婁楠 韓曉宇 胡榮柳

摘 要：近些年，伴隨消費(fèi)理念的變化，基于植物開發(fā)的天然防腐劑替代傳統(tǒng)的化學(xué)合成防腐劑用于食品保鮮成為研究熱點(diǎn)。黃酮作為來源最為廣泛的純天然植物提取物，因具備抑菌、抗氧化和提升食品風(fēng)味等功能成為食品加工領(lǐng)域的新寵。本文主要介紹了黃酮類化合物常用的提取方法和黃酮類化合物在食品保鮮中應(yīng)用的研究進(jìn)展。

關(guān)鍵詞：黃酮；提取技術(shù)；食品保鮮

Abstract： In recent years， along with the change of consumer philosophy， natural preservatives developed based on plants have become a hot research topic instead of traditional chemical synthetic preservatives for food preservation. Flavonoids， as the most widely sourced pure natural plant extracts， have become a new favorite in food processing because of their functions such as antibacterial， antioxidant and food flavor enhancement. This paper mainly introduces the common extraction methods of flavonoids and the research progress of flavonoids in food preservation.

Keyword： flavonoids; extraction technology; food preservation

隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的提升，人們的食品消費(fèi)水平也逐年提升。2022年食品消費(fèi)依然保持穩(wěn)定的增長(zhǎng)，國(guó)家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)顯示2022年上半年全國(guó)人均食品消費(fèi)支出增長(zhǎng)5.0%。食品行業(yè)依托加工工藝、原料生產(chǎn)、保質(zhì)保鮮技術(shù)的進(jìn)步，引領(lǐng)起了新一輪消費(fèi)浪潮[1]。伴隨食品產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展和人們對(duì)美好生活的更高追求，食品安全問題和食品質(zhì)量問題成為近年來被社會(huì)高度關(guān)注的熱點(diǎn)問題。不同種類食品的保鮮也成為食品類企業(yè)和國(guó)內(nèi)外學(xué)者高度關(guān)注和重點(diǎn)研究的課題。

食品以及食品原材料在制作、加工、運(yùn)輸和儲(chǔ)藏的過程中會(huì)受到多種不同因素的影響，從而發(fā)生風(fēng)味改變或腐敗變質(zhì)，人體攝入后會(huì)引起一系列食源性疾病，危害身體健康。因此，食品保鮮是現(xiàn)代食品產(chǎn)業(yè)所面臨的重要問題[2]。傳統(tǒng)的保鮮方法主要依賴化學(xué)合成的防腐劑對(duì)食品進(jìn)行防腐保鮮，但消費(fèi)者對(duì)化學(xué)防腐劑的接受度不高，天然生物提取的防腐劑成為食品加工產(chǎn)業(yè)的最新選擇。黃酮作為來源、種類最豐富的植物提取物，正被廣泛用于食品保鮮領(lǐng)域。

1 黃酮概述

黃酮類化合物是一大類生物物質(zhì)的總稱，也被簡(jiǎn)稱為黃酮，廣泛存在于自然界植物的根、莖、葉以及果實(shí)中，有些真菌類微生物的次級(jí)代謝產(chǎn)物中也含有黃酮，是一類具備多種生物活性功能的純天然活性產(chǎn)物[3]。黃酮以C6-C3-C6為基本碳架，由兩個(gè)苯環(huán)（被稱為A環(huán)和B環(huán)）經(jīng)三碳鏈結(jié)合而成，根據(jù)其化學(xué)成分可以分為黃酮醇類、黃烷-3-醇、黃酮化合物、黃烷酮、異黃酮和花青素6大類[4]。黃酮的種類繁多，目前為止被發(fā)現(xiàn)的生物黃酮有4 000～5 000種，已經(jīng)有許多的黃酮提取物被應(yīng)用于醫(yī)療保健、藥品生產(chǎn)、食品加工、食品防腐保鮮等領(lǐng)域中，常見的有白藜蘆醇、柔花酸、檸檬黃、綠茶多酚等。

2 黃酮的保健作用

研究表明，黃酮具有很好的抗氧化生物活性，可以有效清除人體內(nèi)常見的DPPH、ABTS和OH這3種自由基[5]，可以有效預(yù)防心腦血管疾病和抵抗衰老，同時(shí)也兼具抗炎、鎮(zhèn)痛、抗病毒、抗癌的作用，對(duì)身體健康有多種益處。閆旭宇等[6]的研究表明，在黃秋葵嫩果中提取的黃酮比維生素C具有更強(qiáng)的清除自由基能力，表現(xiàn)出較好的抗氧化活性。賈艷南[7]分別從薔薇科植物金纓子和荔枝核中提取了黃酮，實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果顯示，高純度的黃酮化合物可以有效抑制腺病毒在細(xì)胞內(nèi)的復(fù)制。

