一种宽唇山姜提取物的制备方法及其在水果保鲜中的应用与流程

1.本发明涉及一种宽唇山姜提取物、其制备方法及其在水果保鲜中的应用，属于宽唇山姜提取和水果保鲜技术领域。


背景技术：

2.随着社会经济的不断发展以及人类物质生活的持续提高，人们越来越清楚化学保鲜剂对人体甚至地球带来的危害，所以天然、安全、无毒的保鲜剂逐渐成为人们关注的重点。基于中国丰富的植物资源，植物的使用历史源远流长，其中以中草药为代表。自20世纪70年代以来，植物源保鲜剂吸引了大量研究者的目光，由于保鲜剂涉及到人类食用的安全问题，因此，从天然植物中寻找一种较为安全有效、对人体无副作用的保鲜剂已成为食品行业研究的热点。
3.宽唇山姜，属于姜科山姜属植物，产于我国云南南部，属于云南特有植物，常作为民间草药入药。山姜属大多数植物的果实含有挥发油与黄酮类成分，有芳香健胃、祛风的功能，其根茎大多可做药食用，具有味辣，气香，性热，有补土健胃，通气止痛，化食消胀，解毒等功效，还可以作为香料使用。目前，国内外对于宽唇山姜的研究较少，其提取物在水果上的应用研究可以说处于空白，这不仅造成了资源浪费，还极大制约了宽唇山姜的研究与开发应用。
4.在世界范围内，新鲜水果在贮藏的过程中总有25％的水果因腐烂而不能利用，核果、仁果和浆果等易腐烂的水果在采摘后的腐烂率高达30％以上。随着产业结构的调整，我国果业发展迅猛，水果的栽培面积越来越大，因此，为了水果采摘后的品质、延长贮藏时间，防止其腐烂变质，减小损失是目前亟待解决的问题。虽然加入保鲜剂可以有效地延长果实的贮藏时间，但现在化学防腐保鲜剂的滥用导致人类对病原物的抗性提高，同时还造成了环境污染并对人类造成的伤害日益增加，所以，对植物源保鲜剂的开发利用变成了一种迫切的需求。


技术实现要素：

5.本发明提供一种宽唇山姜提取物、其制备方法及其在水果保鲜中的应用，利用宽唇山姜制备了绿色安全、无毒无害的植物源防腐保鲜剂，可通过喷洒的方式将叶茎部与根茎部的提取液附着在水果上，保鲜效果好，使用方法简单，应用前景广泛。
6.为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：
7.一种宽唇山姜提取物的制备方法，包括如下步骤：
8.(1)将新鲜宽唇山姜洗净除杂，烘干，分出叶茎部与根茎部分别粉碎，过筛，得叶茎粉末和根茎粉末；
9.(2)分别将叶茎粉末和根茎粉末与乙醇混合，静置提取，分别得到叶茎提取液和根茎提取液；
10.(3)将步骤(2)得到的叶茎提取液和根茎提取液分别过滤，并将所得滤液分别减压
浓缩至得到无乙醇的叶茎膏状体和根茎膏状体；
11.(4)将步骤(3)得到的叶茎膏状体和根茎膏状体中分别加入去离子水形成混悬液，并分别加入正丁醇萃取，收集萃取液；
12.(5)将步骤(4)得到的萃取液分别进行减压浓缩和干燥，得到叶茎提取物和根茎提取物，于-4℃保存备用。
13.上述新鲜宽唇山姜，指新鲜采摘的宽唇山姜。
14.为了提高提取效率，步骤(1)中，烘干为自然晾晒5～10d后，置于烘箱40
±
2℃烘干至恒重；过筛时的筛孔为25～35目。
15.发明人在实验时发现，不同部位的最佳提取条件并不同，为了提高提取效率，步骤(2)中，叶茎粉末提取时，乙醇的体积浓度为70
±
5％，叶茎粉末与乙醇的质量比为1：(10～14)，提取时间3～7h，提取温度为35-55℃；根茎粉末提取时，乙醇的体积浓度为90
±
5％，根茎粉末与乙醇的质量比为1：(6～10)，提取时间1～3h，提取温度为35-55℃。
