CN110037308A - 一种山药多糖粉及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种山药多糖粉及其制备方法，属于食品保健技术领域。本发明的山药多糖粉包括以下质量百分比的原料组分：100份山药、0.7‑2.5份蒙脱土、0.3‑1.1份多孔碳酸钙、0.2‑0.6份柠檬酸钠；制备方法包括：将山药预处理后加入柠檬酸钠打浆制成山药浆液，对山药浆液进行酶解处理，离心，取上清液即为山药多糖浆液，在山药多糖浆液中加入蒙脱土超声搅拌处理，然后再加入多孔碳酸钙，搅拌均匀，制得喷雾液，将喷雾液进行喷雾干燥即得山药多糖粉。本发明制得的山药多糖粉复溶效果好、活性高。

Description

一种山药多糖粉及其制备方法
技术领域
本发明属于食品保健技术领域，涉及一种山药多糖粉及其制备方法。
背景技术
山药是薯蓣科多年生宿根植物山药(Dioscores opposite Thunb.)的块根，主产于河南、广东、广西等省，以河南焦作市(古怀庆府)所产最佳，又称“怀山药”。《本草纲目》记载其能“益肾气，健脾胃，止泻痢，化痰涎，润皮毛”。现代医学研究表明，山药具有增强免疫、抗氧化、抗衰老、抗肿瘤、降血糖等多种生物活性，其主要功效成分是山药多糖。因此山药多糖成为近年来近年来的研究热点。山药多糖的组成和结构比较复杂，采用不同的提取方法分离得到的山药多糖的结构也不尽相同。
目前山药主要的食用方式还是传统的蒸制或煮食后直接食用，关于山药的衍生产品开发如山药饮料、休闲食品、保健品多还处于实验室研发阶段，市场上鲜有售卖。而山药水分含量高，容易腐败，不易保存，山药成熟后如不及时处理，会造成大量损失。如果将山药制成多糖粉，能够处理大量山药，且粉剂容易保存，无论是直接食用还是作为其他产品的原料都很方便。但是山药多糖在提取干燥后的复溶性差，溶解慢、容易结成团，传统的干燥方法常采用高温容易造成山药中热敏物质的损失，冷冻干燥的方式虽然有助于提高复溶性和避免热敏物质的损失，但是成本高，不适用于工业生产。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出了一种复溶效果好、活性高的山药多糖粉。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：
一种山药多糖粉，所述山药多糖粉包括以下质量百分比的原料组分，
山药：100份，
蒙脱土：0.7-2.5份，
多孔碳酸钙：0.3-1.1份，
柠檬酸钠：0.2-0.6份。
本发明通过合理配伍山药多糖粉的组分，有效提高了山药多糖粉的复溶性，降低了在干燥热处理时热敏物质的损失，提高了山药多糖中有效物质的保存率。其中，蒙脱土具有独特的层状纳米结构，在多糖粉的制备过程中，多糖中的活性高分子链能够插入到其片层之间，形成受限空间，从而使多糖中活性物质在加热干燥处理时分子结构免受破坏。同时，蒙脱土还有抑菌的功效。但是蒙脱土含量不宜过多，否则会影响山药多糖的流变性能，导致喷雾干燥不易进行。多孔碳酸钙的多孔结构能够容纳山药多糖大分子及蒙脱土，从而可作为山药多糖的骨架，赋予山药多糖粉成品以较好的流动性和分散性。同时，多孔碳酸钙表面具有丰富的氢键等活性键，能够与山药多糖分子产生吸附作用，在复溶时水分子迅速进入多孔碳酸钙的多孔结构，产生吸附作用的氢键在水分大量存在的情况下断裂，从而能有效提高其复溶性，其他键连接能保证复溶后溶液的稳定性。柠檬酸钠作为护色剂能够避免多糖粉在制备过程中的颜色变化。
作为优选，所述多孔碳酸钙的粒径为200-500nm。
虽然多孔碳酸钙能够提高山药多糖粉的复溶速度，但多孔碳酸钙的粒径不能过大，否则会降低山药多糖粉的复溶稳定性，复溶后的山药多糖粉长时间放置后产生分层沉淀等不良现象。
本发明的另一目的在于提供一种山药多糖粉的制备方法，所述的制备方法包括以下步骤：
S1、制备山药多糖浆液：将山药预处理后加入柠檬酸钠打浆制成山药浆液，对山药浆液进行酶解处理，离心，取上清液即为山药多糖浆液；