3 黃酮的提取工藝

3.1 有機(jī)溶劑提取法

黃酮類化合物的溶解度因結(jié)構(gòu)及存在狀態(tài)的不同而有很大的差異，苷元分子中引入羥基數(shù)越多，其在水中的溶解度越大，而羥基經(jīng)甲基化后，在有機(jī)溶劑中的溶解度增加。黃酮一般易溶于水、甲醇、乙醇等強(qiáng)極性溶劑，但難溶或不溶于苯、氯仿等有機(jī)溶劑。乙醇無毒且容易獲得，用于提取黃酮成本較低，因此常使用70%～75%的乙醇提取黃酮[8]。但是有機(jī)溶劑萃取具有耗溶劑、耗時(shí)且生產(chǎn)成本高的缺點(diǎn)，因此有機(jī)溶劑提取法逐漸被酶解法、微波法、超聲波法所取代。

3.2 酶解法

在研究和生產(chǎn)應(yīng)用中，黃酮的主要來源是植物，因此可以使用專一分解植物細(xì)胞壁的纖維素酶有效分解植物細(xì)胞壁，使植物細(xì)胞內(nèi)容物加速溶出，提升黃酮類化合物的提取效率。這種方法具有安全、綠色、無毒和高效的突出優(yōu)點(diǎn)，被廣泛用于黃酮的提取。姚曉琳等[9]將酶解法應(yīng)用于橙皮中黃酮的提取，在使用濃度為5%的纖維素酶處理后，經(jīng)乙醇提取，總黃酮得率最高可以達(dá)到2.73%，條件溫和，產(chǎn)品得率高。

3.3 超聲波法

超聲波提取技術(shù)是中草藥有效成分提取的一種常用技術(shù)，簡(jiǎn)單、便捷且高效，被廣泛應(yīng)用于各類天然活性物質(zhì)的提取。與常規(guī)的提取方法相比，超聲波的空化作用可以有效提升活性成分的提取效率，加速黃酮類化合物的溶出，有效縮短提取時(shí)間。季青霞等[10]在提取水芹中的黃酮類化合物時(shí)發(fā)現(xiàn)，在通過響應(yīng)面法優(yōu)化提取工藝后，使用超聲波處理料液10 min，提取率可以達(dá)到11.2%，比傳統(tǒng)提取方法時(shí)間縮短91.6%。

3.4 微波法

微波提取法是在提取過程中對(duì)物料和溶劑加以微波處理，微波產(chǎn)生的輻射、電磁場(chǎng)和加熱作用可以作用于植物細(xì)胞，加速植物細(xì)胞內(nèi)容物的擴(kuò)散，提升黃酮類化合物從植物細(xì)胞中溶出的速度。與超聲波提取法相比較，微波提取法的提取效率更高。譚靜等[11]在提取柚皮黃酮類化合物的研究中，將超聲波法和微波法進(jìn)行對(duì)比，微波提取的得率為8.437 mg·g-1，超聲波提取的得率為5.263 mg·g-1。

4 黃酮的抑菌作用

關(guān)于黃酮抑菌作用的研究非常廣泛，大量的文獻(xiàn)對(duì)植物提取黃酮的抑菌性均有報(bào)道，有些總黃酮提取物在濃度低至10 μg·mL-1時(shí)仍然表現(xiàn)出優(yōu)秀的抑菌效果。黃酮的抑菌機(jī)制主要表現(xiàn)在以下3個(gè)方面。

4.1 黃酮抑制ATP酶的作用

生物黃酮在進(jìn)入微生物細(xì)胞后，具備降低微生物細(xì)胞ATP（三磷酸腺苷）含量的作用。作為生物代謝的直接供能物質(zhì)，當(dāng)微生物細(xì)胞ATP含量降低時(shí)，細(xì)胞代謝受到抑制，細(xì)胞增殖也相應(yīng)被抑制，使其不能大量繁殖。熊萍萍[12]通過測(cè)定ATP酶的活性發(fā)現(xiàn)，大蒜提取物可以顯著抑制灰霉菌細(xì)胞內(nèi)ATP酶的活性，從而降低ATP的含量，表現(xiàn)出抑菌性。

4.2 黃酮破壞細(xì)胞膜的作用

生物黃酮可以破壞細(xì)菌的細(xì)胞壁和細(xì)胞膜，導(dǎo)致Na+、K+和細(xì)胞內(nèi)容物的外流，從而引起細(xì)胞死亡，發(fā)揮抑菌作用。李欣越等[13]通過測(cè)定菌懸液電導(dǎo)率和膜電位的方法研究了山蒼子提取物對(duì)細(xì)胞膜的影響，發(fā)現(xiàn)山蒼子精油可以使菌懸液的電導(dǎo)率和膜電位明顯上升，說明細(xì)胞膜遭到了破壞，引起了細(xì)胞內(nèi)容物的外流。

