CN113832202A - 一种解酒低聚果胶的制备方法及应用 - Google Patents

一种解酒低聚果胶的制备方法及应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种解酒低聚果胶制备方法，属于高分子果胶的生产工艺。包括以下步骤：酶解、接枝、分离和提纯。本发明采用果胶裂解酶及纤维素酶处理天然砂糖桔皮果胶，将果胶裂解至目标分子量，通过自由基介导的接枝共聚法将黄酮类物质接枝到果胶上，然后通过膜过滤收集10‑30ku分子量滤液，滤液经醇沉、透析、干燥后制得分子量为10‑30ku的低聚改性果胶。本方法得到的低聚改性果胶具备高抗氧化活性，能够在胃肠道形成一层保护膜，阻碍酒精的吸收，加速血液中酒精分解，可应用于解酒产品的研发。

Description

一种解酒低聚果胶的制备方法及应用
技术领域
本发明涉及一种解酒低聚果胶制备方法，属于高分子果胶生产技术领域。
背景技术
果胶是一种天然多糖高分子聚合物，具备良好的胶凝、稳定、乳化、增稠功能，一般作为食品工业的添加剂使用。然而，天然高分子果胶分子量在50-300ku之间，水溶性差，不易吸收等缺点，其在生物学活性方面的应用受到限制。低聚果胶分子量一般在5-30ku之间，具有较强的抗氧化性能，易于溶解、可直接吸收进入血液循环发挥药理作用，研究发现，天然低聚果胶可以有效缓解醉酒，其在服用后能在胃肠道形成一层阻碍酒精吸收的保护膜，保护胃肠道。此外，低聚果胶经人体吸收后，能提高乙醇脱氢酶活力，加速酒精分解，起到阻碍酒精吸收及促进酒精代谢的双重功效。
黄酮类化合物具有多种生物活性，广泛存在于多种植物的花、叶和果实中。药理研究表明，通过不同的接枝方式，将黄酮类化合物连接到低聚果胶的骨架上，可以进一步改善果胶的理化性质和解酒功效，其抗氧化性能远远高于普通低聚果胶，并且溶解度也显著提高。目前关于黄酮类化合物接枝方式中，产物的接枝效率低，不足以满足工业化的要求。因此本发明采用生物酶解、化学转化及物理分离等手段制备低聚改性果胶，旨在提供一种抗氧化性高、分子量分布窄、接枝率高、易于工业化生产的解酒低聚改性果胶制备方法。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供了一种解酒低聚果胶制备方法。该制备方法以天然砂糖桔皮果胶为原料，利用生物酶解，化学转化及物理分离等手段大幅提高低聚改性果胶制备效率，改善植物果胶的功能特性。本发明的详细技术方案如下所述。
一种解酒低聚果胶制备方法，包括如下步骤：
(1)酶解：在酸性体系中，采用果胶裂解酶及纤维素酶处理天然砂糖桔皮果胶，将果胶裂解至目标分子量。
(2)接枝：添加黄酮类化合物于步骤(1)得到的酶解液中，通过自由基介导的接枝共聚法将黄酮类物质接枝到果胶上；
(3)分离：将反应液经膜过滤并收集10-30ku分子量滤液。
(4)提纯：滤液经醇沉、透析、干燥后，得到所述解酒低聚果胶。
进一步地，步骤(1)中，所述酸性体系pH为为4.0-6.0，天然砂糖桔皮果胶分子量为10-30ku。
进一步地，步骤(1)中，所述果胶裂解酶添加量为干重的0.5-2.5％，纤维素酶添加量为干重的0.3-1.5％。
进一步地，步骤(2)中，所述黄酮类化合物可以是槲皮素、芦丁、儿茶素和花色素的一种。
进一步地，步骤(2)中，自由基介导的接枝反应的引发剂为抗坏血酸与过氧化氢，反应液中抗坏血酸浓度为0.05-0.20M，过氧化氢浓度为0.05-0.20M，反应液pH值为3.0-7.0，反应时间15-60min。
进一步地，步骤(3)中，所述分别使用截留分子量30ku和10ku纤维素膜处理并收集10-30ku分子量滤液，过滤压力为0.1-0.2MPa。
进一步地，步骤(4)中，所述所述醇沉温度为4-12℃，透析袋截留分子量为3-5ku，透析时间为24-36h。
与现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果：
(1)本发明制备方法以天然砂糖桔皮果胶为原料，采用复合酶解手段，降解果胶后特定分子量段的果胶PDI值更小(高分子物质分散系数)，低聚果胶得率更高。
