CN113372461B - 一种从富硒百香果皮中提取制备高抗氧化活性的硒多糖的方法 - Google Patents

一种从富硒百香果皮中提取制备高抗氧化活性的硒多糖的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种从富硒百香果皮中提取制备高抗氧化活性的硒多糖的方法，包括以下步骤：预处理得到富硒百香果皮粉，加入培养液，并接入发酵菌种发酵，离心过滤得到沉淀物，向该沉淀物中加入纯净水，以胶体磨进行匀浆，均质后物料过筛，加热并用超高压微射流均质机进行处理；过滤除蛋白后，吸附干燥得到百香果皮硒多糖。本发明可较快速地将百香果皮中的硒多糖提取出来进行利用，相比传统超声波辅助热水浸提方法提取回收率高，提取获得的硒多糖品质好，抗氧化性和降血糖活性高，经济价值效果显著。

Description

一种从富硒百香果皮中提取制备高抗氧化活性的硒多糖的 方法
技术领域
本发明涉及食品加工技术领域，特别涉及一种从富硒百香果皮中提取制备高抗氧化活性的硒多糖的方法。
背景技术
百香果，是西番莲科西番莲属的草质藤本植物，果可生食或作蔬菜。入药具有兴奋、强壮之效。果瓤多汁液，可制成芳香可口的饮料，还可用来添加在其他饮料中以提高饮料的品质。种子榨油，可供食用和制皂、制油漆等。百香果含有17种氨基酸，丰富的蛋白质、脂肪、糖、维生素、钙、磷、铁、钾等多种对人体有益物质，更被称为水果中的VC(维生素)之王，因其口感独特，酸甜可口，具有排毒养颜、解酒护肝、润肠通便，消除疲劳、提高人体免疫力等功效而广受消费者欢迎。
硒是人体必需的微量元素，参与合成人体内多种含硒酶和含硒蛋白。近年来富硒食品越来越受欢迎，富硒百香果作为广西特产之一，可被加工成各类果汁饮料等。前期研究发现，富硒百香果籽和果皮中的硒含量要高于果汁中的含量，如当果汁中硒含量为100μg/kg时，籽中的硒含量则≥160μg/kg，果皮中的硒含量≥200μg/kg。但在加工果汁的过程中，百香果皮往往作为副产物被丢弃，造成极大的浪费，因此需要寻找一种能够将百香果皮中的有机硒充分利用起来的方法。百香果皮中含有大量硒结合多糖，具有很好的抗氧化、降血糖活性，但由于传统方法提取多糖多用超声波辅助热水浸提，效率低且有机硒损失较大。传统的热水浸提多糖方法存在得率低、周期长、耗能高等缺点，不利于保留多糖的营养成分，虽然采用超声波、微波、酶解等处理方法可以一定程度上提高样品的多糖提取率，并能在一定程度上保持样品的生理生化特性，但操作繁琐且耗费时间长。所以需要寻找一种能够解决上述问题的方法。
发明内容
本发明的目的在于：针对提供一种从富硒百香果皮中提取制备高抗氧化活性的硒多糖的方法，该方法可较快速地将百香果皮中的硒多糖提取出来进行利用，相比传统超声波辅助热水浸提方法提取回收率高，提取获得的硒多糖品质好，抗氧化性和降血糖活性高，经济价值效果显著。
为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：
一种从富硒百香果皮中提取制备高抗氧化活性的硒多糖的方法，包括以下步骤：
(1)预处理：取富硒百香果，切开后挖出含籽果浆的到百香果皮，将百香果皮洗净后干燥，然后粉碎得到富硒百香果皮粉；
(2)发酵：向步骤(1)中得到的百香果皮粉加入培养液，并接入发酵菌种，置于恒温震荡培养箱中，设置适宜转速恒温发酵；
(3)离心匀浆：将步骤(2)中发酵得到产物置于离心机中离心，过滤得到沉淀物，向该沉淀物中加入纯净水，以胶体磨进行匀浆；
(4)均质：将步骤(3)中匀浆后的溶液以均质机进行均质，均质后的物料过筛，然后将物料加热并用超高压微射流均质机进行处理；
(5)过滤除蛋白：将步骤(4)中处理后的溶液过滤去除杂质和沉淀，得到的滤液用旋转蒸发仪浓缩后，加入一定量的Sevege试剂进行除蛋白处理，重复该操作直至无蛋白析出；
(6)吸附干燥：使用大孔吸附树脂对脱蛋白后的多糖溶液进行脱色，然后采用旋转蒸发仪浓缩，在加入多倍体积的无水乙醇使多糖沉淀，置于冷藏环境中静置后的沉淀物进行真空冷冻干燥得到百香果皮硒多糖。
进一步地，在步骤(1)中，所述干燥是置于恒温干燥箱中45℃干燥，所述粉碎是采用中草药粉碎机粉碎至40-100目。
进一步地，在步骤(2)中，所述发酵菌种的加入量为百香果皮粉和培养液总量的2％，所述发酵时转速为120-200r/min，温度为32-38℃，发酵时间为3-5d.
