黄酮的提取方法及其在食品保鲜中的应用

娄 楠，韩晓宇，胡荣柳

（漯河职业技术学院，河南漯河 462000）

随着经济发展水平的提升，人们的食品消费水平也逐年提升。2022 年食品消费依然保持稳定的增长，国家统计局数据显示2022 年上半年全国人均食品消费支出增长5.0%。食品行业依托加工工艺、原料生产、保质保鲜技术的进步，引领起了新一轮消费浪潮[1]。伴随食品产业的高速发展和人们对美好生活的更高追求，食品安全问题和食品质量问题成为近年来被社会高度关注的热点问题。不同种类食品的保鲜也成为食品类企业和国内外学者高度关注和重点研究的课题。

食品以及食品原材料在制作、加工、运输和储藏的过程中会受到多种不同因素的影响，从而发生风味改变或腐败变质，人体摄入后会引起一系列食源性疾病，危害身体健康。因此，食品保鲜是现代食品产业所面临的重要问题[2]。传统的保鲜方法主要依赖化学合成的防腐剂对食品进行防腐保鲜，但消费者对化学防腐剂的接受度不高，天然生物提取的防腐剂成为食品加工产业的最新选择。黄酮作为来源、种类最丰富的植物提取物，正被广泛用于食品保鲜领域。

1 黄酮概述

黄酮类化合物是一大类生物物质的总称，也被简称为黄酮，广泛存在于自然界植物的根、茎、叶以及果实中，有些真菌类微生物的次级代谢产物中也含有黄酮，是一类具备多种生物活性功能的纯天然活性产物[3]。黄酮以C6-C3-C6为基本碳架，由两个苯环（被称为A 环和B 环）经三碳链结合而成，根据其化学成分可以分为黄酮醇类、黄烷-3-醇、黄酮化合物、黄烷酮、异黄酮和花青素6 大类[4]。黄酮的种类繁多，目前为止被发现的生物黄酮有4 000 ～5 000 种，已经有许多的黄酮提取物被应用于医疗保健、药品生产、食品加工、食品防腐保鲜等领域中，常见的有白藜芦醇、柔花酸、柠檬黄、绿茶多酚等。

2 黄酮的保健作用

研究表明，黄酮具有很好的抗氧化生物活性，可以有效清除人体内常见的DPPH、ABTS 和OH 这3 种自由基[5]，可以有效预防心脑血管疾病和抵抗衰老，同时也兼具抗炎、镇痛、抗病毒、抗癌的作用，对身体健康有多种益处。闫旭宇等[6]的研究表明，在黄秋葵嫩果中提取的黄酮比维生素C 具有更强的清除自由基能力，表现出较好的抗氧化活性。贾艳南[7]分别从蔷薇科植物金缨子和荔枝核中提取了黄酮，实验分析结果显示，高纯度的黄酮化合物可以有效抑制腺病毒在细胞内的复制。

3 黄酮的提取工艺

3.1 有机溶剂提取法

黄酮类化合物的溶解度因结构及存在状态的不同而有很大的差异，苷元分子中引入羟基数越多，其在水中的溶解度越大，而羟基经甲基化后，在有机溶剂中的溶解度增加。黄酮一般易溶于水、甲醇、乙醇等强极性溶剂，但难溶或不溶于苯、氯仿等有机溶剂。乙醇无毒且容易获得，用于提取黄酮成本较低，因此常使用70%～75%的乙醇提取黄酮[8]。但是有机溶剂萃取具有耗溶剂、耗时且生产成本高的缺点，因此有机溶剂提取法逐渐被酶解法、微波法、超声波法所取代。

3.2 酶解法

在研究和生产应用中，黄酮的主要来源是植物，因此可以使用专一分解植物细胞壁的纤维素酶有效分解植物细胞壁，使植物细胞内容物加速溶出，提升黄酮类化合物的提取效率。这种方法具有安全、绿色、无毒和高效的突出优点，被广泛用于黄酮的提取。姚晓琳等[9]将酶解法应用于橙皮中黄酮的提取，在使用浓度为5%的纤维素酶处理后，经乙醇提取，总黄酮得率最高可以达到2.73%，条件温和，产品得率高。

3.3 超声波法

超声波提取技术是中草药有效成分提取的一种常用技术，简单、便捷且高效，被广泛应用于各类天然活性物质的提取。与常规的提取方法相比，超声波的空化作用可以有效提升活性成分的提取效率，加速黄酮类化合物的溶出，有效缩短提取时间。季青霞等[10]在提取水芹中的黄酮类化合物时发现，在通过响应面法优化提取工艺后，使用超声波处理料液10 min，提取率可以达到11.2%，比传统提取方法时间缩短91.6%。