4.3 黃酮破壞DNA的作用

黃酮可以破壞細(xì)胞DNA，當(dāng)細(xì)胞的遺傳物質(zhì)遭到破壞就會(huì)干擾細(xì)菌正常的繁殖和復(fù)制，從而降低細(xì)菌的生長(zhǎng)和繁殖速率，發(fā)揮抑菌作用。周云冬[14]選用大腸桿菌為研究對(duì)象，提取了大腸桿菌的總DNA，并采用牡丹花提取物處理樣品后發(fā)現(xiàn)，添加牡丹花提取物可以明顯降低樣品中DNA的含量?？虏傻萚15]從番石榴中提取了槲皮素，并使用紙片法進(jìn)行了抑菌研究，發(fā)現(xiàn)槲皮素對(duì)大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、沙門氏菌、志賀氏菌及枯草芽孢桿菌均有抑制作用，其中對(duì)大腸桿菌和沙門氏菌的抑制作用最強(qiáng)。

5 黃酮在食品保鮮中的應(yīng)用

傳統(tǒng)的化學(xué)合成防腐劑逐漸無法適應(yīng)食品市場(chǎng)對(duì)“純天然”“綠色”“無添加”食品產(chǎn)品的生產(chǎn)需求，針對(duì)天然防腐劑的開發(fā)也應(yīng)運(yùn)而生。黃酮因其具備抗氧化和廣譜抑菌作用而被廣泛應(yīng)用在食品保鮮領(lǐng)域，成為一種新型的純天然保鮮劑。

在肉類和水產(chǎn)產(chǎn)品的運(yùn)輸和儲(chǔ)存過程中，肉類因其水分活度高、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量豐富而容易氧化失去風(fēng)味，也容易因微生物污染而導(dǎo)致腐敗變質(zhì)。黃酮可以中和活性氧，延緩脂肪、蛋白質(zhì)的氧化過程，從而使肉類保持鮮嫩的色澤和豐富的口感。此外黃酮優(yōu)秀的抑菌效果可以有效抑制肉類產(chǎn)品細(xì)菌的滋生，配合傳統(tǒng)的冷凍儲(chǔ)藏方式，可以更好地延長(zhǎng)肉類的儲(chǔ)藏時(shí)間。楊宇華等[16]將艾草中的黃酮應(yīng)用于雞胸肉的保鮮，并進(jìn)行理化檢測(cè)和感官評(píng)價(jià)，發(fā)現(xiàn)使用0.4 mg·mL-1的艾草黃酮純化物涂抹雞胸肉可以有效延長(zhǎng)雞肉的保鮮期。在果蔬的保鮮中，使用黃酮處理果蔬后，可以減少果蔬水分的流失，抑制果蔬的代謝，保持果蔬的新鮮口感。同時(shí)黃酮還可以抑制多酚氧化酶的活性，阻止酶促褐變，保持果蔬鮮亮的色彩，延長(zhǎng)鮮切水果的保鮮期。此外，黃酮類化合物還可以結(jié)合蛋白質(zhì)、多糖等高分子化合物形成可食用的天然抗氧化保護(hù)膜，從而延緩食品保鮮期。將檸檬酸與乳清蛋白結(jié)合所形成的保護(hù)膜涂抹在鮮切蘋果的表面，可以有效保持蘋果水分活度和色澤，延長(zhǎng)蘋果保藏期。除此以外，黃酮還可以應(yīng)用在豆?jié){、牛奶、花生乳等蛋白質(zhì)含量豐富的飲品的保鮮中，竹葉黃酮提取物對(duì)豆?jié){中的微生物有明顯的抑制作用，并且對(duì)豆?jié){的質(zhì)地、色澤和口感等沒有不良影響[17]。

6 結(jié)語

黃酮是一類具備多種生物活性的天然提取產(chǎn)物，因其具有優(yōu)秀的抗氧化性和抑菌性被廣泛應(yīng)用在食品加工和食品保鮮領(lǐng)域中。通過總結(jié)大量的研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，針對(duì)不同食物原料以及不同的加工和儲(chǔ)藏條件，黃酮在食品保鮮中發(fā)揮的作用不同，對(duì)食品感官品質(zhì)的影響也不同。因此，在應(yīng)用黃酮時(shí)，應(yīng)針對(duì)不同的原料選擇合適的濃度、溫度和pH值。

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作者簡(jiǎn)介：婁楠（1992—），女，河南漯河人，碩士，助教。研究方向：食品無損檢測(cè)。