进一步地，所述培养液由以下重量份数的组分混合而成：羧甲基纤维素钠1-3份、NaNO30.5-1份、K2HPO40.1-0.3份、KCl 0.1-0.3份、纯净水150-250份，所述发酵菌种为枝孢霉菌和枯草芽孢杆菌的混合物，其中菌种比例为枝孢霉菌：枯草芽孢杆菌为1:3。
进一步地，在步骤(3)中，所述离心速度为5000-6000r/min，离心时间为10-20min，所述纯净水的加入量按料液比为1:(10-15)，所述匀浆温度为25℃，胶体磨间隙为在0.1-1mm，匀浆时间为5-10min。
进一步地，在步骤(4)中，所述均质温度为55-60℃，均质压力为5-30MPa，均质次数为2-3次，均质后的物料过筛目数为600目。
进一步地，在步骤(4)中，用超高压微射流均质机进行处理是先将物料加热至60℃，加入超高压微射流均质机中，处理压力100-150Mpa，处理次数2-3次。
进一步地，在步骤(5)中，所述过滤采用布氏漏斗，所述浓缩为浓缩至原体积的三分之一，所述Sevege试剂加入量与滤液的体积比为1:3。
进一步地，在步骤(6)中，所述浓缩为浓缩至原体积的三分之一，所述无水乙醇的加入量为浓缩液体积的4倍，所述冷藏温度为3-5℃。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
(1)本发明在预处理阶段采用45℃的恒温干燥，可以避免破坏百香果皮中的多糖，将其破碎成粉末有利于充分提取硒多糖；
(2)本发明中百香果皮粉加入菌株发酵提取多糖，发酵过程低温，有利于保持多糖的完整性不被破坏，采用枝孢霉菌和枯草芽孢杆菌能够使百香果皮粉充分分解释放硒多糖；
(3)本发明中发酵将硒多糖分解出来后，匀浆及均质过程使硒多糖均匀分散在整个体系中，便于后续的提取；
(4)本发明使用超高压微射流处理作为一种高效的处理工艺，具有效率高、能耗低、营养物质破坏少等优点，该技术还未有多糖提取上的应用；
(5)本方法应用产纤维素酶和木聚糖酶真菌发酵结合超高压微射流处理方式提取百香果皮多糖，具有提取效率高，提取时间较短，获得的硒多糖品质好，抗氧化性和降血糖活性高等特点，经济价值效果显著。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下举出优选实施例，对本发明进一步详细说明。然而，需要说明的是，说明书中列出的许多细节仅仅是为了使读者对本发明的一个或多个方面有一个透彻的理解，即便没有这些特定的细节也可以实现本发明的这些方面。
实施例1
一种从富硒百香果皮中提取制备高抗氧化活性的硒多糖的方法，包括以下步骤：
1、富硒百香果，以切半刀切半，挖浆机(或手工)挖出含籽的果浆，剩余的百香果皮清洗、在恒温干燥箱中45℃干燥，用中草药粉碎机粉碎后过60目筛，得到富硒百香果皮粉。
2、取富硒百香果皮粉60g溶于水中得到百香果皮粉溶液。
3、将百香果皮粉溶液以大容量甩平离心机进行离心，离心速度为5500r/min，离心时间为15min，弃上清液。离心后的沉淀物，按料液比1:10加入纯净水，以胶体磨进行匀浆。匀浆温度为25℃，胶体磨间隙为在0.5mm，匀浆时间为10min。
4、匀浆后的溶液以均质机进行均质，均质温度为60℃、均质压力为20MPa，均质次数为3次。均质后的物料过600目筛。将溶液加热至60℃，用超高压微射流均质机进行处理，处理压力100Mpa，处理次数3次。