S2、制备山药多糖粉：在山药多糖浆液中加入蒙脱土超声搅拌处理，然后再加入多孔碳酸钙，搅拌均匀，制得喷雾液，将喷雾液进行喷雾干燥即得山药多糖粉。
作为优选，所述预处理包括分拣、清洗和去皮。
作为优选，所述步骤S1中酶解处理所用的酶为纤维素酶、木聚糖酶和蛋白酶的复合物。
山药浆液中存在大量不溶性纤维素，而山药多糖的主要成分为木聚糖，木聚糖中的主要成分之一为不溶性木聚糖，其与山药中其他高分子链连接，还有一定含量的多糖与蛋白组成的糖蛋白，本发明采用纤维素酶、木聚糖酶和蛋白酶联用，将这些联接打破，大大提高了山药多糖的提取率。
作为优选，所述酶解处理的温度为30-50℃，时间为80-150min。
本发明山药多糖浆液在低温条件下进行，有效保证了提取多糖的活性和热敏物质的留存。
作为优选，所述步骤S2中超声搅拌处理的超声功率为350-500w，时间为3-6min。
本发明先将蒙脱土与山药多糖浆液混合进行超声处理，超声处理能够提高山药多糖和蒙脱土的活性，增加山药多糖进入蒙脱土片层结构间的比例，从而降低山药多糖中热敏性物质和多糖活性被高温破坏的可能性。如果同时将蒙脱土、多孔碳酸钙、一起加入到山药多糖浆液中，多孔碳酸钙会影响山药多糖与蒙脱土的结合，从而影响山药多糖的活性和热敏物质的保留。
作为优选，所述步骤S3中进行喷雾干燥前还包括在喷雾液中加入碳酸氢钠微球的步骤。
作为优选，所述碳酸氢钠微球为碳酸氢钠和固态脂肪的混合物。
作为优选，所述固态脂肪的融点为50-85℃。
作为优选，所述碳酸氢钠微球的加入量为喷雾液质量的0.8-1.7％。
本发明在喷雾液中加入碳酸氢钠微球，喷雾干燥时，碳酸氢钠微球中固态脂肪在高温下融化，碳酸氢钠在高温作用下发生分解反应产生气体，在山药多糖粉中形成气孔结构，复溶时该气孔结构有助于水分的吸收，从而提高了山药多糖粉的蓬松度及复溶性。本发明在碳酸氢钠微球中引入固态脂肪，使碳酸氢钠能够实现均匀放气，防止碳酸氢钠在受热时突然大量放气造成气孔不均一。固态脂肪的融点不能过低，否则融化过快，反应过快，气孔形成粗大，不均一，影响复溶效果，而融点过高，反应过慢，会大大减少气孔形成，并使气孔尺寸大大减小，严重影响复溶效果。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明通过合理配伍山药多糖粉的原料组分，并通过特定的制备方法，有效提高了山药多糖粉的复溶速度、复溶稳定性和活性，并保证了其中热敏物质的有效保留，可用于直接食用或用作相关产品的原材料。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
实施例1
本实施例中的山药多糖粉包括以下质量百分比的原料组分，
山药：100份，
蒙脱土：1.6份，
多孔碳酸钙：0.7份，
柠檬酸钠：0.4份，
多孔碳酸钙的平均粒径为300nm。
实施例2
本实施例中的山药多糖粉包括以下质量百分比的原料组分，
山药：100份，
蒙脱土：0.7份，
多孔碳酸钙：1.1份，
柠檬酸钠：0.2份，
多孔碳酸钙的平均粒径为200nm。
实施例3
本实施例中的山药多糖粉包括以下质量百分比的原料组分，
山药：100份，
蒙脱土：2.5份，
多孔碳酸钙：0.3份，
柠檬酸钠：0.6份，
多孔碳酸钙的平均粒径为500nm。
实施例4
本实施例中山药多糖粉的制备方法按照实施例1中的原料组分计算，具体包括以下步骤：
(1)制备山药多糖浆液：将山药分拣、清洗、去皮后加入柠檬酸钠和与山药等重的清水打浆制成山药浆液，在山药浆液中加入.复合酶，复合酶为重量比为2:1:1的纤维素酶、木聚糖酶和蛋白酶的复合物，加热到43℃，保温酶解处理120min，然后离心，取上清液即为山药多糖浆液；
(2)制备山药多糖粉：在山药多糖浆液中加入蒙脱土，以440w的超声功率超声搅拌处理5min，然后再加入多孔碳酸钙，搅拌均匀，制得喷雾液；
(3)喷雾干燥：在喷雾液中加入喷雾液质量1.2％的碳酸氢钠微球，喷雾干燥即得山药多糖粉，其中碳酸氢钠微球为重量比为1:1的碳酸氢钠和固态脂肪的混合物，固态脂肪的融点为65℃。
