CN104938646A - 莲藕多酚的提取方法、莲藕多酚抗油脂氧化剂的制备方法、其产品及其产品的应用 - Google Patents

Abstract

本发明属于生物技术领域，具体涉及一种莲藕多酚的提取方法、莲藕多酚抗油脂氧化剂的制备方法、其产品及其产品的应用。莲藕多酚的提取方法包括：碎料、高速均质浸提和多酚的浓缩干燥。莲藕多酚抗油脂氧化剂的制备方法包括：莲藕多酚溶液的配制、莲藕多酚工作液的配制和莲藕多酚抗油脂氧化剂的制备。本发明提取制备莲藕不同部位多酚，以亚油酸-乙醇-水构建的反相微乳液载体将不同部位多酚按适宜比例复配，经均质处理后制成莲藕多酚抗油脂氧化剂。本发明中的抗氧化剂，利用微乳液对多酚的包封缓释作用以及莲藕不同部位多酚的协同抗氧化效应，有效增强莲藕多酚在油脂中的抗氧化作用，添加于食用油中能明显延长产品货架期。

Description

莲藕多酚的提取方法、莲藕多酚抗油脂氧化剂的制备方法、其产品及其产品的应用

技术领域

本发明属于生物技术领域，具体涉及一种莲藕多酚的提取方法、莲藕多酚抗油脂氧化剂的制备方法、其产品及其产品的应用。

背景技术

莲藕是我国栽培最广、销售量和销售范围最大的水生蔬菜。莲藕因季节性强，上市时间相对集中，大部分以初级农产品的形式鲜销转化。但莲藕传统的鲜销模式受市场供需波动影响较大，极易产生“菜贱伤农”现象，影响产业发展的根本。此外，莲藕在贮、运、销等过程中存在褐变和腐败问题，现有的品质保持技术尚难满足成本、安全和有效等多方面要求，导致采后损失严重。由此可见，加工是保障莲藕产业稳定发展的必要途径。当前，莲藕的加工主要分为两类：一类是保持莲藕成份并改变产品形式，如腌制类、脱水类、速冻类等；另一类是对其中成份加工，如藕汁饮料、速溶藕粉、藕酒等。整体而言，莲藕加工科技水平薄弱，产品“同质化”现象严重，经济附加值不高。此外，加工过程中产生大量的藕皮、藕节和藕渣等副产物，均未得到有效开发利用，造成资源的浪费和环境的污染。故，莲藕及其副产物的精深加工和高附加值产品开发是解决产业发展现实需求的重要突破口。

前期大量研究表明，莲藕及其提取物具有良好的抗氧化功能。Kaur等(2002)采用β-胡萝卜素/亚油酸乳化液法研究发现，36种亚洲蔬菜中莲藕具有较强的抗氧化能力。郭长江等(2003)采用FRAP法对36种常见蔬菜进行抗氧化分析，发现藕的抗氧化能力最强，显著优于姜、油菜、豇豆、芋头等。此后，杨冬梅(2007)综合FRAP法、DPPH法、β-胡萝卜素/亚油酸乳化液法比较了包括莲藕在内的12种常见蔬菜的抗氧化活性，并得到相似的结论。而莲藕的抗氧化能力与其酚类化合物含量成正比(Hu,et al,2002)。少量文献研究优化了莲藕不同部位多酚的提取工艺，发现藕皮和藕节中的多酚含量较高，分别占其鲜重的1.2％和0.75％。据GlobalData发布的市场预测报告显示，多酚市场规模将实现近9％(2012—2018年)的增长，主要用作食品功能性配料。由此可见，多酚提取开发是莲藕及其副产物精深加工的创新途径。

现有技术中，中国专利CN1472207A公开了一种莲藕中多酚的提取方法。该方法包括：原料的机械粉碎，以乙醇进行浸提，浓缩纯化和乙酸乙酯萃取，以及以丙酮进行粗产品的提纯。上述方法存在的不足之处为：1)具体实施方案中所述原料为荷叶，因组织结构的显著差异性，荷叶的粉碎方法并不适用于藕，可能因粉碎粒度偏大导致莲藕多酚浸提得率偏低；2)该方法采用酸性乙醇溶液浸提荷叶中多酚，然而藕中结合态多酚含量较少，较低的pH环境对多酚提取率增加无显著作用，反而易因酸的过度使用产生相应污染；3)该方法的提取分离步骤较多，多酚纯度虽有增加，但得率偏低；4)该方法采用乙酸乙酯和丙酮等有机溶剂提取多酚，提取物中不可避免地存在试剂残留，导致提取物在食品中的应用受限；5)该方法中莲藕多酚提取物的应用性能指标尚不明确。

