CN104323251A - 青稞膳食纤维中多酚化合物的分离方法 - Google Patents

Abstract

青稞膳食纤维中多酚化合物的分离方法，将青稞面粉、SDF和IDF样品中加入丙酮，离心提取得上清液，备用，上清液浓缩调节PH用乙醚萃取，有机相真空旋转蒸发至干，得到游离的和非共轭的多酚化合物；水相用NaOH水解后调节pH、离心，得到上清液用乙醚和乙酸乙酯萃取，其中有机相真空旋转蒸发至干得到酯化多酚化合物，水相混合HCI，水解后用乙醚和乙酸乙酯萃取，旋转蒸发至干，得到醚化多酚化合物；将回收的沉淀加入NaOH室温水解，调节pH，得到的上清液用乙醚和乙酸乙酯萃取，有机相真空旋转蒸发至干得到不可溶的键合多酚化合物。该方法操作方便简单，为青稞膳食纤维的精深加工提供新思路，促进青稞产业的发展。

Description

青稞膳食纤维中多酚化合物的分离方法

技术领域

本发明属于食品加工技术领域，具体涉及青稞膳食纤维中多酚化合物的分离方法。

背景技术

多酚是一类广泛存在于植物体内的重要次级代谢产物，是分子中具有多个羟基酚类植物成分的总称。多酚在植物中的含量很高，仅次于纤维素、半纤维素和木质素，具有独特的理化性质，可以通过疏水键和多点氢键与蛋白质、生物碱、多糖等大分子复合，能与金属离子络合，具有还原性、捕捉自由基的活性和诸多衍生化反应活性等，从而使其在农业、生态环境、日用化工、食品和医药等领域有着广泛的应用。多酚的研究起初主要以其结构鉴定为主，多酚生理活性方面的研究很少。随着天然产物开发利用的逐渐兴起,植物多酚类物质已成为天然产物和有机化学研究的热点，国内外科研工作者纷纷从各个领域和角度对植物多酚开展了广泛深入的研究工作。植物多酚生理活性的研究是近年来多酚研究的热点之一，也是多酚化学中发展最快的一个方向。许多试验研究资料均显示，多酚化合物具有抗氧化、抗肿瘤、抗动脉硬化、防治冠心病与中风等心脑血管疾病以及抗菌等多种生理功能，有报道称摄取一定量的植物多酚能够有效地预防和抑制疾病的发生。因此，植物多酚已被称作人类健康的“第7营养素”。

多酚的数量繁多，目前已经分离鉴定了的达8000多种，若按其结构来划分，可分为四大类：酚酸类(phenolic acids)、类黄酮类(flavonoids)、1,2-二苯乙烯(stilbenes)和木酚素类(lignans)。多酚具有很强的生理活性，近年来已经开发利用的植物多酚主要有茶多酚、苹果多酚、葡萄多酚和柑橘多酚等，其中茶多酚生理功能方面的研究最多，柑橘多酚在欧洲已用作循环器官和眼科的保健药品。Huang等认为果蔬中的多酚类物质，在维持人体正常的生理功能方面扮演了一个很重要的角色；Holiman等也报道了多酚类物质具有较强的抗氧化作用；有报道称多酚类物质能抑制低密度脂蛋白的氧化性，促进机体的正常运行；茶多酚(TPP)的研究表明，其在抑制细胞凋亡、净化肝酒精中毒方面效果明显；崔旭等通过动物试验研究了茶多酚的抗氧化作用，试验中对果蝇终生给予TPP，观察其对寿命和存活率的影响，并测定家蝇脑匀浆超氧化物歧化酶活性、丙二醛和脂褐质含量，发现TPP能够提高家蝇存活率，提高SOD活力，降低MDA和脂褐质含量，具有抗氧化的生理活性；Escrig通过体外抗氧化试验表明：1g干燥朝鲜蓟叶片提取物的DPPH自由基清除能力和FRAP总抗氧化能力分别与29.2和62.6mg维生素C，77.9和159mg维生素E相当，且具有良好的抗低密度脂蛋白氧化作用。研究表明多酚化合物中的黄酮类的抗氧化作用效果更为明显。现代医学研究表明多酚类化合物在抗动脉硬化、防治冠心病与中风等心血管疾病及消炎、抗过敏和抗病毒方面都有很好的效果。Knekt等报道多酚物质能抑制血小板的凝集和粘连，具有抑制脂新陈代谢中的酶作用，而且能诱导血管舒张，从而可以防止中风、抗血栓病、糖尿病及动脉粥状硬化等疾病，此类报道在Shoenfeld，Hertog以及Matsumoto等的研究中也有所提及；Ying利用Western blot法对牛颈动脉内皮细胞进行体外实验，发现茶多酚能有效抑制内皮细胞功能紊乱，并能有效抑制心血管疾病的发展；此外，有研究表明茶多酚在抑癌、抗癌方面有明显的效果；Agarwal等则发现用葡萄籽提取物处理体外培养的人乳腺癌MDA-MB468细胞1～3天，细胞增殖抑制率达90％～100％，具有很好的量效关系。