5、将处理后的溶液过布氏漏斗去除杂质和沉淀，多糖滤液用旋转蒸发仪浓缩至原体积的三分之一，按体积比3∶1加入Sevege试剂进行除蛋白处理，重复上述过程，直到无蛋白析出。
6、使用D101大孔吸附树脂对脱蛋白后的多糖溶液进行脱色，将脱色后溶液用旋转蒸发仪浓缩至原体积的三分之一，加入4倍体积的无水乙醇使多糖沉淀。在4℃冰箱中静置过夜，静置后的沉淀物进行真空冷冻干燥即得百香果皮硒多糖。
实施例2
一种从富硒百香果皮中提取制备高抗氧化活性的硒多糖的方法，包括以下步骤：
1、富硒百香果，以切半刀切半，挖浆机(或手工)挖出含籽的果浆，剩余的百香果皮清洗、在恒温干燥箱中45℃干燥，用中草药粉碎机粉碎后过60目筛，得到富硒百香果皮粉。
2、富硒百香果皮粉60g，羧甲基纤维素钠(CMC-Na)1.0g，NaNO30.6g，K2HPO40.2g，KCl 0.1g，纯净水200ml，按接入枝孢霉菌，按照2％接种量，接入经活化后的混合种子液，置于恒温振荡培养箱中，设置转速150r/min，温度35℃，发酵3d。
3、发酵后的产物以大容量甩平离心机进行离心，离心速度为5000r/min，离心时间为20min，弃上清液。离心后的沉淀物，按料液比1:15加入纯净水，以胶体磨进行匀浆。匀浆温度为25℃，胶体磨间隙为在0.1mm，匀浆时间为10min。
4、匀浆后的溶液以均质机进行均质，均质温度为55℃、均质压力为30MPa，均质次数为3次。均质后的物料过600目筛。将溶液加热至60℃，用超高压微射流均质机进行处理，处理压力100Mpa，处理次数2次。
5、将处理后的溶液过布氏漏斗去除杂质和沉淀，多糖滤液用旋转蒸发仪浓缩至原体积的三分之一，按体积比3∶1加入Sevege试剂进行除蛋白处理，重复上述过程，直到无蛋白析出。
6、使用D101大孔吸附树脂对脱蛋白后的多糖溶液进行脱色，将脱色后溶液用旋转蒸发仪浓缩至原体积的三分之一，加入4倍体积的无水乙醇使多糖沉淀。在4℃冰箱中静置过夜，静置后的沉淀物进行真空冷冻干燥即得百香果皮硒结合多糖。
实施例3
一种从富硒百香果皮中提取制备高抗氧化活性的硒多糖的方法，包括以下步骤：
1、富硒百香果，以切半刀切半，挖浆机(或手工)挖出含籽的果浆，剩余的百香果皮清洗、在恒温干燥箱中45℃干燥，用中草药粉碎机粉碎后过60目筛，得到富硒百香果皮粉。
2、富硒百香果皮粉60g，羧甲基纤维素钠(CMC-Na)1.0g，NaNO30.6g，K2HPO40.2g，KCl 0.1g，纯净水200ml，按接入枯草芽孢杆菌，按照2％接种量，接入经活化后的混合种子液，置于恒温振荡培养箱中，设置转速150r/min，温度35℃，发酵3d。
3、发酵后的产物以大容量甩平离心机进行离心，离心速度为6000r/min，离心时间为20min，弃上清液。离心后的沉淀物，按料液比1:15加入纯净水，以胶体磨进行匀浆。匀浆温度为25℃，胶体磨间隙为在1mm，匀浆时间为5min。
4、匀浆后的溶液以均质机进行均质，均质温度为60℃、均质压力为30MPa，均质次数为3次。均质后的物料过600目筛。将溶液加热至60℃，用超高压微射流均质机进行处理，处理压力100Mpa，处理次数2次。
