CN115868527B - 一种植物防腐剂及其制备方法和应用 - Google Patents
一种植物防腐剂及其制备方法和应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及植物防腐剂技术领域，具体涉及一种新型植物防腐剂及其制备方法和应用。新型植物防腐剂的制备方法，包括以下依次进行的步骤：将槐花、黄芩、金银花粉碎后混合，再经乙醇水溶液热浸提取，获得第一浸膏；三七叶经烘干处理后切碎，然后使用水为溶剂热浸提取，获得第二浸膏；将第一浸膏和第二浸膏分别溶解于水中，获得第一浸膏溶解液和第二浸膏溶解液；使用水饱和正丁醇萃取第一浸膏溶解液，取水相获得第一提取液；使用乙酸乙酯萃取第二浸膏溶解液，取水相获得第二提取液；将第一提取液和第二提取液混合，经浓缩和冻干处理，获得植物防腐剂。本技术方案可以解决现有技术中的对肉类制品的植物源防腐剂的技术问题，具有理想的应用推广前景。
Description
技术领域
本发明涉及植物防腐剂技术领域，具体涉及一种植物防腐剂及其制备方法和应用。
背景技术
食品中含有丰富的营养成分，为微生物的繁殖生长创造了良好的环境，这可能会造成食品的变性腐败，使食品的品质降低或完全丧失利用价值。由于腐败变质造成了庞大的原料废弃及经济损失。防腐保鲜是食品生产和销售中亟待解决的问题，添加可用于食品的抗菌抑菌物质是防止食物变质导致浪费及安全问题的重要举措。
食品防腐剂一般包括化学防腐剂、微生物防腐剂和植物防腐剂。食品中应用最多的防腐剂仍然是化学防腐剂，其使用不当可能对人体健康造成不利影响，因此安全绿色、广谱高效的天然防腐剂成为目前的关注重点。其中，植物源防腐剂是从植物的器官，如根、茎、叶、花、果实等中提取的具有良好抗菌抑菌性能的半固态或液态物质，不仅在人体消化道内可以降解，不影响消化道中菌群正常繁殖，且还拥有丰富的营养保健功能，在发挥抗菌、抑菌、食品防腐保鲜功能的前提下，还具有抗氧化、抗衰老、抗癌、降血压等防病保健功能，符合当代社会追求天然、绿色、安全、健康的消费理念。目前针对肉类制品还缺乏有效的植物源防腐剂。
发明内容
本发明意在提供一种植物防腐剂的制备方法，以解决现有技术中的对肉类制品的植物源防腐剂的技术问题。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种植物防腐剂的制备方法，包括以下依次进行的步骤：
S1：将槐花、黄芩、金银花粉碎后混合，再经乙醇水溶液热浸提取、浓缩，获得第一浸膏；新鲜三七叶经烘干处理后切碎，然后使用水为溶剂热浸提取、浓缩，获得第二浸膏；
S2：将第一浸膏和第二浸膏分别溶解于水中，获得第一浸膏溶解液和第二浸膏溶解液；使用水饱和正丁醇萃取第一浸膏溶解液，取水相获得第一提取液；使用乙酸乙酯萃取第二浸膏溶解液，取水相获得第二提取液；
S3：将第一提取液和第二提取液混合，经浓缩和冻干处理，获得植物防腐剂。
本方案还提供了一种植物防腐剂的制备方法所制备的植物防腐剂。
本方案还提供了植物防腐剂在肉制品防腐中的应用。
进一步，在S1中，新鲜三七叶、槐花、黄芩和金银花的质量比为6-10：2-3：2-3：2-3。
进一步，在S1中，乙醇水溶液中含有体积百分数为60%的乙醇；乙醇水溶液热浸提取的料液比为1kg：8L，次数为三次，温度为80℃。采用上述提取溶剂以及料液比，可以实现高效的功效成分的提取。
进一步，在S1中，使用水为溶剂热浸提取的料液比为1kg：8L，次数为三次，温度为80℃。
进一步，在S2中，在第一浸膏溶解液中，第一浸膏和水的用量比为1g：10mL。
进一步，在S2中，在第二浸膏溶解液中，第二浸膏和水的用量比为1g：10mL。