16.为了确保提取物的使用效果，上述步骤(3)中，减压浓缩时的压力为-0.01mpa，温度为45
±
2℃，转速为20
±
2rpm。
17.为了提高产品得率，步骤(4)中，萃取2～4次。
18.上述宽唇山姜提取物可用于水果保鲜。水果可以为梨果、水蜜桃、猕猴桃、荔枝等。
19.上述宽唇山姜提取物的使用方法为：将叶茎提取物和/或根茎提取物配置为浓度为1
±
0.02mg ml-1
的正丁醇溶液，喷洒在水果上。
20.为了满足一般水果的保鲜效果，喷洒量为每千克水果10～50ml。
21.本发明未提及的技术均参照现有技术。
22.本发明宽唇山姜提取物的制备方法，简单、环保、安全、易操作，提取率高；所得提取物具有良好的抑菌与抗氧化活性，可有效延长果实贮藏时间，适用于不同类型(浆果、仁果、核果)水果的保鲜，拓宽了宽唇山姜的应用；采用低浓度溶液喷洒的方式即可完成对水果的保鲜，具有成本低，易于操作的特点。
附图说明
23.图1为实施例1中宽唇山姜粉末的制备及浸膏状态，其中，(a)植物叶茎部，(b)植物根茎部，(c)过筛过程，(d)膏状提取物；
24.图2为应用例2中各处理对水果的保鲜贮藏效果，其中，(a)ck，(b)1-mcp，(c)多菌灵，(d)叶茎部正丁醇提取物，(e)根茎部正丁醇提取物；
25.图3为实施例1中叶茎部与根茎部正丁醇提取物的总离子流图(负离子模式)；
26.图4为实施例1中叶茎提取物和根茎提取物混合物的总离子流图(正离子模式)。
具体实施方式
27.为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
28.各例中新鲜宽唇山姜采自仲恺农业工程学院植物种质资源基地，日龄1年。
29.实施例1
30.宽唇山姜提取物的制备方法，具体包括以下步骤：
31.(1)宽唇山姜粉末制备：将新鲜宽唇山姜洗净除杂，自然晾晒8d后放于烘箱40℃烘干至恒重，然后分出叶茎部(包括叶与叶茎，见图1(a))与根茎部(包括根与根茎，见图1(b))分别粉碎，分别过30目筛(见图1(c))，得叶茎粉末和根茎粉末，每次提取的取量分别为50g；
32.(2)静置提取：将叶茎粉末与体积浓度为75％的乙醇按照1:12(mg：ml)混合，在温度为35℃下，静置提取4h，得到叶茎提取液；将根茎粉末与体积浓度为90％的乙醇按照1:8(mg：ml)混合，在温度为35℃下，静置提取2h，得到根茎提取液；
33.(3)将步骤(2)得到的叶茎提取液和根茎提取液分别进行过滤，并将所得滤液分别减压浓缩(-0.01mpa，45℃，转速20rpm)至得到无乙醇味的膏状体(见图1(d))；
34.(4)将步骤(3)得到的膏状体加入去离子水形成混悬液，并加入正丁醇分三次萃取，收集萃取液；
35.(5)将步骤(4)得到的萃取液，减压浓缩和干燥，分别得到叶茎提取物和根茎提取物，叶茎提取物的提取率为28.63％，根茎提取物的提取率为31.59％，总离子流图如图3-4所示，于-4℃保存备用。
36.抑菌实验：
37.抑菌活性测定：采用菌饼法测试了提取物对5种致病菌生长抑制活性。分别称取200mg提取物溶解于1ml二甲基亚砜(dmso)，用0.22μm针头过滤器过滤，与99ml的培养基混合，配置提取物浓度为2mg/ml的培养基，倒平板后待其冷却凝固备用。
38.在培养3-5d的培养皿上，用直径为5mm打孔器打取生长整齐一致的菌饼，将菌饼倒置放入上述含有提取物的培养基中，以不添加提取物的培养基为对照。在28℃的恒温培养箱中培养72h，记录菌圈直径，每种处理三次重复，计算抑制率。