5、将处理后的溶液过布氏漏斗去除杂质和沉淀，多糖滤液用旋转蒸发仪浓缩至原体积的三分之一，按体积比3∶1加入Sevege试剂进行除蛋白处理，重复上述过程，直到无蛋白析出。
6、使用D101大孔吸附树脂对脱蛋白后的多糖溶液进行脱色，将脱色后溶液用旋转蒸发仪浓缩至原体积的三分之一，加入4倍体积的无水乙醇使多糖沉淀。在4℃冰箱中静置过夜，静置后的沉淀物进行真空冷冻干燥即得百香果皮硒结合多糖。
实施例4
一种从富硒百香果皮中提取制备高抗氧化活性的硒多糖的方法，包括以下步骤：
1、富硒百香果，以切半刀切半，挖浆机(或手工)挖出含籽的果浆，剩余的百香果皮清洗、在恒温干燥箱中45℃干燥，用中草药粉碎机粉碎后过60目筛，得到富硒百香果皮粉。
2、富硒百香果皮粉60g，羧甲基纤维素钠(CMC-Na)1.0g，NaNO30.6g，K2HPO40.2g，KCl 0.1g，纯净水200ml，按接入枝孢霉菌和枯草芽孢杆菌，按照2％接种量，菌种比例为枝孢霉菌：枯草芽孢杆菌为1:3，接入经活化后的混合种子液，置于恒温振荡培养箱中，设置转速150r/min，温度35℃，发酵3d。
3、发酵后的产物以大容量甩平离心机进行离心，离心速度为5000-6000r/min，离心时间为10-20min，弃上清液。离心后的沉淀物，按料液比1:12加入纯净水，以胶体磨进行匀浆。匀浆温度为25℃，胶体磨间隙为在0.5mm，匀浆时间为8min。
4、匀浆后的溶液以均质机进行均质，均质温度为60℃、均质压力为30MPa，均质次数为3次。均质后的物料过600目筛。
5、将过筛后的溶液过布氏漏斗去除杂质和沉淀，多糖滤液用旋转蒸发仪浓缩至原体积的三分之一，按体积比3∶1加入Sevege试剂进行除蛋白处理，重复上述过程，直到无蛋白析出。
6、使用D101大孔吸附树脂对脱蛋白后的多糖溶液进行脱色，将脱色后溶液用旋转蒸发仪浓缩至原体积的三分之一，加入4倍体积的无水乙醇使多糖沉淀。在4℃冰箱中静置过夜，静置后的沉淀物进行真空冷冻干燥即得百香果皮硒结合多糖。
实施例5
一种从富硒百香果皮中提取制备高抗氧化活性的硒多糖的方法，包括以下步骤：
1、富硒百香果，以切半刀切半，挖浆机(或手工)挖出含籽的果浆，剩余的百香果皮清洗、在恒温干燥箱中45℃干燥，用中草药粉碎机粉碎后过60目筛，得到富硒百香果皮粉。
2、富硒百香果皮粉60g，羧甲基纤维素钠(CMC-Na)1.0g，NaNO30.6g，K2HPO40.2g，KCl 0.1g，纯净水200ml，按接入枝孢霉菌和枯草芽孢杆菌，按照2％接种量，菌种比例为枝孢霉菌：枯草芽孢杆菌为1:3，接入经活化后的混合种子液，置于恒温振荡培养箱中，设置转速150r/min，温度35℃，发酵3d。
3、发酵后的产物以大容量甩平离心机进行离心，离心速度为5000-6000r/min，离心时间为15min，弃上清液。离心后的沉淀物，按料液比1:15加入纯净水，以胶体磨进行匀浆。匀浆温度为25℃，胶体磨间隙为在1mm，匀浆时间为5min。
4、匀浆后的溶液以均质机进行均质，均质温度为60℃、均质压力为20MPa，均质次数为3次。均质后的物料过600目筛。将溶液加热至60℃，用超高压微射流均质机进行处理，处理压力120Mpa，处理次数3次。
