CN104886437A - 高粱麸提取物及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高粱麸提取物及其制备方法和应用，所述方法包括如下步骤：将高粱麸粉碎，加入乙醇-丙酮-水混合液提取，过滤，浓缩至浸膏；再用甲醇溶液溶解，进行多次葡聚糖凝胶LH20柱层析分离纯化，收集洗脱液，浓缩至浸膏，真空干燥，即可。本发明所述制备方法简单易操作，经济适用；制得的高粱麸提取物对α-淀粉水解酶和α-葡萄糖苷酶具有较高的抑制力，将其添加于食品（例：面条等）中，可有效降低餐后血糖的上升幅度，持续较长时间缓慢提供能量防止低血糖，特别适合糖尿病患者和肥胖患者的食用。

Description

高粱麸提取物及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及食品加工技术领域，特别是涉及一种高粱麸提取物及其制备方法和应用。

背景技术

高粱（A vena.L）是禾本科高粱属一年生草本植物，是世界主要粮食作物之一，其播种面积和总产量仅次于玉米、小麦、水稻、大麦。高粱麸是高粱加工过程中的副产物，研究表明高粱麸提取物中不但含有丰富的黄酮类和原花青素类化合物，还有大量的水溶性膳食纤维及蛋白质。

目前，世界上超过3.47亿人患有糖尿病，我国患者总数已超过9700万，是世界第一糖尿病大国，由于普遍肥胖和久坐的生活方式，这个数目还在迅速增长。随着时间的推移，高血糖会导致冠心病、中风、动脉末梢疾病、肾病、视网膜病变、神经病变和心肌病等糖尿病并发症。现今，抗糖尿病药物常见的有：罗格列酮(rosiglitazone)和吡格列酮(pioglitazone)，但其副作用比较大，有报道称其可能导致心脏衰竭。而由于α-葡萄糖苷酶和胰脏α-淀粉酶抑制剂只在消化道发生作用，不要求被人体吸收，因而可以避免这类负作用。但现在比较流行的α-葡萄糖苷酶抑制剂阿卡波糖(acarbose)，易导致患者胀气。因此，研究开发更有高选择性、更安全的降糖药就变得更加紧迫。

面条是一种制作简单、食用方便、口感较好的食品，早已被人们接受和喜爱，北方人以面食为主粮，南方人虽倚重吃米饭，但面食亦成为重要的小吃。然而面条碳水化合物含量高，血糖指数明显高于其他食物，并不利于糖尿病患者的食用。

发明内容

基于此，本发明的目的在于提供一种可抑制α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶的高活性的高粱麸提取物及其制备方法，及将该种提取物加入面条中，获得一种能够有效控制餐后血糖水平，实现能量缓慢、有规律且持久的释放，适宜糖尿病患者或肥胖症患者食用的新型面条。

解决上述技术问题的具体技术方案如下：

一种高粱麸提取物的制备方法，包括如下步骤：

(1)将高粱麸粉碎，加入体积比为(1.5-2.5)：(1.5-2.5)：1的乙醇-丙酮-水混合液进行提取，过滤，浓缩至浸膏；所述提取为先振荡提取后超声提取；

(2)将步骤(1)所得的浸膏用甲醇水溶液溶解，进行葡聚糖凝胶LH20柱层析（2×45cm）分离纯化，所述柱层析为：先用体积比为0:100-50:50的乙醇-水的混合液洗脱，后用体积比为50:50-70:30的丙酮-水的混合液洗脱至无色，收集洗脱液；

(3)将步骤(2)所得的洗脱液，浓缩至浸膏，并用甲醇水溶液溶解，进行葡聚糖凝胶LH20柱层析（2×45cm）分离纯化，所述柱层析为：用体积比为(80-0):(0-80):20:(0-40)的乙醇-甲醇-水-丙酮混合液洗脱直至无色，收集洗脱液；

(4)将步骤(3)所得的洗脱液，浓缩至浸膏，并用甲醇水溶液溶解，进行葡聚糖凝胶LH20柱层析（2×45cm）分离纯化，所述柱层析为：用体积比为(0-50):(20-50):(50-20):(0-20)的乙醇-甲醇-水-丙酮混合液洗脱直至无色，收集洗脱液；

