CN102499967A - 一种超声辅助制备大蒜降血压功能因子的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明一种超声辅助制备大蒜降血压功能因子的方法，属于农产品深加工技术领域。按照下述步骤进行：（1）粉碎：将经热风干燥的大蒜片粉碎，过60目筛，得大蒜粉；（2）超声辅助提取：按料液比8:100加水，加热至设定温度后进行超声辅助提取；提取液以逆流循环的方式通过聚能式超声探头，提取物为直接提取得到的大蒜降血压功能因子；（3）离心分离：提取液加乙醇沉淀，沉淀物为具有降血压功能的粗多糖，上清液为富含蛋白具有降血压功能的提取物；（4）酶解：对离心分离得到的上清液加蛋白酶进行酶解，得到具有降血压功能的酶解物。经过超声处理后，缩短了提取和酶解的时间，改善了制备效果，提高了产物的活性。
Description
技术领域
一种超声辅助制备大蒜降血压功能因子的方法，属于农产品深加工技术领域。
背景技术
高血压是最常见的心血管病，是全球范围内的重大公共卫生问题。我国已成为世界上高血压危害最严重的国家之一，预防和治疗高血压患者是当今社会面临的重要课题。常规的降血压药（ACEIs类药物等）都有明显的副作用，而来源于食物中ACE抑制剂具有降压效果显著、没有毒副作用、安全性高、成本低、易吸收等特点，因此开发安全无副作用的食源性降血压因子受到人们的高度关注。近年来，国内外报道了许多来源于食物蛋白的具有降血压活性的短肽，这些活性肽具有高效、低价和低毒的特点，可以起到预防和治疗高血压的作用。
大蒜在人类历史上早就是重要的食物和药物，自古就被当作天然杀菌剂，有“天然抗生素”之称。大蒜没有任何副作用，是人体循环及神经系统的天然强健剂。目前大蒜加工产品主要分为三大类：（1）大蒜腌制品；（2）脱水大蒜产品，包括大蒜片、大蒜粉和大蒜粒；（3）大蒜提取产品，包括大蒜油、大蒜素和蒜氨酸。大蒜具有清热解毒、消炎杀菌及预防和治疗高血压、动脉粥样硬化、糖尿病、提高免疫力、抗癌防癌等医疗保健作用，在我国却一直未能被真正形成产业开发。这种情况不仅造成了资源的极大浪费，而且限制了我国大蒜产业的进一步发展。
流行病学调查发现，产蒜区人群高血压患病率较低。动物实验对大蒜的降压作用也予以证实。大蒜中蛋白质含量较低，1998年日本National Fisheries大学的Kunio Suetsuna成功的从大蒜中分离出七种具有降血压活性的二肽。有研究发现，蒜渣经过较短时间的酶解得到的产物具有较高的ACE抑制活性，但还不够深入，大蒜是否存在非多肽的ACE抑制因子也有待发掘。
传统的酶解方法普遍存在反应效率不高，蛋白酶的利用率低等不足，因此导致反应时间长、酶的消耗量大、产物活性低等问题。近年来，超声在食品加工中的应用越来越广，利用超声波进行农产品有效成分的提取，利用超声波进行预处理可以加速蛋白酶解。但是有关利用超声辅助提取或者酶解技术制备大蒜降压功能因子的文章或者专利还未见报道。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术中传统提取或者酶解方法的不足，提供一种基于新型超声辅助制备大蒜降血压功能因子的方法。
本发明的技术方案：一种超声辅助制备大蒜降血压功能因子的方法，按照下述步骤进行：
（1）粉碎：将经热风干燥的大蒜片粉碎，过60目筛，得大蒜粉；
（2）超声辅助提取：取大蒜粉，按料液比8:100（g/mL）加水，加热至设定温度后进行超声辅助提取；提取液以逆流循环的方式通过聚能式超声探头，循环泵转速为300 rpm；超声辅助提取的条件为：提取液初始温度为40℃，初始pH为9，超声频率20kHz，脉冲超声的工作时间4s、间歇时间2s，超声提取时间为60min；提取结束后，搅拌均匀，5000 r/min离心10 min后收集上清液，为直接提取得到的大蒜降血压功能因子。
本发明的技术方案也可以是：同上述步骤（1）、（2），大蒜粉经超声辅助提取后，离心收集上清液，加入95%乙醇至溶液终浓度70%，醇沉离心分离得到多糖，对沉淀物进行干燥即得具有降血压功能的粗多糖。