全谷物食品可以有效预防代谢综合症，能够预防和降低心血管疾病、Ⅱ型糖尿病、肥胖和某些癌症的发病率。谷物食品作为世界上主要的食物来源，提供了50％人体摄入的膳食纤维。研究发现，摄入膳食纤维能够调节人体饥饿状态、血糖生成指数、脂肪代谢和炎症，具有益生元效果，可有效预防慢性心脏病和消化系统疾病。许多研究者对于谷物中的多糖组分进行了深入研究，但是其有益健康的生化机制至今未得到确定的结论。因为谷物多糖组分包含大量的多酚化合物，95％的谷物多酚和谷物细胞壁多糖紧密结合，研究者提出了“膳食纤维抗氧化剂(dietary fibre-antioxidants)”和“膳食纤维-多酚复合物(dietary fibre-phenolic compounds，DF-PC)”的概念，认为谷物膳食纤维是体内传送多酚化合物的天然功能成分。谷物中膳食纤维包括可溶性膳食纤维(SDF)和不可溶膳食纤维(IDF)，二者比例与谷物品种关系很大；谷物中的酚酸主要是羟基肉桂酸，其中阿魏酸含量最为丰富，被视为谷物体外抗氧化活性最主要的多酚化合物。膳食纤维和多酚化合物通过酯键共价结合在一起，形成DF-PC复合物。一般认为，谷物中SDF/IDF比例越高，DF-PC复合物抗氧化效果越好。

目前，多酚化合物的提取主要利用甲醇、丙酮等有机溶剂进行，主要提取了可溶性的多酚化合物，并没有提取与其他成分发生键合的多酚化合物，导致测定结果比多酚化合物的实际含量偏低。本发明通过提取青稞膳食纤维中游离多酚化合物、酯化多酚化合物、醚化多酚化合物和键合的多酚化合物，可得到与实际含量比较接近的结果。

发明内容

本发明旨在提供一种青稞膳食纤维中多酚化合物的分离方法，利用酶重量法对青稞中可溶性膳食纤维(SDF)、不可溶性膳食纤维(IDF)和总膳食纤维(TDF)进行分离制备，并首次对其中游离多酚化合物、酯化多酚化合物、醚化多酚化合物和键合的多酚化合物进行提取定量，确定青稞膳食纤维中多酚化合物比较真实的含量，为青稞膳食纤维的开发利用提供科学依据，也为青稞的精深加工提供新思路，促进云南省青稞产业的发展。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

青稞膳食纤维中多酚化合物的分离方法，具体包括以下步骤：

1)用乙醚对青稞面粉进行脱脂处理，青稞面粉与乙醚按的质量体积比为1:20脱脂3次，每次10分钟；

2)将准确称取冻干样品青稞不可溶性膳食纤维IDF、青稞可溶性膳食纤维SDF、脱脂后的青稞面粉分别置于离心管中，加入体积百分浓度70％丙酮，室温下在175r—200r/min条件下避光摇床提取2h，4000g离心10min得上清液液，重复3次，合并上清液液，沉淀残渣回收备用；

3)合并得到上清液液于30℃真空旋转蒸发，用浓盐酸调节pH为2，利用乙醚按体积比1:1萃取5次，水相回收备用，有机相在30℃下真空旋转蒸发至干，用甲醇溶解得游离多酚化合物；