实施例5
本实施例中山药多糖粉的制备方法按照实施例1中的原料组分计算，具体包括以下步骤：
(1)制备山药多糖浆液：将山药分拣、清洗、去皮后加入柠檬酸钠和与山药等重的清水打浆制成山药浆液，在山药浆液中加入复合酶，复合酶为重量比为2:1:1的纤维素酶、木聚糖酶和蛋白酶的复合物，加热到30℃，保温酶解处理150min，然后离心，取上清液即为山药多糖浆液；
(2)制备山药多糖粉：在山药多糖浆液中加入蒙脱土，以350w的超声功率超声搅拌处理6min，然后再加入多孔碳酸钙，搅拌均匀，制得喷雾液；
(3)喷雾干燥：在喷雾液中加入喷雾液质量0.8％的碳酸氢钠微球，喷雾干燥即得山药多糖粉，其中碳酸氢钠微球为重量比为1:1的碳酸氢钠和固态脂肪的混合物，固态脂肪的融点为85℃。
实施例6
本实施例中山药多糖粉的制备方法按照实施例1中的原料组分计算，具体包括以下步骤：
(1)制备山药多糖浆液：将山药分拣、清洗、去皮后加入柠檬酸钠和与山药等重的清水打浆制成山药浆液，在山药浆液中加入复合酶，复合酶为重量比为2:1:1的纤维素酶、木聚糖酶和蛋白酶的复合物，加热到50℃，保温酶解处理80min，然后离心，取上清液即为山药多糖浆液；
(2)制备山药多糖粉：在山药多糖浆液中加入蒙脱土，以350w的超声功率超声搅拌处理3min，然后再加入多孔碳酸钙，搅拌均匀，制得喷雾液；
(3)喷雾干燥：在喷雾液中加入喷雾液质量1.7％的碳酸氢钠微球，喷雾干燥即得山药多糖粉，其中碳酸氢钠微球为重量比为1:1的碳酸氢钠和固态脂肪的混合物，固态脂肪的融点为50℃。
实施例7-8
分别按照实施例2、3中的原料组分配方准备原材料，按照实施例4中的制备方法进行山药多糖粉的制备。
对比例1
制备山药多糖粉的原料组分中不包括蒙脱土，其他与实施例4相同。
对比例2
制备山药多糖粉的原料组分中不包括多孔碳酸钙，其他与实施例4相同。
对比例3
多孔碳酸钙的平均粒径为600nm，其他与实施例4相同。
对比例4
山药多糖浆液中加入蒙脱土后未进行超声处理，其他与实施例4相同。
对比例5
山药多糖浆液中蒙脱土、多孔碳酸钙同时加入，然后超声搅拌处理，其他与实施例4相同。
对比例6
喷雾液中未加入碳酸氢钠微球，其他与实施例4相同。
采用本发明实施例及对比例中制得的山药多糖粉产品进行性能及动物学实验。
(一)复溶稳定性试验
分别将实施例4-8及对比例1-6中制得的山药多糖粉溶液于水中，观察其复溶效果，具体结果见表1。
表1：实施例4-8及对比例1-6中山药多糖粉的复溶效果
(二)免疫力试验
选取清洁级雄性SD大鼠30只，平均体重为87±3g，按体重相近原则随机分为6组，每组10只大鼠，自由采食和饮水，温度控制在22-25℃，湿度40-60％。6组大鼠中分别按照以下方法进行饲喂，第1组为对照组，饲喂基础日粮，第2-3组分别在基础日粮中添加实施例4、对比例1、对比例2中的山药多糖粉，添加标准为0.3g/kg。
分别于第7d和第21d测定大鼠生长指标，计算每只大鼠日均增重、日均采食量和料肉比，具体结果如下表2所示。
表2：饲喂不同山药多糖粉的大鼠生长指标
由上表可知，饲喂山药多糖粉对提高大鼠的日均增重、日均采食量，降低大鼠的料肉比有明显效果，有利于大鼠的生长。
分别于第7d和第21d每组随机抽取4只大鼠，麻醉后采集大鼠外周血，分别进行激素指标检测和T-淋巴细胞分离培养。
激素指标包括血清中IL-2和TNF-α的含量，通过双抗体放射免疫分析法进行检测，具体结果如下表3所示。
表3：大鼠血清激素指标
IL-2是由T细胞特别是CD4+T细胞在受抗原或有丝分裂原后合成的，是调节细胞介导的免疫的因子，免疫抑制小鼠血清IL-2含量显著提高；TNF-α主要由活化单核巨噬细胞产生，具有广泛的生物学活性，在机体的细胞功能调节、免疫和炎症反应等过程中起重要作用。抗肿瘤作用是它最主要的功能，同时还有抗病毒及细菌，激活T细胞，促进IL-1、IL-2、IL-6的产生及分泌，诱发炎症反应，在宿主防御反应中起重要作用。由表3可知，饲喂山药多糖粉后，大鼠血清中IL-2和TNF-α均明显高于对照组。
