黃酮的提取方法及其在食品保鮮中的應用

婁楠 韓曉宇 胡榮柳

摘 要：近些年，伴隨消費理念的變化，基于植物開發的天然防腐劑替代傳統的化學合成防腐劑用于食品保鮮成為研究熱點。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味等功能成為食品加工領域的新寵。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用的研究進展。

關鍵詞：黃酮；提取技術；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

隨著經濟發展水平的提升，人們的食品消費水平也逐年提升。2022年食品消費依然保持穩定的增長，國家統計局數據顯示2022年上半年全國人均食品消費支出增長5.0%。食品行業依托加工工藝、原料生產、保質保鮮技術的進步，引領起了新一輪消費浪潮[1]。伴隨食品產業的高速發展和人們對美好生活的更高追求，食品安全問題和食品質量問題成為近年來被社會高度關注的熱點問題。不同種類食品的保鮮也成為食品類企業和國內外學者高度關注和重點研究的課題。

食品以及食品原材料在制作、加工、運輸和儲藏的過程中會受到多種不同因素的影響，從而發生風味改變或腐敗變質，人體攝入后會引起一系列食源性疾病，危害身體健康。因此，食品保鮮是現代食品產業所面臨的重要問題[2]。傳統的保鮮方法主要依賴化學合成的防腐劑對食品進行防腐保鮮，但消費者對化學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業的最新選擇。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域。

1 黃酮概述

黃酮類化合物是一大類生物物質的總稱，也被簡稱為黃酮，廣泛存在于自然界植物的根、莖、葉以及果實中，有些真菌類微生物的次級代謝產物中也含有黃酮，是一類具備多種生物活性功能的純天然活性產物[3]。黃酮以C6-C3-C6為基本碳架，由兩個苯環（被稱為A環和B環）經三碳鏈結合而成，根據其化學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，目前為止被發現的生物黃酮有4 000～5 000種，已經有許多的黃酮提取物被應用于醫療保健、藥品生產、食品加工、食品防腐保鮮等領域中，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常見的DPPH、ABTS和OH這3種自由基[5]，可以有效預防心腦血管疾病和抵抗衰老，同時也兼具抗炎、鎮痛、抗病毒、抗癌的作用，對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具有更強的清除自由基能力，表現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，實驗分析結果顯示，高純度的黃酮化合物可以有效抑制腺病毒在細胞內的復制。

3 黃酮的提取工藝

3.1 有機溶劑提取法

黃酮類化合物的溶解度因結構及存在狀態的不同而有很大的差異，苷元分子中引入羥基數越多，其在水中的溶解度越大，而羥基經甲基化后，在有機溶劑中的溶解度增加。黃酮一般易溶于水、甲醇、乙醇等強極性溶劑，但難溶或不溶于苯、氯仿等有機溶劑。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]。但是有機溶劑萃取具有耗溶劑、耗時且生產成本高的缺點，因此有機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

在研究和生產應用中，黃酮的主要來源是植物，因此可以使用專一分解植物細胞壁的纖維素酶有效分解植物細胞壁，使植物細胞內容物加速溶出，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點，被廣泛用于黃酮的提取。姚曉琳等[9]將酶解法應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，經乙醇提取，總黃酮得率最高可以達到2.73%，條件溫和，產品得率高。

3.3 超聲波法

超聲波提取技術是中草藥有效成分提取的一種常用技術，簡單、便捷且高效，被廣泛應用于各類天然活性物質的提取。與常規的提取方法相比，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，有效縮短提取時間。季青霞等[10]在提取水芹中的黃酮類化合物時發現，在通過響應面法優化提取工藝后，使用超聲波處理料液10 min，提取率可以達到11.2%，比傳統提取方法時間縮短91.6%。

3.4 微波法

微波提取法是在提取過程中對物料和溶劑加以微波處理，微波產生的輻射、電磁場和加熱作用可以作用于植物細胞，加速植物細胞內容物的擴散，提升黃酮類化合物從植物細胞中溶出的速度。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行對比，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

關于黃酮抑菌作用的研究非常廣泛，大量的文獻對植物提取黃酮的抑菌性均有報道，有些總黃酮提取物在濃度低至10 μg·mL-1時仍然表現出優秀的抑菌效果。黃酮的抑菌機制主要表現在以下3個方面。

4.1 黃酮抑制ATP酶的作用

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

4.2 黃酮破壞細胞膜的作用

生物黃酮可以破壞細菌的細胞壁和細胞膜，導致Na+、K+和細胞內容物的外流，從而引起細胞死亡，發揮抑菌作用。李欣越等[13]通過測定菌懸液電導率和膜電位的方法研究了山蒼子提取物對細胞膜的影響，發現山蒼子精油可以使菌懸液的電導率和膜電位明顯上升，說明細胞膜遭到了破壞，引起了細胞內容物的外流。

4.3 黃酮破壞DNA的作用

黃酮可以破壞細胞DNA，當細胞的遺傳物質遭到破壞就會干擾細菌正常的繁殖和復制，從而降低細菌的生長和繁殖速率，發揮抑菌作用。周云冬[14]選用大腸桿菌為研究對象，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現，添加牡丹花提取物可以明顯降低樣品中DNA的含量。柯昌松等[15]從番石榴中提取了槲皮素，并使用紙片法進行了抑菌研究，發現槲皮素對大腸桿菌、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，其中對大腸桿菌和沙門氏菌的抑制作用最強。

5 黃酮在食品保鮮中的應用

傳統的化學合成防腐劑逐漸無法適應食品市場對“純天然”“綠色”“無添加”食品產品的生產需求，針對天然防腐劑的開發也應運而生。黃酮因其具備抗氧化和廣譜抑菌作用而被廣泛應用在食品保鮮領域，成為一種新型的純天然保鮮劑。

在肉類和水產產品的運輸和儲存過程中，肉類因其水分活度高、營養物質含量豐富而容易氧化失去風味，也容易因微生物污染而導致腐敗變質。黃酮可以中和活性氧，延緩脂肪、蛋白質的氧化過程，從而使肉類保持鮮嫩的色澤和豐富的口感。此外黃酮優秀的抑菌效果可以有效抑制肉類產品細菌的滋生，配合傳統的冷凍儲藏方式，可以更好地延長肉類的儲藏時間。楊宇華等[16]將艾草中的黃酮應用于雞胸肉的保鮮，并進行理化檢測和感官評價，發現使用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，延長鮮切水果的保鮮期。此外，黃酮類化合物還可以結合蛋白質、多糖等高分子化合物形成可食用的天然抗氧化保護膜，從而延緩食品保鮮期。將檸檬酸與乳清蛋白結合所形成的保護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，延長蘋果保藏期。除此以外，黃酮還可以應用在豆漿、牛奶、花生乳等蛋白質含量豐富的飲品的保鮮中，竹葉黃酮提取物對豆漿中的微生物有明顯的抑制作用，并且對豆漿的質地、色澤和口感等沒有不良影響[17]。

6 結語

黃酮是一類具備多種生物活性的天然提取產物，因其具有優秀的抗氧化性和抑菌性被廣泛應用在食品加工和食品保鮮領域中。通過總結大量的研究結果發現，針對不同食物原料以及不同的加工和儲藏條件，黃酮在食品保鮮中發揮的作用不同，對食品感官品質的影響也不同。因此，在應用黃酮時，應針對不同的原料選擇合適的濃度、溫度和pH值。

參考文獻

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