探讨白凤菜总黄酮应用于天然防腐剂的可行性

林燕燕　张文华　黄仲庆

摘要：随着人们生活水平的提高，对食品安全的重视，食品中安全的天然防腐剂的需求加大。我国很多中草药具有防腐作用，其中药食两用的植物是开发的重点。本文探讨白凤菜是药食两用植物之一，人工可以大量繁殖，且含丰富的具有抑菌作用的总黄酮；适合开发白凤菜总黄酮作为天然防腐剂。

关键词：天然防腐剂 中草药 白凤菜 总黄酮

中图分类号：TQ461 文献标识码：A 文章编号：1672-5336（2014）16-0070-02

Abstract：With the？improvement of people's life，the demand of safe natural preservatives on food is increasing. Many traditional Chinese medicine herbs in our country have antiseptic effect， the herbs with medicinal and edible function are the focus of development.We discuss the total flavonoid of Gynura formosana kitam is suitable for natural preservatives，for Gynura formosana kitam is one of the herbs with medicinal and edible function，has a lot of artificial reproduction and richs in flavonoid which has antiseptic effect.

Key Words：natural preservatives；traditional chinese medicine herbs；gynura formosana kitam；total flavonoid

近年来，世界各国都在致力于广谱、安全、高效防腐剂的研发。随着人们生活和消费水平的提高，食品加工的需求也越来越向“绿色”和“天然”等方向转变，因此，天然、安全的防腐剂的研究开发就成为必要。我国拥有悠久的中医药历史，中草药资源丰富，一些药食同源的中草药及其提取物不仅具有药用价值，而且还有一定的抑菌防腐功能，其使用的安全性也已充分得到证实。统计资料显示，目前我国的野生植物开发利用量与蕴藏量相比只占5%[1]，因此，充分利用天然植物资源，优先对药食两用植物的开发和研究意义重大。

1 研究背景

1.1 食物的防腐

每年由于微生物污染造成全世界食品腐败的现象十分普遍，不洁食品对人类健康造成了巨大危害，造成了重大的物质浪费。为保证食品的安全性，人们采用了盐渍、罐藏和冷藏等；但防腐剂作为食品的添加剂之一，防止食物腐败有显著的效果。食品中应用的防腐剂根据来源可以分为天然防腐剂和人工合成防腐剂两大类。目前所使用的防腐剂主要是化学防腐剂， 化学防腐剂有苯甲酸、苯甲酸钠、山梨酸、山梨酸钾等32种。尽管化学防腐剂对微生物有一定的抑制作用， 但长期过量的摄入人工合成的防腐剂具有一定的毒副作用（即致畸、致癌或致突变作用），对人体健康存在潜在的危害[2]。

1.2 天然防腐剂的研究

天然防腐剂是由生物提取的具有抗菌作用的有效成分，可以分为植物源天然防腐剂和动物源天然防腐剂。动物源天然抗菌物质如虾中的壳聚糖、鲱鱼的鱼精蛋白、放线菌的那他霉素等。动物源防腐剂的原材料很难做到大量供应，规模化生产有难度，不如植物天然防腐剂。如乳酸链球菌素始从上世纪90年代先后两次列入国家科技攻关项目，但是由于生产规模较难扩大，成本高，应用范围狭小，在艰难维持中。天然植物特别是中草药中存在的许多生理活性物质具有广谱的抗菌作用，故中草药成为人们追求高效、低毒和广谱的天然食品防腐剂的主要对象[3]。

1.2.1 中草药防腐剂的开发

近年来，对中草药具有的抗菌的作用有关学者进行了大量研究。中草药防腐剂按来源可以分为中草药单一品种防腐剂和中草药复合品种防腐剂。

单一品种防腐剂是指以特定的一种植物为原料，从中获得具有抗菌作用的提取物。单一品种防腐剂目前研究分类：

①香辛科植物：早在三、四千年前古埃及的木仍伊就有用香辛科植物起抑菌防腐作用。对多种香辛科植物进行了抑菌抗菌试验，发现许多香辛科植物提取物中精油都含有抗菌成分。吴传茂等发现丁香乙醇提取液对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、枯草芽孢杆菌、汉逊氏酵母、黑曲霉、青霉有很强的抑菌作用[4]。

②银杏科植物：最古老的裸子植物银杏，被当作植物界中的“活化石”。盛建国等发现，银杏叶乙醇提取物对食品中的常见微生物有较强的抑制作用[4]。

③杜鹃花科植物：乌饭树我国的大部分地区都可种植，对生长条件要求不高，耐寒耐旱；资源丰富。乌饭树树叶提取物粗黄酮，在pH=4时，能有效抑制枯草杆菌、金黄色葡萄球菌和大肠杆菌等有害细菌生长，尤其对金黄色葡萄球菌有显著抑制作用[5]。

