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天然调味香料葛缕子的研究进展及应用



全 文 :天然调味香料葛缕子的研究进展及应用
孙默雷 ,姜子涛* ,李荣
(天津商业大学生物技术与食品科学学院 天津食品生物技术重点实验室 ,天津 300134)
摘要:葛缕子是一种常见的食用香料 ,在食品工业中得到了广泛的应用 。文章综述了葛缕子的应用
范围 ,葛缕子精油的提取方法和理化性质 ,以及化学成分等方面的研究进展 。此外 ,对葛缕子在食
品调味和保鲜贮藏方面的应用前景进行了展望。
关键词:葛缕子;提取;调味;保鲜贮藏
中图分类号:TS264.3   文献标识码:A   文章编号:1000-9973(2009)07-0024-03
Research progress and application of natural food spice Carum carvi L
SUN M o-lei , JIANG Zi-tao* , LI Rong
(College o f Bio techno logy and Food Science , Tianjin Key Labo ratory of Food Biotechno logy ,
Tianjin Univ ersity o f Commerce , Tianjin 300134 ,China)
Abstract:Carum carvi L i s a very popular spice and has been w idely applied in fo od indust ry.In
this paper , the applicat ion scope of Carum carvi L , ex t racting method of essential oil , chemical
and phy sical properties , and research prog ress of chemical components are review ed.In addit ion ,
the application fo reg rounds o f Carum carv i L in seasoning and food preserv ation are also expected
fo r the future.
Key words:Carum carv i L ;ext raction;seasoning;preservation
  葛缕子(Carum carvi L)为伞形科多年生草本
植物 ,别名藏茴香。其种籽含精油(3%~ 6%),葛缕
子主要用于食品调味和药用[ 1] 。其主要分布在西
亚 、欧洲及我国的东北 、华北 、西北 、四川和西藏等
地。葛缕子的使用历史非常悠久 ,远从石器时代开
始 ,就已为人类所使用。欧洲自古以来就把它作为
调味香料和芳香性驱风药来使用 ,它不仅能用于提
高视力 ,还能使口气芬芳。在我国葛缕子除作为调
味料外 ,也是常用的藏药之一 ,葛缕子性温 、味微辛 ,
具有理气 、止痛 、解毒作用[ 2] 。
1 葛缕子精油的理化性质和化学成分
1.1 理化性质
葛缕子精油(即呈味成分的富集物)主要存在于
该植物的种籽中 ,葛缕子精油组成中香芹酮约占
50%以上 ,其次为柠檬烯[ 3] 。香芹酮为无色或黄色
液体 ,不溶于水和甘油 ,易溶于乙醇等有机溶剂 ,沸
点 231 ℃,相对密度 d 254 0.956 ~ 0.960 ,折光率 n 20D
1.495 ~ 1.499。柠檬烯为无色至浅黄色液体 ,不溶
于水溶于乙醇等有机溶剂 ,沸点 176 ~ 178 ℃,相对
密度 d2525 0.838 ~ 0.843 , d 204 0.8403 , 折光率 n 20D
1.471 ~ 1.474[ 4] 。香芹酮和柠檬烯的化学结构如图
1所示 。
图 1 香芹酮和柠檬精的化学结构
收稿日期:2009-01-12        *通讯作者
基金项目:天津市自然科学基金资助课题(043604511)
作者简介:孙默雷(1984-),男 ,硕士研究生 , 研究方向为食品添加剂。
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专论综述  2009 年第 7 期总第 34 卷
               中 国 调 味 品
CHINA CONDIMENT
1.2 葛缕子精油化学成分
谭睿等对西藏产葛缕子通过水蒸气蒸馏法提取
精油 ,利用气相色谱/质谱联用法和 HP-5 毛细管
柱 ,对精油成分进行了分析[ 5] ,测得主要成分为香芹
酮(51.6%)和柠檬烯(38.3%)。另外 ,还有罗勒烯 、
异柠檬醇 、新二氢香芹酮和香芹醇等 18 种微量成
分。Bailerl[ 6] 等测定了 11 种欧洲产葛缕子种籽所
含精油的化学成分 ,并就水蒸气蒸馏法和溶剂提取
法所获精油成分进行了比较 ,结果表明其主要成分
均为香芹酮和柠檬烯 。但是 ,作者也发现不同品种
的精油成分有所不同 ,并且同一品种的葛缕子在不
同收获季节时精油成分也有一定差异。造成这种现
象的主要原因是由气候条件 、种植条件以及土地肥