进一步，在S2中，第一浸膏溶解液和水饱和正丁醇的体积比为1：1，萃取次数为三次。
进一步，在S2中，第二浸膏溶解液和乙酸乙酯的体积比为1：1，萃取次数为三次。
采用上述技术方案的原理和优点在于：
本技术方案的植物源防腐剂是从药食同源的中药中提取获得，三七叶、槐花、黄芩和金银花三者的提取物形成的植物源防腐剂，原料之间协同增效，具有理想的抑菌效果。除此之外，中药的提取和纯化方式也对作用效果产生显著影响。混合药粉提取之后，需要使用水饱和正丁醇萃取；三七叶片提取之后，需要使用乙酸乙酯萃取，获得的植物源防腐剂才能达到最佳效果。本技术方案获得的植物源防腐剂可以用于肉类产品的防腐中，提升此类产品的货架时间。
本技术方案获得的植物源防腐剂，不但具有良好抗菌抑菌性能的半固态或液态物质，不仅在人体消化道内可以降解，不影响消化道中菌群正常繁殖，且还拥有丰富的营养保健功能，在发挥抗菌、抑菌、食品防腐保鲜功能的前提下，还具有抗氧化、抗衰老、抗癌、降血压等防病保健功能（三七叶、槐花、黄芩和金银花提取物本身具有的功能），符合当代社会追求天然、绿色、安全、健康的消费理念。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步详细的说明，但本发明的实施方式不限于此。若未特别指明，下述实施例以及实验例所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段，且所用的材料、试剂等，均可从商业途径得到。
下面通过具体实施方式进一步详细说明：
实施例1：植物防腐剂的制备
以重量份计，植物防腐剂的原料组成包括：三七叶（新鲜）6-10份、槐花（饮片，SOPHORAE FLOS）2-3份、黄芩（饮片，SCUTELLARIAE RADIX）2-3份、金银花（饮片，LONICERAEJAPONICAE FLOS）2-3份。新鲜三七叶从三七种植基地中采摘，是收获三七根（中国药典中的入药部位）之后的弃用部分。槐花、黄芩和金银花均为饮片形式，可直接采购获得。三七的地上部分、槐花、黄芩和金银花均为药监局规定的药食同源植物，可以添加在食品中。在本实施例中，三七叶、槐花、黄芩、金银花的质量比为8：3：3：3。
取新鲜三七叶置于60℃烘箱中，烘干处理至水分含量为20%左右。将槐花、黄芩和金银花饮片置于60℃烘箱中，烘干至恒重。将槐花、黄芩和金银花饮片分别粉碎处理并过60目筛，将过筛后的药粉混合，获得混合药粉。将烘干后的三七叶切成约1cm×1cm的碎片，获得三七叶碎片待用。
将用量比为1kg：8L的混合药粉和60%的乙醇溶液混合，在80℃的温度条件下浸泡药粉4h，然后过滤取滤液。上述过程再重复2次，然后合并三次滤液，获得混合药粉提取液。通过旋转蒸发仪对混合药粉提取液进行减压蒸发浓缩处理（60℃、-0.06Mpa），获得第一浸膏（相对密度1.25g/ml）。
将用量比为1kg：8L的三七叶碎片和水混合，在80℃的温度条件下浸泡药粉4h，然后过滤取滤液。上述过程再重复2次，然后合并三次滤液，获得三七叶提取液。通过旋转蒸发仪对三七叶提取液进行减压蒸发浓缩处理（60℃、-0.06Mpa），获得第二浸膏（相对密度1.22g/ml）。
将第一浸膏和第二浸膏分别溶解于双蒸水中，第一浸膏和水的用量比为1g：10mL，第二浸膏和水的用量比为1g：10mL，充分溶解之后，获得第一浸膏溶解液和第二浸膏溶解液。使用与第一浸膏溶解液等体积的水饱和正丁醇萃取，混合2min后静置分相，获得水相和正丁醇相，取水相作为第一提取液（萃取重复三次）。使用与第二浸膏溶解液等体积的乙酸乙酯萃取，混合2min后静置分相，获得水相和乙酸乙酯相，取水相作为第二提取液（萃取重复三次）。将第一提取液和第二提取液混合，进行减压蒸发浓缩处理（60℃、-0.06Mpa），获得混合浸膏。混合浸膏经过常规冻干处理获得干粉状的植物防腐剂（水分含量低于4%）。