④芸香科植物：芸香科中的九里香属植物中的精油是天然保鲜剂的优质原材料。花椒对金色葡萄球菌、大肠杆菌、白色念珠菌、绿色链球菌等也有良好的抑菌作用。

⑤八角科植物：八角的干燥后果实是烹调中常见的调味料之一。八角的提取物在pH=4时能有效的抑制金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、枯草芽孢杆菌、汉逊氏酵母菌及黑曲霉的生长[6]。

此外，甘草、蒲公英、藿香等中藥材，对金色葡萄球菌、大肠杆菌、白色念珠菌、绿色链球菌等也有良好的抑菌作用。

中草药复合品种防腐剂是指以筛选植物提取物中有效抗菌成分不同的几种植物，将它们的提取物按比例混合形成。

滕文辉等人以苦荞麦、蒲公英、小叶丁香为原料，提取其中的黄酮、丁香乙醇提取物、蒲公英甾醇等，然后按照苦荞麦提取物：蒲公英提取物：丁香提取物=3：2：3的最佳比例混合；将复合提取物应用于酱腌菜中，对其抑菌性进行研究发现防腐效果略不及化学防腐剂苯甲酸钠，但与山梨酸钾的抑菌效果相当，在室温条件下保质期可以达到60天，在pH为4-5的时候防腐的效果是最好的[7]。

1.2.2 中草药防腐剂的应用性

传统中医药对疾病依赖于我国丰富的中草药资源，现有植物资源约1.28×104种，仅统计320种常用植物药材，总量约达8.5×106吨。首先丰富的植物资源为中草药防腐剂的开发提供物质保障。其次，中草药在中医上的应用有悠久的历史，具有治疗疾病、营养保健、抗菌消炎等功效。中草药功效无数次被实践证明，使中草药防腐剂的开发更具可行性。中草药在开发使用中需要考虑安全性。中草药成分复杂，在使用中要严格把握剂量，过量会对人体产生副作用。

1.2.3 药食同源中草药的优势

药食同源的中草药既保证它具有药草一样有治疗、保健和抗菌等功效，又具有更高的应用安全性，开发的防腐剂效果好且无毒副作用。药食同源中草药有安、简、便、廉的特点，正被世界所认同；随着化学、物理学、生物学、分子生物学、细胞学、信息科学等学科的发展，为药食同源中草药的开发提供技术支持。

2 白凤菜总黄酮应用于天然防腐剂

2.1 白凤菜简介

白凤菜（Gynura formosana Kitam）核型公式为2n=2x=20=18m+2sm[8]；又名肝炎菜、台湾土三七等，是一种台湾特产的菊科千里光族菊三七属，多年生草本植物，是一种保健蔬菜。此菜近葶状，株高25—50厘米，茎圆柱形下部平卧，上部直立，干部有条棱，叶被短糙毛。白凤菜的根为黄红色，开的花有臭味（臭袜子气味）。白凤菜生性强健，对栽培土质要求不高，土壤疏松不积水；喜高温环境，生长适宜在20-30℃，天然多见生长在低山和平原。白凤菜具有药用和食用价值，全草可入药，做菜味道鲜美；因含有丰富的矿质元素和氨基酸，特别是锌含量较高，又称“聪明菜”[9]。做菜食用部分为脆嫩肥厚的嫩茎叶，可炒后凉拌，或做配料，还可以用水煎加蜂蜜当饮料饮用。

菊三七属植物不仅化学成分复杂，而且药理活性丰富，应用开发前景广泛。该属植物多含生物碱，黄酮，挥发性萜類活性成分，具有凉血止血，清热解毒，舒筋活血，调节血糖，消炎降压，促进骨头愈合，抗炎，抗肿瘤，外敷刀伤，治疗毒虫咬伤等功效[10]。

2.2 白凤菜来源

白凤菜长期被人类利用的药食两用植物，与其他野生植物相比在安全性、普及性和影响性等方面都有明显的优势，而且其具有较大资源蕴藏量，是可直接幵发和利用的资源。白凤菜种植有相关文献报道：由于白凤菜生命力强，易分枝，根系发达，可采用无性扦插的方法育苗。白凤菜种植中病虫害少，主要是蚜虫。可选用50%抗蚜威液体喷雾防治，每3天喷洒1次，连喷2～3次，就可除去病虫害。白凤菜定植后40天左右可采收；摘取先端具5～6片叶嫩枝，长约15.0cm；此后每20天可采收1次。每一次采收时，在茎基部留2～3节，白凤菜可持续采收3～5年[11]。

