利用牛至（Origanum vulgare）和百里香（Thymus vulgaris）精油天然保鲜酸奶：微生物、理化性质及感官评价

《JOURNAL OF FOOD PROCESSING AND PRESERVATION》：Natural Preservation of Yogurt Using Origanum vulgare and Thymus vulgaris Essential Oils: Microbial, Physicochemical, and Sensory Assessment

　　

食品系统中对天然防腐剂的需求增加了对植物源精油（EOs）的兴趣，特别是牛至（Origanum vulgare, OEO）和百里香（Thymus vulgaris, TEO），因其具有抗菌特性。这项初步研究评估了其抗真菌活性以及在保鲜黎巴嫩酸奶中的有效性。两种精油均表现出对黑曲霉（Aspergillus niger）和马克斯克鲁维酵母（Kluyveromyces marxianus）的强抗真菌活性，其中OEO效力更高（最低抑菌浓度（MIC）= 0.00076% [v/v]），而TEO的MIC为0.80% [v/v]。在酸奶应用中，与对照组相比，经精油处理的样品微生物腐败延迟。在开封样品中，对照组在第8天出现酵母和霉菌（Y&M）生长，而精油处理组延迟至第22天。在密封样品中，未经处理的酸奶在第30天超过可接受微生物限量，而精油处理组在冷藏条件下至第150天仍保持微生物稳定性。可滴定酸度（TA）在对照组中从0.80%升至第8天的1.50%，而精油处理组至第150天仅达到1.40%，表明酸化延迟。感官评价证实在整个延长储存期间可接受性保持良好。这些发现表明，OEO和TEO能有效抑制真菌生长并延迟酸奶腐败，支持其作为乳制品系统中天然抗菌防腐剂的潜在应用。

**论文解读文章**

**研究背景**
酸奶作为发酵乳制品，富含蛋白质、多糖和脂质，是钙、镁及维生素B2和B12的优质来源。其发酵依赖保加利亚乳杆菌（Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus）和嗜热链球菌（Streptococcus thermophilus）作为起始培养物，这些乳酸菌（LAB）被美国食品药品监督管理局（FDA）认定为一般公认安全（GRAS）。然而，酸奶的高水分和丰富营养使其易受微生物腐败，尤其酵母和霉菌（Y&M）污染，导致货架期受限。传统防腐剂如山梨酸钾和纳他霉素虽有效，但引发健康担忧，如山梨酸钾可能影响肠道干细胞分化，纳他霉素可能诱导真菌耐药性。消费者对天然、清洁标签产品的需求推动了植物源精油（EOs）作为替代防腐剂的研究。牛至（Origanum vulgare, OEO）和百里香（Thymus vulgaris, TEO）属于唇形科（Lamiaceae），在黎巴嫩地中海地区种植，其精油因含酚类化合物（如香芹酚和百里酚）而具有强抗菌和抗氧化活性。然而，精油的应用效果高度依赖食品基质、微生物生态和储存条件，在黎巴嫩酸奶特定基质及延长储存条件下的研究尚缺乏。

**研究目的、结论与意义**
研究人员开展本研究旨在评估不同浓度OEO和TEO对黎巴嫩酸奶微生物稳定性的影响，重点关注其控制腐败、延迟微生物劣变的能力，同时使LAB计数符合黎巴嫩标准（LibNOR），并通过理化参数（pH和可滴定酸度TA）和感官分析进行验证。研究得出以下结论：OEO和TEO在低浓度下能有效抑制黑曲霉（Aspergillus niger）和马克斯克鲁维酵母（Kluyveromyces marxianus）的生长，在密封酸奶中可将微生物稳定性延长至150天（常规货架期为14–30天），在开封样品中可延迟腐败至27天（常规为7–10天），同时保持可接受的感官品质。该研究的重要意义在于，首次在黎巴嫩酸奶系统中证实了OEO和TEO作为天然防腐剂的可行性，支持了清洁标签策略，并为手工和工业乳制品生产提供了潜在应用。论文发表在《JOURNAL OF FOOD PROCESSING AND PRESERVATION》。

**主要关键技术方法**
研究采用水蒸馏法提取牛至精油（OEO）和百里香精油（TEO），利用气相色谱-质谱联用（GC-MS）分析化学组成。通过琼脂扩散法和肉汤微量稀释法测定精油对黑曲霉和马克斯克鲁维酵母的最低抑菌浓度（MIC）。酸奶制备在无菌条件下进行，以全脂奶粉复水、均质、加热至90°C/3 min，冷却至42°C后加入精油（浓度分别为0.05 μL/100 mL和0.10 μL/100 mL酸奶），接种商业黎巴嫩酸奶起始培养物（含LAB），在42°C厌氧发酵6 h，然后储存于5°C。微生物分析按ISO标准计数LAB和Y&M，并检测致病菌（大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、沙门氏菌、单核细胞增生李斯特菌）。理化分析测定pH和TA（滴定法）。感官评价由216名志愿者参与（每个时间点每处理36人），采用5点量表评价颜色、气味、质地和风味。数据分析使用SPSS，非参数检验（Kruskal-Wallis及Dunn事后检验）用于感官和MIC数据，单因素方差分析（ANOVA）及Tukey事后检验用于理化参数（TA），显著性水平α=0.05。

