術具有較長的應用歷史，而生物保鮮技術是伴隨著科學技術發展而興起的新型保鮮技術。對于利用物理和化學手段以達到保鮮目的的研究報道較多，而利用動物源、植物源以及微生物源進行生物技術保鮮的研究也逐漸成為熱門，其中，食（藥）用真菌在營養、抗氧化和抑菌等方面凸顯了其綠色、生態、環保等寶貴價值及其在食品防腐和保鮮等方面蘊含的應用潛力。物理保鮮技術雖然安全、簡便，且能夠最大限度的保持食品的色澤和口感，但容易對食品造成機械損傷致使營養流失及引起微生物學污染，對于某些物理技術手段還存在耗資耗能較大等方面的問題；化學保鮮技術雖然投資小，但化學試劑可能存在潛在的安全風險，對人體可能存在毒害作用；相比于前兩者，生物保鮮技術則凸顯出其優越性，該技術利用動植物、微生物等來源的材料以達到保鮮的目的，確保了綠色安全和生態環保，符合時代發展的趨勢。然而，目前在利用食（藥）用真菌的發酵液（提取物）或其菌體提取物（液）中的活性物質進行食品防腐或保鮮應用中的研究至今未見相關的文獻綜述報道。鑒于此，本文概括了近年來食（藥）用真菌的抑菌效果研究及其在食品防腐和保鮮中的應用進展，以期為利用食（藥）用真菌在食品防腐和保鮮中的應用研究提供有益的參考。

1 食（藥）用真菌抑菌效果的研究現狀

目前，國內外圍繞食（藥）用真菌抑菌效果的研究主要包括兩個方面，一是食（藥）用真菌發酵液（提取物）對細菌或真菌的抑制效果；二是食（藥）用真菌菌體提取物對細菌或真菌的抑制效果。

1.1 食（藥）用真菌發酵液（提取物）對細菌和真菌的抑菌作用研究

研究發現，多種具生物活性的物質存在于真菌發酵液中，這些活性物質在保健和醫藥等領域應用廣泛，食（藥）用真菌發酵液中的功能性物質有多糖、萜類化合物、蛋白質和核酸等，對食品中常見的細菌和真菌表現出了良好的抑菌效果（表1）。董蕾等采用紙片法來探究杏鮑菇（）和蛹蟲草（（的發酵液對食品中常見細菌的抑制效果，結果表明杏鮑菇對金黃色葡萄球菌（）、大腸桿菌（）和腸炎沙門氏菌（）等均具有抑制效果，其中對金黃色葡萄球菌的抑菌效果最佳，抑菌圈達(2.174±0.117) cm，且杏鮑菇（（發酵液的抑菌效果顯著高于蛹蟲草（）發酵液。羅青等采用杯碟法研究表明，靈芝（spp.）和猴頭菇（（發酵液對于枯草芽孢桿菌（）、金黃色葡萄球菌（）和大腸桿菌（）均有抑菌效果，而且，兩種食藥用真菌發酵液對于金黃色葡萄球菌具有更為顯著的抑制效果，抑菌圈直徑分別達11.126 mm和10.533 mm，抑菌率高達80%左右。吳勝蓮等利用茯苓（）發酵液對6 種細菌進行試驗，結果表明茯苓發酵液對金黃色葡萄球菌和白色念珠菌（）具有較好的抑制作用，但對其余供試細菌的抑菌效果不明顯。竇會娟等研究了香菇（）等7 種常見的食藥用大型真菌的發酵液對金黃色葡萄球菌等3 種細菌的抑菌作用，結果發現不同的食用菌種類對不同細菌的抑菌效果存在差異，其中對金黃色葡萄球菌的抑菌率均較高，但對肺炎鏈球菌的抑菌效果較差。潘昌等研究發現香菇（）、黑木耳（）、血耳（）等5 種不同的食用菌的發酵液對蠟樣芽孢桿菌（）的抑菌作用存在明顯差異。曾志恒等利用鳳尾菇（）發酵液的不同有機溶劑的萃取物對6 種細菌和5 種絲狀真菌進行了抑菌試驗，結果表明發酵液的乙酸乙酯和正丁醇萃取物對6 種細菌均具有較高抑菌活性，對5 種真菌菌絲的生長和孢子萌發亦有明顯的抑制作用。然而，林陳強等在研究虎奶菇（）發酵液的乙酸乙酯萃取物對絲狀真菌的抑菌效果時發現其抑制效果較差，但其對金黃色葡萄球菌（）等供試的6 種細菌均表現了較好的抑菌作用。同樣，曹惠明等在研究楊樹菇（）發酵液對9 種供試的細菌和3 種酵母菌表現了良好抑菌效果，而對供試的5 種霉菌中的部分種類產生抑菌作用，且效果不理想。上述研究僅是對食藥用真菌的發酵液（提取物）的抑菌效果進行了研究，但尚沒有對所起到抑菌作用的活性物質成分和結構等方面進行深入探索。

