CN106666380A - 一种富含降糖因子的复合食品基料的制备方法及其应用 - Google Patents

一种富含降糖因子的复合食品基料的制备方法及其应用 Download PDF

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邹宇晓
廖森泰
刘凡
沈维治
王思远
穆利霞
李倩
林光月
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Abstract

本发明公开了一种富含降糖因子的复合食品基料的制备方法：a）取燕麦麸皮，加入蒸馏水，加入糖化酶进行酶解，灭菌，得到糖化燕麦麸皮溶液；b）将糖化燕麦麸皮溶液接种酿酒酵母，同时添加无机铬进行发酵，得到燕麦麸皮富铬酵母复合液；c）取干燥桑叶粉于提取罐中，加入0.05 mol/L的盐酸‑乙醇溶液，30~50℃提取60~150min，离心10~20min，取上清液，残渣再重复上述步骤提取1~2次，合并，得到富含脱氧野尻霉素桑叶提取液；d）将燕麦麸皮富铬酵母复合液和富含脱氧野尻霉素桑叶提取液进行混合，浓缩、干燥，即得。本发明基本都在低温条件下完成，能够有效地避免了脱氧野尻霉素、燕麦β‑葡聚糖和葡萄糖耐量因子三种天然活性成分的变化，保障了复合食品基料的营养品质。

Description

一种富含降糖因子的复合食品基料的制备方法及其应用
技术领域
本发明涉及食品加工领域，特别涉及一种富含降糖因子的复合食品基料的制备方法及其应用。
背景技术
燕麦麸皮是燕麦加工过程中被遗弃的产物，麸皮中包含了一定比例的胚乳，并且具有高比例的蛋白质和膳食纤维，在其水溶性膳食纤维中，最主要的成分是燕麦β-葡聚糖，含量一般为7~9%，具有调节血脂、血糖代谢和预防肠癌等多种疾病的作用。但是目前燕麦麸皮中的燕麦β-葡聚糖的常规提取方法为水提法，β-葡聚糖的含量的提取率仅能达到3~5%。
桑叶中的脱氧野尻霉素，在自然界中含量最高，作为一种糖苷酶抑制剂，可以防止血糖浓度升高，具有降血糖、抗病毒和抗肿瘤转移等作用。现有桑叶中提取脱氧野尻霉素一般为煎煮法、渗漉法，煎煮法受热时间长、温度高、脱氧野尻霉素易被破坏；渗漉法生产工艺长、溶媒用量大、提取液处理工艺繁琐、生物碱提取率低。
到目前为止，还未发现有将特定制备方法得到的燕麦β-葡聚糖、特定制备方法得到的脱氧野尻霉素等降糖成分集于一体的复合食品基料，并将该复合食品基料用作预防糖尿病的食品或保健食品作为原料的相关报道。
发明内容
为了克服现有技术中存在的缺陷或不足，本发明的目的在于提供一种富含降糖因子的复合食品基料的制备方法。
本发明采用以下技术方案来实现本发明的目的：
一种富含降糖因子的复合食品基料的制备方法，包括以下步骤：
a）取燕麦麸皮，加入蒸馏水，加入糖化酶进行酶解，得到糖化燕麦麸皮酶解液，灭菌，得到糖化燕麦麸皮溶液；
b）将糖化燕麦麸皮溶液接种酿酒酵母，同时添加无机铬进行发酵，制备得到燕麦麸皮富铬酵母复合液；
c）取干燥桑叶粉于提取罐中，加入0.05 mol/L的盐酸-乙醇溶液，30~40℃提取60~150min，以11000~13000r/min离心10~20min，取上清液，残渣再重复上述步骤提取1~2次，合并多次提取液，得到富含脱氧野尻霉素桑叶提取液；
d）将步骤b）得到的燕麦麸皮富铬酵母复合液和步骤c）得到的富含脱氧野尻霉素桑叶提取液进行混合，浓缩、干燥，即得富含降血糖因子的复合食品基料。
其中，步骤a）中，所述燕麦麸皮与蒸馏水的料液比为1:10~1:30。
其中，步骤a）中，所述糖化酶为α-淀粉酶，所述糖化酶的添加量0.5~2.5U/mL，酶解时间10~60min，酶解温度20~40℃，酶解pH6.0~8.0。
其中，步骤a）中，所述灭菌的工艺条件为：灭菌温度为121℃，高压蒸汽灭菌30min。
其中，步骤b）中，所述酿酒酵母为酿酒酵母Saccharomyces cerevisiae，无机铬的添加量为5~8mg/mL，酿酒酵母的接种量1.5~3.5×106CFU/mL，发酵时间60~120h，发酵温度24~40℃，发酵pH3.0~5.0。
