CN112574274B - 一种小麦低聚肽螯合钙的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种小麦低聚肽螯合钙的制备方法，包括以下步骤：S1.将小麦低聚肽加入水中，搅拌至完全溶解得到小麦低聚肽溶液，将小麦低聚肽溶液置于微波炉中微波处理，取出后降至室温得到预处理小麦低聚肽溶液；S2.将预处理小麦低聚肽溶液的pH值调节至5‑6，然后加入无水氯化钙、黑布林皮提取物，加热后搅拌反应，冷却至室温得到反应液；S3.将乙醇水溶液一加入反应液中得到混合液，将混合液用保鲜膜密封，静置过夜后分层形成上清液一和沉淀一，弃去上清液一；S4.将沉淀一离心分离得到上清液二和沉淀二，弃去上清液二，将沉淀二置于烘箱中干燥至恒重，取出后研磨即得。本发明制备出的小麦低聚肽螯合钙的螯合率较高，抗氧化性能、热稳定性较好。
Description
技术领域
本发明涉及一种小麦低聚肽螯合钙的制备方法。
背景技术
钙在人体中含量约为1300g，占人体体重的1.5-2％，是人体中含量最多的无机元素之一，含量仅次于碳、氢、氧、氮。钙是保障人体健康状态的必需元素之一，主要调节人体骨骼生长、肌肉收缩、血液凝固等生理作用，若人体内缺乏钙，会导致骨质疏松、佝偻病等多种疾病，不仅影响儿童骨骼的正常发育，对中老年人的骨骼健康也有很大的影响。我国居民膳食结构以植物性食物为主，钙含量较高的乳类等膳食摄入很少，长此以往造成了中国居民膳食中钙含量摄入普遍较低，只能达到钙推荐摄入量的50％左右，因此，随着人们生活水平及营养意识的提高，钙营养问题成为了人们日益关注的问题，同时也是膳食结构面临的严峻挑战及研究重点。补钙产品经历了无机钙盐、有机酸钙盐、新型有机钙盐三个阶段，由于前两种补钙产品存在吸收利用度低、溶解性差、价格高的缺点，所以有机钙更受欢迎。有机钙中，低聚肽螯合钙相比氨基酸螯合钙具有更好的稳定性及更高的吸收效率，因此低聚肽螯合钙成为了当下研究的热点。
我国小麦产量位居所有谷物之首，而小麦蛋白是小麦淀粉加工的副产物，但是关于小麦蛋白的再加工鲜有报道，造成了资源的大量浪费。经研究表明，小麦蛋白水解制得小麦低聚肽具有调节人体免疫、抗氧化活性、抑制癌症活性、抑制血管紧张素转化酶活性等重要的生理活性。研究表明，运用动物体内存在的小肽转运系统，将肽与金属离子鳌合，可有效提高金属的生物利用度，目前国内外关于小麦低聚肽鳌合钙离子在提高人体钙利用度方面鲜有报道。
申请号为CN201811116747.8的中国发明公开了“一种高钙含量肽钙螯合物的制备方法”，将胶原肽溶液加入CaCl，溶解搅拌，调pH为8.1-8.3，52-56℃水浴螯合50-60min，旋转蒸发仪浓缩，用8倍体积的无水乙醇沉淀4-6h，以4500r/min转速离心15-20min，于44-46℃、94-96Pa压强下真空冷冻干燥即得。该专利存在的问题是其制备得到的肽钙螯合物的螯合率不高，抗氧化性能、热稳定性也不佳。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种小麦低聚肽螯合钙的制备方法，制备出的小麦低聚肽螯合钙的螯合率较高，抗氧化性能、热稳定性较好。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
一种小麦低聚肽螯合钙的制备方法，包括以下步骤：
S1.将小麦低聚肽加入水中，搅拌至完全溶解得到小麦低聚肽溶液，将小麦低聚肽溶液置于微波炉中微波处理30秒，取出后5秒内降至室温得到预处理小麦低聚肽溶液；
S2.将步骤S1所得预处理小麦低聚肽溶液的pH值调节至5-6，然后加入无水氯化钙、黑布林皮提取物，加热至35-45℃后搅拌反应40-50分钟，冷却至室温得到反应液；