实施例2：含防腐剂的肉肠的制备
以质量份计，肉肠的配方具体如下：猪瘦肉6份、猪肥肉1份、食盐0.1份、味精0.01份、切碎的洋葱0.2份、糖0.1份、十三香0.05份、异抗坏血酸钠0.01份、亚硝酸钠0.0003份、水1份。肉肠中还添加了防腐剂,根据实际需要选用防腐剂类型,防腐剂的添加量为每kg肉肠原料总重量中添加防腐剂Xg（根据实际需要选用防腐剂用量）。
制备过程如下：
使用绞肉机将猪瘦肉和猪肥肉一起搅碎（8mm 孔板），获得碎肉。碎肉中加入水（10℃以下）、食盐、切碎的洋葱、糖、十三香、味精、异抗坏血酸钠、亚硝酸钠、防腐剂，混匀。然后将混合料放置在4℃冰箱中，腌制5h。然后将腌制后的混合料灌肠（30mm直径的胶原蛋白肠衣）。然后，将肉肠蒸煮45min，再置于60℃干燥箱中干燥30min，再置于4℃冰箱12h，最后将制好的肉肠真空包装。包装好的肉肠放于4℃冰箱中保存，每三天取样一次进行微生物含量的检测。总菌落检测的方法参见GB4789.2-2003《食品卫生微生物菌落总数检测》，熟肉制品卫生标准为总菌数不超过30000 CFU/g（GB2726-2005《熟肉制品卫生标准》），超过该数值该肉肠制品被认为是不合格产品，需要下架。
本实施例中，用于测试的防腐剂具体如下：（1）不添加防腐剂；（2）山梨酸钾1.2g/kg；（3）实施例1制备的植物防腐剂2g/kg；（4）实施例1制备的植物防腐剂6g/kg；（5）实施例1制备的植物防腐剂10g/kg；（6）实施例1制备的植物防腐剂14g/kg。记录总菌数超过30000CFU/g的时间点。对上述各组的刚制备获得的肉肠均进行了取样检测，各组总菌落数相近，所以实验具有平行性。
实验结果如下：（1）在18天时，开始出现肉肠中总菌落数超过标准，成为不合格产品；（2）在30天时，开始出现肉肠中总菌落数超过标准，成为不合格产品；（3）在21天时，开始出现肉肠中总菌落数超过标准，成为不合格产品；（4）在36天时，开始出现肉肠中总菌落数超过标准，成为不合格产品；（5）在39天时，开始出现肉肠中总菌落数超过标准，成为不合格产品；（6）在39天时，开始出现肉肠中总菌落数超过标准，成为不合格产品。由上述实验数据可知，植物防腐剂用量在6g/kg即可获得比较理想的通过抑菌实现的防止肉类产品腐败的作用。再提高植物防腐剂的用量，其防腐效果提升不是太明显，另外，防腐剂的添加量的增加也会影响产品口感，所以植物防腐剂用量在6g/kg为宜。
对比例1：
在本对比例中，植物防腐剂的原料不包括三七叶（新鲜）。制备过程如下：槐花、黄芩、金银花的质量比为3：3：3。将槐花、黄芩和金银花饮片置于60℃烘箱中，烘干至恒重。将槐花、黄芩和金银花饮片分别粉碎处理并过60目筛，将过筛后的药粉混合，获得混合药粉。将用量比为1kg：8L的混合药粉和60%的乙醇溶液混合，在80℃的温度条件下浸泡药粉4h，然后过滤取滤液。上述过程再重复2次，然后合并三次滤液，获得混合药粉提取液。通过旋转蒸发仪对混合药粉提取液进行减压蒸发浓缩处理（60℃、-0.06Mpa），获得第一浸膏（相对密度1.23g/ml）。将第一浸膏溶解于双蒸水中，第一浸膏和水的用量比为1g：10mL，充分溶解之后，获得第一浸膏溶解液。使用与第一浸膏溶解液等体积的水饱和正丁醇萃取，混合2min后静置分相，获得水相和正丁醇相，取水相作为第一提取液（萃取重复三次）。第一提取液进行减压蒸发浓缩处理（60℃、-0.06Mpa），获得浸膏，该浸膏经过常规冻干处理获得干粉状的植物防腐剂（水分含量低于4%）。
对比例2