沃程度不同所致[ 7] 。
2 葛缕子精油的提取方法
精油的提取方法通常可采用水蒸气蒸馏法和溶
剂提取法 ,近年来也有分子蒸馏法 、超临界流体萃取
技术 、超声波提取技术 、微波提取技术 、仿生提取技
术 、酶法提取技术 、加压逆流提取法和固相微萃取技
术等[ 8] 用于精油提取方面的少量报导 ,但不同的提
取方法所获得到的精油在微量成分上会略有不同 。
涉及葛缕子精油提取 ,目前已有水蒸气蒸馏法 、超声
波技术 、超临界萃取和微波提取等方法报导。
2.1 水蒸气蒸馏法
Bailer等利用 Schilcher 蒸馏装置通过水蒸气
蒸馏法提取精油。Schilcher 装置拥有一个二级冷
却器 ,这样它能有效的防止已经收集的精油再次蒸
发 ,因此它能进行长时间的蒸馏 ,精油得率约为 3%
~ 5%, 其中含香芹酮 10.5%~ 19.9%, 柠檬烯
13.4%~ 22.9%。 Rive ra [ 9] 对传统水蒸气蒸馏法
进行了改进 ,用电磁场加热来替代电加热 ,用食盐溶
液来替代溶剂水 。这种方法与传统的水蒸气蒸馏法
相比较 ,蒸馏时间大大缩短 。气相色谱分析结果表
明 ,精油成分与传统水蒸气蒸馏所获精油成分相似 。
Richter[ 1 0] 用水蒸气蒸馏法得到的精油主要成分为
香芹酮(54.9%)和柠檬烯(44.7%)。需要注意的
是 ,待分离的物质必须是完全或几乎不溶于水 ,并且
不与水反应 ,才能够使用水蒸气蒸馏法分离。所以
利用此法时 ,要注意分离物质在水中的溶解度 。
2.2 超声波提取技术
Chemat等[ 11] 使用超声波技术提取葛缕子精
油 。取 2.5 g 葛缕子放入烧瓶中加入 50 mL 正己
烷 ,超声波设定在 150 W ,在 69 ℃下提取 60 min。
此种方法与传统的溶剂方法比较 ,在香芹酮产率和
萃取物品质上都有较大的提高 ,而且萃取时间更短。
但是通过此方法与传统的固 ———液萃取方法相比较
我们可以看出 ,在低温的条件下香芹酮有较高的产
率 ,而柠檬烯在低温下产率却相对较低 ,甚至低于传
统的水蒸气蒸馏法 。产生这种情况的原因可能是:
首先柠檬烯有较高的挥发性 ,其次香芹酮与柠檬烯
相比有较高的极性 。
2.3 超临界流体萃取技术
超临界萃取技术萃取葛缕子精油品质好 、纯度
高 ,但成本也较高 。Baysal[ 12] 利用此技术和索氏提
取法提取葛缕子精油。虽然通过低温粉碎葛缕子后
利用索氏提取法能提取高于 90%的精油 ,但精油中
却含有较多的多脂肪物质 ,而利用超临界萃取技术
通过对温度 、压力的调解可以对精油进行选择性的
萃取。正因为如此才能得到较高品质的精油。Bay-
sal通过对条件的优化选择最后得到的最优萃取条
件是:压力 125 bar ,提取时间 45 min , CO2流速为
4 kg/h 。
2.4 微波提取技术
微波提取技术在提取挥发油的应用方面 ,其质
量相当于或优于溶剂回流 、水蒸气蒸馏 、索氏提取和
超临界二氧化碳萃取的同类产品 ,而且具有操作方
便 、装置简单 、提取时间短 、提取率高 、溶剂用量少和
产品纯正等优点[ 13] 。通过 Chemat[ 14] 等的实验我们
看出 ,仅需 30 min既可提取完全。这是由于微波辐
射导致植物细胞内的极性物质尤其是水分子吸收微
波能 ,产生大量热 ,使细胞内温度迅速上升 ,液态水
汽化产生的压力将细胞膜和细胞壁冲破 ,这时所有
的细胞都已打开 ,这样细胞内的大部分成分容易释
放出来的原因所致 。
3 应用
葛缕子精油被广泛用作食品添加剂 、调味剂
和化妆品香精等 。埃及人喜欢拿葛缕子作为食物
调味 ,罗马人喜欢将之掺入蛋糕中食用或在餐后
直接进食少量的葛缕子 ,这可能是因为它具有祛
胀气 、助消化的作用 。Holtmann等[ 15] 发现薄荷油
和葛缕子油以一定的比例组合可以治疗功能性消
化不良 。葛缕子在农作物储藏方面有很好的抑制
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2009 年第 7 期
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出芽效果[ 16 , 17] 。Kamaleesw ari等[ 18] 用小白鼠进行
试验发现葛缕子对结肠癌的形成有很好的抑制作
用。最近几年人们发现葛缕子对糖尿病也有一定
的治疗作用[ 19 , 20] 。另外 ,值得一提的是 ,几个世纪
以来 ,民间一直利用葛缕子来促使产妇泌乳和用
于治疗婴儿腹痛 。
4 展望
目前 ,我国对葛缕子的研究还仅仅停留在初
步阶段 ,还有很多问题值得探讨 。由于地理环境
的不同我国的葛缕子精油成分肯定会与国外品种
有所差异 ,然而用比较先进的提取方法 ,如微波提
取技术 ,对我国葛缕子精油的提取目前还未见有
所报道 。虽然合成抗氧化剂如 BHA 和 BH T 都显
示了很高的抗氧化性能 ,但它们很可能会对人体
产生一定的毒副作用 , 寻找合适的天然抗氧化剂
来替代合成的抗氧化剂是当前食品科学领域的重
要研究课题之一 。因此 , 进一步开展葛缕子的抗
氧化活性 、保鲜贮藏等方面的研究具有广阔的应
用前景 。
参考文献:
[ 1] 富志军 ,陈进.茴香中挥发油提取工艺的实验研究[ J].