其中，步骤c）中，所述0.05 mol/L的盐酸-乙醇溶液为用体积分数为30%乙醇稀释浓盐酸至0.05 mol/L；所述桑叶粉与0.05 mol/L的盐酸-乙醇溶液的料液比为1:10~1:30。
其中，步骤d）中，所述燕麦麸皮富铬酵母复合液与富含脱氧野尻霉素桑叶提取液的混合比例为1:1；所述浓缩为减压浓缩，工艺条件为真空度为0.08~0.09MPa，浓缩温度为65~70℃，浓缩时间为80~120 min；所述干燥为真空冷冻干燥，-20~-18℃冷冻12h，真空度维持8Pa，温度-45℃，冻干厚度为0.75-1cm，时间为12-13h。
本发明还公开了上述制备方法得到的富含降糖因子的复合食品基料在预防糖尿病的食品或保健食品中的应用。
本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：
1）本发明通过采用特定的糖化酶将燕麦麸皮中的淀粉水解成糖化燕麦麸皮溶液，然后对其用酿酒酵母Saccharomyces cerevisiae进行发酵，结合不同微生物的发酵产生大量胞外酶的特性，形成协同作用，不仅有效促进了燕麦麸皮中的关键生物活性因子—燕麦β-葡聚糖的溶出与释放，同时利用酵母发酵富集另一种降血糖因子—葡萄糖耐量因子，从而增加复合食品基料的降血糖活性。
2）本发明采用0.05 mol/L的盐酸-乙醇溶液进行多次提取得到富含脱氧野尻霉素桑叶提取液，相比现有的提取方法，具有能耗低、条件温和、方便、提取效率高。
3）本发明的复合食品基料的制备方法，基本都在低温条件下（40℃以下）完成，能够有效地避免了脱氧野尻霉素、燕麦β-葡聚糖和葡萄糖耐量因子三种天然活性成分的变化，保障了复合食品基料的营养品质，将其应用到预防糖尿病的食品或保健食品中，能够起到明显降血糖功效。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明，以下实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受下述实施例的限制。
各项性能测试标准或方法：
燕麦β-葡聚糖的测试方法：
1）主要试剂的配制方法:
β-葡聚糖标准溶液：准确称量0.010g β-葡聚糖，加少量去离子水润湿，70℃水浴助溶，冷却至室温后定容至10mL。使用时稀释10倍配成0.1mg/mL的溶液。
刚果红溶液：称量0.01g刚果红溶解于0.1mol/L、pH=8.0磷酸缓冲溶液中溶解，定容至100mL。
2）测定β-葡聚糖的机理:
β-葡聚糖可以特异地和刚果红(Congo red)结合使其在 545nm 波长有特征吸收峰，利用这一原理，运用紫外分光光度计测定β-葡聚糖的含量，制定标准曲线法对β-葡聚糖进行定量分析。
3）β-葡聚糖标准曲线的绘制及样品中其含量的测定:
取2 mL不同浓度的β-葡聚糖溶液，分别加入4.0 mL刚果红溶液摇匀，20℃下反应10min，以1号管作空白对照，545nm下测定吸光值，绘制β-葡聚糖标准曲线。
样品处理：2 mL一定浓度的样品+4.0mL刚果红，测吸光值，并计算出样品中β-葡聚糖的含量。
脱氧野尻霉素的测试方法：
1）主要试剂的配制方法:
标准溶液的配制：准确称量10 mg 脱氧野尻霉素，加少量去离子溶解，至完全溶解后定容至10mL。使用时稀释不同倍数配成0.2、0.4、0.6、0.8、1.0mg/mL的标准溶液。
2）脱氧野尻霉素标准曲线的绘制及样品中其含量的测定:
取DNJ标准溶液20μl(或桑叶粉提取物140μL)于2mlEP管中，加入0.4mol/L的硼酸盐缓冲液（pH=8.5）169μL，加入5mmol/L的衍生化试剂FMOC-CL(溶于乙腈中)250μL，混匀，30oC恒温水浴30分钟，加入1mol/L的甘氨酸溶液25μL中和剩余的FMOC-CL以终止反应，再加入1%的醋酸溶液66μL,以生成稳定的DNJ-FMOC溶液，用水滴定至707μL，用0.22μm的一次性针头过滤器过滤后，收集滤液，即得测试用溶液。