4)步骤(3)得到的水相用NaOH在充N₂条件下室温水解4h，用盐酸调节pH为2，4000g离心20min，得到的上清液用乙醚和乙酸乙酯按体积比为1:1:1萃取5次，水相回收备用，有机相合并后于30℃下真空旋转蒸发至干，用甲醇溶解得到酯化多酚化合物；

5)步骤(4)得到的水相加入HCI，在充N₂条件下95℃水浴中加热45min，冷却至室温，用乙醚和乙酸乙酯按体积比为1:1:1萃取5次，合并有机相，于30℃下真空旋转蒸发至干，用甲醇溶解得到醚化多酚化合物；

6)将回收的沉淀残渣置于离心管中，加入NaOH在充N₂条件下室温水解4h，用盐酸调节pH为2，4000g离心30min，得到的上清液液用乙醚和乙酸乙酯按体积比为1:1:1萃取5次，合并有机相，于30℃下真空旋转蒸发至干，用甲醇溶解得到不可溶的键合多酚化合物。

本发明的有益效果为提供了一种操作简单、实用的对青稞的精深加工的方法，首次对其中各种多酚化合物进行分离定性，为青稞膳食纤维的开发利用提供科学依据。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的说明，以下所述，仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做其他形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更为同等变化的等效实施例。凡是未脱离本发明方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改或等同变化，均落在本发明的保护范围内。

实施例1

1)将青稞面粉用乙醚按质量体积比1:20进行反复脱脂3次，每次10分钟；

2)准确称取脱脂青稞面粉2g于离心管中，加入40mL70％(v/v)丙酮，室温下避光摇床提取2h，4000/min离心10min得上清液，重复3次，合并上清液，沉淀残渣回收备用；

3)步骤(2)中所得上清液于30℃真空旋转蒸发至约50mL，用6mol/L盐酸调节pH为2，利用乙醚按提取液1:1(v/v)萃取5次，水相回收备用，有机相在30℃下真空旋转蒸发至干，用甲醇溶解得游离多酚化合物为526.80μg；

4)步骤(3)得到的水相用20mL2mol/L NaOH在充N₂条件下室温水解4h，用6mol/L盐酸调节pH为2，4000/min离心5min，得到的上清液用乙醚按提取液1:1(v:v)萃取5次，合并有机相，于30℃下真空旋转蒸发至干，用甲醇溶解得到酯化多酚化合物为380.06μg；

5)步骤(4)得到的水相加入20mL1mol/L HCI，在充N₂条件下95℃水浴中加热45min，冷却至室温，用乙醚和乙酸乙酯按体积比为1:1:1萃取5次，合并有机相，于30℃下真空旋转蒸发至干，用甲醇溶解得到醚化多酚化合物为340.16μg；

6)将回收的青稞面粉残渣置于离心管中，加入40mL4mol/LNaOH在充N₂条件下室温水解4h，用盐酸调节pH为2，4000/min离心5min，得到的上清液用乙醚和乙酸乙酯按提取液1:1(v/v)萃取5次，合并有机相，于30℃下真空旋转蒸发至干，用甲醇溶解得到不可溶的键合多酚化合物2055.17μg。

实施例2

1)称取样品并编号，样品至于2501mL锥形瓶中：

表1

样品种类	质量	编号
			云黑青稞面粉	2.0093g	1
冻干SDF	2.0015g	2
			冻干IDF	2.0181g	3

2)分别加入40mL70％(v/v)丙酮，室温下避光摇床提取2h，4000/min离心10min得上清液，重复3次，合并上清液，沉淀残渣用来提取不可溶性的键合多酚化合物；

3)步骤(2)中所得上清液于30℃真空旋转蒸发至约50mL，用6mol/L盐酸调节pH为2，利用乙醚按提取液1:1(v/v)萃取5次，水相用来提取酯化的多酚化合物，3号样品上清液液于第三次萃取时9min未分层，30min后稍微分层，水层约3.5cm，再加入50ml乙醚，顺利分层，有机相在30℃下真空旋转蒸发至干，用甲醇溶解得游离多酚化合物，青稞面粉原料获得526.80μg，冻干SDF原料获得35.12μg，冻干IDF原料获得312.16μg；