(5)将步骤(4)所得的洗脱液，浓缩至浸膏，真空干燥，即可。

在其中一些实施例中，一种高粱麸提取物的制备方法，包括如下步骤：

(1)将高粱麸粉碎，加入体积比为(1.5-2.5)：(1.5-2.5)：1的乙醇-丙酮-水混合液进行提取，过滤，浓缩至浸膏；所述提取为先振荡提取后超声提取；

(2)将步骤(1)所得的浸膏用甲醇水溶液溶解，进行葡聚糖凝胶LH20柱层析分离纯化，所述柱层析为：先用体积比为0:100-50:50的乙醇-水的混合液洗脱，后用体积比为50:50-70:30的丙酮-水的混合液洗脱至无色，收集不同组分的洗脱液，采用高通量筛选方法测定各组分对α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶的抑制力；

(3)将步骤(2)所得的活性较高的洗脱液，浓缩至浸膏，并用甲醇水溶液溶解，进行葡聚糖凝胶LH20柱层析分离纯化，所述柱层析为：用体积比为(80-0):(0-80):20:(0-40)的乙醇-甲醇-水-丙酮混合液洗脱直至无色，收集不同组分的洗脱液，采用高通量筛选方法测定各组分对α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶的抑制力；

(4)将步骤(3)所得的活性较高的洗脱液，浓缩至浸膏，并用甲醇水溶液溶解，进行葡聚糖凝胶LH20柱层析分离纯化，所述柱层析为：用体积比为(0-50):(20-50):(50-20):(0-20)的乙醇-甲醇-水-丙酮混合液洗脱直至无色，收集不同组分的洗脱液，采用高通量筛选方法测定各组分对α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶的抑制力；

(5)将步骤(4)所得的活性较高的洗脱液，浓缩至浸膏，真空干燥，即可。

在其中一些实施例中，步骤(2)所述柱层析为：先依次用体积比为0:100、(28-32):(68-72)、50:50的乙醇-水的混合液洗脱，再依次用体积比为50:50、70:30的丙酮-水的混合液洗脱至无色，收集洗脱液。

在其中一些实施例中，步骤(3)所述柱层析为：依次用体积比为(78-80):0:20:0、(38-42):(38-42):20:0、0:(78-80):20:0、0:(38-42):20:(36-40)的乙醇-甲醇-水-丙酮混合液洗脱直至无色，收集洗脱液。

在其中一些实施例中，步骤(4)所述柱层析为：依次用体积比为0:(48-50):(48-50):0、(18-22):(48-50):(26-34):0、(38-42):(38-42):(20-24):0、(48-50):(28-32):(20-22):(8-12)、(48-50):(20-22):(28-32):(18-20)的乙醇-甲醇-水-丙酮混合液洗脱直至无色，收集洗脱液。

在其中一些实施例中，一种高粱麸提取物的制备方法，包括如下步骤：

(1)将高粱麸粉碎，加入体积比为(1.5-2.5)：(1.5-2.5)：1的乙醇-丙酮-水混合液进行提取，过滤，浓缩至浸膏；所述提取为先振荡提取后超声提取；

(2)将步骤(1)所得的浸膏用甲醇水溶液溶解，进行葡聚糖凝胶LH20柱层析分离纯化，所述柱层析为：先依次用体积比为0:100、(28-32):(68-72)、50:50的乙醇-水的混合液洗脱，再依次用体积比为50:50、70:30的丙酮-水的混合液洗脱至无色，收集不同组分的洗脱液，采用高通量筛选方法测定各组分对α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶的抑制力；

(3)将步骤(2)所得的活性较高的洗脱液，浓缩至浸膏，并用甲醇水溶液溶解，进行葡聚糖凝胶LH20柱层析分离纯化，所述柱层析为：依次用体积比为(78-80):0:20:0、(38-42):(38-42):20:0、0:(78-80):20:0、0:(38-42):20:(36-40)的乙醇-甲醇-水-丙酮混合液洗脱直至无色，收集不同组分的洗脱液，采用高通量筛选方法测定各组分对α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶的抑制力；

