石榴皮的抗菌活性及其应用在食品保存

文摘

石榴(石榴l .)正在种植水果文明以来,和它的生产和消费增加从上个世纪以来,由于科学证实的健康益处。石榴水果,果汁,它的种子,皮已知含有的生物活性化合物,即,酚酸、黄酮类化合物和hydrolysable单宁。石榴皮的水果食品加工过程中产生的主要副产物的石榴富含抗氧化剂和广谱抗菌药物,可以防止食物甚至恶化。这健康潜在的石榴是显著不同品种,生长条件,培养实践,阶段的开发和提取方法。,石榴皮提取物的生化成分(PPE),其功效在食品保存,讨论和抗菌活动为农民提供一个全面的指南,食品加工和存储部门和学术界。

1。介绍

石榴(石榴l .)植物是人类最早栽培植物;然而,它的消费已经有限的最常见的结果提取的麻烦多汁的假种皮(1]。由于越来越多的科学研究对其健康效益,生产和消费的石榴水果已经增加了21世纪以来。石榴果实食用新鲜和加工主要在形式的汁,油,酒,和堵塞。水果和它的皮是已知高水平的众多的植物化学物质,包括酚酸、黄酮和单宁。这种多样化的植物化学物质的特征被认为是负责其较高的抗氧化潜力和有益健康2]。在处理过程中,大量的副产品是由皮和已知hydrolysable单宁含量高(高温超导)[3]。最近,副产品的石榴,特别是石榴皮提取物(PPE),已经被越来越多的关注由于其科学证实治疗属性如抗氧化、抗菌、抗癌、抗溃疡、抗炎活动(4,5]。许多科学研究表明,PPE展览优秀的抗菌活性对一些食源性病原体和改善食品的采后可存储性6,7]。本文将介绍和讨论最近的进展的生化成分、抗菌的潜力,和食品保存页的特征。

2。石榴皮的生化成分

石榴皮有高水平的众多的植物化学物质2]。据报道,PPE富含生物活性化合物,主要酚酸、黄酮类、单宁hydrolysable [8,9]。主要酚酸了pp的鞣花酸,没食子酸、咖啡酸、绿原酸、syringic酸、阿魏酸、香草酸、p-coumaric酸、肉桂酸10- - - - - -14]。酚酸浓度显著不同品种和高度取决于地理位置,气候条件和耕作实践(9,13]。的一个主要参数定义的浓度酚酸是指出与深红色的皮颜色品种颜色据报道,酚酸浓度高于浅色品种(15]。额外的酚酸,pp类黄酮的极好来源。类黄酮含量和成分也明显在品种和生长条件的变化而变化;然而,它也指出,果实发育阶段影响类黄酮含量和组成(6,16,17]。此外,据报道,pp丰富的丹宁的来源。报道单宁鞣花单宁,punicalagin granatins, punicalin, pedunculagin, castalagin, corilagin, gallagyldilactone, tellimagrandin [18,19]。近49个化合物,其中大部分是黄酮类化合物,酚酸,单宁(9,19- - - - - -26孤立的从石榴皮,在图中做了总结1。

聚丙烯的抗氧化活性是由于酚酸、黄酮和单宁。其中,鞣花单宁指出最负责石榴皮的抗氧化活性(9]。也指出,植物化学物质含量和抗氧化活性都高度依赖于溶剂用于皮提取。以前的研究也表明methanolic提取石榴皮的表现出较高的抗氧化活性与其他提取方法相比(27]。酚酸的浓度、类黄酮和单宁在pp主要取决于提取方法。例如,Orak et al。28]报道的最高浓度单宁确定从甲醇提取,与水和乙醇提取物。丙酮提取石榴皮也指出有更高的抗氧化活性比水和乙醇提取物(19]。

3所示。提取石榴皮的过程

使用最广泛的方法之一,石榴皮提取甲醇提取方法报道Dahham et al。29日]。在这种方法中,首先,细皮粉末通过电动搅拌器和烘干的40°C 24 h。24-mesh,然后,粉末筛分和10 g粉样品的提取和250毫升80%的甲醇室温(∼25°C) 24 h。最后提取然后过滤后使用。如果需要水提物使用,粉样品(10 g)和100毫升蒸馏水提取使用。干燥温度和时间报道50°C 48 h在一些其他的研究[11]。

水、乙醇和丙酮据报道其他溶剂代替甲醇提取的石榴皮(19,28]。大多数发表的文献对不同提取方法/溶剂建议甲醇萃取法是比别人更好的丰富的酚类化合物和提高抗氧化活性28,30.- - - - - -32]。