中国野生植物资源 , 1996(4):26-28.
[ 2] 药典委员会.中华人民共和国药品标准藏药(第一
册)[ M].1995:131.
[ 3] Toxopeus H , Lubbe rts J H , Nee rvoo r t W , et a l.Breed-
ing research and in vitro propagation to improve carvone
production of ca raway(Carum caw i L )[ J ] .I nd Crop
P rod , 1995(4):33-38.
[ 4] 孙宝国 ,刘玉平.食用香料手册[ M].北京:中国石化出
版社 , 2004.
[ 5] 谭睿 , 王波 , 陈士林.气相色谱-质谱法分析藏茴香药
材挥发油成分[ J].中药材 , 2003 , 26(12):869-870.
[ 6] Bailer J , Aichinger T , Hackl G , e t al .Essential o il con-
tent and composition in commercially available dill cu-
ltiva rs in com parison to ca raw ay [ J] .Ind Crop P rod ,
2001 , 14:229-239.
[ 7] Bouw meester H J , Davies J A R, Smid H G , et al.Physio-
logical limitations to ca rvone yie ld in car away (Carum
cawi L)[ J].I nd.Crop P rod , 1995(4):39-51.
[ 8] 汪茂田 , 谢培山 ,王忠东 , 等.天然有机化合物提取分离
与结构鉴定[ M].北京:化学工业出版社 , 2004.
[ 9] Rive ra L L , Vilarem G .H ydrodistillation of caraw ay by
direct induction heating assisted by a magnetic field pr-
ocess[ J].F lavour F rag r J , 2007 , 22:178-183.
[ 10] Richter J , Schellenber g I .Compa rison o f diffe rent ex-
tr action methods fo r the de te rmination o f essential
oils and related compounds from aromatic plants and op-
timiza tion o f solid -phasemicroex tr ac tion/ gas chroma-
tog raphy[ J].Anal Bioanal Chem , 2007 , 387:2207-2217.
[ 11] Chema t S , Lagha A , AitAmar H , et al .Comparison o f
conventional and ult rasound - assisted ex traction of ca-
rv oneand limonene from caraw ay seeds[ J] .F lavour Fr-
ag r J , 2004 , 19:188-195.
[ 12] Baysal T , S tarmans DAJ .Super critical carbon diox ide
ex traction of carv one and limonene fr om ca raway seed
[ J].J Super F luid , 1999 , 14:225-234.
[ 13] 陈家华 , 方晓明 , 朱坚 ,等.现代食品分析新技术[ M].
北京:化学工业出版社 , 2004.
[ 14] Chema t S , AitAmar H , Lagha A , et al .Microw ave-as-
sisted ext raction kine tics o f te rpenes from car away
seeds[ J].Chem Eng P roc, 2005 , 44:1320-1326.
[ 15] H oltmann G , H aag S , Adam B , e t al .Effects o f a fixed
combination o f peppermint o il and caraw ay oil on sym-
ptoms and quality of life in patients suffering from fun-
ctional dy spepsia[ J].Phy tomedicine , 2003(10):56-57.
[ 16] H artmans KJ , Diepenho rst P , Bakker W , e t al .The
use of ca rvone in ag riculture :spr out suppre ssion of po-
tatoe s and antifungal activity ag ainst po tato tuber and
other plant diseases[ J] .Ind Crop Prod , 1995(4):3-13.
[ 17] Bouw meester H J , Davies J A R , Smid H G , et al.Physi-
olog ical limitations to car vone y ield in caraw ay(Carum
carv i L)[ J] .Ind Crop Prod , 1995(4):9-51.
[ 18] Kamaleeswa riM , Deeptha K , Sengot tuvelan M , et al .
Effect of die tary caraw ay(Carum carvi L)on aber rant
crypt fo ci development , fecal ster oids , and intestinal
alkalinephospha ta seactiv itie sin1 , 2-dimethylhydrazine-
induced co lon ca rcinogenesis [ J] .Tox i Appl Pharm ,
2006(2):290-296.
[ 19] Eddouks M , Lemhadri A , Michel JB .Caraw ay and ca-
per :po tential anti - hyperg ly caemic plants in diabe tic
ra ts[ J].J Ethnopharm , 2004 , 94:143-148.
[ 20] Eddouks M , Lemhadri A , Michel J B.Cho lestero l and
trig lyceride s lowe ring activities o f caraw ay fruits in
no rmal and strepto zotocin diabetic rats[ J].J Ethnopharm ,
2006 , 106:321-326.
—26—
专论综述  2009 年第 7 期总第 34 卷
               中 国 调 味 品
CHINA CONDIMENT