39.菌落直径＝测量菌落直径
–
菌饼直径(0.5cm)
40.抑制率＝[(对照菌落直径
–
处理菌落直径)/对照菌落直径]x100％
[0041]
表1为宽唇山姜提取物的抑菌活性
[0042][0043]
清除dpph自由基能力的测定方法：
[0044]
此法是根据自由基有单电子，在517nm处有一强吸收，其醇溶液呈紫色的特性。当有自由基清除剂存在时，由于与其单电子配对而使其吸收逐渐消失，其褪色程度与其接受的电子数量成定量关系，因而可用分光光度计进行快速的定量分析，将提取物浸膏依次用dsmo稀释到浓度为0.2、0.4、0.6、0.8、1.0mg/ml的溶液，取2ml样品液和2ml浓度为1
×
10-4
mol/l的dpph溶液于试管混匀，避光反应30min后，在517nm波长处测定吸光度为a1；取2ml样品液与2ml无水乙醇，混匀后，测定吸光度为a2；取2ml蒸馏水与2ml dpph溶液混匀后测定吸光度为a0。以vc为阳性对照，每个样平行测定3次。按下列公式计算。
[0045]
dpph自由基清除率(％)＝[1-(a
1-a2)/a0]
×
100％
[0046]
清除abts自由基能力的测定方法：
[0047]
abts法测定总抗氧化能力旳原理是，abts在适当的氧化剂作用下氧化成绿色的abts，在抗氧化物存在时abts的产生会被抑制，在或测定的吸光度即可测定并计算出样品的总抗氧化能力。
[0048]
abts是一种稳定、平和的自由基，将提取物依次稀释得到浓度为0.2、0.4、0.6、0.8、1.0mg/ml的溶液，取0.2ml样品溶液于试管，向其中加入3.9ml abts溶液并混匀，置于暗处反应15min，在734nm处测定吸光度a1；0.2ml样品溶液与3.9ml无水乙醇，混匀，测定吸光度a2；3.9ml abts溶液与0.2ml蒸馏水混匀，测定吸光度a0。以vc为阳性对照，每个样品平行测3次。按下列公式计算。
[0049]
abts自由基清除率(％)＝[1-(a
1-a2)/a0]
×
100％
[0050]
表2为宽唇山姜提取物的抗氧化活性
[0051]
浓度(mg/ml)0.20.40.60.81.0叶茎部dpph89.78％94.62％94.18％94.18％94.31％根茎部dpph88.91％96.79％97.77％98.2998.32％dpph vc94.78％95.11％95.76％96.25％96.25％叶茎部abts44.24％57.74％65.94％92.36％96.98％根茎部abts52.69％75.72％90.66％99.13％99.48％abts vc98.48％98.57％98.76％98.90％98.90％
[0052]
实施例2
[0053]
与实施例1所不同的是，改变步骤2)中的提取温度，其余均参照实施例1，结果如表3所示。
[0054]
表3不同提取温度对宽唇山姜提取率的影响
[0055][0056]
与实施例1所不同的是，改变步骤2)中的料液比，其余均参照实施例1，结果如表4所示。
[0057]
表4不同料液比对宽唇山姜提取率的影响
[0058][0059]
与实施例1所不同的是，改变步骤2)中的乙醇浓度，其余均参照实施例1，结果如表5所示。
[0060]
表5不同乙醇浓度对宽唇山姜提取率的影响
[0061][0062]