(4)将步骤(3)所得的活性较高的洗脱液，浓缩至浸膏，并用甲醇水溶液溶解，进行葡聚糖凝胶LH20柱层析分离纯化，所述柱层析为：依次用体积比为0:(48-50):(48-50):0、(18-22):(48-50):(26-34):0、(38-42):(38-42):(20-24):0、(48-50):(28-32):(20-22):(8-12)、(48-50):(20-22):(28-32):(18-20)的乙醇-甲醇-水-丙酮混合液洗脱直至无色，收集不同组分的洗脱液，采用高通量筛选方法测定各组分对α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶的抑制力；

(5)将步骤(4)所得的活性较高的洗脱液，浓缩至浸膏，真空干燥，即可。

在其中一些实施例中，步骤(1)所述混合液中乙醇:丙酮:水的体积比为2：2：1。

在其中一些实施例中，步骤(2)-(4)所述甲醇溶液的体积分数为25%-35%。

在其中一些实施例中，步骤(1)、(3)或(4)所述浓缩为：采用旋转蒸发仪于温度35-45℃，转速为55-65转/分钟进行浓缩。

采用上述方法即可制得高粱麸提取物；该种高粱麸提取物在制备食品中的应用。

在其中一些实施例中，所述食品为面条。

在其中一些实施例中，所述面条主要由下述重量份的原料制备而成：面粉95-105份、水35-45份和高粱麸提取物5-7份。

本发明所述的一种高粱麸提取物及其制备方法和应用具有以下优点和有益效果：

（1）本发明经发明人大量的实验和研究，得出从高粱麸中提取高活性的抑制α-淀粉水解酶和α-葡萄糖苷酶的高粱麸提取物制备方法，并确定了提取的最佳工艺参数，该方法简单易操作，经济适用。

（2）本发明所制得的高粱麸提取物对α-淀粉水解酶和α-葡萄糖苷酶具有较高的抑制力，将其添加于食品（例：面条等）中，可有效降低餐后血糖的上升幅度，持续较长时间缓慢提供能量防止低血糖，特别适合糖尿病患者和肥胖患者的食用。

附图说明

图1为实施例3中高粱麸提取物对α-淀粉水解酶的抑制力；

图2为实施例3中高粱麸提取物对α-葡萄糖苷酶的抑制力；

图3为实施例4中高粱麸提取物对淀粉的缓释作用。

具体实施方式

以下将结合具体实施例对本发明做进一步说明。

实施例1

一种高粱麸提取物的制备方法，包括如下步骤：

(1)将高粱麸用高速粉碎机粉碎，取200g高粱麸粉末，加入1L体积比为2：2：1的乙醇-丙酮-水混合液振荡提取3h，超声提取30min，共提取3次，得浸提液，将浸提液用布氏漏斗抽滤，合并滤液，用旋转蒸发仪将滤液浓缩至浸膏；旋转蒸发仪温度设为40℃，转速为60转/分钟；

(2)将步骤(1)所得的浸膏用体积分数为30%的甲醇水溶液溶解，得样品，将其经葡聚糖凝胶LH20柱层析（2×45cm）进行分离纯化，首先依次用不同体积比的乙醇-水混合液（0:100、30:70、50:50）进行洗脱，后依次用不同体积比的丙酮-水混合液（50:50、70:30）进行洗脱直至无色，每种混合液的用量为500mL，以流速2滴/秒，收集不同组分的洗脱液，每瓶收集量为100mL，采用高通量筛选方法测定各组分对α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶的抑制力；

(3)将步骤(2)所得的活性较高的洗脱液，用旋转蒸发仪将其浓缩至浸膏（旋转蒸发仪温度设为35℃，转速为55转/分钟），并用体积分数为25%的甲醇水溶液溶解，进行葡聚糖凝胶LH20柱层析（2×45cm）分离纯化，所述柱层析为：用体积比为80:0:20:0、40:40:20:0、0:80:20:0、0:40:20:40的乙醇-甲醇-水-丙酮混合液洗脱直至无色，每种混合液的用量为500mL，以流速2滴/秒，收集不同组分的洗脱液，每瓶收集量为100mL，采用高通量筛选方法测定各组分对α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶的抑制力；