本发明的技术方案也可以是：大蒜粉经超声辅助提取除去提取出的粗多糖后，得到上清液即为另外一些富含蛋白具有降血压功能的提取物。具体技术方案为：同上述步骤（1）、（2），大蒜粉经超声辅助提取后，离心收集上清液，加入95%乙醇至溶液终浓度70%，醇沉离心分离多糖，将醇沉后离心得到的上清液通过蒸发浓缩除去乙醇，进一步通过喷雾干燥，得到富含蛋白具有降血压功能的提取物。
本发明的技术方案还可以是：大蒜粉经超声辅助提取除去提取出的粗多糖后，再对上清液进行酶解，得到具有降血压功能的酶解液。具体技术方案为：同上述步骤（1）、（2），大蒜粉经超声辅助提取后，离心收集上清液，加入95%乙醇至溶液终浓度70%，醇沉离心分离多糖，将醇沉离心后得到的上清液进行酶解；酶解操作为：按照质量与体积比2%（E/S）加入碱性蛋白酶，酶解过程中保持pH9.0，温度50℃，酶解90 min后100℃下高温灭酶；然后离心，收集上清液，真空浓缩，干燥，得到具有降血压功能的酶解产物。
本发明采用超声辅助提取和酶解的方法，缩短了提取与酶解时间，改善了制备效率，提高了产物的活性。
附图说明
图1是聚能式逆流超声提取设备结构图，1超声探头，2盛液器，3进料口，4超声控制器，5循环泵，6出料口，7处理液。
具体实施方式
人体中过多的血管紧张素转化酶（ACE）是引起血压升高的重要原因之一。因此本发明以酶解产物对ACE的抑制率评价其降血压活性。酶解产物ACE抑制活性的测定按照文献“刘志国，吴琼，吕玲肖等. 酶解米糠蛋白分离提取ACE抑制肽及其结构研究[J]. 食品科学，2007, 28 (3)：223～227.”的方法进行，以N-[3-(2-呋喃基)丙烯酰]-L-苯丙氨酰甘氨酰甘氨酸（FAPGG）作为ACE催化的底物，研究其吸光度的变化，利用酶标定量仪测定。
图1为本发明的逆流超声辅助水提采用的聚能式逆流超声提取设备，该设备配有超声波控制器4，可发出频率为20 kHz的超声波；超声探头1插入盛液器2中对其中的被处理液7进行超声提取，超声的同时启动循环泵5对被处理液进行循环，被处理液从进料口3进料，从出料口6出料，循环进入盛液器2。同时可以通过超声控制器4号控制超声探头工作电流、脉冲宽度、脉冲间隔和超声提取总时间。
对照例：常规酶解
（1）粉碎：将经热风干燥的大蒜片粉碎，过60目筛，得大蒜粉；（2）常规酶解（无超声预处理）：取大蒜粉8 g加入100 mL去离子水，放入带转子的恒温水浴锅中，加2%（E/S）碱性蛋白酶进行酶解，酶解过程中保持pH9.0，温度50℃，酶解90 min后100℃下灭酶10 min，10000 r/min下离心10 min，收集上清液并定容至500 mL，调节pH至8.3测定ACE抑制活性。见表1。
实施例1
（1）粉碎：将经热风干燥的大蒜片粉碎，过60目筛，得大蒜粉；（2）超声辅助提取：取大蒜粉64 g加入800 mL去离子水，加热至设定温度后进行超声辅助提取。超声设备的功率为410 W，提取液以逆流循环的方式通过聚能式超声探头，循环泵转速为300rpm。超声辅助提取的条件为：提取液初始温度为40℃、pH为9，脉冲超声工作时间4s、间歇时间2s，超声辅助提取时间为60min，提取结束后，搅拌均匀，5000 r/min离心10 min后收集上清液，为直接提取得到的大蒜降血压功能因子；（3）活性检测：取上清液，调节pH至8.3测定ACE抑制活性，见表1。
实施例2
（1）粉碎：将经热风干燥的大蒜片粉碎，过60目筛，得大蒜粉。（2）超声辅助提取：取大蒜粉64 g加入800 mL去离子水，加热至设定温度后进行超声辅助提取。超声设备的功率为410 W，提取液以逆流循环的方式通过聚能式超声探头，循环泵转速为300 rpm。超声辅助提取的条件为：提取液初始温度为40℃、pH为9，脉冲超声工作时间4s、间歇时间2s，超声处理时间为60min。提取结束后，5000 r/min离心10 min后收集100 mL上清液，加入95%乙醇至溶液终浓度70%，沉淀多糖，5000 r/min的转速下离心分离，沉淀物即为具有降血压功能的大蒜粗多糖。（3）活性检测：取粗多糖，溶于去离子水，调节pH至8.3测定ACE抑制活性，见表1。