5、将处理后的溶液过布氏漏斗去除杂质和沉淀，多糖滤液用旋转蒸发仪浓缩至原体积的三分之一，按体积比3∶1加入Sevege试剂进行除蛋白处理，重复上述过程，直到无蛋白析出。
6、使用D101大孔吸附树脂对脱蛋白后的多糖溶液进行脱色，将脱色后溶液用旋转蒸发仪浓缩至原体积的三分之一，加入4倍体积的无水乙醇使多糖沉淀。在4℃冰箱中静置过夜，静置后的沉淀物进行真空冷冻干燥即得百香果皮硒结合多糖。
对比例1
采用传统热水浸提方法提取百香果皮硒结合多糖，其中料液比1:15，提取温度60℃，提取时间1小时。
对比例2
采用超声波辅助热水浸提方法提取百香果皮硒结合多糖，其中料液比1:15，提取温度60℃，提取时间1小时，超声功率1000W。
上述实施例中，其中实例1采用本方法但不经过发酵；实例2采用本方法但仅接入枝孢霉菌发酵；实例3采用本方法但仅接入枯草芽孢杆菌发酵；实例4采用本方法但不经过超高压微射流均质机处理；实例5完全按照本发明的方法实施，并取未经提取的百香果皮作为空白组对照。按照实施例1-实施例5的方法提取硒多糖，计算硒多糖得率、多糖硒含量、DPPH自由基清除能力、羟自由基清除能力、超氧阴离子自由基清除能力，其中硒多糖得率＝硒多糖(g)/样品(g)×100％；多糖硒含量＝硒(μg)/样品(kg)。
表1各实施例检测数据
Figure BDA0003085959230000081
如上表的数据所示，只有实施例5是完全按照本申请的方法全部操作的，所以制得的硒多糖及硒含量相对其他实施例都较高，而实施例5中制备的硒多糖的DPPH自由基清除能力、羟自由基清除能力、超氧阴离子自由基清除能力也是优于其他实施例和对比例的。
对试验小鼠进行分组，共4组，每组10只，分别为空白组，对照组1、对照组2、低、中、高剂量组，空白组每日灌胃蒸馏水10mg/kg，对照组和试验组灌胃百香果皮硒结合多糖，每日剂量分别为对比例1制备的硒多糖10mg/kg；对比例2制备的硒多糖10mg/kg；实验组为实施例5中制备的硒多糖，使用低、中、高剂量分别为10、20、30mg/kg，连续30d，其它条件参考正常小鼠饲养条件，30d后取小鼠肝组织试验，检测其SOD活力、MDA含量、GSH-Px活力3个指标，各指标数据如表2所示。
表2小鼠试验各指标数据
SOD(U/mg) MAD(nmol/mg) GSH-Px(U/mg)
空白 16.2±2.6 15.2±1.0 22.8±0.9
对比例1 53.7±1.8 11.1±2.3 56.4±2.4
对比例2 60.3±0.9 10.4±1.0 63.6±1.3
低剂量 66.0±0.5 9.2±0.6 67.2±1.1
中剂量 83.2±1.1 7.6±0.8 83.2±2.3
高剂量 95.6±2.7 5.6±0.3 96.6±1.7
如表中的数据可知，使用本申请的方法提取的硒多糖灌胃小鼠后，检测的SOD活力和GSH-Px活力远优于对比例和空白组，而MDA含量远低于对比例和空白组，所以使用本发明的制备方法制备的硒多糖品质优越。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种从富硒百香果皮中提取制备高抗氧化活性的硒多糖的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)预处理：取富硒百香果，切开后挖出含籽果浆的到百香果皮，将百香果皮洗净后干燥，然后粉碎得到富硒百香果皮粉；
