一種含復合提取物納米防腐劑的制備方法及其防腐應用
【技術領域】
[0001]—種含復合提取物納米防腐劑的制備方法及其防腐應用，屬于防腐技術領域。
【背景技術】
[0002]防腐劑是食品生產(chǎn)中不可缺少的一種添加劑，根據(jù)來源不同，可分為天然防腐劑和化學合成防腐劑兩大類。由于化學合成防腐劑的成本較低，所以目前世界上食品工業(yè)中常用的防腐劑以化學合成防腐劑居多。但是，長期的研究發(fā)現(xiàn)，一些化學合成防腐劑有誘癌性、致癌性、致畸性和易引起食物中毒等問題。天然防腐劑不但對人體健康無害，而且還具有一定的營養(yǎng)價值，有些天然防腐劑已達到或超過人工合成防腐劑的效果，新型天然防腐劑如雨后春筍般出現(xiàn)。
[0003]長久以來，食品研究者逐漸發(fā)現(xiàn)一個矛盾，那就是在殺滅食品微生物的高溫下，食品品質(zhì)和營養(yǎng)價值往往受到影響；要保證很好的食品品質(zhì)和營養(yǎng)價值，卻很難達到防腐保質(zhì)的殺菌效果。為了能滿足殺菌強度，又能保證殺菌過程中產(chǎn)品品質(zhì)和營養(yǎng)價值，結合天然防腐物質(zhì)和柔性殺菌技術便應運而生。
[0004]在古代埃及和中國的遺址中，人們發(fā)現(xiàn)了桂皮和丁香等香辛料作為防腐物質(zhì)。香辛料由于其抗菌性而用于食品的科學報道始見于1880年，那時就論述了芥末、丁香和桂皮及它們的精油具有抑菌效果。Martindale用酚類系數(shù)研究香辛料油的抗菌性，發(fā)現(xiàn)桂皮油和丁香油有很強的殺菌力。丁香花蕾中含有15%?20%的精油，其中85%?92%為丁香酚，主要是丁香酚抑制微生物生長，對大腸桿菌、沙門氏桿菌、痢疾桿菌、變形桿菌等均有抑制作用。同樣，肉桂含有1%?3.5%精油，其中肉桂醛含量高達80%?95%，肉桂中起抑菌作用的有效成分主要是肉桂醛。朱茂田(2006)進行了生姜功能因子的分析和純化，研究表明生姜中含有姜精油、姜辣素(姜酚、姜酮類等)、二苯基庚烷等多種天然成分，對微生物具有廣譜性、高效性特點，具有很強的殺菌作用和抗氧化能力，是一種安全無毒的天然抑菌防腐劑。
[0005]李京晶等人(2006)研究丁香和肉桂揮發(fā)油的提取、其主要成分的測定及其抗菌活性研究。結果顯示:丁香油中丁香酚含量為78.1 %，肉桂油中肉桂醛含量為86.8 %;丁香和肉桂揮發(fā)油及其主要成分對5株試驗菌的抑制效果明顯強于常用食品防腐劑苯甲酸鈉和山梨酸鉀。本發(fā)明將它們與生姜提取物進行復配能達到更好的抑菌效果。
[0006]紀淑娟等人(2008)進行了丁香抑菌成分超聲波提取條件研究。結果顯示210w功率下60min輔助提取得到丁香提取物得率較好。郭曉蕾等人(2009)進行了超聲波輔助萃取肉桂精油的研究。結果顯示超聲波輔助有明顯提高肉桂提取物得率的效果。王俊鋼等人(2010)研究了超聲波輔助下不同條件對丁香提取物抑菌效果的影響。研究顯示超聲波200w功率下輔助提取lh左右，提取得到的提取物抑菌效果比較好。本發(fā)明采用低頻超聲波輔助提取后進行復配和納米化，不斷提高其抑菌效果。
[0007]煙贊開(2005)進行了生姜提取物抑菌試驗。用乙醚從生姜中提取其活性成分，探討了其對常見的幾種致病菌的抑菌作用。結果表明，生姜提取物對這幾種常見的微生物有明顯抑制作用。本發(fā)明就提取工藝上進行了優(yōu)化，得到更優(yōu)的提取物制備工藝。
[0008]唐仕榮等人(2009)進行了姜辣素的超聲波提取及其抗氧化性研究。以鮮生姜為原料，通過單因素和正交試驗對姜辣素提取工藝中溶劑種類、乙醇體積分數(shù)、超聲波處理時間、料液比、粉末顆粒大小、提取次數(shù)以及生姜的預處理方式等影響姜辣素提取率的因素和提取液的抗氧化活性進行探討。確定了最佳的提取工藝:60%乙醇為溶劑，料液比1:12.5 (m/V)條件下超聲處理15min，姜辣素的1次提取率即可達到3.03%。本發(fā)明采用了多次重復提取和低頻超聲波輔助提取，得到的提取物不僅有相同的抗氧化效果，有更明顯的抑菌特性。
[0009]王春梅、石志琦等人(200710021724.4)公開了一種丁香酚、蛇床子素復配生物殺菌劑。丁香酚和蛇床子素的重量比例為1:1?8:1之間，復配殺菌劑由蛇床子素、丁香酚、溶劑、助劑和水組成的微乳劑。趙常安(98103570.1)公開了一種含有丁香油、丁子香酚農(nóng)作物殺菌劑。本發(fā)明同樣采用了復配獲得協(xié)同效應，在此基礎上進行了納米化工藝使提取物的抑菌效果更穩(wěn)定。