在本对比例中，植物防腐剂的原料只有三七叶（新鲜）。制备过程如下：取新鲜三七叶置于60℃烘箱中，烘干处理至水分含量为20%左右。将烘干后的三七叶切成约1cm×1cm的碎片，获得三七叶碎片待用。将用量比为1kg：8L的三七叶碎片和水混合，在80℃的温度条件下浸泡药粉4h，然后过滤取滤液。上述过程再重复2次，然后合并三次滤液，获得三七叶提取液。通过旋转蒸发仪对三七叶提取液进行减压蒸发浓缩处理（60℃、-0.06Mpa），获得第二浸膏（相对密度1.24g/ml）。将第二浸膏溶解于双蒸水中，第二浸膏和水的用量比为1g：10mL，充分溶解之后，获得第二浸膏溶解液。使用与第二浸膏溶解液等体积的乙酸乙酯萃取，混合2min后静置分相，获得水相和乙酸乙酯相，取水相作为第二提取液（萃取重复三次）。将第二提取液进行减压蒸发浓缩处理（60℃、-0.06Mpa），获得浸膏，该浸膏经过常规冻干处理获得干粉状的植物防腐剂（水分含量低于4%）。
对比例3
本对比例基本同实施例1，不同点在于，获得混合药粉提取液和三七叶提取液之后，将二者混合，进行减压蒸发浓缩处理（60℃、-0.06Mpa），获得浸膏，该浸膏经过常规冻干处理获得干粉状的植物防腐剂（水分含量低于4%）。
对比例4
本对比例基本同实施例1，不同点在于，获得混合药粉提取液和三七叶提取液之后，将二者混合，进行减压蒸发浓缩处理（60℃、-0.06Mpa），获得浸膏（相对密度1.25g/ml）。将浸膏分散于水中获得浸膏分散液，浸膏和水的用量比为1g：10mL。使用水饱和正丁醇萃取，萃取方式同实施例1，然后将水相减压浓缩以及冻干干燥，获得本对比例的干粉状的植物防腐剂。
对比例5
本对比例基本同对比例4，不同点在于，浸膏分散液用乙酸乙酯萃取，萃取方式同实施例1，然后将水相减压浓缩以及冻干干燥，获得本对比例的干粉状的植物防腐剂。
对比例6
本对比例基本同实施例1，不同点在于，将三七叶碎片的提取溶剂更换为60%的乙醇溶液。
实验例1：植物防腐剂抑菌效果检测
采用牛津杯法进行植物防腐剂效果的检测，采用十字交叉法计算抑菌圈直径大小进而判断供试品对受试菌种的抑制作用。
待培养基凝固后（使用现有技术常规的牛肉膏蛋白胨培养基），用取菌悬液100μL（107cfu/mL），均匀涂布于培养基上，然后放入牛津杯（外径8mm），使其充分与平面接触（防止之后注入的液体渗出）。取200μL供试品，缓慢注到牛津杯中，进行三次平行实验。在温度37℃以及湿度80%的条件下培养24h，测量并统计抑菌圈直径。抑菌圈＜10mm为无抑菌作用,10mm＜抑菌圈＜15mm的为中度抑菌,抑菌圈＞15mm的为高度抑菌。
本实施例选用的供试品如下：
（1）无菌水。
（2）取实施例1中制备的植物防腐剂，将其溶解于双蒸水中，植物防腐剂和双蒸水的用量比为1g：10mL，植物防腐剂充分溶解之后，通过过0.2μm滤膜实现灭菌。
（3）取对比例1中制备的植物防腐剂，将其溶解于双蒸水中，植物防腐剂和双蒸水的用量比为1g：10mL，植物防腐剂充分溶解之后，通过过0.2μm滤膜实现灭菌。
（4）取对比例2中制备的植物防腐剂，将其溶解于双蒸水中，植物防腐剂和双蒸水的用量比为1g：10mL，植物防腐剂充分溶解之后，通过过0.2μm滤膜实现灭菌。
（5）取对比例3中制备的植物防腐剂，将其溶解于双蒸水中，植物防腐剂和双蒸水的用量比为1g：10mL，植物防腐剂充分溶解之后，通过过0.2μm滤膜实现灭菌。
（6）取对比例4中制备的植物防腐剂，将其溶解于双蒸水中，植物防腐剂和双蒸水的用量比为1g：10mL，植物防腐剂充分溶解之后，通过过0.2μm滤膜实现灭菌。
（7）取对比例5中制备的植物防腐剂，将其溶解于双蒸水中，植物防腐剂和双蒸水的用量比为1g：10mL，植物防腐剂充分溶解之后，通过过0.2μm滤膜实现灭菌。
