姜黄色素提取及防腐效果研究

０引 言
姜黄色素是一种食用天然黄色素，姜科植物姜黄 （Ｃ“ｒｆ甜优口ｚｏ扎ｇｓ．Ｌ）块茎中含量大约为３％～６％，主要 成分包括姜黄素、脱甲氧基姜黄素和双脱甲氧基姜黄素 三种化合物口’２］，是大自然中稀少的二酮类有色物质。姜 黄色素是橙黄色结晶状粉末，不溶于冷水，微溶于乙醚 和苯，加热溶于甲醇、乙醇和乙二醇，易溶于冰醋酸和碱 性溶液。在酸性和中性溶液中显黄色，在碱性溶液（ｐＨ ＞９．２）中显红褐色，遇光、热、氧及铁离子等不稳定，但 还原性好¨“］。姜黄色素具有良好的染着性和分散性，其 染色力大于其它天然黄色素和人工合成的柠檬黄素，尤 其对蛋白质有很强的染色力［５］。姜黄色素具有很强的防 腐性，无毒副作用［６］，集着色与防腐为一体，被广泛应用 于饮料、果酒、糖果、糕点、罐头、果汁及烹饪菜肴中，已 成为国内外重要的食品添加剂。关于姜黄色素的提取方 法，文献报道主要有Ｒａｓｍｕｓｓｅｎ和王万森的５０％乙醇 溶液间歇萃取法［７’８］、冉启良的１％氢氧化钠碱水加热 提取法∽ｏ、董海丽的纤维素酶酶解提取法［１…，这些方法 各有其优劣，但均存在着提取率低、提取时间长或成本 高等某方面的缺陷。本文作者用重复前人提取方法作比 较，获得了提取率高、提取时间短、经济实用的复合酶提 取姜黄色素新方法，并探索了姜黄色素的防腐效果和使 用浓度。
ｐＨ值６．ｏ的Ｎａ。ＨＰＯ。一柠檬酸缓冲液，用于溶解ａ一淀 粉酶和纤维素酶。
５ＸＬ型果胶酶（北京诺维信公司）：以半乳糖醛酸
生成量表示酶活，在５０℃和ｐＨ值３．５条件下，测得酶 活为３００ ｕ／ｍＬ。
ａ一淀粉酶（北京奥博星生物技术责任有限公司）：称 取１０．０００１ ｇ，用Ｎａ。ＨＰＯ。一柠檬酸缓冲液定容到５０ ｍＬ 容量瓶中，测得酶活８００ ｕ／ｍＬ。
纤维素酶（上海东风生化技术责任有限公司）：称取 ｏ．４９５ ｇ，用Ｎａ：ＨＰＯ。一柠檬酸缓冲液定容到２５０ ｍＬ容 量瓶中，测得酶活３０ ｕ／ｍＬ。
姜黄色素碱水溶液制备：２．ｏ ｇ提纯的姜黄色素用 浓度为ｏ．１ ｍｏｌ／Ｌ的ＮａＯＨ水溶液定容至１０００ ｍＬ， 得ｏ．２％姜黄色素碱水溶液；再用浓度为Ｏ．１ ｍ０１／Ｌ的 ＮａＯＨ溶液依次稀释得ｏ．１％、Ｏ．０５％、ｏ．０２５％和
中加入８倍的水和酶活为８００ ｕ／ｍＬ的ａ一淀粉酶液５．ｏ ｍＬ、酶活为３００ ｕ／ｍＬ的果胶酶液ｏ．５ ｍＬ、酶活为３０ ｕ／ｍＬ的纤维
素酶液２．ｏ ｍＬ，用浓度为１ ｍｏｌ／Ｌ的盐酸调ｐＨ值至４．５，５０℃下酶解１２０ ｍｉｎ，再用浓度为１ ｍｏｌ／Ｌ的氢氧化钠调ｐＨ值
至１０，浸提６０ ｍｉｎ过滤。第二、第三次浸提不再加酶，直接加入６倍和５倍的水，用上述同样的方法调节ｐＨ值，分别浸提５０
培养７２ ｈ的馒头块、豆腐块和熟牛肉块的４个重 复分别用ｌｏｏ ｍＬ无菌水洗涤各样块６个表面，洗涤液 加玻璃球振荡搅拌均匀，取一滴滴于载玻片上制片，每 样制片３个，显微镜下观察，每载玻片随机选取３个视 野，统计霉菌孢子体数目，计算平均数［１幻；苹果原汁充 分搅匀后镜检，方法同上。
２结果与分析
２．１ 姜黄色素提取方法研究 上述６种提取方法的提取条件和提取率比较见表
Ｏ
Ｏ．１ Ｏ．２ Ｏ．３ Ｏ．４ ０．５ ０．６ ０．７ ０．８ Ｏ．９ １．Ｏ
浓度／ｇ·Ｌ＿１
Ｆｉｇ．１
图１姜黄色素浓度标准曲线 Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｓｔａｎｄａｒｄ ｃｕｒｖｅ ｏｆ ｃｕｒｃｕｍｉｎ
１．５．２提取液姜黄色素含量测定方法 吸取姜黄色素提取液１ ｍＬ于５０ ｍＬ容量瓶中，无
