山蒼子油的提取效果及其防腐保鮮研究.pdf

1、山蒼子(Litsea cubeba)是南方地區(qū)的特色芳香植物資源，其果實(shí)主要成分為山蒼子油。山蒼子油不僅是一種食品調(diào)料和香料，同時(shí)具有抗菌、驅(qū)避昆蟲等多種生物活性。因此，山蒼子油在食品、醫(yī)藥和農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。本文立足于山蒼子資源的高效利用以及高附加值產(chǎn)品的開發(fā)，研究了山蒼子油的提取動(dòng)力學(xué)和外場(chǎng)效應(yīng)，并對(duì)山蒼子油的化學(xué)成分進(jìn)行了分析，為山蒼子油的提取工藝優(yōu)化提供了理論指導(dǎo)。為拓寬山蒼子油的應(yīng)用領(lǐng)域，研究了山蒼子油的抑菌活性及

2、其在生鮮食品的防腐保鮮中的應(yīng)用與機(jī)制，對(duì)山蒼子油及其它植物精油在防腐保鮮中應(yīng)用具有重要的理論價(jià)值和應(yīng)用價(jià)值。完成的研究工作如下:
　　(1)山蒼子油的提取動(dòng)力學(xué)模型
　　基于質(zhì)量傳遞理論和Fick第二定律，建立了水蒸氣蒸餾法(SD)和微波輔助水蒸氣蒸餾法(MASD)提取山蒼子油的內(nèi)擴(kuò)散控制的和氣膜擴(kuò)散控制的數(shù)學(xué)模型，分別為V=V0[1-exp(-kt)]和V=kt。
　　不同顆粒尺寸的山蒼子用于SD法提取山蒼子油，擬合

3、得到了SD法提取山蒼子油的提取動(dòng)力學(xué)模型參數(shù)。山蒼子顆粒尺寸為3～5 mm和10～40目時(shí)，山蒼子油的提取為內(nèi)擴(kuò)散控制過程，動(dòng)力學(xué)方程為V=3.28[1-exp(-2.69×10-3t)]和V=3.28[1-exp(-4.48×10-3t)]，隨顆粒尺寸的減少，提取動(dòng)力學(xué)常數(shù)增大。顆粒尺寸為40～60目時(shí)，內(nèi)擴(kuò)散阻力和氣膜擴(kuò)散阻力均不能忽略。
　　利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合得到了MASD法提取山蒼子油的提取動(dòng)力學(xué)模型參數(shù)。山蒼子顆粒尺寸為3

4、～5 mm和10～40目時(shí)，山蒼子油的提取為內(nèi)擴(kuò)散控制過程，動(dòng)力學(xué)方程分別為V=3.28[1-exp(-8.53×10-3t)]和V=3.28[1-exp(-12.10×10-3t)];山蒼子顆粒尺寸為40～60目時(shí)，山蒼子油的提取為氣膜擴(kuò)散控制過程，提取動(dòng)力學(xué)方程為V=21.68×10-3t。
　　微波能強(qiáng)化山蒼子油的提取。相同山蒼子顆粒尺寸，MASD法的提取動(dòng)力學(xué)常數(shù)大于SD法。所得數(shù)學(xué)模型對(duì)揮發(fā)油提取具有較好的普遍適用性。<

5、br>　　(2)山蒼子油的化學(xué)成分和含量
　　不同提取方法提取的山蒼子油的化學(xué)成分的種類相同，但含量有差異。從湘西貯藏山蒼子中采用SD法提取的山蒼子油(ZCSD-LCO)中單萜烯類化合物含量明顯高于MASD法提取的山蒼子油(ZCMASD-LCO)和UMASD法提取的山蒼子油(ZCUMASD-LCO)，單萜氧化物含量則ZCSD-LCO低于ZCMASD-LCO和 ZCUMASD-LCO，在微波作用下，促進(jìn)單萜烯類化合物向單萜氧化物的轉(zhuǎn)

6、化。
　　貯藏對(duì)山蒼子油的化學(xué)成分及其含量有顯著影響。從湘西新鮮山蒼子中采用SD法提取的山蒼子油(XXSD-LCO)中檸檬醛含量為74.07％，ZCSD-LCO中檸檬醛含量為32.77％。ZCSD-LCO中芳樟醇、桉樹腦等成分含量遠(yuǎn)高于XXSD-LCO。
　　不同產(chǎn)地山蒼子油化學(xué)成分種類和含量有顯著差異。檸檬醛含量最高的是恩施產(chǎn)山蒼子中提取的山蒼子油(ESSD-LCO，78.56％)，其次為XXSD-LCO(74.07％)，

