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为提升姜黄素提取效率与产品开发,研究人员对比索氏提取(SE)、超声辅助(UAE)、微波辅助(MAE)法,开发含黑胡椒、番茄、红花的姜黄素果冻。发现 MAE 法 3 分钟提取效果最佳,果冻冷藏稳定性佳,为功能性食品开发提供新思路。
姜黄素(Curcumin)作为姜黄(
Curcuma longa)中主要的多酚类化合物,因其抗氧化、抗炎、抗癌等多种药理活性,在医药、食品和保健品领域备受关注。然而,姜黄素的低水溶性、易降解性以及传统提取方法效率低下等问题,限制了其大规模应用。如何高效提取姜黄素并开发稳定的功能性食品,成为当前研究的热点与难点。在此背景下,来自国外研究机构的科研人员开展了相关研究,旨在优化姜黄素的提取工艺,并开发新型姜黄素功能性食品,研究成果发表在《Applied Food Research》。
研究人员主要采用了三种关键技术方法:索氏提取(SE)、超声辅助提取(UAE)和微波辅助提取(MAE),对比不同提取时间下的姜黄素得率和浓度。同时,以优化后的提取物为原料,开发了含黑胡椒、番茄和红花的姜黄素果冻,并对其在室温及冷藏条件下的稳定性进行了评估。
3.1 提取方法及时长对姜黄素得率和浓度的影响
通过对比三种提取方法在不同时间的表现发现,索氏提取在 1 小时时达到最佳效果,得率为 45.35±0.11% w/w,姜黄素浓度为 45.16±0.91 mg/gTur,但延长时间会因热降解导致得率和浓度下降;超声辅助提取在 15 分钟时效果最佳,得率 39.38±0.13% w/w,浓度 40.59±2.00 mg/gTur,时间过长可能因细胞过度破坏引入杂质;微波辅助提取在 3 分钟时表现最优,得率 42.22±0.19% w/w,浓度 52.25±3.18 mg/gTur,其高效的热传递和细胞破碎能力显著提升了提取效率,且未出现明显热降解。
3.2 与其他研究的对比分析
与文献中其他提取方法相比,本研究的索氏提取在 1 小时内即可获得较高得率,优于多数长时间提取的研究;超声辅助提取在 15 分钟内的得率显著高于其他研究报道;微波辅助提取在 3 分钟内的得率和浓度表现突出,凸显了其快速高效的优势。不同研究结果的差异与提取方法、溶剂选择、原料粒径等因素密切相关。
3.3 姜黄素果冻产品的开发与特性
成功开发的姜黄素果冻呈适度深黄色,质地光滑有弹性。其特性参数为:水分含量 88.07±0.07%,pH 4.37±0.14,粘附力 1.86±0.24 g-force,密度 1.38±0.01 g/mL,姜黄素浓度 0.2±0.03 mg/g。该果冻通过添加黑胡椒(含胡椒碱提升生物利用度)、番茄(含番茄红素增强抗氧化活性)和红花(改善心血管健康),协同增强了产品的保健功效,且口感得到优化。与市售姜黄素产品相比,其姜黄素浓度具有竞争力,适合作为日常健康食品。
3.4 姜黄素果冻产品的稳定性研究
稳定性研究表明,室温储存 3 个月后,果冻水分含量降至 70.43%,pH 升至 5.34,姜黄素浓度降至 0.01 mg/g;而冷藏条件下,水分含量为 74.02%,pH 为 5.08,姜黄素浓度为 0.10 mg/g。冷藏显著延缓了水分流失、pH 升高和姜黄素降解,更好地保持了产品品质,说明冷藏储存有助于延长果冻的货架期。
结论与讨论
本研究通过对比三种提取方法,确定微波辅助提取 3 分钟为姜黄素的最佳提取工艺,该方法高效、快速且能有效减少热降解。开发的姜黄素果冻通过多种草本成分的协同作用,提升了姜黄素的生物利用度和保健功效,且冷藏条件下稳定性良好。研究结果为姜黄素在功能性食品中的应用提供了新的技术路径和产品范式,有助于推动天然活性成分在健康食品领域的开发与应用。未来研究可进一步探索微胶囊化等技术,以提升姜黄素的稳定性和生物利用度,并开展感官评价和消费者调研,优化产品以更好地满足市场需求。