S3.将乙醇水溶液一加入步骤S2所得反应液中得到混合液，将混合液用保鲜膜密封，静置过夜后分层形成上清液一和沉淀一，弃去上清液一；
S4.将步骤S3所得沉淀一离心分离15-20分钟得到上清液二和沉淀二，弃去上清液二，将沉淀二置于烘箱中干燥至恒重，取出后研磨得到小麦低聚肽螯合钙。
进一步地，本发明所述步骤S1、S2中，小麦低聚肽、水、微波炉的微波功率、无水氯化钙、黑布林皮提取物的比例为(5-7)g:100mL:50W:1g:0.1g。
进一步地，本发明所述步骤S2中，黑布林皮提取物的制备步骤为：
将黑布林的果皮研磨得到黑布林皮粉，将黑布林皮粉、果胶酶混合，加热至65℃后静置50分钟，然后加入乙醇水溶液二，加热至75℃后提取1.5小时得到提取液，将提取液减压过滤得到滤液，将滤液旋蒸浓缩回收乙醇后真空冷冻干燥得到黑布林皮提取物。
进一步地，本发明所述黑布林皮提取物的制备步骤中：乙醇水溶液二中乙醇的体积浓度为75％，黑布林皮粉、果胶酶、乙醇水溶液二的比例为1g:1mg:8mL。
进一步地，本发明所述步骤S3中，乙醇水溶液一中乙醇的体积浓度为95％，乙醇水溶液一、步骤S2所得反应液的体积比为4:1。
进一步地，本发明所述步骤S4中，离心分离的速度为4000rpm。
进一步地，本发明所述步骤S4中，烘箱的温度为37℃。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1)本发明主要通过小麦低聚肽与氯化钙进行螯合反应，再经醇沉、离心、干燥等步骤制备得到小麦低聚肽螯合钙，在螯合反应之前本发明对小麦低聚肽溶解于水后形成的水溶液进行了短时微波加热后迅速降温的预处理，这样处理能提高小麦低聚肽的反应活性，从而提高螯合率，此外还能提高小麦低聚肽螯合钙的抗氧化性能。
2)本发明在螯合反应时还使用了黑布林皮提取物，其由黑布林的果皮经酶解醇提制成，能提高小麦低聚肽与氯化钙的螯合反应程度，进一步提高螯合率，此外黑布林皮提取物还具有优良的抗氧化活性、热稳定性能和抗菌活性，因而还能提高小麦低聚肽螯合钙的抗氧化性能、热稳定性以及抗菌性能。
具体实施方式
下面将结合具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例及其说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
实施例1
小麦低聚肽螯合钙的制备方法，包括以下步骤：
S1.将小麦低聚肽加入水中，搅拌至完全溶解得到小麦低聚肽溶液，将小麦低聚肽溶液置于微波炉中微波处理30秒，取出后5秒内降至室温得到预处理小麦低聚肽溶液；
S2.将步骤S1所得预处理小麦低聚肽溶液的pH值调节至5，然后加入无水氯化钙、黑布林皮提取物，加热至40℃后搅拌反应45分钟，冷却至室温得到反应液，小麦低聚肽、水、微波炉的微波功率、无水氯化钙、黑布林皮提取物的比例为6g:100mL:50W:1g:0.1g；
S3.将乙醇水溶液一加入步骤S2所得反应液中得到混合液，乙醇水溶液一中乙醇的体积浓度为95％，乙醇水溶液一、步骤S2所得反应液的体积比为4:1，将混合液用保鲜膜密封，静置过夜后分层形成上清液一和沉淀一，弃去上清液一；
S4.将步骤S3所得沉淀一4000rpm速度下离心分离20分钟得到上清液二和沉淀二，弃去上清液二，将沉淀二置于37℃的烘箱中干燥至恒重，取出后研磨得到小麦低聚肽螯合钙。
步骤S2中黑布林皮提取物的制备步骤为：
将黑布林的果皮研磨得到黑布林皮粉，将黑布林皮粉、果胶酶混合，加热至65℃后静置50分钟，然后加入乙醇水溶液二，加热至75℃后提取1.5小时得到提取液，将提取液减压过滤得到滤液，将滤液旋蒸浓缩回收乙醇后真空冷冻干燥得到黑布林皮提取物；乙醇水溶液二中乙醇的体积浓度为75％，黑布林皮粉、果胶酶、乙醇水溶液二的比例为1g:1mg:8mL。
