艾叶的提取与脱色【文献综述】

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毕业论文文献综述食品科学与工程艾叶的提取与脱色【摘要】本文对防腐剂的重要性进行分析，简单讨论了艾叶的性质和功能。有害微生物危害着人类的健康，所以研究防腐剂对食品安全所起的作用意义非常。研究表明艾叶中富含抗氧化活性物质，抑菌效果明显，所以研究艾叶的提取与脱色工艺非常重要。【关键字】艾叶；提取；脱色；抑菌活性；防腐剂ThestudyontheextractionanddecolorationofFoliumArtemisiaargyi[Abstract]Thepaperanalysedthesignificanceoftheantiseptic,anddiscussedbrieflyaboutthenatureandfunctionoftheFoliumArtemisiaargyi.Theperniciousmicrobemaycausedamagetohumanhealth,soitisvitalmeaningfultostudytheeffectofantisepeticonfoodsafety.ResearchesdemonstratesthatArtemisiaargyiisabundantinanti-oxidantactivesubstance,andithasobviousantibacterialeffect.Therefore,thestudyontheextractionanddecolorationcountsformuch.[Keyword]FoliumArtemisiaargyi;extraction;decoloration;antibacterialactivity;antiseptic1.艾叶艾叶（FoliumArtemisiaargyi）它有叫大艾叶，杜艾叶，萎蒿，为菊科植物艾（ArtemisiaargyiLevlet．Vant）的叶子。它是一种广泛分布的多年生草本植物[1]。艾叶是常用的中医药，微温，味苦，无毒，有理气血，逐寒湿、止血、温经、安胎等作用。用于少腹冷痛，宫冷不孕，经寒不调，吐血，妊娠下血，崩漏经多；外治皮肤瘙痒。艾叶的主要成分为挥发油，艾叶挥发油的化学成分非常复杂，根据环境和气候条件的不同,不同产地的艾叶化学成分也有明显的差异[2]。其次艾叶中还含有多糖类、黄酮类、微量元素等，正因为其成分的复杂性，艾叶的药理作用也表现出多样性，现代研究表明其有抗病毒、止血、平喘、镇痛、抗菌、抗过敏等作用[3]。目前通过反复硅胶柱色谱、Sephadex LH220凝胶柱色谱、重结晶、制备TLC等方法进行分离纯化的方法,共分离得到了10个化合物,通过理化常数的测定和波谱分析等手段进行鉴定其化学结构,分别为isotanciloide(1)、伞形花内酯(umbelliferone,2)、瑞香素(daphnetin,3)、圣草酚(eriodictyol,4)、鼠李素(rhamnetin,5)、高车前素(hispidulin,6)、L222O2甲基2手2肌醇(L222O2methyl2chiro2ino2sitol,7)、豆甾醇(stigmasterol,8)、胡萝卜苷(dau2costerol,9)、42甲氧基232羟基苯酚(42methoxyl232hydroxyphenol,10)。其中,化合物10为新天然产物,化合物1-5、7为首次从艾叶中分离得到的。2.防腐剂2.1乳酸菌乳酸菌素是一些乳酸菌在代谢过程中通过核糖体合成机制产生的一类具有生物活性的蛋白质、多肽或前体多肽,可以抑制食品中的腐败菌和致病菌,包括蜡状芽胞杆菌、肉毒梭状芽胞杆菌、单核细胞增生李斯特菌、产气荚膜梭菌、金黄色葡萄球菌等等,从而避免或减少食品化学防腐剂给人们带来的安全隐患。