(2)发酵：向步骤(1)中得到的百香果皮粉加入培养液，并接入发酵菌种，置于恒温震荡培养箱中，设置适宜转速恒温发酵；
(3)离心匀浆：将步骤(2)中发酵得到产物置于离心机中离心，过滤得到沉淀物，向该沉淀物中加入纯净水，以胶体磨进行匀浆；
(4)均质：将步骤(3)中匀浆后的溶液以均质机进行均质，均质后的物料过筛，然后将物料加热并用超高压微射流均质机进行处理；
(5)过滤除蛋白：将步骤(4)中处理后的溶液过滤去除杂质和沉淀，得到的滤液用旋转蒸发仪浓缩后，加入一定量的Sevege试剂进行除蛋白处理，重复该操作直至无蛋白析出；
(6)吸附干燥：使用大孔吸附树脂对脱蛋白后的多糖溶液进行脱色，然后采用旋转蒸发仪浓缩，在加入多倍体积的无水乙醇使多糖沉淀，置于冷藏环境中静置后的沉淀物进行真空冷冻干燥得到百香果皮硒多糖；
在步骤(2)中，所述发酵菌种的加入量为百香果皮粉和培养液总量的2％，所述发酵时转速为120-200r/min，温度为32-38℃，发酵时间为3-5d；
所述发酵菌种为枝孢霉菌和枯草芽孢杆菌的混合物，其中菌种比例为枝孢霉菌：枯草芽孢杆菌为1:3；
在步骤(3)中，所述离心速度为5000-6000r/min，离心时间为10-20min，所述纯净水的加入量按料液比为1:(10-15)，所述匀浆温度为25℃，胶体磨间隙为在0.1-1mm，匀浆时间为5-10min。
2.根据权利要求1所述的一种从富硒百香果皮中提取制备高抗氧化活性的硒多糖的方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述干燥是置于恒温干燥箱中45℃干燥，所述粉碎是采用中草药粉碎机粉碎至40-100目。
3.根据权利要求1所述的一种从富硒百香果皮中提取制备高抗氧化活性的硒多糖的方法，其特征在于，所述培养液由以下重量份数的组分混合而成：羧甲基纤维素钠1-3份、NaNO3 0.5-1份、K2HPO4 0.1-0.3份、KCl 0.1-0.3份、纯净水150-250份。
4.根据权利要求1所述的一种从富硒百香果皮中提取制备高抗氧化活性的硒多糖的方法，其特征在于，在步骤(4)中，所述均质温度为55-60℃，均质压力为5-30MPa，均质次数为2-3次，均质后的物料过筛目数为600目。
5.根据权利要求1所述的一种从富硒百香果皮中提取制备高抗氧化活性的硒多糖的方法，其特征在于，在步骤(4)中，用超高压微射流均质机进行处理是先将物料加热至60℃，加入超高压微射流均质机中，处理压力100-150Mpa，处理次数2-3次。
6.根据权利要求1所述的一种从富硒百香果皮中提取制备高抗氧化活性的硒多糖的方法，其特征在于，在步骤(5)中，所述过滤采用布氏漏斗，所述浓缩为浓缩至原体积的三分之一，所述Sevege试剂加入量与滤液的体积比为1:3。
7.根据权利要求1所述的一种从富硒百香果皮中提取制备高抗氧化活性的硒多糖的方法，其特征在于，在步骤(6)中，所述浓缩为浓缩至原体积的三分之一，所述无水乙醇的加入量为浓缩液体积的4倍，所述冷藏温度为3-5℃。
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