实施例2
小麦低聚肽螯合钙的制备方法，包括以下步骤：
S1.将小麦低聚肽加入水中，搅拌至完全溶解得到小麦低聚肽溶液，将小麦低聚肽溶液置于微波炉中微波处理30秒，取出后5秒内降至室温得到预处理小麦低聚肽溶液；
S2.将步骤S1所得预处理小麦低聚肽溶液的pH值调节至6，然后加入无水氯化钙、黑布林皮提取物，加热至35℃后搅拌反应50分钟，冷却至室温得到反应液，小麦低聚肽、水、微波炉的微波功率、无水氯化钙、黑布林皮提取物的比例为7g:100mL:50W:1g:0.1g；
S3.将乙醇水溶液一加入步骤S2所得反应液中得到混合液，乙醇水溶液一中乙醇的体积浓度为95％，乙醇水溶液一、步骤S2所得反应液的体积比为4:1，将混合液用保鲜膜密封，静置过夜后分层形成上清液一和沉淀一，弃去上清液一；
S4.将步骤S3所得沉淀一4000rpm速度下离心分离15分钟得到上清液二和沉淀二，弃去上清液二，将沉淀二置于37℃的烘箱中干燥至恒重，取出后研磨得到小麦低聚肽螯合钙。
步骤S2中黑布林皮提取物的制备步骤与实施例1相同。
实施例3
小麦低聚肽螯合钙的制备方法，包括以下步骤：
S1.将小麦低聚肽加入水中，搅拌至完全溶解得到小麦低聚肽溶液，将小麦低聚肽溶液置于微波炉中微波处理30秒，取出后5秒内降至室温得到预处理小麦低聚肽溶液；
S2.将步骤S1所得预处理小麦低聚肽溶液的pH值调节至5.5，然后加入无水氯化钙、黑布林皮提取物，加热至45℃后搅拌反应40分钟，冷却至室温得到反应液，小麦低聚肽、水、微波炉的微波功率、无水氯化钙、黑布林皮提取物的比例为5g:100mL:50W:1g:0.1g；
S3.将乙醇水溶液一加入步骤S2所得反应液中得到混合液，乙醇水溶液一中乙醇的体积浓度为95％，乙醇水溶液一、步骤S2所得反应液的体积比为4:1，将混合液用保鲜膜密封，静置过夜后分层形成上清液一和沉淀一，弃去上清液一；
S4.将步骤S3所得沉淀一4000rpm速度下离心分离18分钟得到上清液二和沉淀二，弃去上清液二，将沉淀二置于37℃的烘箱中干燥至恒重，取出后研磨得到小麦低聚肽螯合钙。
步骤S2中黑布林皮提取物的制备步骤与实施例1相同。
实施例4
小麦低聚肽螯合钙的制备方法，包括以下步骤：
S1.将小麦低聚肽加入水中，搅拌至完全溶解得到小麦低聚肽溶液，将小麦低聚肽溶液置于微波炉中微波处理30秒，取出后5秒内降至室温得到预处理小麦低聚肽溶液；
S2.将步骤S1所得预处理小麦低聚肽溶液的pH值调节至5.2，然后加入无水氯化钙、黑布林皮提取物，加热至36℃后搅拌反应48分钟，冷却至室温得到反应液，小麦低聚肽、水、微波炉的微波功率、无水氯化钙、黑布林皮提取物的比例为5.5g:100mL:50W:1g:0.1g；
S3.将乙醇水溶液一加入步骤S2所得反应液中得到混合液，乙醇水溶液一中乙醇的体积浓度为95％，乙醇水溶液一、步骤S2所得反应液的体积比为4:1，将混合液用保鲜膜密封，静置过夜后分层形成上清液一和沉淀一，弃去上清液一；
S4.将步骤S3所得沉淀一4000rpm速度下离心分离16分钟得到上清液二和沉淀二，弃去上清液二，将沉淀二置于37℃的烘箱中干燥至恒重，取出后研磨得到小麦低聚肽螯合钙。
步骤S2中黑布林皮提取物的制备步骤与实施例1相同。
参比实施例1
与实施例1不同的是步骤S1改为：将小麦低聚肽加入水中，搅拌至完全溶解得到小麦低聚肽溶液。即步骤S1不包括对小麦低聚肽溶液进行短时微波加热后迅速降温的预处理，步骤S2中预处理小麦低聚肽溶液替换为小麦低聚肽溶液。
参比实施例2