１．３试验试剂 Ｎａ。ＨＰＯ。一柠檬酸缓冲液：称取分析纯ＮａｚＨＰＯｔ
３５．８２５ ｇ，定容至５００ ｍＬ，得浓度为０．２ ｍｏｌ／Ｌ的 Ｎａ：ＨＰＯ。液；称取分析纯柠檬酸５．２８２ ｇ，定容至２５０ ｍＬ，得浓度为ｏ．１ ｍｏｌ／Ｌ的柠檬酸液。取配好的 Ｎａ：ＨＰＯ。液２５２ ｍＬ和柠檬酸液１４７ ｍＬ混合，配制成
万方数据
１．１试验材料 姜黄：购于西安市中药店，粉碎过５０目筛，制备成
姜黄原料粉；馒头、豆腐、熟牛肉：市购新鲜品；苹果原 汁：陕西恒兴果汁厂提供。 １．２主要仪器
ＬＧＪＯ．５型真空冷冻干燥机（北京四环科学仪器 厂）；ＧＨＸ一９０８０Ｂ一１型隔水式恒温培养箱（上海福玛实 验设备有限责任公司）；Ｎｉｋｏｎ ＹＳｌｏｏ型光学显微镜（尼 康仪器公司）；Ｕｎｉｃｏ ２０００型紫外分光光度计（尤尼柯 仪器公司）。
第２１卷第·２期
１４４ ２００５年
２月
农业工程学报
Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｆ ｔｈｅ ＣＳＡＥ
Ｖ０１．２１ Ｎｏ．２ Ｆｅｂ． ２００５
姜黄色素提取及防腐效果研究
张有林，韩军岐※，卢琛慧，梁锦丽
（陕西师范大学食品工程系，西安７１００６２）
摘 要：研究了姜黄色素（Ｃｕｒｃｕｍｉｎ）的提取工艺和防腐效果。试验表明：用Ｎａ。ＨＰ０。一柠檬酸缓冲液，在３０ ｇ脱脂姜黄粉
把浓度为ｏ．２％、ｏ．１％、ｏ．０５％、ｏ．０２５％、ｏ．０１２５％ 和。的姜黄色素水溶液加热煮沸后晾凉，处理新鲜馒头 块、豆腐块、熟牛肉块和苹果原汁，置于３５℃培养箱中 自然生菌，方法同上。 １．７．４霉变程度观察
培养７２ ｈ观察馒头块、豆腐块、熟牛肉块外露５个 表面，苹果原汁观察上表面，４次重复计算各级霉斑平 均数。霉斑按直径大小分为５个级别：直径小于１ ｍｍ 为１级霉斑；１～２ ｍｍ为２级霉斑；２～３ ｍｍ为３级霉 斑；３～６ ｍｍ为４级霉斑；大于６ ｍｍ为５级霉斑，并按 下列公式计算病情指数：
１。对表１进行方差分析，发现各提取方法间提取率差异 极显著（Ｆ一１５．３５＞（Ｆ。。Ⅲ＇１２＝５．０６）），经新复极差
万方数据
万方数据
万方数据
病情指数（五）一≥：（各级霉斑数×各级级别）／Ｍ
馒头、豆腐、熟牛肉： Ｍ一（观察样块面积／５级霉斑面积）×最高级别
一（２０ｍｍ×２０ｍｍ×５／７ｃ×９ｍｍ２）×５—３５５ 苹果原汁： Ｍ一（观察样面面积／５级霉斑面积）×最高级别
一（丁ｃ×６２５ｍｍ２／７ｃ×９ｍｍ２）×５—３４７ １．７．５霉菌孢子数目观察
１材料和方法
收稿日期：２００４一０６—２８修订日期：２００４一０９一０９ 作者简介：张有林（１９５６一），男，甘肃镇原县人，博士，副教授，硕士 生导师。从事食品科学与果蔬贮藏保鲜方面的科研与教学工作。 通讯作者：韩军岐，从事农产品贮藏与加工方面的研究。西安市长安 南路 陕西师范大学食品工程系，７１００６２。Ｅｍａｉｌ：ｊｕｎｑｉｈａｎ＠１６３．
将新鲜馒头、豆腐、熟牛肉切成２ ｃｍ×２ ｃｍ×２ ｃｍ 的小方块，分别在浓度为ｏ．２％、Ｏ．１％、ｏ．０５％、 ｏ．０２５％、ｏ．０１２５％和。的姜黄色素碱水溶液中浸泡 ｌ ｍｉｎ，取出沥干，分装在６个瓷盘中，置于３５℃培养箱 中自然生菌。每处理重复４次。 １．７．２ 苹果原汁防腐试验
取６个小烧杯（内径５．ｏ ｃｍ），各加入苹果原汁１０ ｍＬ，分别加入浓度为ｏ．２％、ｏ．１％、ｏ．０５％、ｏ．０２５％、 ｏ．０１２５％和。的姜黄色素水溶液１ ｍＬ，搅拌均匀，置于 ３５℃培养箱中自然生菌。每处理重复４次。 １．７．３ 高温处理姜黄色素防腐试验
