CN105831547A - 一种杨梅叶原花色素低聚体微乳液抗氧化体系及用途 - Google Patents

一种杨梅叶原花色素低聚体微乳液抗氧化体系及用途 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种杨梅叶原花色素低聚体微乳液抗氧化体系及用途，将超声降解后的杨梅叶原花色素添加吐温‑20和PBS形成微乳液作为抗氧化体系，改善其在复杂食品体系中的应用，以及提高油脂含量丰富的食品的营养价值。超声降解杨梅叶原花色素的条件是脉冲时间2秒，占空比66.7％，声强300W/cm2，总时间20分钟。此条件下可将平均聚合度为7.3的杨梅叶原花色素(纯度≥85％)降解至平均聚合度3.4(纯度≥75％)。超声降解能够有效提高原花色素的利用率，增强杨梅叶原花色素低聚体在体内的抗氧化能力。

Description

一种杨梅叶原花色素低聚体微乳液抗氧化体系及用途
技术领域
本发明涉及农副产品精深加工及综合利用领域，特别涉及从杨梅叶中提取纯化高纯度的原花色素，通过超声降解得到具有高效生理抗氧化活性的杨梅叶原花色素低聚体，并用它制备微乳液作为新型的抗氧化体系，提高其在复杂食品体系中的应用价值。
背景技术
原花色素是自然界中广泛存在的一大类多酚化合物的总称，由于在酸性介质中加热能生成相应的花色素而得名。原花色素由不同数目的黄烷-3-醇和黄烷-3,4-二醇聚合而成，研究表明其抗氧化作用随着聚合度的升高而降低。活性氧自由基是人体代谢的产物，有O2 —、·OH等形式，在人体内会引发不饱和脂肪酸的一系列自由基反应，产生过氧化脂，极易导致体内细胞功能衰退或丧失，引发心脏病、关节炎、癌症等疾病。原花色素分子结构上的多个酚羟基可以与自由基结合，螯合金属离子，参与抗氧化的协同作用，从而终止自由基链式反应；原花色素也能提高体内抗氧化酶的活性，对增强体内抗氧化能力、延缓衰老有很大的作用，且安全、天然、生物利用率高，因此原花色素在食品和保健品中作为抗氧化剂的开发潜力巨大。原花色素作为各种聚合单元的混合物，使高聚体降解为活性较高的低聚体可以提高原花色素的生物利用率。目前对高聚体原花色素降解为低聚体并加以利用，还没有相关研究。
超声波是频率高于2×104Hz的一种机械波，理论表明，在振幅相同的条件下，一个物体振动的能量与振动频率成正比，根据能量强度，超声波被分为检测超声和功率超声，其中应用在食品工业中的主要是功率超声技术。超声波与媒介之间的相互作用可以分为热机制、机械机制和空化机制三种。目前研究认为，超声波降解大分子物质的主要机理一是机械断键作用，物质的质点在超声波中产生激烈而快速变化的机械运动，分子在介质中随着波动的高速振动及剪切力的作用而降解，这种快速变化的机械运动足以引起高分子物质中共价键的断裂，而导致高分子物质的降解；二是液体中超声波的空化作用，超声波的高能量产生旋涡气泡，气泡内部的高温高压可将水分子分解成氢氧自由基，自由基与大分子发生化学反应。机械效应对高分子物质的效应更为显著，机械效应的作用位点靠近最大分子的中心。超声对大分子的降解作用目前已被应用于废水中有机污染物的降解。超声在食品行业主要用于辅助提取、超声降解、杀菌、超声乳化和均质等领域，具有节能、环保、时间短、效率高等优点，但在抗氧化剂等食品添加剂的应用上技术有限。本研究将超声降解应用于食品添加剂的制备，通过超声降解天然高分子物质，获得低聚体并用于制备微乳液作为新型抗氧化体系，提高杨梅叶原花色素的体内抗氧化能力和利用率，扩大了原花色素在食品添加剂中的应用范围，目前尚未有相关文献或专利报道。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种杨梅叶原花色素低聚体微乳液抗氧化体系及用途。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种杨梅叶原花色素低聚体微乳液抗氧化体系，它通过以下方法制备得到：