此外，刘焕云、严守雷、李爱珍等人亦相继报道了莲藕多酚的提取方法，但总体存在以下问题：1)提取时间较长，能耗较高；2)采用酸性溶剂提取莲藕多酚，但藕中结合态多酚含量较少，较低的pH环境对多酚提取率增加无显著影响，反而易因酸的过度使用产生相应污染；3)证实了莲藕多酚能抑制油脂氧化，但尚未明确莲藕多酚如何应用于油脂产品及能产生怎样的作用。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明提供了一种莲藕多酚的提取方法、莲藕多酚抗油脂氧化剂的制备方法、其产品及其产品的应用。

一种莲藕多酚的提取方法，包括如下步骤：

1)将经过清洗除杂的莲藕待提取物进行粉碎，得到莲藕待提取碎料，其中，所述莲藕待提取物为藕皮、藕节或藕的食用部位。

藕的食用部位主要是去除茎节部和茎皮部的藕的茎的部分。

2)将步骤1)得到的莲藕待提取碎料以1:5～1:25g/mL的料液比加入到提取溶剂中，在4000～12000r/min的转速下均质处理2～10min，过滤分离上层清液，得到多酚浸提上清液，其中，所述提取溶剂为体积比浓度为40～50％的乙醇的水溶液。

3)将步骤2)得到的多酚浸提上清液在55～65℃的条件下真空浓缩至黏稠状，并进一步真空冷冻干燥成粉末状，即得藕皮多酚、藕节多酚或者藕的食用部位多酚。

目前，莲藕多酚的提取工艺研究基本局限于单纯的溶剂浸提。超声波法、微波法和酶法是常见的植物多酚高效浸提方法，但提取率较大程度上依赖于原料粉碎粒度，主要应用于干燥粉末样品，故而并不适用于莲藕中多酚浸提。高速均质法能通过强的机械和液力剪切作用将大颗粒物料直接破碎，广泛应用于植物活性成分(如萘醌、生物碱和酚类物质)的提取制备，具有提取速度快、温度低、能耗低和目标物质得率高的特点。

优选的，步骤2)中的料液比为1:8～1:12g/mL。

优选的，步骤2)中的转速为9000～11000r/min。

优选的，步骤2)中的均质处理时间为4～6min。

本发明还提供了一种莲藕多酚抗油脂氧化剂的制备方法，包括如下步骤：

1)将由上述提取方法提取得到的藕皮多酚、藕节多酚或者藕的食用部位多酚用体积比浓度为65～85％的(优选为75％的)乙醇的水溶液配制成总酚浓度为1.6～2.0mg/mL的藕皮多酚溶液、藕节多酚溶液或者藕的食用部位多酚溶液。

2)取步骤1)得到的藕皮多酚溶液、藕节多酚溶液或者藕的食用部位多酚溶液作为莲藕多酚工作液，或者，将步骤1)得到的藕皮多酚溶液、藕节多酚溶液或者藕的食用部位多酚溶液中的任意两种或三种进行复配，得到莲藕多酚工作液。

3)将步骤2)得到的莲藕多酚工作液和亚油酸以体积比2.5:1～3:1进行混合，在10000～12000r/min的转速下均质分散4～6min，得到莲藕多酚的反相微乳液，即得莲藕多酚抗油脂氧化剂。

具体的，在步骤2)中，当以藕皮多酚溶液和藕节多酚溶液进行复配时，复配溶液中藕皮多酚与藕节多酚的质量比为1:1.5～1.5:1。。

优选的，在步骤2)中，复配后藕皮多酚与藕节多酚的质量比为1:1。

具体的，在步骤2)中，当以藕皮多酚溶液与藕的食用部位多酚溶液行复配时，复配溶液中藕皮多酚与藕的食用部位多酚的质量比为1:1～2:1。。

优选的，在步骤2)中，复配后藕皮多酚与藕的食用部位多酚的质量比为1.5:1。

根据本发明所提供的莲藕多酚抗油脂氧化剂的制备方法制备得到的莲藕多酚抗油脂氧化剂，总酚浓度为1.2～1.5mg/mL。

本发明还提供了上述莲藕多酚抗油脂氧化剂的应用，将莲藕多酚抗油脂氧化剂加入到食用油，搅拌均匀，使总酚浓度为10～30μg/mL。

本发明所提供的技术方案的有益效果如下

1)目前，莲藕多酚的提取工艺研究基本局限于单纯的溶剂浸提。超声波法、微波法和酶法是常见的植物多酚高效浸提方法，但提取率较大程度上依赖于原料粉碎粒度，主要应用于干燥粉末样品，故而并不适用于莲藕中多酚浸提。此外，现有的莲藕多酚提取方法大多依赖于酸性有机溶剂，然而藕中结合态多酚含量较少，较低的pH环境对多酚提取率增加无显著作用，反而易因酸的过度使用产生相应污染。