与实施例1不同的是步骤S2中没有添加黑布林皮提取物。
参比实施例3
与实施例1不同的是黑布林皮提取物的制备步骤改为：将黑布林的果皮研磨得到黑布林皮粉，将黑布林皮粉加入乙醇水溶液二，加热至75℃后提取1.5小时得到提取液，将提取液减压过滤得到滤液，将滤液旋蒸浓缩回收乙醇后真空冷冻干燥得到黑布林皮提取物；乙醇水溶液二中乙醇的体积浓度为75％，黑布林皮粉、乙醇水溶液二的比例为1g:8mL。即黑布林皮提取物的制备步骤不包括酶解操作，仅使用醇提进行提取。
对比例：申请号为CN201811116747.8的中国发明的实施例一。
试验例一：螯合率测试
将实施例1-4、参比实施例1-3、对比例制得的产物分别配制成50g/L的肽螯合钙溶液，使用Ca试剂盒(南京健诚生物工程研究所)按下式计算螯合物钙离子含量：
然后根据钙离子含量按照下式计算鳌合率：
实施例1-4、参比实施例1-3以及对比例的螯合率的测试结果如表1所示：
| 螯合率(％) | |
| 实施例1 | 82.54 |
| 实施例2 | 82.28 |
| 实施例3 | 81.93 |
| 实施例4 | 82.30 |
| 参比实施例1 | 77.46 |
| 参比实施例2 | 78.15 |
| 参比实施例3 | 80.47 |
| 对比例 | 69.89 |
表1
从表1可看出，本发明实施例1-4的螯合率明显高于对比例。参比实施例1-3的部分步骤与实施例1不同，参比实施例1、2的螯合率均下降很多，说明螯合反应前对小麦低聚肽溶液进行的预处理以及螯合反应时使用的黑布林皮提取物均能有效提高螯合率；参比实施例3的螯合率比参比实施例2高一些，说明相对于仅使用醇提进行提取而言，使用酶解醇提得到的黑布林皮提取物对螯合率的提高效果更好。
试验例二：抗氧化性能测试
参考硫代巴比妥酸法，将0.2mL亚油酸加入试管中，然后加入10mL乙醇体积浓度为99.5％的乙醇水溶液、10mL浓度为50mol/L的磷酸盐缓冲液，再将50mg样品(实施例1-4、参比实施例1-3以及对比例制得的产物)分别加入试管中，用蒸馏水定容至25mL，置于培养箱中40℃下培养7天得到混合液。配制TBA溶液：将0.8mL水、0.2mL质量浓度为8.1％的SDS溶液、1.5mL质量浓度为20％的醋酸溶液混合，用浓度为10mol/L的氢氧化钠液、1.5mL质量浓度为0.8％的TBA溶液调节pH值至3.5。将亚油酸加入混合液中，5℃下培养1小时后100℃下加热1小时。测定吸光度，以生育酚的抗氧化性能作对照比较，按照下式计算出抑制率：
式中，A为加50μL去离子水、0.2mL亚油酸的吸光度；B为加50mg样品、0.2mL亚油酸的吸光度；C为加50μL生育酚、0.2mL亚油酸的吸光度。
抑制率越高表明抗氧化性能越好，测试结果如表2所示：
| 抑制率(％) | |
| 实施例1 | 94.28 |
| 实施例2 | 92.56 |
| 实施例3 | 91.84 |
| 实施例4 | 93.37 |
| 参比实施例1 | 82.63 |
| 参比实施例2 | 81.42 |
| 参比实施例3 | 86.75 |
| 对比例 | 72.91 |
表2
从表2可看出，本发明实施例1-4的抑制率明显高于对比例，表明本发明制得的小麦低聚肽螯合钙具有较好的抗氧化性能。参比实施例1-3的部分步骤与实施例1不同，参比实施例1、2的抑制率均下降很多，说明螯合反应前对小麦低聚肽溶液进行的预处理以及螯合反应时使用的黑布林皮提取物均能有效提高小麦低聚肽螯合钙的抗氧化性能；参比实施例3的抑制率比参比实施例2高一些，说明相对于仅使用醇提进行提取而言，使用酶解醇提得到的黑布林皮提取物对抗氧化性能的提高效果更好。
试验例三：热稳定性测试