据报道,提取方法有很强的对pp的生化组成的影响。传统的技术通常需要大量的溶剂和提取收益率较低的结果。此外,据报道,使用高温导致提取物(退化33]。最近,高压萃取是观察和注意到作为一个实用的方法,结果没有不利影响生物活性的化合物。此外,绿色技术,高压萃取速度更快,高收益(34]。

另一个重要的提取方法是酶的提取。据报道,协助生物活性化合物的提取。酶法提取背后的机制涉及到一些细胞壁降解酶(即。果胶酶)。这些酶分解细胞壁,提高生物活性化合物的提取(35,36]。

4所示。石榴皮的抗菌活性

石榴有广谱抗菌作用,对革兰氏阴性有明显的抑制作用,革兰氏阳性细菌(表1)、真菌以及模具(表2)。然而,不同的石榴提取物来自不同地区的各种抗菌活动。许多学者的研究表明,PPE的抗菌活性比其他地方更有效,PPE的抗菌活性与总类黄酮和单宁含量。PPE闻名与细菌和真菌病原体的抗菌活性(29日,37,38]。然而,研究调查的数量PPE对植物病原细菌和真菌的影响是有限的(11,32,39,40]。PPE是指出在不同的食源性病原体包括具有抗菌效果大肠杆菌,镰刀菌素sambucinum,青霉菌italicum,和枯草芽孢杆菌(11,31日,38,41]。在其中一个全面的研究中,来自不同部位提取物的抗菌活性的石榴(皮、种子、果汁和水果)七个细菌测试(芽孢杆菌coagulans,蜡样芽胞杆菌,枯草芽孢杆菌,金黄色葡萄球菌,大肠杆菌,肺炎克雷伯菌,和铜绿假单胞菌)。的最大抑制细菌都指出石榴皮提取物的(29日]。石榴皮也测试作为结合剂为生物电影和提高材料的抗菌活性。在这些研究中,阿里et al。42报道称,PPE抑制增长金黄色葡萄球菌(革兰氏阳性),沙门氏菌(革兰氏阴性)。作为讨论的部分3提取方法可以显著影响石榴皮的抗菌活性。在最近的一项研究中,抗菌效果的高压(300和600 MPa)的石榴皮进行测试(13]。在这项研究中,最大的抗氧化活性和酚含量观察到300 MPa的提取;因此,较高的抗菌活性对病原菌指出从300 MPa。此前曾报导过的乙酸乙酯提取石榴皮包括高浓度的单宁非常活跃的反对金黄色葡萄球菌压力(43]。水提取石榴皮也大幅控制革兰氏阳性和革兰氏阴性细菌包括大肠杆菌,枯草芽孢杆菌,肠杆菌属aerogenes,粘质沙雷氏菌,布鲁氏菌spp。,酿酒酵母,和红酵母glutinis(44]。

在不同的研究中,pp的影响控制的生长和发育镰刀菌素sambucinum在体外进行治疗和预防。研究人员指出,PPE(20毫克/毫升)表现出完全抑制真菌的孢子萌发和菌丝生长抑制75.5% (11]。在最近的一项研究中,El Khetabi et al。45)研究了体外和体内水的影响褐腐病(由PPEMonilinia laxa和m . fructigena)。他们报道的一个抑制菌丝的控制从76.65%变化到90%的增长。强烈的PPE当时报道对真菌的活动葡萄孢菌,青霉菌digitatum,和青霉菌expansum在尼科西亚et al。46]。20 h的孵化与PPE导致几乎完全抑制真菌孢子在柠檬和葡萄柚。最近的一项研究调查了21个不同石榴抗真菌活性的基因型(47]。研究人员注意到,所有的检测基因型有不同的抗真菌的活动,反对尖孢镰刀菌f . sp。黄瓜,他们中的一些人完全抑制真菌,和一些人缺乏抑制活动。两个不同的石榴皮提取物(水和甲醇)与壳聚糖结合,为控制刺槐豆胶p . digitatum在橙色的水果。结果表明,添加0.361克水PPE为刺槐豆胶和壳聚糖涂层显著降低p . digitatum分别为28%和49% (48]。酚醛和抗菌活性的研究了pp的“Gabsi”Kharchoufi et al。32]。类似于以前的研究的研究人员,水和甲醇溶剂分别进行了测试。比他们的其他研究人员注意到不同的结果,建议对甲醇提取更有效p . digitatum和酿酒酵母。