采用RP-HPLC法测定，色谱柱为ZORBAX SB-C18，检测器为G1362A VWD紫外检测器，检测波长254nm，流动相乙腈-0.1%冰醋酸（体积比40:60），流速1.0mL/min，进样量20μL。重复测定3次。
葡萄糖耐量因子的测试方法：
1）主要试剂的配制方法:
铬标准溶液：准确称取K2Cr2O7（GR，110℃干燥至恒重）0.2829g，用双蒸水溶解后定容于1000mL容量瓶中，得100μg/mL的溶液，用时稀释50倍，即得2μg/mL的铬标准溶液。
2）测定葡萄糖耐量因子的机理:
葡萄量耐量因子主要有效成份为有机铬，在酸性溶液中，铬与二苯胺基脲反应生成紫红色化合物，在波长540nm处该络合物的浓度与吸光度符合朗伯-比尔定律，可用于分光光度测定。摩尔吸光系数为4×104。因此，可通过测定铬的浓度来确定葡萄糖耐量因子的含量。
3）标准曲线的绘制及样品中葡萄糖耐量因子含量的测定:
精确吸取标准铬工作液0、10.0、20.0、30.0、40.0、50.0、60.0mL于100mL三角瓶中，分别加入20%碳酸钠溶液1mL，加4mol/L氢氧化钠溶液0.4mL，加2%高锰酸钾滴至紫红色。煮沸5min，小火微沸，保持紫红色。取下加95%乙醇3mL，摇匀，若加乙醇后显绿色，应稍加热使变棕褐色。过滤，用热水洗三角瓶及滤纸3-5次。各加5mol/L硫酸4mL，加0.5%二苯胺基脲2.0mL，摇匀。补水至100mL，放置15min，在540nm处测吸光度，绘标准曲线。
样品处理：精密称取0.2-0.3g发酵后干燥菌体，加入5mL蒸馏水，混匀，浸泡10h，然后3000rpm离心10min，菌体在60℃干燥，干燥后的酵母菌体置于瓷坩埚中，加1mL20%碳酸钠溶液，摇匀，小心蒸干水分，微火炭化至无烟，移至600℃马弗炉中灰化6h，至白色或淡黄色，取出放冷定容，按二苯胺基脲法于540nm处进行比色测定，根据标准曲线计算出含铬量。
实施例1
一种富含降糖因子的复合食品基料的制备方法，包括以下步骤：
a）取燕麦麸皮，加入料液比为1:20的蒸馏水，加入α-淀粉酶进行酶解，所述糖化酶的添加量1.5U/mL，酶解时间35min，酶解温度30℃，酶解pH7.0，得到糖化燕麦麸皮酶解液，在灭菌温度为121℃，高压蒸汽灭菌30min，得到糖化燕麦麸皮溶液；
b）将糖化燕麦麸皮溶液接种添加量2.5×106CFU/mL的酿酒酵母Saccharomycescerevisiae，同时添加6.5mg/mL的无机铬在发酵温度32℃，发酵pH4.0进行发酵90h，制备得到燕麦麸皮富铬酵母复合液；
c）取干燥桑叶粉于提取罐中，加入料液比为1:20的0.05 mol/L的盐酸-乙醇溶液（用体积分数为30%乙醇稀释浓盐酸至0.05 mol/L），沸水浴提取100min，以12000r/min离心15min，取上清液，残渣再重复上述步骤提取2次，合并多次提取液，得到富含脱氧野尻霉素桑叶提取液；
d）将步骤b）得到的燕麦麸皮富铬酵母复合液和步骤c）得到的富含脱氧野尻霉素桑叶提取液按照质量比为1:1进行混合，减压浓缩，条件为真空度为0.08MPa，浓缩温度为65℃，浓缩时间为100 min；真空冷冻干燥，条件为-20℃冷冻12h，真空度维持8Pa，温度-45℃，冻干厚度为0.75cm，时间为12h；即得富含降血糖因子的复合食品基料。
实施例2
一种富含降糖因子的复合食品基料的制备方法，包括以下步骤：
a）取燕麦麸皮，加入料液比为1:10的蒸馏水，加入α-淀粉酶进行酶解，所述糖化酶的添加量0.5U/mL，酶解时间60min，酶解温度40℃，酶解pH8.0，得到糖化燕麦麸皮酶解液，在灭菌温度为121℃，高压蒸汽灭菌30min，得到糖化燕麦麸皮溶液；
b）将糖化燕麦麸皮溶液接种添加量1.5×106CFU/mL的酿酒酵母Saccharomycescerevisiae，同时添加8mg/mL的无机铬在发酵温度40℃，发酵pH5.0进行发酵120h，制备得到燕麦麸皮富铬酵母复合液；