实施例3
（1）粉碎：将经热风干燥的大蒜片粉碎，过60目筛，得大蒜粉。（2）超声辅助提取：取大蒜粉64 g加入800 mL去离子水，加热至设定温度后进行超声辅助提取。超声设备的功率为410 W，提取液以逆流循环的方式通过聚能式超声探头，循环泵转速为300 rpm。超声辅助提取的条件为：提取液初始温度为40℃、pH为9，脉冲超声工作时间4s、间歇时间2s，超声处理时间为60min。提取结束后，5000 r/min离心10 min后收集100 mL上清液，加入95%乙醇至溶液终浓度70%，沉淀多糖，5000 r/min的转速下离心，取上清液，真空浓缩除去乙醇，即为富含蛋白的大蒜降压功能因子。（3）活性检测：取浓缩液，稀释定容，调节pH至8.3测定ACE抑制活性，见表1。
实施例4
（1）粉碎：将经热风干燥的大蒜片粉碎，过60目筛，得大蒜粉。（2）超声辅助酶解：取大蒜粉64 g加入800 mL去离子水，加热至设定温度后进行超声处理。超声设备的功率为410 W，处理液以逆流循环的方式通过聚能式超声探头，循环泵转速为300 rpm。超声处理的条件为：处理液初始温度为40℃、初始pH为9，脉冲超声工作时间4s、间歇时间2s，超声处理时间为60min。处理结束后，搅拌均匀，5000 r/min离心10 min后收集上清液，加入95%乙醇至溶液终浓度70%，沉淀多糖，5000 r/min的转速下离心，取上清液浓缩除去乙醇，按照2%（E/S）的比例加碱性蛋白酶进行酶解，酶解过程中保持pH9.0，温度50℃，酶解90 min后100℃下灭酶10 min，10000 r/min下离心10 min，收集上清液，真空浓缩，干燥，即得脱糖的大蒜酶解降压功能因子。（3）活性检测：取上清液，调节pH至8.3测定ACE抑制活性，见表1。
表1不同实施例ACE抑制活性的结果
| 样品编号 | ACE抑制率（%） |
| 对照例 | 46.82 |
| 实施例1 | 23.74 |
| 实施例2 | 16.57 |
| 实施例3 | 23.98 |
| 实施例4 | 56.29 |
大蒜处理流程中不同环节得到样品的ACE抑制率的比较
从上表可以看出，大蒜直接提取物、粗多糖、富含蛋白的提取物均有一定的ACE抑制活性（分别见实施例1、2、3）。对大蒜中含有的蛋白质进行酶解处理，其酶解物具有显著的ACE抑制活性（实施例4）。
Claims (4)
1.一种超声辅助制备大蒜降血压功能因子的方法，其特征在于按照下述步骤进行：
（1）粉碎：将经热风干燥的大蒜片粉碎，过60目筛，得大蒜粉；
（2）超声辅助提取：取大蒜粉，按料液比8:100（g/mL）加水，加热至设定温度后进行超声辅助提取；提取液以逆流循环的方式通过聚能式超声探头，循环泵转速为300 rpm；超声辅助提取的条件为：提取液初始温度为40℃，初始pH为9，超声频率20kHz，脉冲超声的工作时间4s、间歇时间2s，超声提取时间为60min；提取结束后，搅拌均匀，离心收集上清液，为直接提取得到的大蒜降血压功能因子。
2.一种超声辅助制备大蒜降血压功能因子的方法，其特征在于，按照权利要求1，大蒜粉经超声辅助提取后，离心收集上清液，加入95%乙醇至溶液终浓度70%，醇沉离心分离得到粗多糖，对其进行干燥即得具有降血压功能的粗多糖。
3.一种超声辅助制备大蒜降血压功能因子的方法，其特征在于，按照权利要求2，将醇沉后离心得到的上清液通过蒸发浓缩除去乙醇，喷雾干燥，得到富含蛋白具有降血压功能的提取物。
4.一种超声辅助制备大蒜降血压功能因子的方法，其特征在于，按照权利要求2，将醇沉离心后得到的上清液进行酶解；酶解操作为：按照质量与体积比2%（E/S）加入碱性蛋白酶，酶解过程中保持pH9.0，温度50℃，酶解90 min后100℃下高温灭酶；然后离心，收集上清液，真空浓缩，干燥，得到具有降血压功能的酶解产物。
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