而且与抗生素相比,乳酸菌素是由一些安全的食品级微生物产生的,而且作为蛋白或多肽类物质可以被肠道系统中的水解蛋白酶分解,对肠道微生物菌群不会产生不利影响。正是由于这些特性,有关乳酸菌素的基础和应用研究成为目前食品微生物领域的热点问题[4-7]。乳链菌肽（nisin），又叫作乳酸链球菌素，是从乳酸链球菌（Streptococcuslactis）发酵产物中提取出来的一类多肽化合物，其中含有34个氨基酸残基。天然状态下的乳链菌肽主要是有nisinA和nisinZ2种结构形式，它们的差别在于氨基酸序列中的27位nisinA为组氨酸（His），nisinZ为天冬酰胺（Asn）。正常发酵产物中主要是为nisinA（分子式C143H228N42O37S7，相对分子质量3348）。nisinZ结构式见图1。 乳链菌肽能有效地抑制引起食品腐败的孢子和细菌，延长货物上架时间；还可以降低食品的灭菌温度和缩短灭菌时间，改善食品口感，减少营养成分的破坏[8]。乳链菌肽易被人体消化道中的某些蛋白酶降解，不会在体内蓄积从而引起不良反应，是全球公认的安全天然防腐剂。继1961年FAO/WHO批准乳链菌肽作为食品添加剂使用后，全球已有50多个国家和地区批准将其作为食品防腐剂使用。1990年，我国将其列入国家标准GB2760-86，乳链菌肽可以用于罐藏食品、植物蛋白食品、乳制品和肉制品中[9]。2.2天然复合防腐剂　理想的食品防腐剂应该具有以下的几点特点①应用广谱性,对绝大多数能造成食品腐败变质的微生物有抑制作用,最好是有杀灭作用,②对人体没有危害，安全,③使用的防腐剂的量尽量能到最少,在其最低浓度下就可以起到抑菌的作用,④对食品本身不会产生异味和颜色的变化以及保持食品原有风味,⑤来源丰富并且价格低廉。栅栏技术(HurdleTechnology)可以知到,单一的防腐剂和保鲜方法通常都会存在着一定的缺陷,必须采用复合保鲜技术,才能发挥互补相乘效果,能够有效地阻止微生物的生长繁殖和其它不利因素,达到优势互补、相辅相成的目的。所以采用防腐剂复配技术,增强防腐剂对食品中微生物的针对性,利用配料中各个成分的互补、增效作用,可以获得相当满意的抑菌和杀菌效果,这是天然食品防腐剂发展的一个重要方向;利用基因工程技术构建出高产菌株生产小分子肽类天然防腐剂,可大大降低生产成本,前景十分广阔,也是天然食品防腐剂发展的一个重要方向。此外,更深入的了解天然防腐剂在有害微生物中的作用机制和有害微生物的应激反应,将使我们能更有效合理的使用天然防腐剂。目前天然食品防腐剂的研究与应用在国外已日趋广泛,而在我国尚处于初级阶段。随着抗菌物质分子结构以及作用机理的揭示,更多的天然防腐剂将在日后被开发出来,以其安全性,无毒副作用的特点将会越来越受到食品工业的青眯。随着食品工业的快速发展和人们生活水平的不断提高,天然复合防腐剂将会在21世纪具有广阔的应用前景,必将对人类的健康发挥出巨大的作用。2.3植物源天然防腐剂植物源防腐剂的来源,可以将其分为四个类型:(1)中草药的来源;(2)果蔬的来源;(3)香辛料的来源;(4)野生植物及其他来源。1.中草药来源：1996年日本批准使用天然食品添加剂，其中有很多种是中草药的提取物,如连翘提取物、当归提取液等,而这些中草药提取物又大多作为防腐保鲜剂使用。中草药以其天然的药用价值成为了天然防腐剂的理想来源。2.果蔬来源：人们在贡菜的生产加工过程中,发现贡菜不仅营养丰富, 而且在室温下长时间存放也不易腐烂。甄清[10]等人研究发现贡菜醇提取物中含有黄酮类化合物,对细菌有抑制和杀灭的能力。并且对抵抗能力强的霉菌孢子及细菌芽孢都有较强的抑制和杀灭的能力,抑菌的效果比起苯甲酸好。