仍然存在重大障碍的工业用pp控制采后病原菌。这个限制是由于不清楚PPE的行动方式,成本高,缺乏疗效显著的变化在品种、气候条件、栽培实践,和提取方法和对不同真菌病原体(有限的活动范围9,49]。

5。石榴皮的生物化学变化和食品保存

PPE食品保存行业是一个有价值的副产品。正如前面所讨论的那样,PPE富含生物活性化合物,包括单宁组成的鞣花酸和没食子酸42,50,51]。大多数的生物活性化合物,丰富的PPE,以前测试作为天然添加剂改善食品的保存质量(52]。PPE还测试单独或结合可食用的食品保存电影和涂料。可再生、生物、环境友好积极的包装系统,这通常是由生物聚合物如蛋白质、脂质、多糖(53以来,已广泛应用于食品包装),21世纪的开始(54]。豆类种子植物蛋白质的良好来源(25 - 28%)有很好的潜力作为生物膜(55]。

此外,将天然化合物(酚类化合物,具有较高的抗氧化活性和精油)到生物膜被改善的活动可食用涂料和提高食品的储存时间56]。其中,水果皮构成一个重要组成部分,这是一个丰富的生物活性化合物。页也被广泛应用于生物食用涂料的配方/电影[57]。PPE也指出减少水蒸气渗透率chitosan-based膜材料及其抗菌活性(58]。另一个最近的研究表明,将不同浓度的PPE和绿豆蛋白质电影提供了一个摘要可食用膜的包装食品(59]。PPE的公司据报道,给电影的灵活性,增加厚度和水蒸气渗透率,降低了水分含量。确定PPE保留其半晶质结构生物食用电影和改善材料的功效[42]。在类似的研究中,将壳聚糖的PPE检测食品包装(60]。PPE的活跃的聚乙烯醇(PVA)复合膜也导致较高的抗氧化活性和抗菌能力(61年]。

PPE的掺入1% (w / v)为壳聚糖海藻酸1% (w / v)和2% (w / v)涂料是提高采后可存储性报道的“阿拉哈巴德safeda“番石榴果实。结果表明食用涂层减少了呼吸率,保护抗坏血酸含量、总酚醛树脂、总类黄酮含量和抗氧化活性,维护整个水果质量(62年]。食品中酚醛树脂捕捉自由基,在氧化应激产生,防止恶化的食物(63年]。几项研究与其他食用涂料确认食用涂料减少呼吸率,有助于保持新鲜水果的采后品质(64年,65年]。减少呼吸率结果与酶活性的降低,从而导致减少氧化抗坏血酸(66年),提高了水分、可存储性的食物。更高的呼吸率结果总酚类化合物的分解,加速衰老的过程。因此,减少食用涂料富含PPE的呼吸率结果与大量的酚类化合物(31日)和改进的可存储性的食物。

而不是直接影响病原体,ppe也诱导植物抵抗病原体。在这些研究中,据报道,PPE导致转录组反应橙色水果。指出,PPE上调273年重要的基因和基因会使八。基因表达的变化被发现丰富抗生素生物合成,诱导防御通路(67年]。

6。未来的

石榴皮是石榴食品加工过程中产生的废物,占20 - 30%的石榴的总重量。抗氧化活性高,脂质过氧化反应的抑制作用,石榴皮的广谱抗菌效率发挥内在质量发展基金会作为食品防腐剂。使石榴皮更广泛用于食品保鲜,以下几方面需要进一步研究和探讨:(1)研究石榴皮的活性抗菌组件。石榴皮成分是复杂的。虽然石榴皮的化学成分研究,具体研究的模式行动的数量相对较少。因此,石榴皮的抗菌活动的直接原因仍不清楚,还有其他抗菌物质在石榴皮,这仍需要进一步的研究。(2)研究石榴皮的抗菌机理。石榴皮具有良好的抑菌效果,但其抑菌效果的机理尚未研究强烈。此外,抑菌影响的机理的研究将有助于促进石榴皮的应用领域的食品保存。(3)研究石榴皮的兼容性和其他化学食品防腐剂。来自不同来源的食品防腐剂有协同防腐效果。研究石榴皮的优化公式和其他化学防腐剂可以提高防腐效果和减少化学防腐剂。

数据可用性

使用的数据来支持本研究的结果都包含在本文中。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

确认

这项研究由教育部科学技术研究项目的江西省(GJJ180694和GJJ160360)和江西省的自然科学基金(20181 bbf60025)。

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