**研究结果**

**3.1 精油化学组成**
通过GC-MS分析，OEO鉴定出20种化合物，主要成分为香芹酚（carvacrol, 37.81%）、对伞花烃（p-cymene, 19.44%）和百里酚（thymol, 18.06%）。TEO鉴定出21种化合物，主要成分为对伞花烃（27.72%）、香芹酚（23.75%）和百里酚（18.90%）。两者共有的次要成分包括γ-萜品烯（γ-terpinene）和α-萜品烯（α-terpinene）。

**3.2 抗真菌活性：抑菌圈**
琼脂扩散法显示，OEO和TEO在10、20、30、40、50 μL体积下均完全抑制黑曲霉和马克斯克鲁维酵母在琼脂表面的生长，抑菌圈超出平板测量极限，而阴性对照无抑制。

**3.3 抗真菌活性：最低抑菌浓度（MIC）**
肉汤微量稀释法测定MIC，OEO对两种真菌的MIC均为0.00076% [v/v]，TEO对马克斯克鲁维酵母的MIC为0.049% [v/v]，对黑曲霉为1.56% [v/v]。Kruskal-Wallis检验显示处理间差异显著（p=0.035），OEO效力显著高于TEO。

**3.4 精油对开封样品的影响**
在5°C冷藏开封条件下，对照组在第8天首次检出Y&M，第15天超过1000 CFU/g；LAB计数从第1天的6.0×10⁷ CFU/g降至第15天的5.6×10⁷ CFU/g。而OEO和TEO处理组（C1: 0.05 μL/100 mL，C2: 0.10 μL/100 mL）中，Y&M首次出现延迟至第22天，第24-27天逐步增加，第30天超过1000 CFU/g；LAB计数在第22天降至2.0×10⁷ CFU/g左右。致病菌（大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、单核细胞增生李斯特菌、沙门氏菌）在Day 1未检出。

**3.5 精油对密封样品的影响**
密封冷藏条件下，对照组酸奶在第30天Y&M超过1000 CFU/g，LAB降至<1.0×10⁷ CFU/g。OEO和TEO处理组在C1和C2浓度下，Y&M直至第52天才出现少量（1.0×10²-2.0×10² CFU/g），第143天部分样品未检出，第150天约4.0×10²-7.0×10² CFU/g，第155天超过1000 CFU/g；LAB自第22天起持续低于1.0×10⁷ CFU/g。致病菌在所有检测时间点均未检出。

**3.6 储存期间酸度变化**
所有样品起始TA为0.80%±0.02，pH为4.00±0.00。对照组开封样品第8天TA升至1.50%±0.03，pH降至3.70±0.02；密封样品第27天达相似水平。而EO处理组开封样品第30天TA升至1.40%±0.03，pH为3.70±0.03；密封样品第150天TA达1.40%±0.03，pH为3.70±0.02。EO处理组酸化延迟显著，C2处理组TA略高于C1组。

**3.7 感官评价**
在Day 1、Day 50和Day 146三个时间点，对照组与OEO/TEO处理组（C1和C2）在颜色、气味、质地和风味方面均无统计学显著差异（p>0.05）。所有样品保持白色、良好气味和甜味，平均感官评分在4.03至4.62之间（总分5分）。

**总结与结论**
讨论部分指出，OEO和TEO的防腐效果主要归因于其抗真菌活性，尤其香芹酚含量高的OEO在体外MIC值更低（0.00076% [v/v] vs. TEO的0.80% [v/v]），但实际酸奶中所需浓度低于体外MIC，可能因乳基质和酸性冷藏条件增强了精油活性。与文献报道相比，本研究中密封酸奶稳定期长达150天，优于其他类似研究（如牛至精油在茅屋奶酪中、蜂香薄荷精油在酸奶中70天、柠檬草精油90天），可能与实验条件下严格控制污染有关。值得注意的是，虽然EO处理组LAB计数在常规货架期（约27-30天）后降至<10⁷ CFU/g，低于国际标准（Codex Alimentarius和LibNOR要求≥10⁷ CFU/g），但产品仍保持微生物稳定和感官可接受，因此可能更适合定位为延长货架期的发酵乳制品，而非严格意义上的酸奶。EQ浓度选择（0.05-0.10 μL/100 mL）远低于欧洲药品管理局规定的口服安全剂量（TEO: 0.6-1.25 mL/天；OEO: 0.07-0.149 mL/天），表明安全性可接受。研究局限包括技术重复而非生物学重复，以及实验室条件与工业规模的差距。结论部分翻译如下：
**结论**：这项初步研究的结果表明，低浓度应用的OEO和TEO可能有助于改善冷藏条件下酸奶的理化和微生物稳定性，同时保持可接受的感官质量。在开封样品中，微生物腐败延迟至27天；而在密封样品中，在控制冷藏条件下观察到增强的微生物稳定性，长达150天。强抗真菌活性，特别是OEO的活性，有助于微生物控制和延迟腐败。这些发现提示了精油作为酸奶天然防腐剂的潜力，支持清洁标签方法，并为手工和工业乳制品生产提供实际应用。未来研究应评估益生菌存活率和精油处理发酵乳制品的功能特性，并在更大规模生产条件下进行验证。