从化学成分到生物学功能：五味子精油对复杂食品体系的汽相抗菌活性、可培养微生物群调控及杀虫作用

《JOURNAL OF FOOD PROCESSING AND PRESERVATION》：From Chemical Composition to Biological Function: Vapor-Phase Antimicrobial Activity, Cultivable Microbiota Modulation, and Insecticidal Effects of Schisandra chinensis Essential Oil on Complex Food Systems

　　

研究人员对中国商业来源的五味子精油（SCEO）的抗菌和杀虫特性进行了评价。气相色谱-质谱联用（GC-MS）分析鉴定出29种化合物（占总面积的100%），主要成分为依兰烯（22.4%）、亚油酸（16.2%）、widdrenal（9.8%）、cuparene（8.2%）和β-雪松烯（β-himachalene，7.5%）。采用纸片扩散法和肉汤微量稀释法评估了对6株细菌和5种念珠菌的体外抗菌活性。对金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）的抑制最强（17.33 mm）；MIC₅₀值范围为0.072 mg/mL（粪肠球菌，Enterococcus faecalis）至5.479 mg/mL（白色念珠菌，Candida albicans）。在梨、李子、马铃薯和韭菜上的原位汽相测试证实了浓度依赖性抑制（62.5–500 μL/L）。在4°C下为期14天的贮藏试验中，SCEO与真空包装联用获得了最低的总活菌数；从第1天起，所有处理组均未检出大肠菌群。基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱（MALDI-TOF MS）鉴定出26种物种，以假单胞菌属（Pseudomonas）为主；联合处理消除了16种。SCEO还对绿豆象（Callosobruchus maculatus）（LC₅₀ 13.97%）和皂角豆象（Megabruchidius dorsalis）（LC₅₀ 18.19%）表现出杀虫活性。这些结果支持SCEO在食品保藏和贮藏产品保护中的潜力。

五味子（Schisandra chinensis）为五味子科木质攀援植物，其果实作为传统中药“五味子”已有数百年应用历史。五味子精油（SCEO）以倍半萜类化合物为主，但不同来源的精油化学组成差异显著，而商业来源产品的实际成分可能与实验室制备精油不同。现有研究主要针对部分革兰氏阳性菌，对食品相关微生物如单核细胞增生李斯特菌（Listeria monocytogenes）、肠道沙门氏菌（Salmonella enterica）、小肠结肠炎耶尔森菌（Yersinia enterocolitica）及念珠菌属（Candida）的系统评价不足，且缺乏将气相色谱-质谱（GC-MS）验证的化学组成与抗菌活性直接关联的研究。同时，消费者对天然防腐剂的需求日益增长，气相应用可避免与食品直接接触而减少残留并保持感官品质。韭菜（Allium ampeloprasum var. porrum）等鲜切蔬菜易受微生物污染，其菌群组成及精油处理效果的研究尚不充分。此外，SCEO对贮藏害虫的杀虫活性数据稀缺。因此，该研究旨在整合化学组成、体外与原位抗菌活性、菌群调控及杀虫活性，系统评价中国商业来源SCEO在复杂食品体系中的潜力。

研究人员从广西桂林四季阳光公司购得SCEO（批号20240319），采用GC-MS分析其化学组成；通过纸片扩散法和肉汤微量稀释法测定对6种细菌和5种念珠菌的体外抗菌活性，并计算MIC₅₀和MIC₉₀值；在梨（Pyrus communis）、李子（Prunus domestica）、韭菜和马铃薯（Solanum tuberosum）上开展气相原位抗菌试验；设计14天4°C贮藏试验，比较SCEO与真空包装单独及联合处理对韭菜微生物的影响；利用基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱（MALDI-TOF MS）鉴定可培养菌群；同时测定SCEO对绿豆象（Callosobruchus maculatus）和皂角豆象（Megabruchidius dorsalis）的杀虫活性。研究证实SCEO在体外、原位气相及真实贮藏条件下均表现出抗菌活性，并具有杀虫效果，为商业SCEO在食品保藏和贮粮保护中的应用提供了依据。该文发表于《JOURNAL OF FOOD PROCESSING AND PRESERVATION》。

关键的技术方法包括：GC-MS化学成分分析；纸片扩散和肉汤微量稀释法测定抗菌活性；气相原位抗菌试验（4种植物基质，浓度62.5–500 μL/L）；14天韭菜贮藏试验（真空包装与1% SCEO处理联用）；MALDI-TOF MS菌种鉴定；滤纸片接触法测定两种豆象成虫死亡率。样本来源：SCEO购自中国桂林四季阳光，韭菜购自当地零售市场。

结果部分：
3.1 SCEO的化学组成：通过GC-MS分析，鉴定出29种化合物，占总色谱面积100%。主要成分为依兰烯（22.4%）、亚油酸（16.2%）、widdrenal（9.8%）、cuparene（8.2%）和β-雪松烯（7.5%）。倍半萜类占主导，另含棕榈酸和亚油酸等脂肪酸，反映超临界CO₂萃取工艺特点。
3.2 抗菌活性（纸片扩散法）：SCEO对革兰氏阳性菌抑制最强（金黄色葡萄球菌17.33 mm），革兰氏阴性菌次之（12.67–13.67 mm），念珠菌属较弱（7.67–8.67 mm），白色念珠菌最不敏感（5.67 mm）。
3.3 MIC₅₀和MIC₉₀：通过肉汤微量稀释法测定，粪肠球菌MIC₅₀最低（0.072 mg/mL），白色念珠菌最高（5.479 mg/mL），与纸片扩散结果一致，表明革兰氏阳性菌最敏感。
3.4 气相原位抗菌活性：
3.4.1 梨：气相暴露试验显示，500 μL/L时抑制最强，革兰氏阳性菌抑制达93.49%–97.29%，酵母为63.63%–67.06%。
3.4.2 李子：气相试验显示，500 μL/L时革兰氏阳性菌抑制84.58%–86.63%，62.5 μL/L时降至25.44%–26.26%。
3.4.3 韭菜：气相试验显示，低浓度（62.5 μL/L）下对革兰氏阳性菌仍保持54.85%–56.07%抑制，明显优于其他基质。
3.4.4 马铃薯：浓度-响应关系较平缓，500 μL/L时各菌群抑制均较高（75.37%–86.26%），但低浓度差异不显著。
3.4.5 基质间比较：总体呈浓度依赖性，韭菜在低浓度下效果较好，梨在500 μL/L时抑制最强，马铃薯和李子居中。
3.5 贮藏期间微生物评价：通过14天韭菜贮藏试验，SCEO+真空包装组总活菌数（TVC）最低（第14天1.51 log CFU/g），显著低于对照（2.09 log CFU/g）；所有处理组均未检出大肠菌群，而对照组第7天起出现大肠菌群并增至2.70 log CFU/g。
3.6 MALDI-TOF MS鉴定：通过质谱鉴定，从韭菜中鉴定出26种可培养菌，假单胞菌属占主导（13种）。SCEO+真空包装消除了16种菌，其中10种假单胞菌被消除，仅存3种；而单独真空包装消除7种假单胞菌。
3.7 杀虫活性：通过滤纸片接触法测定，SCEO对两种豆象成虫产生浓度依赖性死亡，C. maculatus的LC₅₀为13.97%，M. dorsalis为18.19%，表明C. maculatus更敏感。