（8）取对比例6中制备的植物防腐剂，将其溶解于双蒸水中，植物防腐剂和双蒸水的用量比为1g：10mL，植物防腐剂充分溶解之后，通过过0.2μm滤膜实现灭菌。
实验结果参见表1和表2，可知：对比例1的植物防腐剂由槐花、黄芩和金银花乙醇提取物经水饱和正丁醇萃取制得，对比例2的植物防腐剂由三七叶水提物经过乙酸乙酯萃取制得，实施例1得植物防腐剂包含了对比例1和对比例2的两种成分。对比例1、对比例2和实施例1，三种植物抑菌剂在抑菌实验中的用量相同，但是，在抑菌效果上，三种植物抑菌剂截然不同。由三七叶水提物形成的植物抑菌剂几乎没有显著的抑菌效果，由槐花、黄芩和金银花乙醇提取物形成的植物抑菌剂有一定的抑菌效果，但是其效果远不如由三七叶、槐花、黄芩和金银花几种物质作为原料制成的植物抑菌剂。
对比例3在获得混合药粉提取液和三七叶提取液之后，直接将提取液混合，没有进行后续的萃取操作，使得具有抑菌效果的功效成分未得到有效富集，植物防腐剂得抑菌效果比实施例1有显著的下降。
对比例4在混合药粉提取液和三七叶提取液之后，将二者混合，统一使用水饱和正丁醇萃取，并不能充分地富集具有抑菌效果的功效成分，植物防腐剂得抑菌效果比实施例1有显著的下降。对比例5在混合药粉提取液和三七叶提取液之后，将二者混合，统一使用乙酸乙酯萃取，并不能充分地富集具有抑菌效果的功效成分，植物防腐剂得抑菌效果比实施例1有显著的下降。
对比例6使用60%的乙醇溶液对三七叶碎片进行提取，获得的植物防腐剂得抑菌效果比实施例1有显著的下降。这说明针对三七叶的提取溶剂有特别的要求，必须使用水作为提取溶剂，否则获得的成分无法和槐花、黄芩和金银花乙醇提取物部分形成协同效应。
表1：抑菌实验结果（大肠杆菌ATCC8099，*表示与（2）有显著差异）
表2：抑菌实验结果（金黄色葡萄球菌ATCC6538，*表示与（2）有显著差异）
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体技术方案和/或特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术方案的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。
Claims (3)
1.一种植物防腐剂的制备方法，其特征在于，包括以下依次进行的步骤：
S1：将槐花、黄芩、金银花粉碎后混合，再经乙醇水溶液热浸提取、浓缩，获得第一浸膏；新鲜三七叶经烘干处理后切碎，然后使用水为溶剂热浸提取、浓缩，获得第二浸膏；
新鲜三七叶、槐花、黄芩和金银花的质量比为8：3：3：3；
乙醇水溶液中含有体积百分数为60%的乙醇；乙醇水溶液热浸提取的料液比为1kg：8L，次数为三次，温度为80℃；
使用水为溶剂热浸提取的料液比为1kg：8L，次数为三次，温度为80℃；
S2：将第一浸膏和第二浸膏分别溶解于水中，获得第一浸膏溶解液和第二浸膏溶解液；使用水饱和正丁醇萃取第一浸膏溶解液，取水相获得第一提取液；使用乙酸乙酯萃取第二浸膏溶解液，取水相获得第二提取液；
在第一浸膏溶解液中，第一浸膏和水的用量比为1g：10mL；
在第二浸膏溶解液中，第二浸膏和水的用量比为1g：10mL；
第一浸膏溶解液和水饱和正丁醇的体积比为1：1，萃取次数为三次；
第二浸膏溶解液和乙酸乙酯的体积比为1：1，萃取次数为三次；
S3：将第一提取液和第二提取液混合，经浓缩和冻干处理，获得植物防腐剂。
2.根据权利要求1所述的一种植物防腐剂的制备方法所制备的植物防腐剂。
3.根据权利要求2所述的植物防腐剂在肉制品防腐中的应用。
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