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花椒挥发油 对食品保鲜潜力巨大
时间:2013/11/28 13:50:56 , 来源:贵州省食品工业协会 , 阅读:3765 (次)

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花椒挥发油 对食品保鲜潜力巨大

   ???????????????????来源:20131017中国食品安全报 中国食品安全网 

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花椒是我国重要的辛香料和药用植物,花椒果实、叶、花、根、皮等部位均含有挥发油,其中果实中含量最丰富。花椒挥发油指从果皮中提取的易挥发成分,是其呈香和药效的物质基础。本文就花椒挥发油的化学成分、提取制备、加工利用等方面的研究情况进行综合分析,以期为我国花椒的精深加工与综合利用提供参考。

□ 邵红军 程俊侠段玉峰

花椒挥发油化学成分与制备

花椒挥发油含有烯烃类、醇类、酮类、酯类和环氧类等多种结构类型小分子物质。研究表明,不同产地的花椒果皮中挥发油化学成分组成与含量存在明显差异。干花椒果皮中挥发油含量一般为2%~5%,最高可达13%。已鉴定的成分多在30种以上,最多达到120余种。虽然不同产地花椒果皮中相对含量在3%以上成分各有不同,但主要以单萜类物质为主,共有的成分有柠檬烯、月桂烯、桉树脑、桧烯、α-蒎烯、松油醇、里哪醇和里哪醇乙酸酯等。相比之下,花椒叶中挥发油含量较低为0.52%,含有与果皮相近的挥发性成分,如1,8-桉叶素41.0%、桧烯8.4%、里哪醇4.5%、4-松油醇5.2%、α-松油醇4.1%和β-松油醇2.1%等。这也说明花椒挥发油的含量和组成不仅易受产地环境因子、提取加工方法等外在因素的影响,而且因品种、提取部位和采收时期等不同呈现差异。此外,我国花椒资源丰富,主栽品种多样,同属亦有多种植物的果皮用作“花椒”辛香料。

这不仅造就了其次生代谢产物组成的多样性和复杂性,也给花椒挥发油等产品的品质评价带来了困难,仅测定其含量难以定性表征花椒挥发油等产品的内在品质。因此,在花椒的规范化栽培和挥发油的生产质控中,亟待建立其特征成分的指纹图谱。

目前,用于花椒挥发油的提取方法很多,各有优劣。常用传统方法有SE和HD,现代方法则有ME、UE、SFE和亚临界CO2萃取等。不同提取方法所获挥发油组分差异较小,但各组分的相对含量差别较大,这与提取方法的原理密切相关。HD的提取时间长且温度高,容易提取到低挥发性的高沸点成分。同时,以极性的水分子作为溶剂进行提取,且以挥发油从被提取物扩散至水相为其限速步骤,容易提取到极性的成分。因此,HD所提挥发油中,大极性、高沸点酯类成分较多,非极性烃类成分较少。相反,SFE和SFME等方法提取的挥发油中,热敏性和含氧成分居多。就这几种方法效率成本而言,HD因其低廉易行应用最为普遍,超声和微波辅助HD进一步提高了精油得率及品质。SFE和亚临界CO2萃取等方法,则具有短时高效、清洁环保和质量优等优势,是挥发油提取发展的方向。

花椒挥发油的防腐活性

随着人们对天然食品添加剂和农药的重视,挥发油在此方面的研究与应用也颇受关注。

花椒挥发油抑菌谱宽,活性显着,作用机制较为明确。其对多种食品致腐、致病真菌或细菌均有不同程度的抑制效果。目前已有研究比较了花椒精油和部分单体对7 种储粮曲霉和青霉的抑菌效果,0.5L/cm3剂量的精油与被测单体均可抑制霉菌孢子萌发和青霉菌。以SFE制备的陕西韩城大红袍花椒挥发油对黑曲霉菌、米曲霉菌、白色念珠菌和大肠杆菌都有较好的抑制效果。花椒挥发油不仅能抑制革兰氏阴性菌,也能抑制革兰氏阳性菌,同时对霉菌和真菌也有抑制活性,尤其对青霉和黑曲霉的抑菌效果最好。花椒挥发油对细菌最小抑菌浓度>2%;对啤酒酵母的最小抑菌浓度为2%;对面包酵母和霉菌最小抑菌浓度≥2%。最新的抑菌活性研究显示花椒精油对细菌(金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌、蜡样芽孢杆菌、侧孢芽孢杆菌和大肠杆菌)的最小抑制质量浓度和最高杀菌质量浓度分别介于1.25~5.00、2.50~20.00mg/mL,对供试细菌生长和形态结构具有明显抑制破坏作用。

另外,花椒挥发油也用于食品防腐提味。如当花椒挥发油为1.5μL/mL时,用生姜、大蒜、八角和花椒复配得到的精油,按0.5%的添加量添加到肉肠中,不仅对产品风味具有重要作用,而且可起到防腐和抗氧化的作用。花椒和大蒜挥发油亦对牛奶和圣女果有很好的防腐保鲜作用。

因此,花椒精油对食品致腐、致病真菌或细菌抑制效果明显,在食品或粮食储藏保鲜应用方面拥有巨大潜力。

花椒挥发油的加工利用

花椒精油易挥发、化学稳定性较差且难溶于水,这限制了其在食品和药品等中的应用。近年来,为保真和缓释其香气、提高稳定性与水溶性,以β-环糊精包埋花椒精油的微胶囊研究得到重视。研究发现β-环糊精包合可明显提高花椒精油包合率,其最佳工艺为花椒精油与β-环糊精的投料比15:10、包合温度95℃、包合时间60min。试验表明优化了β-环糊精固定花椒精油条件(加水80倍、精油:β-环糊精1:8、搅拌时间45min),获得了68.28%的包埋率。有学者研究了以β-环糊精为壁材超声制备花椒精油微胶囊的最佳包埋工艺,即超声功率200W、包埋温度35℃、包埋时间30min、精油:β-环糊精1:5,包埋率80.1%,并且精油在包埋前后成分无变化。另外,以多孔淀粉和混合壁材也用于花椒挥发油的包埋。研究表明由Span60和白芨多糖胶合理配伍,可增强花椒精油的乳化液的稳定性, 并赋予产品较好的表观稠度和厚重感。

■ 结语

花椒挥发油是花椒中重要的功能成分,国内外已对其化学组成、制备工艺及生物活性有系统的研究,在医药、食品和农药等领域无疑有着巨大的应用潜力。就在食品工业中的应用而言,结合已有的化学成分研究,花椒挥发油特征性总成分的指纹图谱亟待建立,花椒挥发油的品质安全性、毒性以及对食品感官的影响等研究,特别是以其作为食品呈香或防腐剂的制剂研发仍需加强。此外,从花椒生产过程中的大量副产物中提取制备花椒挥发油等,将有助于提升花椒综合利用效率和延伸花椒产业链。

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