有养殖技术的支持，可实现白凤菜人工大规模繁殖，为研究提供可靠稳定的原材料，也为开发白凤菜总黄酮奠定基础；降低研制出的防腐剂的价格，才具有与化学防腐剂竞争的资本。

2.3 白凤菜总黄酮

黄酮类化合物（flavonoids）是广泛存在于植物界的一类天然植物成分，为含量最多的一类物质；白凤菜叶片总黄酮含量为2.985%[12]。黄酮类化合物是以2-苯基色原酮为母核的一类化合物，在植物中大部分与糖合成苷类，少部分以游离形式存在；对植物的生长、发育、开花、结果以及抵御异物的侵入起着重要作用。黄酮类物质具有抗氧化、保护心血管、抗肿瘤、防治糖尿病、抗菌、抗病毒、保护消化道等活性[13]。

黄酮的提取方法有热水提取法、醇提取法、碱提酸沉法、超声提取法、微波提取法、大孔吸附树脂提取法、酶提取和超临界CO2萃取法等[14]。综合分析各种方法的优缺点及白凤菜总黄酮应用为防腐剂的质量要求，最终考虑采用乙醇提取和大孔吸附树脂提取结合的方法提取白凤菜总黄酮。冯冬林等以70%乙醇为溶剂， 1：30料液比，预先浸泡30分钟，630W的微波功率下作用30秒，黄酮提取率达到94.7%[12]。在此基础上，将乙醇提取的黄酮液经大孔树脂纯化、浓缩；去除干扰成分；且成本低、操作简便[14]。

通过以酵母菌、金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、枯草芽孢杆菌、青霉菌、镰刀孢菌为指示菌，测定白凤菜总黄酮对细菌和真菌的抑菌作用。抑菌效果受到多因素的影响，分析培养介质、碳源、氮源、pH、温度对抗菌物质抑菌效果的影响；获得白凤菜总黄酮抑菌的最佳条件。

将白凤菜总黄酮应用于腌萝卜、肉酱等食品检测抑菌能力，为从实验室走向工厂奠定基础。首先，在 25℃的条件下，测定不同浓度的白凤菜总黄酮的对腌萝卜的抗菌能力，筛选出最佳的抗菌浓度。其次，测定最佳抗菌浓度的白凤菜总黄酮分别在0℃、4℃、25℃的抗菌强度。第三，比较丙酸钙及白凤菜总黄酮应用于腌萝卜的成本。第四，针对婴幼儿或特殊人群的食品考虑白凤菜总黄酮的应用是否会产生特定人群的敏感。

一些天然植物型的防腐剂不仅在防止食品的腐败和保鲜作用与化学防腐剂相当，且在抗氧化和保健上也发挥了重要作用，具有防腐和保健的双重效果。

参考文献

[1]高愿君.中国野生植物幵发与加工利用[M].北京：中国轻工业出版社，1995：18-20.

[2]丁克清.中草药防腐剂[J].长江大学学报 （自科版）.2006，3（4）：350-351，353.

[3]吴京平.新型植物源天然食品防腐剂及其抑菌性能[J].中国食品添加剂.2009，（1）：61-64.

[4]盛建国，黄东余.银杏叶提取工艺及其抑菌性探讨[J].粮油食品科技，2005，5（13）：16-18

[5]章海燕，王立，张晖.乌饭树树叶水溶性黄酮的抑菌作用的研究[J].中国食品添加剂.2010，（3）：62-67.

[6]吴周和，徐燕，吴传茂.八角中天然防腐剂的提取方法及其抑茵作用研究[J].中国调味品.2003，（9）：18-20，47.

[7]滕文辉，孙宇航，姜忠丽等.天然植物防腐剂在酱腌菜中的应用.安徽农业科学[J].2012，40（29）：14513-14514，14561.

[8]吴天姣，党江波，梁国鲁.白凤菜和红凤菜的核型分析[J].西南师范大学学报（自然科学版）.2013，38（12）：67-69.

[9]李乾友，朱富华，蔡梦阳.叶菜新秀-白凤菜高产栽培技术[J].湖北林业科技.2012，（2）：73.

[10]柏任，濮社班，徐德然，周红华.菊三七属植物化学成分及药理作用的研究进展[J].中国野生植物资源.2008，31（4）：1-4.

[11]孙雅玲，任金华.白凤菜保护地栽培管理[J].特种经济动植物.2014，（6）：44-45.

[12]冯冬林，刘美琴.白凤菜总黄酮提取工艺研究[J].福建农业科技.2013， 11： 70-72.

[13]吴立军.天然药物化学[M].4版.北京：人民卫生出版社.2003：173—216.

[14]王鑫.黄酮类化合物提取方法的应用[J].天津药学.2007，19（5）：61-66.