c）取干燥桑叶粉于提取罐中，加入料液比为1:10的0.05 mol/L的盐酸-乙醇溶液（用体积分数为30%乙醇稀释浓盐酸至0.05 mol/L），沸水浴提取150min，以13000r/min离心20min，取上清液，残渣再重复上述步骤提取1次，合并多次提取液，得到富含脱氧野尻霉素桑叶提取液；
d）将步骤b）得到的燕麦麸皮富铬酵母复合液和步骤c）得到的富含脱氧野尻霉素桑叶提取液按照质量比为1:1进行混合，减压浓缩，条件为真空度为0.08MPa，浓缩温度为65℃，浓缩时间为80 min；真空冷冻干燥，条件为-18℃冷冻12h，真空度维持8Pa，温度-45℃，冻干厚度为0.75cm，时间为12h；即得富含降血糖因子的复合食品基料。
实施例3
一种富含降糖因子的复合食品基料的制备方法，包括以下步骤：
a）取燕麦麸皮，加入料液比为1:30的蒸馏水，加入α-淀粉酶进行酶解，所述糖化酶的添加量2.5U/mL，酶解时间10min，酶解温度20℃，酶解pH6.0，得到糖化燕麦麸皮酶解液，在灭菌温度为121℃，高压蒸汽灭菌30min，得到糖化燕麦麸皮溶液；
b）将糖化燕麦麸皮溶液接种添加量3.5×106CFU/mL的酿酒酵母Saccharomycescerevisiae，同时添加5mg/mL的无机铬在发酵温度24℃，发酵pH3.0进行发酵60h，制备得到燕麦麸皮富铬酵母复合液；
c）取干燥桑叶粉于提取罐中，加入料液比为1:30的0.05 mol/L的盐酸-乙醇溶液（用体积分数为30%乙醇稀释浓盐酸至0.05 mol/L），沸水浴提取60min，以11000r/min离心10min，取上清液，残渣再重复上述步骤提取2次，合并多次提取液，得到富含脱氧野尻霉素桑叶提取液；
d）将步骤b）得到的燕麦麸皮富铬酵母复合液和步骤c）得到的富含脱氧野尻霉素桑叶提取液按照质量比为1:1进行混合，减压浓缩，条件为真空度为0.09MPa，浓缩温度为70℃，浓缩时间为120 min；真空冷冻干燥，条件为-18℃冷冻12h，真空度维持8Pa，温度-45℃，冻干厚度为1cm，时间为13h；即得富含降血糖因子的复合食品基料。
对比例1：
步骤a)：取燕麦麸皮，加入料液比为1:20的蒸馏水，加入α-淀粉酶进行酶解，所述糖化酶的添加量1.5U/mL，酶解时间35min，酶解温度30℃，酶解pH7.0，得到糖化燕麦麸皮酶解液；
步骤b)：采用水提法制备燕麦β-葡聚糖，调节糖化燕麦麸皮酶解液的pH至11.0，时间120 min，温度80℃，1000 r/min离心取上清即得燕麦β-葡聚糖溶液；
其它同实施例1。
对比例2：
步骤c）：取干燥桑叶粉于提取罐中，加入料液比为1:30的去离子水，加热煮沸开始煎煮，时间为60 min，沉淀，过滤取上清即得脱氧野尻霉素溶液；
其它同实施例1。
表1 实施例1-3及对比例1-2制备得到的复合食品基料的降糖因子的含量测试结果
实施例1 实施例2 实施例3 对比例1 对比例2
燕麦β-葡聚糖含量(mg/g) 52.1 56.5 51.3 44 51.5
脱氧野尻霉素含量(mg/g) 4.4 4.6 4.3 4.2 2.3
葡萄糖耐量因子含量(mg/g) 1.2 1.4 1.1 - 1.1
通过DM(diabetes mellitus，糖尿病)小鼠体内试验评价制备得到实施例1-3及对比例1-2食品基料的降血糖活性。
通过对DM小鼠30天内血糖变化观察发现，与模型组相比，前10天，各组DM小鼠血糖值均无明显差异（P>0.05）；第20天时，食品基料各组和拜糖平组小鼠的血糖值均显著降低（P<0.05），明显低于模型组；第30 天实验结束时，各给药组小鼠血糖水平均显著低于模型组（P<0.05），其中，实施例1-3小鼠血糖水平下降要好于对比例1-2。
实验结果表明，通过所述方法制备得到的富含降糖因子的复合食品基料对链脲佐菌素（STZ）诱异的DM小鼠具有良好的降血糖作用，且优于药物对照组（拜糖平组）。
表2 富含降糖因子复合食品基料对STZ所致DM小鼠血糖值的影响（±S）
0 d 10 d 20 d 30 d