由表1-3可看出，叶茎粉末和根茎粉末虽然源于同一株宽唇山姜，但不同料液比、乙醇浓度和提取温度对提取率的影响却有明显的差异，叶茎部的最优提取工艺为：料液比1：12(m:v，也即质量：体积)，乙醇的体积浓度为70％，提取时间4h，提取温度35℃(即50g样品，420ml无水乙醇，180ml蒸馏水)；根茎部的最优提取工艺为料液比1：8，乙醇的体积浓度为90％，提取时间2h，提取温度35℃(即50g样品，360ml无水乙醇，40ml蒸馏水)；
[0063]
应用例1
[0064]
将宽唇山姜叶茎部与根茎部提取物喷洒在水蜜桃上进行保鲜，观察贮藏结果。
[0065]
将按照实施例1方法制得的叶茎提取物和根茎提取物分别用正丁醇配置为浓度为1mg ml-1
的正丁醇溶液，分别均匀的喷洒在水蜜桃上(40-50ml/kg水蜜桃)，以不喷洒药剂的实验组为空白对照组，以喷洒多菌灵(浓度3％)、1-甲基环丙烯(1-mcp)(浓度0.5μl l-1
)的实验组为阳性对照组，水蜜桃表面晾干后，放入pe袋于28℃恒温保存，20d后观察水蜜桃的保鲜效果。存放过程中对水蜜桃的观感、失重、好果率和腐烂程度的变化进行了对比。结果如表6所示。(水果是购买回来的新鲜水果，共5个处理，每个处理3重复，10个水果/重复，取三个重复的平均值作为测试值，其它各例也同样)
[0066]
表6不同处理对水蜜桃20天的保鲜效果差异
[0067][0068][0069]
好果率＝(好果个数/总果数)
×
100％
[0070][0071]
分级标准：0级：无病；
[0072]
1级：病斑面积占果实面积的5％以下；
[0073]
3级：病斑面积占果实面积的6-10％以下；
[0074]
5级：病斑面积占果实面积的11-25％以下；
[0075]
7级：病斑面积占果实面积的26-50％以下；
[0076]
9级：病斑面积占果实面积的50％以上；
[0077]
在统计好果时，0级为好果。
[0078][0079][0080]
对比应用例1
[0081]
将实施例1中叶茎粉末和根茎粉末的提取液均替换为石油醚，其余均参照实施例1。将所得提取物应用于水蜜桃保鲜，具体方法参照应用例1，叶茎提取物、根茎提取物的好果率分别为10％、16.67％，失重率分别为2.25％、2.56％。
[0082]
对比应用例2
[0083]
将实施例1中萃取液替换为石油醚，其余均参照实施例1。将所得提取物应用于水蜜桃保鲜，具体方法参照应用例1，叶茎提取物、根茎提取物的好果率均为6.67％，失重率分别为3.12％、3.33％。
[0084]
对比应用例3
[0085]
将实施例1中萃取液替换为乙酸乙酯，其余均参照实施例1。将所得提取物应用于水蜜桃保鲜，具体方法参照应用例1，叶茎提取物、根茎提取物的好果率分别为10％、13.3％，失重率分别为3.35％、3.46％。
[0086]
应用例2
[0087]
将宽唇山姜叶茎部与根茎部提取物喷洒在梨上进行保鲜，观察贮藏结果。
[0088]
将按照实施例1方法制得的叶茎提取物和根茎提取物分别用正丁醇配置为浓度为1mg ml-1
的正丁醇溶液，分别均匀的喷洒在梨上(40-50ml/kg梨果)，以不喷洒药剂的实验组为空白对照组，以喷洒多菌灵(浓度3％)、1-甲基环丙烯(1-mcp)(浓度0.5μl l-1
)的实验组为阳性对照组，梨表面晾干后，放入pe袋于28℃恒温保存，20d后观察梨的保鲜效果，存放过程中对梨的观感、失重、好果率和腐烂程度的变化进行了对比。结果如表7所示。
[0089]
表7不同处理对梨20天的保鲜效果差异