(1)、将杨梅叶粉碎，过40目筛，70％丙酮萃取，-50℃下冷冻干燥24小时，得黄棕色粉末；其中，杨梅叶原花色素的纯度≥35％(质量％)；所述70％丙酮由丙酮和水按照体积比70:30混合得到；
(2)、将步骤1得到的黄棕色粉末经HPD-500大孔树脂纯化后，再经Sephadex LH-20纯化，经90％甲醇和50％丙酮洗脱，收集丙酮相，-50℃下冷冻干燥24小时，得到黄棕色粉末；其中，杨梅叶原花色素的纯度≥85％(质量％)；所述90％甲醇由甲醇和水按照体积比90:10混合得到，所述50％丙酮由丙酮和水按照体积比50:50混合得到；
(3)、将步骤2制备的黄棕色粉末与无水乙醇按10g/40mL的比例混合，得混合料液，对混合料液进行超声降解，超声条件为脉冲时间2秒，占空比66.7％，声强300W/cm2，总时间20分钟；
(4)、将超声处理后的混合料液倒入旋蒸容器中，加入等体积的蒸馏水，50～60℃真空旋蒸，除去乙醇，-50℃下真空冷冻干燥24小时，得到棕红色粉末，即为杨梅叶原花色素低聚体；
(5)、将吐温-20、PBS按照比例1:50(v/v)混合均匀，配制吐温-PBS乳化液；
(6)、将步骤4所得杨梅叶原花色素低聚体按照质量比0.02-0.04:100加入到步骤5配制的吐温-PBS乳化液中，得到杨梅叶原花色素低聚体微乳液抗氧化体系。
一种上述杨梅叶原花色素低聚体微乳液抗氧化体系作为食品抗氧化剂的用途。
本发明与现有技术相比，其有益效果在于：将超声波用于降解天然高分子物质，制备抗氧化剂，提高杨梅叶原花色素的利用率，使用超声方法降解物质具有安全、节能、环保、高效的特点，本研究中，超声降解20分钟，即可将平均聚合度7.3的杨梅叶原花色素降至3.4，本研究组实验证明，低聚体的抗氧化剂更易进入细胞，体内抗氧化效果明显高于未经超声处理的原花色素，这说明超声降解为制备新的高效抗氧化剂和提高原料利用率提供了新的方法。同时，杨梅叶原花色素低聚体微乳液表现出良好的抗亚油酸、胆固醇氧化的性能。抗氧化剂BHT和TBHQ在乳化体系中的重量比为0.02％作为阳性对照，通过GC-MS法测定37℃下放置的亚油酸-杨梅叶原花色素低聚体微乳液中亚油酸的残留值，以及测定60℃下放置的胆固醇-杨梅叶原花色素低聚体微乳液中7-酮基胆固醇(胆固醇最终氧化产物)的生成量，证明杨梅叶原花色素低聚体微乳液比亲水体系使用更少的量，就能达到更优的抗氧化效果，而且与同剂量的BHT、TBHQ的抗亚油酸和胆固醇氧化的效果相当，极具开发为天然抗氧化剂的潜力。此外，杨梅叶原花色素微乳液有助于原花色素在复杂食品体系的应用，提高原花色素的抗氧化效果，扩大其在食品添加剂中的应用范围。除吐温-20以外，其他能帮助水相和油相互溶，配置成稳定的乳化体系的乳化剂均能运用于乳化体系中。因此，将杨梅叶原花色素也应用于食用油脂或富含油脂的食品中，能够延缓油脂氧化，提高油脂的抗氧化性能，在食品工业中具有广阔的应用前景。
附图说明
图1是亲水体系中低聚杨梅叶原花色素(0.02％)48h亚油酸保留量GC图；
图2是亲水体系中低聚杨梅叶原花色素(0.04％)48h亚油酸保留量GC图；
图3是杨梅叶原花色素低聚体微乳液(0.02％)48h亚油酸保留量GC图；