(4)将步骤(3)所得的活性较高的洗脱液，用旋转蒸发仪将其浓缩至浸膏（旋转蒸发仪温度设为45℃，转速为65转/分钟），并用体积分数为35%的甲醇水溶液溶解，进行葡聚糖凝胶LH20柱层析（2×45cm）分离纯化，所述柱层析为：用体积比为0:50:50:0、20:50:30:0、40:40:20:0、50:30:20:10、50:20:30:20的乙醇-甲醇-水-丙酮混合液洗脱直至无色，每种混合液的用量为500mL，以流速2滴/秒，收集不同组分的洗脱液，每瓶收集量为100mL，采用高通量筛选方法测定各组分对α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶的抑制力；

(5)将步骤(4)所得的活性较高的洗脱液，用旋转蒸发仪将滤液浓缩至浸膏（旋转蒸发仪温度设为40℃，转速为60转/分钟），真空干燥，即可。

实施例2

一种高粱麸提取物的制备方法，包括如下步骤：

(1)将高粱麸粉碎，取200g高粱麸粉末，加入1L体积比为2：2：1的乙醇-丙酮-水混合液振荡提取3h，超声提取30min，共提取3次，得浸提液，将浸提液用布氏漏斗抽滤，合并滤液；

(2)将步骤(1)所得的提取液，旋转蒸发仪将滤液浓缩至浸膏（旋转蒸发仪温度设为45℃，转速为65转/分钟），真空干燥，即可。

实施例3高粱麸提取物的活性研究

一、实验目的

通过对比分析研究实施例1和实施例2所制得的高粱麸提取物对α-淀粉水解酶和α-葡萄糖苷酶的影响。

二、实验方法

采用淀粉混浊度法测定高粱麸提取物对α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶抑制能力；

上述淀粉浊度法具体步骤为：将α-淀粉酶/α-葡萄糖苷酶(α-amylase/α-glucosidase)用磷酸盐缓冲液(pH6.9,0.1M)溶解，得酶液（浓度为6U/mL），-20℃保存。称取1份玉米淀粉分散到50份磷酸缓冲液，混匀，然后加热糊化10分钟，取出后用磁力搅拌子不停的搅拌。阿卡波糖(acarbose)用磷酸盐缓冲液溶解并稀释，实验用到的浓度系列是2-10μg/mL。高粱麸提取液根据抑制能力高低稀释不同浓度，实验用到的浓度系列是0.33-3.33μg/mL。将20份不同浓度的样品和阿卡波糖分别加入到96孔板的相应位置，再用12通道移液器加入20份α-淀粉酶/α-葡萄糖苷酶，将96孔板放入荧光酶标仪，37℃预热一定时间后，取出96孔板，再用12通道移液器加入60份淀粉糊化液，放回荧光酶标仪，自动振荡摇匀，迅速开始读数。温度设为37℃，每2min测定一个点，共测定120min。测定结束后，将软件记录的原始数据输出到Excel中进一步处理，计算每个浓度曲线下对应的面积（AUC,area under curve），利用以下公式计算样品的抑制能力：

样品的抑制能力用阿卡波糖当量(μmol/g)来表达。

三、实验结果

实施例1的结果参见图1和图2（图1和图2中仅给出部分浓度的实验数据），从图1和图2可知：该提取物对α-淀粉酶抑制能力IC₅₀=1μg/mL,阿卡波糖当量为5110.38μmol AE/g(miromole carbose equivelent per gram raw material)，对α-葡萄糖苷酶抑制能力IC₅₀=21.7μg/mL,阿卡波糖当量为839.4μmol AE/g(miromole carbose equivelent per gram raw material)。

实施例2的结果为：该提取物对α-淀粉酶抑制能力IC₅₀=6μg/mL,阿卡波糖当量为851.7μmol AE/g，对α-葡萄糖苷酶抑制能力IC₅₀=130.2μg/mL,阿卡波糖当量为139.9μmol AE/g。