4)步骤(3)得到的水相用20mL2mol/L NaOH在充N₂条件下室温水解4h，用6mol/L盐酸调节pH为2，4000r/min离心5min，分层不明显，继续离心10min，可顺利得到的上清液，各上清液液体积如下：

表2

编号	上清液液体积
		1	110ml
2	110ml
		3	130ml

5)上清液用乙醚按提取液1:1(v/v)萃取5次，合并有机相，0-4℃避光保存，于次日30℃下真空旋转蒸发至干，用甲醇溶解得到酯化多酚化合物，青稞面粉原料获得371.28μg，冻干SDF原料获得4.76μg，冻干IDF原料获得110.18μg；

6)步骤(5)得到的水相加入20mL1mol/L HCI，在充N₂条件下95℃水浴中加热45min，冷却至室温，用乙醚和乙酸乙酯按体积比为1:1:1萃取5次，合并有机相，于30℃下真空旋转蒸发至干，用甲醇溶解得到醚化多酚化合物，青稞面粉原料获得338.28μg，冻干SDF原料获得4.49μg，冻干IDF原料获得95.62μg；

7)沉淀残渣置于离心管中，加入40mL4mol/L NaOH在充N₂条件下室温水解4h，用6mol/L盐酸调节pH为2时，6mol/L的盐酸用量大于10ml，1号沉淀水解后呈现粘稠状液体，较难转移和冲洗，同时2号沉淀不易在碱液中溶解，呈现团状，为水解带来一定难度，4000r/min离心5min不分层，再经15min离心后分层，离心后各样品水解液体积如下：

表3

编号	上清液液体积
		1	128ml

2	175ml
		3	205ml

得到的上清液用乙醚按提取液1:1(v/v)萃取，出现不分层现象，静置过夜，次日仍不分层；

不分层的溶液中加入饱和氯化钠，不分层，加入水相等体积的乙醚振摇后，4000r/min离心15min，有机相和水相分层，第二次萃取时加入样液等体积乙醚，1号10min后分层，但不明显，2、3号仍不分层，再次离心后稍微分层，合并两次有机相，于30℃下真空旋转蒸发至干，用甲醇溶解得到不可溶的键合多酚化合物，青稞面粉原料获得2046.25μg，冻干SDF原料获得101.89μg，冻干IDF原料获得869.23μg。

实施例3

1)称取样品并编号，样品至于2501mL锥形瓶中：

表4

2)分别加入40mL70％(v/v)丙酮，室温下避光摇床提取2h，4000/min离心10min得上清液，重复3次，合并上清液，沉淀残渣充氮气保存，用来提取不可溶性的键合多酚化合物；

3)步骤(2)中所得上清液于30℃真空旋转蒸发至约50mL，用6mol/L盐酸调节pH为2，利用乙醚按提取液1:1(v/v)萃取5次，固定每次萃取时间为5min，水相用来提取酯化的多酚化合物，有机相在30℃下真空旋转蒸发至干，用甲醇溶解得游离多酚化合物，青稞面粉原料获得520.80μg，未冻干SDF原料获得38.10μg，未冻干IDF原料获得312.32μg；

表5

4)水相用20mL2mol/L NaOH在充N₂条件下室温水解4h，用12mol/L盐酸调节pH为2，4000r/min离心10min，分层明显，合并上清液用乙醚和乙酸乙酯按提取液2:1:1(v/v)萃取3次，合并有机相,30℃下真空旋转蒸发至干，用甲醇溶解得到酯化多酚化合物，青稞面粉原料获得372.06μg，未冻干SDF原料获得4.62μg，未冻干IDF原料获得111.28μg；

表6

实施例4

1)称取样品并编号，样品至于50mL离心管中：

表7

2)分别加入40mL70％(v/v)丙酮，室温下避光摇床提取2h，4000/min离心10min得上清液，重复3次，合并上清液，沉淀残渣充氮气保存，用来提取不可溶性的键合多酚化合物；

3)步骤(2)中所得上清液于30℃真空旋转蒸发至约50mL，用大于6mol/L小于12mol/L的盐酸调节pH为2，利用乙醚按提取液1:1(v/v)萃取5次，水相用来提取酯化的多酚化合物，有机相在30℃下真空旋转蒸发至干，用甲醇溶解得游离多酚化合物,青稞面粉原料获得526.80μg，未冻干SDF原料获得40.10μg，未冻干IDF原料获得320.32μg；