表1 不同食（藥）用真菌的發酵液（提取物）對細菌和真菌的抑菌效果Table 1 Bacteriostatic effects of fermentation liquid (extract) of different edible (medicinal) fungi on bacteria and fungi

綜上可見，不同種類的食（藥）用真菌發酵液對細菌的抑菌效果存在一定差異，這種抑菌效果的差異可能來自食用菌品種差異、發酵液中抑菌作用的物質成分及含量不同、指示菌細胞壁成分及構造差異、作用機制不同等。另外，同一種食用菌對不同指示菌的抑菌作用差別較大，可能是不同細菌的致病機制不同而引起的，也可能是由于不同細菌的耐藥機制不同而引起的。迄今，食藥用大型真菌的發酵方法比較成熟，其發酵液中產生的抑菌活性物質也表現了較廣的抑菌譜，并且具有一定的選擇性，但其抑菌機理尚有待進一步研究。另外，由于食用菌發酵液是由多糖、蛋白質、核酸、酶、生物堿、萜類化合物、甾醇及維生素等多種化合物組成的混合物，目前，對于食用菌發酵液抑菌活性的評價基本以發酵液混合物為主，因此，對食用菌發酵液的主要抑菌活性成分的分離、純化、鑒定、抑菌效果評價等方面的研究應是今后關注的重點。

1.2 食（藥）用真菌菌體提取物對細菌和真菌的抑菌作用研究

食（藥）用真菌子實體或其發酵菌絲體的提取物也具有多種功效，其中抑菌效果方面的研究是較為深入的領域之一，其中發揮抑菌作用的有效生物活性成分有揮發油、有機酸、萜類化合物和多糖等物質。食（藥）用真菌提取物對食品中常見的細菌和真菌均有一定的抑菌效果（表2）。段小明等概述了竹蓀（）水提取物和乙酸乙酯提取物的抑菌效果，其對細菌和真菌均表現出良好的抑制作用，而且對細菌的抑菌效果普遍好于對真菌的抑制作用。這可能與細菌和真菌的細胞壁的組分和構造不同有關，也可能與不同抑菌活性物質對細菌和真菌的抑菌作用機制存在差異有關。張虎成等采用3 種不同的方法對猴頭菇（）菌絲體中的生物活性物質進行提取，抑菌試驗結果表明不同方法的提取物對細菌的抑菌作用存在差異，其中超聲提取法得到的提取物對大腸桿菌（）、金黃色葡萄球菌（）、枯草芽孢桿菌（）抑制效果最好，其次為乙醇提取法。這可能是因為超聲破碎將菌絲細胞壁和細胞內幾乎所有的物質釋放出來，因此抑菌效果較其他幾種提取方法好。可見，抑菌物質大部分存在于細胞內，只有很少量的釋放到細胞外，有些抑菌物質能用有機溶劑抽提。李冉等研究發現木蹄層孔菌（）和斑褐孔菌（）的子實體提取物對金黃色葡萄球菌（）和枯草芽孢桿菌（）有較好的抑菌效果。蔡程山利用超聲波提取桑黃（）菌絲體中的三萜類物質，當三萜類物質濃度為30 mg/mL 時，其對金黃色葡萄球菌的抑菌能力最強，對大腸桿菌的抑制作用最弱。