将实施例1-4、参比实施例1-3、对比例制得的产物分别配制成5g/L的肽螯合钙溶液，加热至100℃后保温1小时，按照试验例一中的方法测定各肽螯合钙溶液的钙含量，按照下式计算出钙保留率：
钙保留率越高表明热稳定性越好，测试结果如表3所示：
表3
从表3可看出，本发明实施例1-4的钙保留率均明显高于对比例，表明本发明制得的小麦低聚肽螯合钙具有较好的热稳定性。参比实施例1-3的部分步骤与实施例1不同，参比实施例2的钙保留率下降很多，说明螯合反应时使用的黑布林皮提取物能有效提高小麦低聚肽螯合钙的热稳定性；参比实施例3的钙保留率比参比实施例2高一些，说明相对于仅使用醇提进行提取而言，使用酶解醇提得到的黑布林皮提取物对热稳定性的提高效果更好。
试验例四：抗菌性能测试
吸取0.1mL浓度为6×108CFU/mL的菌悬液(金黄色葡萄球菌)均匀涂布于培养基表面，将灭菌后的8个牛津杯置于培养皿中，分别加入200μL实施例1-4、参比实施例1-3、对比例制得的产物，将培养皿4℃下放置2小时后37℃下培养24小时，用游标卡尺测定抑菌圈直径。
抑菌圈直径越大表明抗菌性能越好，测试结果如表4所示：
表4
从表4可看出，本发明实施例1-4的抑菌圈直径明显大于对比例，表明本发明制得的小麦低聚肽螯合钙具有较好的抗菌性能。参比实施例1-3的部分步骤与实施例1不同，参比实施例2的抑菌圈直径减小不少，说明螯合反应时使用的黑布林皮提取物能有效提高小麦低聚肽螯合钙的抗菌性能；参比实施例3的抑菌圈直径比参比实施例2大一些，说明相对于仅使用醇提进行提取而言，使用酶解醇提得到的黑布林皮提取物对抗菌性能的提高效果更好。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (3)
1.一种小麦低聚肽螯合钙的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1.将小麦低聚肽加入水中，搅拌至完全溶解得到小麦低聚肽溶液，将小麦低聚肽溶液置于微波炉中微波处理30秒，取出后5秒内降至室温得到预处理小麦低聚肽溶液；
S2.将步骤S1所得预处理小麦低聚肽溶液的pH值调节至5-6，然后加入无水氯化钙、黑布林皮提取物，加热至35-45℃后搅拌反应40-50分钟，冷却至室温得到反应液，小麦低聚肽、水、微波炉的微波功率、无水氯化钙、黑布林皮提取物的比例为(5-7)g:100mL:50W:1g:0.1g；
S3.将乙醇水溶液一加入步骤S2所得反应液中得到混合液，将混合液用保鲜膜密封，静置过夜后分层形成上清液一和沉淀一，弃去上清液一；乙醇水溶液一中乙醇的体积浓度为95％，乙醇水溶液一、步骤S2所得反应液的体积比为4:1；
S4.将步骤S3所得沉淀一离心分离15-20分钟得到上清液二和沉淀二，弃去上清液二，将沉淀二置于烘箱中干燥至恒重，取出后研磨得到小麦低聚肽螯合钙；
步骤S2中，黑布林皮提取物的制备步骤为：
将黑布林的果皮研磨得到黑布林皮粉，将黑布林皮粉、果胶酶混合，加热至65℃后静置50分钟，然后加入乙醇水溶液二，加热至75℃后提取1.5小时得到提取液，将提取液减压过滤得到滤液，将滤液旋蒸浓缩回收乙醇后真空冷冻干燥得到黑布林皮提取物；乙醇水溶液二中乙醇的体积浓度为75％，黑布林皮粉、果胶酶、乙醇水溶液二的比例为1g:1mg:8mL。
2.根据权利要求1所述的一种小麦低聚肽螯合钙的制备方法，其特征在于：所述步骤S4中，离心分离的速度为4000rpm。
3.根据权利要求2所述的一种小麦低聚肽螯合钙的制备方法，其特征在于：所述步骤S4中，烘箱的温度为37℃。
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