大蒜素研究

大蒜素对食品中霉菌的抑制研究进展

阎培玲

湖北理工学院化学与材料工程学院湖北黄石 435000

摘要：食品储存过程中易被霉菌，从而影响食品质量，是食品保鲜及储运应中重点考虑的问题。大蒜对多种病原微生物均有抑制作用，其主要抗菌生物活性成分是大蒜素，具有广谱抗菌性而得到了广泛应用。本文综述近年来大蒜素的应用，重点介绍大蒜素的抑菌机制及其抗菌活性，并介绍在大蒜素抗菌活性方面的最新研究成果，展望大蒜素作为天然防腐剂的应用前景。

关键词：霉菌大蒜素抑菌机制抗菌活性防腐剂

Research progress of the inhibition of garlic to leaf mold in

foods

Yan Peiling

Department of Chemical and Materials Engineering of Hubei Polytechnic University

Huangshi 435000 China

Abstract:Foods are easily infected by mold in the reservation and food quality is effected greatly, so mold shoud be the biggest problem in food fresh keeping and storage. Many kinds of pathogenic microorganisms can be inhibited by garlic, the antimicrobial component is allicin which has been extensively used because of resistance of wide spectrum. In this context the application of allicin is reviewed, the bacteriostatic machanism and stability are especially focused on. The latest researcher findings are also introduced. Finally，the application prospect of allicin as natural preservatives is forecasted.

Keywords：mold；allicin；pathogenic microorganism；antibiotic activity；preservative

一、食品中的霉菌

霉菌是丝状真菌的俗称，即“发霉的真菌”，它们往往能形成菌丝繁茂的菌丝体，又不像蘑菇那样产生大型的子实体。在潮湿温暖的地方，很多多物品上长出一些肉眼可见的绒毛状、絮状或蜘蛛网状的菌落，即为霉菌。霉菌繁殖迅速，

常造成食品霉腐贬值。当湿度在0.7以下时，霉菌的繁殖受到抑制。多数霉菌的最适繁殖温度在25°C-30°C之间。霉菌多数对人体有益，如发酵、酿造，部分有害造成食品霉变或人体真菌感染，部分产生毒素，如黄曲霉产生黄曲霉素。食品中的美军主要包含青霉、曲霉、根霉、毛霉。霉菌主要利用食品中的碳水化合物作为营养物质进行生长，此外还有矿物质和少量氮，因此在含糖量高的食品如糕点水果粮食上容易生长，使食品营养价值和使用价值降低。霉菌污染食品后可繁殖产毒，引起霉菌毒素中毒，侵害肝脏，肾脏，大脑神经系统等器官，产生肝硬化，肝炎，肝细胞坏死，肝癌，急慢性肾炎，大脑中枢神经系统的严重出血，神经组织变性等。当食品上出现青霉和曲霉是表明食品将变质，当出现根霉和毛霉时表明食品已严重腐变，不能在食用，长期以来食品霉变成为食品质量的重大隐患。

二、大蒜素及其抑菌机制

(一) 大蒜素

大蒜(garlic)为百合科多年生宿根草本植物，性温、味辣,既有营养价值，又是调味增香和杀菌佳品。自二十世纪巴斯德明确提出大蒜具有一定抗菌活性后，引起了诸多学者的研究兴趣，经多年研究发现，大蒜中的抗菌活性成分为大蒜素(allicin) 大蒜也因此被称为“植物性天然光谱抗生素”。1844年德国化学家Theodor Wertheim[1]采用水蒸气蒸馏大蒜得到有刺激性气味大蒜精油，称之为大蒜。大蒜素已被广泛应用于养殖业，以提高动物成活率并改善其肉质风味。而且大蒜素无药物残留、无耐药性不产生致畸、致癌、致突变作用是替代抗生素。大蒜素在临床医药、保健食品和饲料添加剂方面也得到了较为广泛的应用，欧美等发达国家将其作为抗菌、提高机体免疫力和调节血脂和抗肿瘤的天然首选治疗药物, 开发制备了含全蒜物质的“全蒜”软胶囊,成为国际保健品市场的新秀。我国医学界已将大蒜素列为抗癌、降脂、抗动脉硬化方面的生物活性物质并定为应用重点。在食品防腐保鲜方面,1988年日本学者[2]研究发现,大蒜对几十种食品卫生和食品腐败细菌有较强抑制灭作用,且具有较宽抗菌谱。近年来对大蒜素的研究主要集中在医药方面。大蒜素在食品方面的应用研究还未深入，本文对大蒜素抑制真菌作用的研究成果作了一定总结分析，以期对大蒜素在天然生物防腐剂方面的开发应用所启发。大蒜素(CH2=CH- CH2- S- S(O)- CH2- CH=CH2)是从