7、再次為安順產(chǎn)山蒼子中提取的山蒼子油(ASSD-LCO，57.41％)和永州產(chǎn)山蒼子中提取的山蒼子油(YZSD-LCO，54.85％)。同時(shí)，山蒼子油的有些化學(xué)成分具有明顯的地域特征。
　　(3)山蒼子油中檸檬醛的分離
　　以RM-β-CD為相轉(zhuǎn)移催化劑，采用化學(xué)加成法制備了高純檸檬醛。運(yùn)用Box-Behnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)，建立了山蒼子油得率和影響因素間的回歸模型:Y得率=86.60+2.40A-0.53B-0.31C-5.28

8、A2-3.17B2-2.84C2-1.87AB+1.38AC-1.40BC。山蒼子油中檸檬醛的分離工藝為:反應(yīng)時(shí)間3.30 h，催化劑用量0.65 mol％，反應(yīng)溫度15.0℃，該條件下所得產(chǎn)品的檸檬醛得率為86.60％，純度為96.50％。
　　(4)山蒼子油的抑菌活性
　　采用濾紙片法研究了山蒼子油和檸檬醛對(duì)6種供試菌的抑菌活性。山蒼子油對(duì)六種供試菌均具有較好的抗菌活性，XXSD-LCO對(duì)大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、枯草芽

9、孢桿菌、黑曲霉、根霉和釀酒酵母的最小抑菌濃度(MIC)分別為3.12、6.25、3.12、1.56、3.12和1.56 mg/mL;檸檬醛對(duì)上述6種供試菌的MIC分別為3.12、6.25、3.12、1.56、3.12和1.56 mg/mL;XXMASD-LCO對(duì)上述六種供試菌的MIC分別為6.25、6.25、6.25、3.12、6.25和3.12 mg/mL。對(duì)真菌的抑制活性優(yōu)于細(xì)菌。
　　山蒼子油能破壞細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)，增加細(xì)胞膜的通

10、透性，從而抑制菌株生長(zhǎng)。
　　(5)山蒼子油對(duì)青椒的防腐保鮮效果與機(jī)理
　　采用熏蒸法研究了山蒼子油對(duì)青椒的防腐保鮮效果及其生理生化指標(biāo)的影響。山蒼子油能有效抑制青椒貯藏過程中的腐爛。貯藏30d后，山蒼子油組的腐爛率、腐爛指數(shù)顯著低于對(duì)照組，1.0 mL山蒼子油組的腐爛率和腐爛指數(shù)分別比對(duì)照組減少了22.5％和15.0％。山蒼子油能夠延緩青椒營(yíng)養(yǎng)成分的下降，可滴定酸(TA)、維生素C(VC)和蛋白質(zhì)含量下降幅度明顯低于對(duì)照組

11、，延緩了組織的衰老和腐爛。
　　山蒼子油可誘導(dǎo)青椒苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性增加，抑制過氧化物酶(POD)活性的上升，延緩丙二醛(MDA)含量的增加，促進(jìn)細(xì)胞壁的木質(zhì)化以及酚類物質(zhì)、植保素等的合成，延緩膜脂質(zhì)過氧化，提高青椒抗病性，延長(zhǎng)青椒的貨架期。
　　山蒼子油用量過大，可能會(huì)對(duì)青椒組織造成藥害。
　　(6)山蒼子油對(duì)豬肉的防腐保鮮效果
　　研究了1.0％和2.0％的山蒼子油對(duì)豬肉的防腐保鮮作用。山蒼子油能延

12、緩豬肉揮發(fā)性鹽基氮(TVB-N)值和pH增加，2.0％山蒼子油組在貯藏結(jié)束時(shí)，TVB-N值比對(duì)照組的低45.55％。山蒼子油能減少豬肉中營(yíng)養(yǎng)成分的下降，山蒼子油用量越大，蛋白質(zhì)含量下降越慢，山蒼子油通過延緩微生物對(duì)蛋白質(zhì)的降解，從而減慢pH值和TVB-N值的增加。
　　山蒼子油能抑制豬肉中超氧化物歧化酶(SOD)活性的下降，降低MDA含量的上升。貯藏期末，2.0％山蒼子油組SOD活性比對(duì)照組高46.36％。山蒼子油能延緩SOD活性