从上述实验结果可知，实施例1和实施例2所制得的高粱麸提取物均具有显著的降血糖活性，且与实施例2所制得的高粱麸提取物相比，实施例1中所制得的高粱麸提取物具有更高的降血糖活性。

实施例4高粱麸提取物在面条中的应用

一、实验目的

将实施例1制得的提取物与面粉和水混合，按常规方法制得面条，并通过体外模拟消化实验研究该种面条的能量缓释效果。

二、实验方法

取40份浓度为150g/L的高粱麸水溶液与100份面粉于容器中混合成团后，加入1000份水，沸水煮5分钟后，将面团匀质，并将pH值调为1.9，加入33份胃蛋白酶，放入37℃恒温水浴锅内消化30min，开启水浴锅振荡器不断震荡（200次/min）。胃消化期结束后，将食糜的pH调至6.9，然后再加入0.5份的α-淀粉酶溶液和α-葡萄糖苷酶溶液，将食糜转移至大小为12Kda的透析袋中，置于含有5000份磷酸缓冲液的容器中继续消化3h，水浴锅震荡频率为200次/min，温度37℃。0、10、20、30、50、70、90、120、150、180min时各取20份消化液，利用DNS法测定消化液中还原糖含量。

三、实验结果

实验结果见图3，从图3可知：含有高粱麸提取物的面条明显比空白对照面条消化得慢，即可有效降低餐后血糖的上升幅度，持续较长时间缓慢提供能量。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种高粱麸提取物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将高粱麸粉碎，加入体积比为(1.5-2.5)：(1.5-2.5)：1的乙醇-丙酮-水的混合液进行提取，过滤，浓缩至浸膏；

(2)将步骤(1)所得的浸膏用甲醇溶液溶解，经葡聚糖凝胶LH20柱层析分离纯化，所述柱层析为：先用体积比为0:100-50:50的乙醇-水的混合液洗脱，后用体积比为50:50-70:30的丙酮-水的混合液洗脱至无色，收集洗脱液；

(3)将步骤(2)所得的洗脱液，浓缩至浸膏，并用甲醇溶液溶解，经葡聚糖凝胶LH20柱层析分离纯化，所述柱层析为：用体积比为(80-0):(0-80):20:(0-40)的乙醇-甲醇-水-丙酮的混合液洗脱直至无色，收集洗脱液；

(4)将步骤(3)所得的洗脱液，浓缩至浸膏，并用甲醇溶液溶解，经葡聚糖凝胶LH20柱层析分离纯化，所述柱层析为：用体积比为(0-50):(20-50):(50-20):(0-20)的乙醇-甲醇-水-丙酮混合液洗脱直至无色，收集洗脱液；

(5)将步骤(4)所得的洗脱液，浓缩至浸膏，真空干燥，即可。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述柱层析为：先依次用体积比为0:100、(28-32):(68-72)、50:50的乙醇-水的混合液洗脱，再依次用体积比为50:50、70:30的丙酮-水的混合液洗脱至无色，收集洗脱液。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述柱层析为：依次用体积比为(78-80):0:20:0、(38-42):(38-42):20:0、0:(78-80):20:0、0:(38-42):20:(36-40)的乙醇-甲醇-水-丙酮混合液洗脱直至无色，收集洗脱液。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)所述柱层析为：依次用体积比为0:(48-50):(48-50):0、(18-22):(48-50):(26-34):0、(38-42):(38-42):(20-24):0、(48-50):(28-32):(20-22):(8-12)、(48-50):(20-22):(28-32):(18-20)的乙醇-甲醇-水-丙酮混合液洗脱直至无色，收集洗脱液。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述混合液中乙醇:丙酮:水的体积比为2：2：1。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)-(4)所述甲醇溶液的体积分数为25%-35%。

7.一种如权利要求1-6任一项所述的方法制得的高粱麸提取物。

8.如权利要求7所述的高粱麸提取物在制备食品中的应用。

9.根据权利要求8所述的高粱麸提取物在制备食品中的应用，其特征在于，所述食品为面条。

10.根据权利要求8所述高粱麸提取物在制备食品中的应用，其特征在于，所述面条主要由下述重量份的原料制备而成：面粉95-105份、水35-45份和高粱麸提取物5-7份。