大蒜的鳞茎（大蒜头）中提取的一种有机硫化合物，也存在于洋葱和其他葱科植物中。学名二烯丙基硫代亚磺酸酯。大蒜素以前体蒜氨酸的形式存在于大蒜中,蒜氨酸较稳定, 在大蒜素受到机械碰撞时, 蒜氨酸与同样存在于大蒜中的蒜酶作用, 生成挥发性大蒜素，并产生蒜臭[3]。大蒜素为淡黄色油状液体，具有强烈的大蒜臭，味辣，水溶液pH值为6.5，溶于乙醇、氯仿或乙醚。大蒜素不稳定, 特别是在热和碱性环境中易分解, 当温度上升到80℃或pH大于8.0 时,大蒜素分解速度加快。用不同的提取方法提取大蒜素时所得的产物也不尽相同。O'Gara EA等[4]用有机溶媒浸泡提取时, 萃取所得物主要为含硫化合物阿焦烯；张宇等[5]采用水蒸气蒸馏法所得物主要为二烯丙基硫化物,包括一硫化物,二硫化物和三硫化物。当前的提取方法主要有有机溶剂浸取法，超临界流体提取，水蒸气蒸馏法等。

(二) 大蒜素的抑菌机理

经过多年的研究，现今普遍认为,大蒜素抗菌活性主要在于它能够与含有巯基的酶相互作用, 而这些酶对于微生物来说是至关重要的。Ankri S等人发现大蒜素能够对巯基蛋白酶的活性产生不可逆的竞争性抑制，如NADP脱氢酶和 NAD 脱氢酶，而这些酶对生物体维持正常氧化还原态起着重要作用，对这些酶的抑制作用在较低的大蒜素浓度(<10μ g/mL )作用下即可观察得到,而在较高浓度下( >100μ g/mL )会对组织培养的动物细胞造成毒性损伤，这可能是由于动物细胞含有较微生物浓度较高的谷胱甘肽所致。Ankri S等[3]人也发现大蒜素也能可逆性地抑制乙酰辅酶A的活性，大肠埃希菌RNA聚合酶对较低的大蒜素浓度也较为敏感。由此可见大蒜素作用的靶位点有多种。潘中武[6]等人通过大蒜素对烟曲霉菌感染小鼠的细胞免疫功能的影响实验发现注射大蒜素的烟曲霉菌感染小鼠的细胞免疫功能较没有注射大蒜素的对照组有较大提高，根据小鼠与人类的相近关系推测，如果霉菌进入机体内，大蒜素则可通过增强机体的免疫功能间接杀死霉菌。宋卫国等[7]人通过对大蒜提取物抑制番茄灰霉菌活性测定的研究发现大蒜素对霉菌有较强的抑制作用，林辰壹等[8]对大蒜提取液对食用菌杂菌的抑制作用的研究发现大蒜素对青霉、曲霉、根霉、木霉四种食用真菌均有较强的抑制作用，苏风贤[9]发现大蒜生汁对黑曲霉也有较强抑制作用。马慕英[10]发现大蒜素对桔青霉、岛青霉、产黄青霉、黑曲霉黄曲霉、杂色曲霉、黑根霉、米根霉、总