[0090] 好果率(％)失重率(％)等级病情指数(％)防治效果(％)空白对照(ck)05.1491000多菌灵23.331.750、1、3、968.1431.861-mcp301.780、1、3、748.8851.12叶茎提取物66.671.020、1、3、511.8588.15根茎提取物701.050、1、37.7892.22
[0091]
由上表可知，在第20天的观察中，空白对照中梨果的病斑面积已全部达到50％以上，病情指数为9级，而叶茎提取物与根茎提取物的好果率仍达到66.67％以上，与市面上常使用的化学保鲜剂1-mcp相比，根茎部提取物的保鲜效果更甚，图2为实验结束拍摄的照片，(a)为在空白对照组中随机抽取的一个，病斑面积远超过50％，(b)为在1-mcp组中抽取的一个好果，病斑面积小于5％，(c)为在多菌灵中抽取的一个坏果，病斑面积远超过50％，(d)和(e)为叶茎提取物和根茎提取物组中分别抽取的一个好果，表面几乎无病斑，且饱满、光亮，且两种提取物的好果率是化学保鲜剂1-mcp的两倍以上，两种提取物的总体防治效果均远
超多菌灵和1-mcp。总之，叶茎提取物与根茎提取物具有较好的保鲜效果，提取物在水果表面的覆盖不仅能抑制水果表面的微生物活动，还能降低水果中酶的活动，降低生理活动强度，调控呼吸强度，从而达到延长贮藏时间的效果。
[0092]
应用例3
[0093]
将宽唇山姜叶茎部与根茎部提取物喷洒在猕猴桃上进行保鲜，观察贮藏结果。
[0094]
将按照实施例1方法制得的叶茎提取物和根茎提取物分别用正丁醇配置为浓度为1mg ml-1
的正丁醇溶液，分别均匀的喷洒在猕猴桃上(20-30ml/kg猕猴桃)，以不喷洒药剂的实验组为空白对照组，以喷洒多菌灵(浓度3％)、1-甲基环丙烯(1-mcp)(浓度0.5μl l-1
)的实验组为阳性对照组，猕猴桃表面晾干后，放入pe袋于28℃恒温保存，20d后观察猕猴桃的保鲜效果。结果如表8所示。
[0095]
表8不同处理对猕猴桃20天的保鲜效果差异
[0096] 好果率(％)失重率(％)等级病情指数(％)防治效果(％)空白对照(ck)02.735、7、977.030多菌灵23.331.260、1、5、936.6652.411-mcp23.331.490、1、3、5、731.4859.13叶茎提取物63.331.050、14.0794.72根茎提取物66.670.960、13.7095.20
[0097]
应用例4
[0098]
将宽唇山姜叶茎部与根茎部提取物喷洒在荔枝上进行保鲜，观察贮藏结果。
[0099]
将按照实施例1方法制得的叶茎提取物和根茎提取物分别用正丁醇配置为浓度为1mg ml-1
的正丁醇溶液，分别均匀的喷洒在荔枝上(20-30ml/kg荔枝)，以不喷洒药剂的实验组为空白对照组，以喷洒多菌灵(浓度3％)、1-甲基环丙烯(1-mcp)(浓度0.5μl l-1
)的实验组为阳性对照组，荔枝表面晾干后，放入pe袋于28℃恒温保存，20d后观察荔枝的保鲜效果。结果如表9所示。
[0100]
表9不同处理对荔枝20天的保鲜效果差异
[0101] 好果率(％)失重率(％)等级病情指数(％)防治效果(％)空白对照(ck)06.2491000多菌灵23.331.670、1、3、7、953.7046.31-mcp13.331.240、1、3、534.0765.93叶茎提取物501.150、1、310.7489.26根茎提取物501.160、1、312.2287.78