表2 不同食（藥）用真菌菌體提取物對細菌和真菌的抑菌效果Table 2 Antibacterial effects of different food (medicinal) fungal extracts on bacteria and fungi

食（藥）用真菌子實體或發酵菌絲體的提取物對食品中常見的真菌也有較好的抑菌效果。檀東飛等研究發現棘托竹蓀（）子實體乙酸乙酯提取物除對細菌有著良好的抑菌作用外，其對黑曲霉（）、桔青霉（）和啤酒酵母（）等真菌有較好的抑菌作用，然而對白色假絲酵母、金黃色葡萄球菌和大腸桿菌等的抑菌作用卻表現的要遜色一些。這可能通過乙酸乙酯提取得到的生物活性物質與棘托竹蓀主要抑菌化學成分一致，然而長裙竹蓀的乙酸乙酯提取物對細菌的抑菌效果較好，而對酵母菌和霉菌基本無抑制作用。這些可能表明不同種類的竹蓀其脂溶性化學成分存在差異或生產條件的差異所造成的抑菌成分在子實體內的積累量存在差異，所以，今后有必要對這些造成差異的原因進行深入研究。吳麗萍等研究發現4 種常見的食用菌子實體的水提物對西瓜炭疽（）和辣椒疫霉（）存在抑菌作用，但其抑菌效果有明顯差異，其中木耳（）對2 種供試真菌的抑菌率達100%，而香菇（）提取物對西瓜炭疽菌的抑制率較低，對辣椒疫霉甚至有促進菌絲生長作用。這可能與不同種類的食用菌子實體或發酵菌絲體中所含有的抑菌活性物質成分或含量有所不同有關。劉曉鳳等研究發現樺附毛孔菌（）、龜裂馬勃（）和茶褐擬迷孔菌（）等11 種真菌子實體的粗提取物對6 種病原真菌具有抑菌作用，且它們之間的抑菌效果存在明顯差異。這種差異除了各食用菌子實體本身和供試的病原真菌具有的特性外，還可能與子實體提取物的處理過程或保藏等因素有關，例如子實體提取液與冷凍干燥物抑菌能力的差異，其原因可能與提取液有效成分受熱損失有關，這些需要深入研究。王欽博等研究顯示桑黃（）水提取物在1～10 mg/mL 濃度下對牛乳中的真菌具有抑制作用，可使白霉（）生長圈直徑減少5.7 cm，青霉（）生長圈直徑減少3.5 cm，能顯著控制巴殺牛乳中菌群總數的變化。林佩華等研究滑子菇（）提取物對荔枝炭疽病菌（）、辣椒炭疽病菌（）和水稻紋枯病菌（）等4 種真菌具有良好的抑制效果，其中對水稻紋枯病菌的抑菌率最高，并且隨著培養時間的延長，其抑菌效果越明顯。王永剛等采用二倍稀釋法研究植物白毛蛇（）的內生真菌鏈格孢菌（）發酵產物的醋酸乙酯提取物（B06e）對金黃色葡萄球菌（）和大腸桿菌（）的抑菌效果，發現其最小抑菌濃度（MIC）存在明顯差異，分別為50 和25 μg/mL。這種差異可能來自鏈格孢菌的醋酸乙酯提取物（B06e）對革蘭氏陽性細菌（金黃色葡萄球菌）和革蘭氏陰性細菌（大腸桿菌）的細胞膜的通透性和完整性的破壞程度存在不同，造成外源物質的流入和細胞質的外泄，從而改變菌體細胞內的滲透壓和代謝調控紊亂，最終導致細菌喪失了生長繁殖能力。

綜上，研究不同食（藥）用真菌的主要抑菌活性成分、提取工藝及其對細菌、酵母菌和霉菌的抑菌作用機制是今后的主攻方向，也是將其更好應用于食品、醫學、環保等領域的重要基礎。