Kyung和Fleming[11]的研究发现,不含辛辣成分的白菜汁液在酸性条件下对乳酸菌也具有一定的抑菌杀菌效果。在对荷叶提取物的抑菌作用研究中表明,80%浓度的乙醇提取物对酵母和细菌等具有明显的抑制作用,并且抑菌的效果在弱碱条件下最强大;对大多数酵母和细菌来说,荷叶提取物的MIC(最低抑菌浓度值)不超过8%[12]。郝淑贤[13]等发现马蹄皮的粗提物中含有的生物碱和酚具有抗菌作用,并且在中性pH下有较好的抑菌作用,热稳定性也比较好,抗菌的效果明显比山梨酸钾强。日本学者Muroi和Kubo[14]对绿茶、腰果、苹果等数十种具有抗菌作用的成分进行分离、鉴定及抗菌活力的测定,发现己烯醛是苹果中最具有抗菌性的成分,绿茶中的是橙花叔醇,腰果中则主要是2-己烯醛、2-己醇、壬醛,其中2-己烯醛和壬醛的抗菌活性为最强,最低抗菌浓度只有015017{mol/L}。大量的实验数据表明高效抗菌成分主要存在于果蔬植物的风味物质中。当然果蔬的其他成分也具有抗菌作用,如果胶。果胶[15]在食品工业中广泛被作为增稠剂和胶凝剂来使用,研究还发现果胶的酶分解物在酸性条件下也具有抗菌作用,在碱性和中性条件下抗菌性能下降。3.香辛料来源：古埃及人很早就开始利用香辛料进行防腐处理,可见香幸料作为防腐剂使用的历史由来已久,食用香料当然也是天然防腐剂的理想来源。4．我国民间使用蜡梅茶防治感冒、抗菌消炎已具有几百年历史。程东庆[16]对蜡梅嫩芽进行醇提和水提的实验,发现蜡梅的提取物对常见细菌都具有抑制的作用。李云燕[17]研究板栗壳的醇提溶液,发现其提取液中含有可水解单宁和黄酮类物质。一定浓度的提取物对常见的腐败致病菌具有较为明显的抑制作用,而且热处理对提取物的抑菌效果没有影响。周建新[18]测定花生壳乙醇提取物对食品中常见腐败致病菌的抗菌活性,发现花生壳醇提取液含有较多的木犀草素(黄酮类化合物),具有抗病毒、抗菌、抗氧化及降低胆固醇和血脂的作用。其浓度为1∶350000时,可抑制枯草杆菌和葡萄球菌的生长繁殖,对白色念菌、卡他菌、变形杆菌也具有抑制作用,具有非常广阔的应用前景。2.4微生物天然防腐剂1．细菌：由细菌所产生的抑菌物质称为细菌素(bacteriocin),它是一种多肽或多肽与脂和糖的复合物。目前,国内外对乳酸菌(包括片球菌、乳球菌、乳杆菌和明串珠菌)所产生细菌素的研究逐渐深入,已经发现了几十种细菌素[19]。 2.小菌素：小菌素主要是由肠杆菌科细菌所产生,分子量一般低于5Kda。它们的结构紧密、热稳定性好。现已经发现的小菌素有20种,根据其化学结构、抗菌活性和交叉免疫模型,可以将其分成五类(A、B、C、D、E)。根据其作用机制又可以将其分出其中三类:A类抑制代谢酶类;B类阻止了DNA的复制;D类抑止细胞的能量产生系统[20]3.革兰氏阳性菌的细菌素：这类细菌素包括:非乳酸菌素和乳酸菌素。革兰氏阳性菌细菌素的作用机制都是在活化膜上构建的依靠膜电位的、短期存在的通道,使膜电位丧失，细胞质中必需小分子组分流失和能量产生停止,最后使细胞解体。4.除了以上几种还有放线菌，酵母菌和霉菌。3.艾叶的提取和抗氧化活性的测定为了加强对药材的利用率，一般通过醇-水提取的方法，利用正交实验。一般提取的步骤分为7步。1.准备实验仪器、试剂和原料；2.实验样品的提取和制备；3.总黄酮含量测定[21]；4.多糖的提取和精制；5.换算因子的测定；6.总多糖含量测定[22]；7.抗氧化活性的测定。实验研究表明艾叶具有很强的抗氧化作用,而且价格便宜,分布非常广泛,因此进一步加强对其抗氧化性和药理研究,使其得到更有效的开发和利用,对社会和经济的发展都具有重大意义和价值。4.