本发明采用高速均质法通过强的机械和液力剪切作用将莲藕碎料进一步破碎细化，具有提取速度快、温度低、能耗低和多酚得率高的特点，且避免提取物中酸和其他有机试剂的残留。

2)已有文献研究报道了莲藕多酚的抗油脂氧化作用，但由于多酚分子含大量酚羟基，脂溶性弱，严重制约其在油脂中的应用。目前主要采用溶剂法、乳化法和分子修饰法改善多酚在油脂中溶解性，但均存在一定技术缺陷。溶剂法和乳化法所得产品脂溶性并不能保持长期稳定，放置时间过长会出现多酚析出，产生浑浊。而分子修饰法改性所得多酚衍生物的安全性尚不明确。

本发明以亚油酸-乙醇-水构建的反相微乳液作为载体，将莲藕多酚进行纳米包封后应用与油脂，不但不影响多酚的结构，而且微乳液的缓释作用还能有效的增强其抗氧化效果。

3)目前，关于莲藕多酚的抗油脂氧化研究主要关注其单一提取物，添加量较大(≥0.02％)[莲藕多酚抗氧化作用研究，中国粮油学报，2005,20(4)；莲藕皮多酚的提取及抗氧化性能研究，林产化学与工业，2011,31(2)]。植物多酚能其他天然抗氧化物质产生协同增效作用，提高其抗氧化效果，而莲藕多酚的协同抗氧化作用尚不明确。本发明通过比较莲藕不同部位多酚微乳液在油脂中抗氧化的量效关系，确定多酚适宜添加量为10μg/mL(约0.001％)。此外，进一步利用莲藕不同部位多酚的协同抗氧化作用，通过不同部位多酚复配增强其抗油脂氧化能力。

说明书附图

图1为料液比对莲藕多酚提取量及DPPH自由基清除率的影响。

图2为均质时间对莲藕多酚提取量及DPPH自由基清除率的影响。

图3为均质转速对莲藕多酚提取量及DPPH自由基清除率的影响。

图4为莲藕皮多酚对玉米油过氧化值的影响。

图5为莲藕节多酚对玉米油过氧化值的影响。

图6为莲藕食用部位多酚对玉米油过氧化值的影响。

图7为莲藕不同部位多酚对玉米油的协同抗氧化作用。

附图7中，CP为莲藕皮多酚浓度；CN为莲藕节多酚浓度；CE为莲藕食用部位多酚浓度。

具体实施方式

以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例1

莲藕不同部位多酚提取物的制备

原料处理：新鲜莲藕经洗净后分取藕皮、藕节和藕的食用部位，并对各部位进行粉碎处理。

均质浸提：分别取莲藕不同部位碎料，以1:8～1:12(g/mL)的料液比加入40～50％乙醇，在9000～11000r/min的转速下均质处理4～6min，过滤分离上清液

多酚的浓缩干燥：莲藕不同部位多酚浸提上清液分别在55～65℃下真空浓缩至黏稠，并进一步真空冷冻干燥成粉末状，即得到藕皮多酚、藕节多酚和藕的食用部位多酚。

料液比、均质时间和均质转速对莲藕多酚提取量及DPPH自由基清除率的单因素实验结果如图1、2、3所示，各因素对莲藕多酚提取量及DPPH自由基清除率并非线性，最佳取值范围都落在段中，且在本发明所提供的莲藕多酚的提取方法中予以提供。

实施例2

莲藕多酚抗油脂氧化剂的制备

1)莲藕多酚溶液的配制：分别称取莲藕不同部位的多酚提取物，并依次用83％的乙醇溶液配制总酚浓度为1.6～2.0mg/mL的多酚溶液。

2)莲藕多酚工作液的配制：以体积比1:1将藕皮多酚溶液和藕节多酚溶液进行复配，得到莲藕多酚工作液A；以体积比1:1将藕皮多酚溶液和食用部位多酚溶液进行复配，得到莲藕多酚工作液B；以体积比2:1将藕皮多酚溶液和食用部位多酚溶液进行复配，得到莲藕多酚工作液B。

