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)等領域具有廣闊的應用前景。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力學和外場效應，并對山蒼子油的化學成分進行了分析，為山蒼子油的提取工藝優(yōu)化提供了理論指導。為拓寬山蒼子油的應用領域，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用與機制，對山蒼子油及其它植物精油在防腐保鮮中應用具有重要的理論價值和應用價值。完成的研究工作如下:
　　(1)山蒼子油的提取動力學模型
　　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)擴散控制的和氣膜擴散控制的數(shù)學模型，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力學模型參數(shù)。山蒼子顆粒尺寸為3～5 mm和10～40目時，山蒼子油的提取為內(nèi)擴散控制過程，動力學方程為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，提取動力學常數(shù)增大。顆粒尺寸為40～60目時，內(nèi)擴散阻力和氣膜擴散阻力均不能忽略。
　　利用實驗數(shù)據(jù)擬合得到了MASD法提取山蒼子油的提取動力學模型參數(shù)。山蒼子顆粒尺寸為3

4、～5 mm和10～40目時，山蒼子油的提取為內(nèi)擴散控制過程，動力學方程分別為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，山蒼子油的提取為氣膜擴散控制過程，提取動力學方程為V=21.68×10-3t。
　　微波能強化山蒼子油的提取。相同山蒼子顆粒尺寸，MASD法的提取動力學常數(shù)大于SD法。所得數(shù)學模型對揮發(fā)油提取具有較好的普遍適用性。<

5、br>　　(2)山蒼子油的化學成分和含量
　　不同提取方法提取的山蒼子油的化學成分的種類相同，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，促進單萜烯類化合物向單萜氧化物的轉(zhuǎn)

6、化。
　　貯藏對山蒼子油的化學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高于XXSD-LCO。
　　不同產(chǎn)地山蒼子油化學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，山蒼子油的有些化學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，采用化學加成法制備了高純檸檬醛。運用Box-Behnken試驗設計，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:反應時間3.30 h，催化劑用量0.65 mol％，反應溫度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6種供試菌的抑菌活性。山蒼子油對六種供試菌均具有較好的抗菌活性，XXSD-LCO對大腸桿菌、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。對真菌的抑制活性優(yōu)于細菌。
　　山蒼子油能破壞細胞膜結(jié)構(gòu)，增加細胞膜的通

10、透性，從而抑制菌株生長。
　　(5)山蒼子油對青椒的防腐保鮮效果與機理
　　采用熏蒸法研究了山蒼子油對青椒的防腐保鮮效果及其生理生化指標的影響。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)顯著低于對照組，1.0 mL山蒼子油組的腐爛率和腐爛指數(shù)分別比對照組減少了22.5％和15.0％。山蒼子油能夠延緩青椒營養(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照組

11、，延緩了組織的衰老和腐爛。
　　山蒼子油可誘導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，促進細胞壁的木質(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，延長青椒的貨架期。
　　山蒼子油用量過大，可能會對青椒組織造成藥害。
　　(6)山蒼子油對豬肉的防腐保鮮效果
　　研究了1.0％和2.0％的山蒼子油對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，TVB-N值比對照組的低45.55％。山蒼子油能減少豬肉中營養(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活性比對照組高46.36％。山蒼子油能延緩SOD活性