空白组 4.38±0.61a 4.79±0.87a 4.63±0.58a 4.55±0.76a
模型组 19.46±1.39b 21.45±1.39b 22.54±1.45c 22.83±2.29c
实施例1 19.15±1.53b 18.21±2.29b 16.96±1.98b 15.96±2.25b
实施例2 19.08±1.80b 18.26±1.94b 16.72±1.48b 15.57±1.82b
实施例3 19.12±1.63b 18.56±2.24b 17.35±2.07b 16.13±2.00b
对比例1 19.14±1.45b 18.71±2.04b 18.05±1.96b 17.34±1.83b
对比例2 19.23±2.32b 18.69±1.96b 17.85±1.75b 16.92±2.33b
拜糖平组 19.34±1.81b 18.73±2.31b 18.04±1.79b 17.56±1.21b
注:表中不同小写字母表示两者之间在0.05水平上有显著差异。

Claims (8)

1.一种富含降糖因子的复合食品基料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
a）取燕麦麸皮，加入蒸馏水，加入糖化酶进行酶解，得到糖化燕麦麸皮酶解液，灭菌，得到糖化燕麦麸皮溶液；
b）将糖化燕麦麸皮溶液接种酿酒酵母，同时添加无机铬进行发酵，制备得到燕麦麸皮富铬酵母复合液；
c）取干燥桑叶粉于提取罐中，加入0.05 mol/L的盐酸-乙醇溶液，30~40℃提取60~150min，以11000 ~13000r/min离心10~20min，取上清液，残渣再重复上述步骤提取1~2次，合并多次提取液，得到富含脱氧野尻霉素桑叶提取液；
d）将步骤b）得到的燕麦麸皮富铬酵母复合液和步骤c）得到的富含脱氧野尻霉素桑叶提取液进行混合，浓缩、干燥，即得富含降血糖因子的复合食品基料。
2.根据权利要求1所述的一种富含降糖因子的复合食品基料的制备方法，其特征在于，步骤a）中，所述燕麦麸皮与蒸馏水的料液比为1:10~1:30。
3.根据权利要求1所述的一种富含降糖因子的复合食品基料的制备方法，其特征在于，步骤a）中，所述糖化酶为α-淀粉酶，所述糖化酶的添加量0.5~2.5U/mL，酶解时间10~60min，酶解温度20~40℃，酶解pH6.0~8.0。
4.根据权利要求1所述的一种富含降糖因子的复合食品基料的制备方法，其特征在于，步骤a）中，所述灭菌的工艺条件为：灭菌温度为121℃，高压蒸汽灭菌30min。
5.根据权利要求1所述的一种富含降糖因子的复合食品基料的制备方法，其特征在于，步骤b）中，所述酿酒酵母为酿酒酵母Saccharomyces cerevisiae，无机铬的添加量为5~8mg/mL，酿酒酵母的接种量1.5~3.5×106CFU/mL，发酵时间60~120h，发酵温度24~40℃，发酵pH3.0~5.0。
6.根据权利要求1所述的一种富含降糖因子的复合食品基料的制备方法，其特征在于，步骤c）中，所述0.05 mol/L的盐酸-乙醇溶液为用体积分数为30%乙醇稀释浓盐酸至0.05mol/L；所述桑叶粉与0.05 mol/L的盐酸-乙醇溶液的料液比为1:10~1:30。
7.根据权利要求1所述的一种富含降糖因子的复合食品基料的制备方法，其特征在于，步骤d）中，所述燕麦麸皮富铬酵母复合液与富含脱氧野尻霉素桑叶提取液的混合比例为1:1；所述浓缩为减压浓缩，工艺条件为真空度为0.08~0.09MPa，浓缩温度为65~70℃，浓缩时间为80~120 min；所述干燥为真空冷冻干燥，-20~-18℃冷冻12h，真空度维持8Pa，温度-45℃，冻干厚度为0.75-1cm，时间为12-13h。
8.如权利要求1-7任一项所述的制备方法得到的一种富含降糖因子的复合食品基料在预防糖尿病的食品或保健食品中的应用。
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