图4是杨梅叶原花色素低聚体微乳液(0.04％)48h亚油酸保留量GC图；
图5是亲水体系中低聚杨梅叶原花色素(0.02％)5d 7-酮基胆固醇生成量GC图；
图6是亲水体系中低聚杨梅叶原花色素(0.04％)5d 7-酮基胆固醇生成量GC图；
图7是杨梅叶原花色素低聚体微乳液(0.02％)5d 7-酮基胆固醇生成量GC图；
图8是杨梅叶原花色素低聚体微乳液(0.04％)5d 7-酮基胆固醇生成量GC图。
具体实施方式
下面根据实施例比较说明本申请方案的确定过程，通过实施例的解释说明，本发明的非显而易见性和其相对于现有技术的进步得到更明显的体现。
实施例1-实施例4中涉及的物质和体系的制备过程大致如下：
杨梅叶原花色素低聚体通过以下步骤制备得到：
1、将杨梅叶粉碎，过40目筛，70％丙酮萃取，-50℃下冷冻干燥24小时，得黄棕色粉末；其中，杨梅叶原花色素的纯度≥35％(质量％)；所述70％丙酮由丙酮和水按照体积比70:30混合得到；
2、将步骤1得到的黄棕色粉末经HPD-500大孔树脂纯化后，再经Sephadex LH-20纯化，经90％甲醇和50％丙酮洗脱，收集丙酮相，-50℃下冷冻干燥24小时，得到黄棕色粉末；其中，杨梅叶原花色素的纯度≥85％(质量％)；所述90％甲醇由甲醇和水按照体积比90:10混合得到，所述50％丙酮由丙酮和水按照体积比50:50混合得到；
3、将步骤2制备的黄棕色粉末与无水乙醇按10g/40mL的比例混合，得混合料液，对混合料液进行超声降解，超声条件为脉冲时间2秒，占空比66.7％，声强300W/cm2，总时间20分钟。
混合料液的容器被置于恒温槽中，可以选用探头式脉冲超声波仪器，探头插入混合料液的液面下1cm，混合料液的深度保持6～8cm，恒温槽的温度为15℃。
4、将超声处理后的混合料液倒入旋蒸容器中，加入与步骤3超声讲解后的混合料液等体积的蒸馏水，50～60℃真空旋蒸，除去乙醇，-50℃下真空冷冻干燥24小时，得到棕红色粉末，即为杨梅叶原花色素低聚体。
加入了促氧化剂的乳化体系制备过程为：按照吐温-20、PBS比例1:50(v/v)配制吐温-PBS乳化液；加入AAPH作为促氧化剂，其在乳化体系中的重量比为0.3％，充分混合均匀，应无分层现象。
加入了促氧化剂的杨梅叶原花色素低聚体微乳液抗氧化体系的制备过程为：按照杨梅叶原花色素低聚体与乳化体系的重量比为0.02～0.04％，以乳化体系为基准，称取杨梅叶原花色素低聚体。将称取好的杨梅叶原花色素溶于吐温-PBS乳化液中，充分溶解，得到杨梅叶原花色素低聚体微乳液；所述体系能确保杨梅叶原花色素被全部溶解即可。
按照比例在杨梅叶原花色素低聚体微乳液中添加亚油酸或胆固醇；
所述亚油酸按照其与杨梅叶原花色素低聚体微乳液体积比为0.0125％，添加到杨梅叶原花色素低聚体微乳液中，震荡均匀，制得亚油酸-杨梅叶原花色素低聚体微乳液混合体系；
所述胆固醇按照其与杨梅叶原花色素低聚体微乳液比例为1mg:1mL添加，后用匀浆机匀浆，震荡均匀，制得胆固醇-杨梅叶原花色素低聚体微乳液混合体系。
在24小时和48小时后，测定乳化体系中亚油酸的残留量。
在5天后，测定乳化体系中7-酮基胆固醇的生成量。
实施例1：亲水体系中0.02％低聚体杨梅叶原花色素对亚油酸和胆固醇的抗氧化作用