3.4 微波法

微波提取法是在提取过程中对物料和溶剂加以微波处理，微波产生的辐射、电磁场和加热作用可以作用于植物细胞，加速植物细胞内容物的扩散，提升黄酮类化合物从植物细胞中溶出的速度。与超声波提取法相比较，微波提取法的提取效率更高。谭静等[11]在提取柚皮黄酮类化合物的研究中，将超声波法和微波法进行对比，微波提取的得率为8.437 mg·g-1，超声波提取的得率为5.263 mg·g-1。

4 黄酮的抑菌作用

关于黄酮抑菌作用的研究非常广泛，大量的文献对植物提取黄酮的抑菌性均有报道，有些总黄酮提取物在浓度低至10 μg·mL-1时仍然表现出优秀的抑菌效果。黄酮的抑菌机制主要表现在以下3 个方面。

4.1 黄酮抑制ATP 酶的作用

生物黄酮在进入微生物细胞后，具备降低微生物细胞ATP（三磷酸腺苷）含量的作用。作为生物代谢的直接供能物质，当微生物细胞ATP 含量降低时，细胞代谢受到抑制，细胞增殖也相应被抑制，使其不能大量繁殖。熊萍萍[12]通过测定ATP 酶的活性发现，大蒜提取物可以显著抑制灰霉菌细胞内ATP 酶的活性，从而降低ATP 的含量，表现出抑菌性。

4.2 黄酮破坏细胞膜的作用

生物黄酮可以破坏细菌的细胞壁和细胞膜，导致Na+、K+和细胞内容物的外流，从而引起细胞死亡，发挥抑菌作用。李欣越等[13]通过测定菌悬液电导率和膜电位的方法研究了山苍子提取物对细胞膜的影响，发现山苍子精油可以使菌悬液的电导率和膜电位明显上升，说明细胞膜遭到了破坏，引起了细胞内容物的外流。

4.3 黄酮破坏DNA 的作用

黄酮可以破坏细胞DNA，当细胞的遗传物质遭到破坏就会干扰细菌正常的繁殖和复制，从而降低细菌的生长和繁殖速率，发挥抑菌作用。周云冬[14]选用大肠杆菌为研究对象，提取了大肠杆菌的总DNA，并采用牡丹花提取物处理样品后发现，添加牡丹花提取物可以明显降低样品中DNA 的含量。柯昌松等[15]从番石榴中提取了槲皮素，并使用纸片法进行了抑菌研究，发现槲皮素对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、沙门氏菌、志贺氏菌及枯草芽孢杆菌均有抑制作用，其中对大肠杆菌和沙门氏菌的抑制作用最强。

5 黄酮在食品保鲜中的应用

传统的化学合成防腐剂逐渐无法适应食品市场对“纯天然”“绿色”“无添加”食品产品的生产需求，针对天然防腐剂的开发也应运而生。黄酮因其具备抗氧化和广谱抑菌作用而被广泛应用在食品保鲜领域，成为一种新型的纯天然保鲜剂。

在肉类和水产产品的运输和储存过程中，肉类因其水分活度高、营养物质含量丰富而容易氧化失去风味，也容易因微生物污染而导致腐败变质。黄酮可以中和活性氧，延缓脂肪、蛋白质的氧化过程，从而使肉类保持鲜嫩的色泽和丰富的口感。此外黄酮优秀的抑菌效果可以有效抑制肉类产品细菌的滋生，配合传统的冷冻储藏方式，可以更好地延长肉类的储藏时间。杨宇华等[16]将艾草中的黄酮应用于鸡胸肉的保鲜，并进行理化检测和感官评价，发现使用0.4 mg·mL-1的艾草黄酮纯化物涂抹鸡胸肉可以有效延长鸡肉的保鲜期。在果蔬的保鲜中，使用黄酮处理果蔬后，可以减少果蔬水分的流失，抑制果蔬的代谢，保持果蔬的新鲜口感。同时黄酮还可以抑制多酚氧化酶的活性，阻止酶促褐变，保持果蔬鲜亮的色彩，延长鲜切水果的保鲜期。此外，黄酮类化合物还可以结合蛋白质、多糖等高分子化合物形成可食用的天然抗氧化保护膜，从而延缓食品保鲜期。将柠檬酸与乳清蛋白结合所形成的保护膜涂抹在鲜切苹果的表面，可以有效保持苹果水分活度和色泽，延长苹果保藏期。除此以外，黄酮还可以应用在豆浆、牛奶、花生乳等蛋白质含量丰富的饮品的保鲜中，竹叶黄酮提取物对豆浆中的微生物有明显的抑制作用，并且对豆浆的质地、色泽和口感等没有不良影响[17]。

6 结语

黄酮是一类具备多种生物活性的天然提取产物，因其具有优秀的抗氧化性和抑菌性被广泛应用在食品加工和食品保鲜领域中。通过总结大量的研究结果发现，针对不同食物原料以及不同的加工和储藏条件，黄酮在食品保鲜中发挥的作用不同，对食品感官品质的影响也不同。因此，在应用黄酮时，应针对不同的原料选择合适的浓度、温度和pH 值。