艾叶的脱色称取干燥的艾叶粗粉50g,加500g蒸馏水,用沸水浸提1小时,再过滤,在药渣中加8倍的蒸馏水提取1小时,把二次滤液到在一起,减压浓缩至大约120mL,以5000r/min室温高速离心10分钟后,除去其中的沉淀,得到了艾叶的粗提液,加入U=0.1三氯乙酸10mL,将其混匀后冷藏静置24小时,再高速离心10分钟,然后除去沉淀,上清液浓缩到一定体积后,再用4倍体积的无水乙醇沉淀,于冰箱冷藏24小时后滤取沉淀,得到粗艾叶多糖。再讲粗艾叶多糖加水溶解。在粗多糖提取液中加入活性炭(料液比1∶10(g∶mL)),加热70°C脱色,趁热将其过滤,将滤液浓缩至小体积后再加4倍体积的乙醇沉淀,静置后将其抽滤, 沉淀再分别用无水乙醇、丙酮、乙醚洗涤3次,在60°C下低温干燥,得到白色的无定型粉末,艾叶脱色完成。5.总结艾叶具有很强的抗氧化性，而且价格便宜，分布非常广泛。所以提高艾叶的提取和脱色工艺具有非常广阔的市场前景，对社会和市场经济具有非常重大的意义和价值。参考文献[1]中华人民共和国药基委员会.中国药典[S].广州：广州科技出版社,1995：68[2]张永强,丁伟,赵志模.黄花蒿提取物对朱砂叶螨的生物杀虫活性研究[J].中国农业科学,2008,41(3):720-726[3]梅全喜,高玉桥.艾叶化学及药理研究进展[J].中成药,2006,28(7):1030-1032[4]　LucDeVuyst,FredericLeroy.BacteriocinsfromLacticAcidBacteria:Production,Purification,andFoodApplications[J].JMolMicrobiolBiotechnol,2007,13:194-199.[5]　R.PaulRossa,S.Morgan,C.Hill.Preservationandfermentation:past,presentandfuture[J].InternationalJournalofFoodMicrobiology,2002,79:3-16.[6]　L.O’Sullivan,R.P.Ross,C.Hill.Potentialofbacteriocin2producinglacticacidbacteriaforimprovementsinfoodsafetyandquality[J].Biochimie,2002,84:593-604.[7]　JenniferCleveland,ThomasJ.Montville,IngolfF.Nes,etal.Bacteriocins:safe,naturalantimicrobialsforfoodpreservation[J].InternationalJournalofFoodMicrobiology,2001,71:1-20.[8]李江阔，张鹏，岳喜庆，等.乳酸链球菌素研究现状及在畜产品加工中的应用[J].保鲜与加工，2008，8（1）：5-8.[9]岳喜庆.Nisin在食品中的应用[J].中国食品添加剂，2006，13（C00）：259-266.[10]甄清,黎明兰.贡菜抗菌作用的实验研究[J].食品科学,1999(5):42-45.[11]Kyung,K.H,Fleming,H.P.FoodSci.,1994,59(1):125-129.[12]Onawumni,O.G.Evaluationoftheantimicrobialactivityofcitral[J].LettApplMicrobia1,1989(9):105108.[13]郝淑贤,刘欣.荸荠英提取物抗菌成分稳定性的探讨[J].食品科学,2005(2):71-74. 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