将上述的加入了促氧化剂的乳化体系制备过程中的吐温-PBS乳化液改成不加吐温-20，按照杨梅叶原花色素低聚体与体系的重量比为0.02％，以亲水体系为基准，称取杨梅叶原花色素低聚体，配制PBS-亚油酸和PBS-胆固醇的亲水体系，其余实施方法与上述步骤相同。将亲水体系分装20mL至锥形瓶中，空白为PBS溶液，并以质量分数0.02％的BHT和TBHQ的PBS溶液作为阳性对照。将亚油酸-PBS亲水性体系置于37℃水浴摇床中敞口放置，并随机调整它们在水浴锅中的位置，以保证各组温度条件相同，用GC-MS测定24小时以及48小时后亚油酸的残留量。将胆固醇-PBS亲水性体系置于60℃水浴摇床中敞口放置，并随机调整它们在水浴锅中的位置，以保证各组温度条件相同，5天后用GC-MS测定7-酮基胆固醇的含量，可知胆固醇氧化程度。实验结果如表1、图1和图5所示。
表1
GC-MS测定结果显示，对比空白组，杨梅叶原花色素低聚体对亚油酸含量减少，以及对胆固醇的最终氧化产物7-酮基胆固醇的含量增加有抑制作用，能抑制亚油酸和胆固醇的氧化。实施例2：亲水体系中0.04％低聚体杨梅叶原花色素对亚油酸和胆固醇的抗氧化作用
将实施例1中，杨梅叶原花色素低聚体与亲水体系的重量比改为0.04％，其余步骤与实施例1相同。分别配制PBS-亚油酸和PBS-胆固醇的亲水体系，将亲水体系分装20mL至锥形瓶中，空白为PBS溶液，并以质量分数0.02％的BHT和TBHQ的PBS溶液作为阳性对照。用GC-MS测定24小时以及48小时后亚油酸的残留量，5天后测定7-酮基胆固醇的含量。实验结果如表2、图2和图6所示。
表2
GC-MS测定结果显示，对比空白组，杨梅叶原花色素低聚体对亚油酸含量减少，以及对胆固醇的最终氧化产物7-酮基胆固醇的含量增加有抑制作用，能抑制亚油酸和胆固醇的氧化。对比添加0.02％原花色素低聚体的体系，0.04％组的抗油脂氧化效果更明显，说明低聚体原花色素的抗氧化效果随着剂量的增加而提高。
实施例3：0.02％杨梅叶原花色素低聚体微乳液对亚油酸和胆固醇的抗氧化作用
按照吐温-20、PBS比例1:50(v/v)配制吐温-PBS乳化液，加入AAPH作为促氧化剂，其在乳化体系中的重量比为0.3％，充分混合均匀，应无分层现象。按照杨梅叶原花色素低聚体与乳化体系的重量比为0.02％配制杨梅叶原花色素低聚体微乳液。其余步骤与实施例1相同。实验结果表3、图3和图7所示。
表3
GC-MS测定结果显示，在乳化体系中，相比亲水体系中更高剂量的低聚体杨梅叶原花色素(0.04％)，杨梅叶原花色素微乳液(0.02％)对亚油酸含量减少，尤其对胆固醇的最终氧化产物7-酮基胆固醇的含量增加起到更为明显的抑制作用。说明微乳液体系显著改善了杨梅叶原花色素的抗氧化能力。
实施例4：0.04％体杨梅叶原花色素低聚体微乳液对亚油酸和胆固醇的抗氧化作用
按照吐温-20、PBS比例1:50(v/v)配制吐温-PBS乳化液，加入AAPH作为促氧化剂，其在乳化体系中的重量比为0.3％，充分混合均匀，应无分层现象。按照杨梅叶原花色素低聚体与乳化体系的重量比为0.04％配制杨梅叶原花色素低聚体微乳液。其余步骤与实施例1相同。实验结果表4、图4和图8所示。
表4
GC-MS测定结果显示，在乳化体系中，相比亲水体系中更高剂量的低聚体杨梅叶原花色素(0.04％)，杨梅叶原花色素微乳液(0.02％)对亚油酸含量减少，尤其对胆固醇的最终氧化产物7-酮基胆固醇的含量增加起到更为明显的抑制作用。说明微乳液体系显著改善了杨梅叶原花色素的抗氧化能力。
通过以上实施例，可以发现，通过以下方案制备得到的杨梅叶原花色素低聚体微乳液抗氧化体系作为食品抗氧化剂，加入到食品中能够延缓食品的氧化，提高其营养价值：
1、将杨梅叶粉碎，过40目筛，70％丙酮萃取，-50℃下冷冻干燥24小时，得黄棕色粉末；其中，杨梅叶原花色素的纯度≥35％(质量％)；所述70％丙酮由丙酮和水按照体积比70:30混合得到；