精确称量分析纯姜黄色素Ｏ．５ ｇ，用无水乙醇定容 至１００ ｍＬ，用作母液。分别量取１、２、３、４、５、６、７、８、９、 １０ ｍＬ母液于５０ ｍＬ容量瓶中，用无水乙醇稀释至刻 度，紫外分光光度计在波长４２５ ｎｍ（姜黄色素吸收波 长）处测定吸光度［１１｜，得浓度标准曲线见图１。
越 兴
蓉
∞惦仰拈∞舫加坫加∞
果胶酶液＋２ ｍＬ纤维素酶液３种复合酶）水解１２０ ｍｉｎ，用１ ｍ０１／Ｌ的氢氧化钠调ｐＨ值至ｌｏ，浸泡提取 ６０ ｍｉｎ，过滤得滤液。第２、第３次提取时直接在滤渣中 加入６倍、５倍的水，１ ｍ０１／Ｌ的氢氧化钠调ｐＨ值至 １０，分别提取５０ ｍｉｎ和４５ ｍｉｎ。３次提取液混合，用浓 度ｌ ｍｏｌ／Ｌ的盐酸调ｐＨ值至６．ｏ，使姜黄色素沉淀，离 心分离，真空冷冻干燥，测定提取率。 １．７姜黄色素防腐试验 １．７．１ 馒头、豆腐、熟牛肉防腐试验
关键词：姜黄色素；复合酶提取；防腐性
中图分（２００５）０２—０１４４一０５
张有林，韩军岐，卢琛慧，等．姜黄色素提取及防腐效果研究［Ｊ］．农业工程学报，２００５，２１（２）：１４４—１４８． ｚｈａｎｇ Ｙｏｕｌｉｎ，Ｈａｎ Ｊｕｎｑｉ，Ｌｕ Ｃｈｅｎｈｕｉ，ｅｔ ａ１．Ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ａｎｄ ａｎｔｉｓｅｐｔｉｃ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｃｕｒｃｕｍｉｎ ｏｎ ｆｏｏｄｓ［Ｊ］．Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｆ ｔｈｅ ＣＳＡＥ，２００５，２１（２）：１４４—１４８．（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ ｗｉｔｈ Ｅｎｇｌｉｓｈ ａｂｓｔｒａｃｔ）
在脱脂姜黄粉中加入定量的水，用浓度１ ｍ０１／Ｌ的
氢氧化钠调ｐＨ值至１０［９］，６５℃恒温水浴箱中提取３ 次。３次加水量分别为脱脂姜黄粉的８倍、６倍和５倍， 提取时间分别为１２０、１００和８０ ｍｉｎ。３次提取液混合， 用浓度１ ｍｏＩ／Ｌ的盐酸调ｐＨ值至６．ｏ，使姜黄色素沉 淀，离心分离，真空冷冻干燥，测定提取率。 １．６．３酶水解提取
ｍｉｎ和４５ ｍｉｎ。三次提取液混合，用浓度为１ ｍｏｌ／Ｌ的盐酸调ｐＨ值至６．ｏ使姜黄色素沉淀，经离心分离和真空冷冻干燥，
姜黄色素得率为５．４７％。浓度在ｏ．０２５％以上的姜黄色素碱水溶液对馒头、豆腐、熟牛肉有良好的防腐效果，浓度在ｏ．０５％
以上对苹果原汁具有防腐性。姜黄色素经加热煮沸后防腐作用降低。
第２期
张有林等：姜黄色素提取及防腐效果研究
１４５
ｏ．０１２５％的姜黄色素碱水溶液。 １．４脱脂姜黄粉的制备
在姜黄原料粉中加入相当于２倍体积的石油醚，搅 拌后浸提３０ ｍｉｎ，去除滤液，滤渣中再加入２倍体积的 石油醚浸提３０ ｍｉｎ，依此共浸提３次，姜黄粉通风晾 干，得脱脂姜黄粉。 １．５姜黄色素含量测定 １．５．１ 浓度标准曲线绘制
在预试验的基础上，３０ ｇ脱脂姜黄粉加８倍水， ６５℃恒温水浴锅中保温６０ ｍｉｎ，降温至５０℃，用浓度 １ ｍｏｌ／Ｌ的盐酸调ｐＨ值至４．５，分别加单一酶或复合 酶（即分别加入淀粉酶液１０．ｏ ｍＬ、果胶酶液１．ｏ ｍＬ、 纤维素酶液４．ｏ ｍＬ［１０］和５．ｏ ｍＬ淀粉酶液＋Ｏ．５ ｍＬ