3)莲藕多酚抗油脂氧化剂的制备：量取一定体积的莲藕多酚工作液，加入1/3体积的亚油酸，采用4000～6000r/min的转速均质分散4～6min得莲藕多酚反相微乳液，即为抗油脂氧化剂，总酚浓度为1.2～1.5mg/mL。

4)莲藕多酚抗油脂氧化剂的应用：量取一定体积的食用油，在120r/min的转速下加入莲藕多酚抗油脂氧化剂，总酚浓度为10μg/mL。

如图4、5、6所示，莲藕不同部位多酚对玉米油过氧化值的抑制作用并非剂量依赖性，反而在10μg/mL的低剂量下抑制效果最显著，且抗氧化效果明显优于3倍质量的维生素E。藕皮多酚和藕节多酚以质量比1:1复配，藕皮多酚和食用部位多酚以质量比1:1复配，藕皮多酚和食用部位多酚以质量比2:1复配，均能产生协同增效作用。

如图7所示，复配的多酚对玉米油POV值的抑制作用显著优于同剂量的单一部位多酚。

以上所述仅为本发明的较佳实施方式，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种莲藕多酚的提取方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)将经过清洗除杂的莲藕待提取物进行粉碎，得到莲藕待提取碎料，其中，所述莲藕待提取物为藕皮、藕节或藕的食用部位；

2)将步骤1)得到的莲藕待提取碎料以1:5～1:25g/mL的料液比加入到提取溶剂中，在4000～12000r/min的转速下均质处理2～10min，过滤分离上层清液，得到多酚浸提上清液，其中，所述提取溶剂为体积比浓度为40～50％的乙醇的水溶液；

3)将步骤2)得到的多酚浸提上清液在55～65℃的条件下真空浓缩至黏稠状，并进一步真空冷冻干燥成粉末状，即得藕皮多酚、藕节多酚或者藕的食用部位多酚。

2.根据权利要求1所述的莲藕多酚的提取方法，其特征在于：步骤2)中的料液比为1:8～1:12g/mL。

3.根据权利要求1所述的莲藕多酚的提取方法，其特征在于：步骤2)中的转速为9000～11000r/min。

4.根据权利要求1所述的莲藕多酚的提取方法，其特征在于：步骤2)中的均质处理时间为4～6min。

5.一种莲藕多酚抗油脂氧化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)将由权利要求1至4任一所述的提取方法提取得到的藕皮多酚、藕节多酚或者藕的食用部位多酚用体积比浓度为65～85％的乙醇的水溶液配制成总酚浓度为1.6～2.0mg/mL的藕皮多酚溶液、藕节多酚溶液或者藕的食用部位多酚溶液；

2)取步骤1)得到的藕皮多酚溶液、藕节多酚溶液或者藕的食用部位多酚溶液作为莲藕多酚工作液，或者，将步骤1)得到的藕皮多酚溶液、藕节多酚溶液或者藕的食用部位多酚溶液中的任意两种或三种进行复配，得到莲藕多酚工作液；

3)将步骤2)得到的莲藕多酚工作液和亚油酸以体积比2.5:1～3:1进行混合，在10000～12000r/min的转速下均质分散4～6min，得到莲藕多酚的反相微乳液，即得莲藕多酚抗油脂氧化剂。

6.根据权利要求5所述的莲藕多酚抗油脂氧化剂的制备方法，其特征在于：在步骤2)中，当以藕皮多酚溶液和藕节多酚溶液进行复配时，复配溶液中藕皮多酚与藕节多酚的质量比为1:1.5～1.5:1。

7.根据权利要求5所述的莲藕多酚抗油脂氧化剂的制备方法，其特征在于：在步骤2)中，当以藕皮多酚溶液与藕的食用部位多酚溶液行复配时，复配溶液中藕皮多酚与藕的食用部位多酚的质量比为1:1～2:1。

8.一种根据权利要求5至7任一所述的莲藕多酚抗油脂氧化剂的制备方法制备得到的莲藕多酚抗油脂氧化剂，其特征在于：总酚浓度为1.2～1.5mg/mL。

9.一种根据权利要求8所述的莲藕多酚抗油脂氧化剂的应用，其特征在于：应用于制备油脂抗氧化剂。

10.根据权利要求9所述的莲藕多酚抗油脂氧化剂的应用，其特征在于：将莲藕多酚抗油脂氧化剂加入到食用油，搅拌均匀，使总酚浓度为10～30μg/mL。