2 食（藥）用真菌在食品防腐和保鮮中應用的現狀

2.1 食（藥）用真菌在食品防腐中的應用現狀

運用食（藥）用真菌進行食品防腐時，其原理主要是利用其發酵液或子實體或菌絲體提取物中具有抑制或殺滅食物中致腐菌的活性物質，以達到防腐的效果。樺樹汁液在儲存運輸時，因受到致腐菌枯草芽孢桿菌（）的影響易變質發臭，劉建榮從5 種多孔菌中篩選出了對枯草芽孢桿菌（）有抑制作用的菌株B1，利用菌株B1 的發酵液與樺樹汁液混合（1/100 體積比），結果顯示樺樹汁液在2 d內延緩發生變質，延長了其保質期。秦王閣等研究發現從疏花水柏（）枝內分離的真菌菌株（SG-4）發酵液的水相粗提物能有效抑制從腐敗柑橘中分離出2 種致腐菌——鐮刀菌（sp.）和橘青霉（），能夠延長柑橘保質期。王欽博等研究結果顯示桑黃（）水提取物在1～10 mg/mL 濃度下對牛乳中的真菌具有抑制作用，能顯著控制巴殺牛乳中菌群總數的變化。紀麗蓮等研究發現蘆竹（）中分離的木霉屬（）內生真菌（F0238）的4～6 d 發酵液可有效抑制西紅柿致腐菌的增殖，且效果與化學試劑相當。趙魯寧等從無病無腐的枇杷（）中分離出的季也蒙畢赤酵母（）（Y35-1）可明顯抑制柑橘致腐菌膠孢炭疽菌（）；隨后，對Y35-1 酵母菌液體菌劑和活性凍干粉菌劑均采用浸泡法分別處理枇杷果實，結果表明，儲藏至第20 d 時，經Y35-1 菌株菌懸液處理的果實，其腐爛指數僅為2.25%和3.60%，且對于色澤、品質等均具有良好的維持作用。綜上可見，利用食（藥）用真菌發酵液或子實體或菌絲體的提取物進行食品防腐能夠達到延緩食品腐敗變質的目的，與化學防腐劑相比更綠色、生態、安全。所以，以食（藥）用真菌為材料開發食品生物防腐劑符合時代發展趨勢，具有巨大潛力。

2.2 食（藥）用真菌在食品保鮮中的應用現狀

食（藥）用真菌運用于食品保鮮領域時，常以膜的形式噴施于待保鮮食品表面，從而隔絕不利于維持食品新鮮度的外界因素，以達到保鮮的目的。秦丹丹等將黑木耳多糖添加到單一的殼聚糖膜中，并將該膜運用于冷鮮牛肉的儲藏中，經10 d 的儲存后，較之于PET/PE（聚對苯二甲酸乙二醇酯/聚乙烯）包裝和CS（殼聚糖）包裝，黑木耳（）多糖/殼聚糖包裝的牛肉延緩發生變質，有效延長了鮮牛肉的保質期。路源等將樺褐孔菌（）的多糖提取液按照2%～6%的質量分數施于新鮮蘋果表面，并置于5 ℃下儲藏，當質量分數為6%時最佳，可以抑制蘋果的呼吸強度，有效抑制菌落生長（保鮮期間＜10CFU/g），具有良好的保鮮功效。鄧文靜等研究了以銀耳（）不同濃度的多糖提取液對南美白對蝦的保鮮效果，結果表明銀耳多糖處理后可有效減緩蝦肉感官品質的下降，蝦肉中TVB-N（揮發性鹽基氮）值的升高得到了有效延緩，菌落總數也顯著低于對照組。孫業剛將靈芝、猴頭菇和蛹蟲草等食藥用真菌中提取的多糖溶液按照一定劑量噴灑在待保鮮的肉類表面，與傳統4 ℃保鮮和冰溫保鮮技術相比，對微生物生長的抑制效果顯著，有效維持了肉類的新鮮度。綜上所見，利用食藥用真菌產生的抑菌活性物質進行食品的保鮮應用，涉及到肉類、蝦類、水果等有限的種類，但其保鮮結果不僅很好地維持了食品原有的營養和感官品質，而且在延長保質期方面亦見其良好的效果。因此，今后應逐步擴大其食品保鮮的應用范圍，考察其最佳的使用方法和探索其保鮮機制等方面的內容。