[0010]趙敏(201210347916.5)公開了一種生姜提取物及其制備方法，其采用冷凍干燥法結合低溫粉碎的方法將生姜粉碎成姜粉，再以乙醇為溶劑，采用微波輔助萃取的方法制成提取物。張雁、張名位等(200810027645.9)公開了一種水溶性復配型抑菌劑及其制備方法，其以苦瓜、生姜及大蒜等三種對細菌、霉菌、酵母的抑制作用各有強弱的植物為原料混合制成，有效拓展了抑菌劑的抑菌譜。本發(fā)明在參考的基礎上，采用低頻超聲波輔助提取，并結合丁香和肉桂有協(xié)同效果的提取物，復配后制備成納米化水溶性抑菌劑，能發(fā)揮更好的抑菌防腐效果。
[0011]王毅明(2012)研究了湯鴨的柔性殺菌工藝。研究中運用Nisin和山梨酸鉀與110°C殺菌溫度結合的防腐辦法，能減小殺菌溫度對湯鴨感官品質(zhì)的破壞，也能保證相應的貨架期。本發(fā)明結合納米化復合丁香/肉桂/生姜提取物，能達到85°C下殺菌15?20mins，依然能保證貯藏期間有著較好的抑菌效力。
[0012]張圣江、張慜、劉亞萍等人(2013)進行了丁香/肉桂提取物的制備及用于香菇醬防腐的研究。分別探討了丁香和肉桂提取物在香菇貯藏時的抑菌效果，結果顯示兩種提取物都有較好的抑菌效果，而且添加量只需要0.6% (質(zhì)量分數(shù))。在此基礎上，劉亞萍、張慜、張圣江等人(201310578719.9)公開了一種含復合丁香/肉桂提取物的防腐劑的制備方法及用于醬類產(chǎn)品防腐。其中加入0.2%的含有復合丁香/肉桂提取物的抑菌劑，結合85°C殺菌20?30mins殺菌后能達到醬類產(chǎn)品1年的貨架期壽命。本發(fā)明參考此前研究，增加了生姜提取物與丁香和肉桂提取物進行復配，采用偽三元相法優(yōu)化納米化工藝制備成更高效的防腐劑，同時優(yōu)化殺菌工藝，縮短了殺菌時間。
[0013]總之，相對于以上研究，本發(fā)明運用了超聲波輔助提取丁香和肉桂中抑菌物質(zhì)并優(yōu)化工藝，提高了提取效率，達到更高抑菌率；復配后采用表面活性劑和助表面活性劑處理制成水溶性納米粒子，根據(jù)偽三元相法對納米化復合丁香/肉桂/生姜提取物制備工藝進行優(yōu)化后，得到穩(wěn)定的納米粒子防腐乳劑，比以上研究直接復配得到的復合提取物更穩(wěn)定，避免其在貯藏期間揮發(fā)和氧化的問題，而且將脂溶性提取物制成水溶性復合丁香/肉桂/生姜提取物納米乳，更利于與產(chǎn)品、微生物接觸和滲透；本發(fā)明所用防腐手段是在添加一定量復合物協(xié)同作用下，產(chǎn)品殺菌溫度降低到85°C，同時縮短殺菌時間到15?20mins，比其他研究中高溫長時間殺菌對產(chǎn)品感官品質(zhì)和營養(yǎng)物質(zhì)破壞更小，比單純降低殺菌溫度工藝，本發(fā)明結合了復合丁香/肉桂/生姜提取物，保證柔性殺菌后產(chǎn)品貯藏期間安全性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]本發(fā)明的目的是提供一種含復合提取物的納米防腐劑的制備方法及其在調(diào)味汁中防腐應用的方法。
[0015]本發(fā)明的技術方案:
[0016]—種含復合提取物納米防腐劑的制備方法，其特征在于首先配制復合丁香/肉桂/生姜提取物，然后配制含復合丁香/肉桂/生姜提取物的納米防腐劑，步驟為:
[0017](1)復合丁香/肉桂/生姜提取物的制備:利用高速植物粉碎機分別將丁香花蕾、肉桂皮和烘干的生姜片粉碎，丁香花蕾和肉桂皮粉末經(jīng)過80目篩后得備用，生姜粉經(jīng)過30目篩后備用；分別取丁香花蕾及肉桂皮粉末采用料液比g/mL計1:4加入溶劑A，在27kHz低頻、200w超聲波輔助下提取lh，同樣生姜粉采用料液比g/mL計1:10加入溶劑B超聲波輔助提取，分別濃縮制得提取物；然后將丁香、肉桂及生姜提取物混合均勻配制復合丁香/肉桂/生姜提取物；
[0018](2)含復合丁香/肉桂/生姜提取物的納米防腐劑的制備:設定溫度為50°C，用磁力攪拌器進行混合制備，將質(zhì)量分數(shù)4%的復合丁香/肉桂/生姜提取物溶解于助表面活性劑無水乙醇，再加入表面活性劑吐溫-80攪拌均勻，直到體系由