T-淋巴细胞分离培养的方法如下：将血样加入肝素抗凝管中，并加入Hanks液稀释一倍，置于离心机中2000rpm离心20min，吸取中间云雾状白细胞层，用无血清RPMI-1640营养液洗两遍，再次1500rpm离心15min，保留沉淀物即为T-淋巴细胞。活细胞计数后，在T-淋巴细胞中加入RPMI-1640培养液，将细胞浓度调整至2.5×106个/mL(细胞数/ml＝4大格细胞总数/4×10000)，形成细胞悬液，按10μg/mL计向细胞悬液中加入ConA。然后将细胞悬液加入到细胞培养板中，每孔100μL，另设无ConA的对照孔和细胞调零孔。将细胞板放入5％CO2、39.5℃培养箱中培养44h后，每孔加入20μL MTT液，继续培养4h后取出，吸出上清液，加入100μL二甲亚砜，继续培养2h，采用MTT法用酶联免疫检测仪于570nm处检测光密度值(Optical Density value，OD value)，作为淋巴细胞增殖的指标。具体结果如下表4所示。
表4：大鼠血清T-淋巴细胞增殖效果
组别 第7d OD值 第21d OD值
对照组 0.023±0.007 0.065±0.012
实施例4 0.086±0.011 0.123±0.008
对比例1 0.052±0.006 0.107±0.015
对比例2 0.043±0.005 0.098±0.017
T-淋巴细胞是执行细胞免疫的主要细胞,受抗原物质刺激后能分化增殖，发生特异性免疫应答、产生抗体或淋巴因子。在体外培养时，细胞受到非特异冷有丝分裂原如ConA等刺激后，能转化为淋巴母细胞，随后淋巴母细胞可发生分裂增殖，根据T细胞的转化率及其产物如肿瘤坏死因子的表达量，可判断机体的细胞免疫功能水平。由表3可知，大鼠在饲喂山药多糖粉后，其外周血T-淋巴细胞转化率高于对照组，表明本发明制备的山药多糖粉能够有效提高大鼠的免疫功能。
综上所述，本发明通过对山药多糖粉原料组分和制备方法的合理选择和改进，有效提高了山药多糖粉的复溶效果和产品活性。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (8)

1.一种山药多糖粉，其特征在于，所述山药多糖粉包括以下质量百分比的原料组分，
山药：100份，
蒙脱土：0.7-2.5份，
多孔碳酸钙：0.3-1.1份，
柠檬酸钠：0.2-0.6份。
2.根据权利要求1所述的山药多糖粉，其特征在于，所述多孔碳酸钙的粒径为200-500nm。
3.一种如权利要求1-2任一权利要求所述的山药多糖粉的制备方法，其特征在于，所述的制备方法包括以下步骤：
S1、制备山药多糖浆液：将山药预处理后加入柠檬酸钠打浆制成山药浆液，对山药浆液进行酶解处理，离心，取上清液即为山药多糖浆液；
S2、制备山药多糖粉：在山药多糖浆液中加入蒙脱土超声搅拌处理，然后再加入多孔碳酸钙，搅拌均匀，制得喷雾液，将喷雾液进行喷雾干燥即得山药多糖粉。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中所述酶解处理所用的酶为纤维素酶、木聚糖酶和蛋白酶的复合物。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中所述酶解处理的温度为30-50℃，时间为80-150min。
6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中进行喷雾干燥前还包括在喷雾液中加入碳酸氢钠微球的步骤。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述碳酸氢钠微球为碳酸氢钠和固态脂肪的混合物。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述固态脂肪的融点为50-85℃。
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