表8

4)步骤(3)得到的水相用20mL2mol/L NaOH在充N₂条件下室温水解4h，用大于6mol/L小于12mol/L的盐酸调节pH为2，4000r/min离心10min，分层明显，合并上清液用乙醚和乙酸乙酯按提取液1:1:1(v/v)萃取3次，合并有机相约400ml，30℃下真空旋转蒸发至干，用甲醇溶解得到酯化多酚化合物，青稞面粉原料获得380.06μg，未冻干SDF原料获得4.82μg，未冻干IDF原料获得114.28μg；

表9

5)步骤(4)得到的水相加入20mL1mol/L HCI，在充N₂条件下95℃水浴中加热45min，冷却至室温，用乙醚和乙酸乙酯按体积比为1:1:1萃取5次，合并有机相，于30℃下真空旋转蒸发至干，用甲醇溶解得到醚化多酚化合物，青稞面粉原料获得340.16μg，未冻干SDF原料获得4.56μg，未冻干IDF原料获得96.26μg；

表10

6)青稞面粉残渣置于离心管中，将其捣碎，加入40mL4mol/LNaOH在充N₂条件下室温水解4h，用6mol/L盐酸调节pH为2，沉淀水解后呈现粘稠状液体，较难转移和冲洗，4000/min离心5min不分层，再经25min离心后分层明显，得到的上清液用乙醚和乙酸乙酯按提取液1:1：1(v/v)萃取5次，合并有机相约900mL，于35℃下真空旋转蒸发至干，用甲醇溶解得到不可溶的键合多酚化合物(得到的量)；用甲醇溶解得到不可溶的键合多酚化合物，青稞面粉原料获得2055.17μg，未冻干SDF原料获得105.77μg，未冻干IDF原料获得877.27μg。

表11

Claims (5)

1.青稞膳食纤维中多酚化合物的分离方法，其特征在于包括以下步骤：

1)用乙醚对青稞面粉进行脱脂处理，重复3次；

2)将准确称取冻干样品青稞不可溶性膳食纤维IDF、青稞可溶性膳食纤维SDF、脱脂后的青稞面粉分别置于离心管中，加入体积百分浓度70％丙酮，室温下避光摇床提取2h，4000g离心10min得上清液液，重复3次，合并上清液液，沉淀残渣回收备用；

3)合并得到上清液于30℃真空旋转蒸发，用浓盐酸调节pH为2，利用乙醚按萃取5次，水相回收备用，有机相在30℃下真空旋转蒸发至干，用甲醇溶解得游离多酚化合物；

4)步骤(3)得到的水相用NaOH在充N₂条件下室温水解4h，用盐酸调节pH为2，4000g离心20min，得到的上清液用乙醚和乙酸乙酯萃取5次，得到有机相并合并，于30℃下真空旋转蒸发至干，用甲醇溶解得到酯化多酚化合物；

5)步骤(4)得到的水相加入HCI，在充N₂条件下95℃水浴中加热45min，冷却至室温，用乙醚和乙酸乙酯萃取5次，合并有机相，于30℃下真空旋转蒸发至干，用甲醇溶解得到醚化多酚化合物；

6)将回收的沉淀残渣置于离心管中，加入NaOH在充N₂条件下室温水解4h，用盐酸调节pH为2，4000g离心30min，得到的上清液用乙醚和乙酸乙酯萃取5次，合并有机相，于30℃下真空旋转蒸发至干，用甲醇溶解得到不可溶的键合多酚化合物。

2.根据权利要求1所述的分离方法，其特征在于：步骤(1)中脱脂时青稞面粉与乙醚按质量体积比为1:20。

3.根据权利要求1所述的分离方法，其特征在于：步骤(2)中避光摇床转速为175r—200r/min。

4.根据权利要求1所述的分离方法，其特征在于：步骤(3)利用乙醚按萃取时，上清液蒸发后与乙醚按的体积比为1:1。

5.根据权利要求1所述的分离方法，其特征在于：步骤(4)、(5)和(6)得到的上清液用乙醚和乙酸乙酯萃取时各组分体积比均为1:1:1。