2、将步骤1得到的黄棕色粉末经HPD-500大孔树脂纯化后，再经Sephadex LH-20纯化，经90％甲醇和50％丙酮洗脱，收集丙酮相，-50℃下冷冻干燥24小时，得到黄棕色粉末；其中，杨梅叶原花色素的纯度≥85％(质量％)；所述90％甲醇由甲醇和水按照体积比90:10混合得到，所述50％丙酮由丙酮和水按照体积比50:50混合得到；
3、将步骤2制备的黄棕色粉末与无水乙醇按10g/40mL的比例混合，得混合料液，对混合料液进行超声降解，超声条件为脉冲时间2秒，占空比66.7％，声强300W/cm2，总时间20分钟。
混合料液的容器被置于恒温槽中，可以选用探头式脉冲超声波仪器，探头插入混合料液的液面下1cm，混合料液的深度保持6～8cm，恒温槽的温度为15℃。超声条件为脉冲时间2秒，占空比66.7％，声强300W/cm2，总时间20分钟；此条件下可将平均聚合度为7.3的杨梅叶原花色素(纯度≥85％)降解至平均聚合度3.4(纯度≥75％)。超声降解能够有效提高原花色素的利用率，增强杨梅叶原花色素低聚体在体内的抗氧化能力
4、将超声处理后的混合料液倒入旋蒸容器中，加入与步骤3超声讲解后的混合料液等体积的蒸馏水，50～60℃真空旋蒸，除去乙醇，-50℃下真空冷冻干燥24小时，得到棕红色粉末，即为杨梅叶原花色素低聚体。
5、将吐温-20、PBS按照比例1:50(v/v)混合均匀，配制吐温-PBS乳化液；
6、将步骤4所得杨梅叶原花色素低聚体按照质量比0.02-0.04:100加入到步骤5配制的吐温-PBS乳化液中，得到杨梅叶原花色素低聚体微乳液抗氧化体系。
最后，还有注意的是，以上例举的仅是本发明的若干个具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种杨梅叶原花色素低聚体微乳液抗氧化体系，其特征在于，它通过以下方法制备得到：
(1)、将杨梅叶粉碎，过40目筛，70％丙酮萃取，-50℃下冷冻干燥24小时，得黄棕色粉末；其中，杨梅叶原花色素的纯度≥35％(质量％)；所述70％丙酮由丙酮和水按照体积比70:30混合得到；
(2)、将步骤1得到的黄棕色粉末经HPD-500大孔树脂纯化后，再经Sephadex LH-20纯化，经90％甲醇和50％丙酮洗脱，收集丙酮相，-50℃下冷冻干燥24小时，得到黄棕色粉末；其中，杨梅叶原花色素的纯度≥85％(质量％)；所述90％甲醇由甲醇和水按照体积比90:10混合得到，所述50％丙酮由丙酮和水按照体积比50:50混合得到；
(3)、将步骤2制备的黄棕色粉末与无水乙醇按10g/40mL的比例混合，得混合料液，对混合料液进行超声降解，超声条件为脉冲时间2秒，占空比66.7％，声强300W/cm2，总时间20分钟；
(4)、将超声处理后的混合料液倒入旋蒸容器中，加入等体积的蒸馏水，50～60℃真空旋蒸，除去乙醇，-50℃下真空冷冻干燥24小时，得到棕红色粉末，即为杨梅叶原花色素低聚体；
(5)、将吐温-20、PBS按照比例1:50(v/v)混合均匀，配制吐温-PBS乳化液；
(6)、将步骤4所得杨梅叶原花色素低聚体按照质量比0.02-0.04:100加入到步骤5配制的吐温-PBS乳化液中，得到杨梅叶原花色素低聚体微乳液抗氧化体系。
2.一种权利要求1所述杨梅叶原花色素低聚体微乳液抗氧化体系作为食品抗氧化剂的用途。
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