3 結論與展望

食（藥）用真菌對食品中常見的細菌和真菌的抑菌作用具有良好的效果（表1 和表2），因而，可以以其為原材料，通過其發酵培養液或其相關提取物應用于食品的防腐和保鮮，已有的研究表明食藥用真菌產生的抑菌活性物質不僅能維持食品原有的營養和感官品質，而且在延長保質期方面有著良好的作用。食（藥）用真菌一般本身就具有較高的營養保健和藥用價值，富含多糖、核苷類和三萜類等多種功效成分，因此，通過加工處理將其運用于食品的保鮮和防腐上，既生態環保、又綠色安全，符合社會經濟發展需求。與此同時，利用食（藥）用真菌進行發酵培養和提取活性物質，具有周期短、成本低，易于工廠化、機械化和智能化生產等優勢。

通過分析食（藥）用真菌的抑菌效果及其在食品防腐和保鮮中的應用現狀，提出目前食（藥）用真菌在食品防腐和保鮮研究中存在的主要問題，以期為進一步深入研究提供參考：a.對于食（藥）用真菌抑菌效果的研究已經取得了相對較多的研究成果，但將理論運用于生產實際的實例仍較少，存在理論研究和生產實踐發生一定程度的脫節，究其原因可能存在成果轉化主體驅動力不足、產研信息對接不對稱、轉化過程復雜、技術成熟度不夠等原因所造成的研究成果不能及時在市場上轉化和應用。今后，應加強和深化食（藥）用真菌的科研成果在食品防腐和保鮮應用中的轉化應用，可重點圍繞可轉化成果的評估和轉化機制、堅持市場導向，提高成果對稱度和成熟度等方面進行；b.現有研究表明，食（藥）用真菌中含有多種活性物質，其中多糖、生物堿類化合物、萜類化合物等均存在抑菌活性，然而，目前的研究更多的是研究藥用植物中的活性物質成分和抑菌效果及其在食品防腐和保鮮中的應用，從食（藥）用真菌出發進行此類研究的文獻報道仍然相對較少，今后可拓展和深化所研究的食（藥）用真菌的種類范圍及其更多的活性物質類型及其在食品防腐和保鮮中的應用效果；c.目前，在圍繞食（藥）用真菌抑菌成分的研究方面仍較窄，大多集中研究多糖的抑菌效果，而對于食（藥）用真菌中生物堿類化合物、萜類物質和黃酮等其它成分的研究較少，致使寶貴的食（藥）用真菌資源未能得到充分的開發利用，所以，研究人員應加強食（藥）用真菌各類生物活性物質的提取、分離、鑒定和開發應用研究；d.目前，大多數學者在研究中，將防腐與保鮮視為同一概念，二者雖然有聯系，但兩者的研究側重點還是存在一定差異。當前，對于利用食（藥）用真菌進行食品防腐和保鮮的作用機制及生物防腐及保鮮技術的研究尚不深入，需要進一步根據主要應用目的，精準開發配套的相關生物防腐和保鮮技術及系列產品制劑等。

綜上所述，食品保鮮發展至今，人們對防腐劑和保鮮劑的要求也愈來愈高，不再僅僅追求食物不腐敗，開始關注食品防腐、保鮮劑對人體的健康問題；化學防腐保鮮劑雖然在現今市面上流通最為廣泛，但在未來的發展中，更為健康、綠色的生物源保鮮劑終會取代化學保鮮劑的地位；生物源保鮮劑的普及，也會給消費者帶來更為安全、美味、放心的新鮮食品。因此，大力開展食（藥）用真菌在食品防腐和保鮮方面的應用研究意義重大、前景廣闊。