(2)本发明制备的低聚改性果胶，通过自由基介导的接枝共聚法将黄酮类物质接枝到果胶上，抗氧化能力显著，杂质含量少，安全性高的特点，能够提高砂糖桔皮果胶的综合利用率；
(3)本发明工艺设计合理，得到的低聚改性果胶在解酒产品的研发方面具有非常好的使用效果。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图；
图2为实施案例低聚果胶接枝率柱状图；
图3为天然砂糖桔皮果胶，低聚果胶与实施例制备的低聚改性果胶DPPH自由基清除能力柱状图；
图4为天然砂糖桔皮果胶，低聚果胶与实施例制备的低聚改性果胶醉酒能力柱状图；
图5为天然砂糖桔皮果胶，低聚果胶与实施例制备的低聚改性果胶解酒能力柱状图；
图6为天然砂糖桔皮果胶，低聚果胶与实施例制备的低聚改性果胶小鼠肝脏组织乙醇脱氢酶活力柱状图；
具体实施方式
以下结合具体实施例及附图对本发明的技术方案作进一步详细的描述，但本发明的保护范围和实施方式不限于此。
实施例1
取100g天然砂糖桔皮果胶于锥型瓶中，加蒸馏水2.4L，使用柠檬酸调节pH至4.5，果胶裂解酶添加量为干重的1.5％，纤维素酶添加量为干重的0.8％，55℃条件下酶解80min；酶解结束后，向酶解液中添加抗坏血酸至浓度为0.20M、H2O2至浓度为0.18M，调节pH值为5.0，随后添加80g槲皮素，搅拌反应30min；反应液使用截留分子量30ku和10ku纤维素膜处理，收集10-30ku分子量滤液，过滤压力设置为0.12MPa；将滤液冷却至6℃，采用乙醇沉淀，沉淀物使用截留分子量为3ku透析袋透析28h，干燥后得到低聚改性果胶。
实施例2
取100g天然砂糖桔皮果胶于锥型瓶中，加蒸馏水2.4L，使用柠檬酸调节pH至4.8，果胶裂解酶添加量为干重的0.5％，纤维素酶添加量为干重的1.0％，58℃条件下酶解100min；酶解结束后，向酶解液中添加抗坏血酸至浓度为0.15M、H2O2至浓度为0.16M，调节pH值为5.5，随后添加80g槲皮素，搅拌反应45min；反应液使用截留分子量30ku和10ku纤维素膜处理，收集10-30ku分子量滤液，过滤压力设置为0.12MPa；将滤液冷却至6℃，采用乙醇沉淀，沉淀物使用截留分子量为3ku透析袋透析28h，干燥后得到低聚改性果胶。
实施例3
取100g天然砂糖桔皮果胶于锥型瓶中，加蒸馏水2.4L，使用柠檬酸调节pH至5.0，果胶裂解酶添加量为干重的1.2％，纤维素酶添加量为干重0.8％，60℃条件下酶解90min；酶解结束后，向酶解液中添加抗坏血酸至浓度为0.12M、H2O2至浓度为0.12M，调节pH值为4.5，随后添加80g槲皮素，搅拌反应45min；反应液使用截留分子量30ku和10ku纤维素膜处理，收集10-30ku分子量滤液，过滤压力设置为0.12MPa；将滤液冷却至6℃，采用乙醇沉淀，沉淀物使用截留分子量为3ku透析袋透析28h，干燥后得到低聚改性果胶。
功能性测定实验
实施例1～3制备得到的低聚改性果胶的接枝率、DPPH自由基清除能力、解酒能力以及小鼠肝脏乙醇脱氢酶活力(ADH)测定如下：
(1)接枝率测定：通过比色法测定样品的接枝率：将10mL样品溶液(0.1mg/L)与1mL5％(w/v)亚硝酸钠溶液混合，在20℃下反应6min，然后加入1mL10％(w/v)硝酸铝溶液，使混合物在20℃下再反应6min，之后加入10mL 1M氢氧化钠终止反应，用30％乙醇将反应混合物稀释至25mL，随后立即测量其在510nm处的吸光度。根据槲皮素建立的标准曲线。
枝率柱状图如图2所示，通过自由基介导的接枝共聚法可以很好将黄酮类物质接接枝到砂糖桔果胶上，接枝率可以达到183.5mg/g。
(2)DPPH自由基清除能力测定：
准确称取DPPH 1mg溶于约20mL乙醇中，超声5min，充分振摇，使上下各部分均匀。精确吸取2mL DPPH溶液与2mL无水乙醇混合均匀，以4mL无水乙醇为对照，用分光光度计测定上述溶液在517nm处测A0值。取2mL DPPH溶液分别与2mL不同浓度的果胶样品充分混匀后，室温避光反应30min后，以4mL无水乙醇为对照，用分光光度计测定上述溶液在517nm处测A1值。精确吸取上述不同浓度的果胶样品2mL分别与2mL无水乙醇混合均匀后，以4mL无水乙醇为对照，用分光光度计分别测定各混合液在波长517nm处测A2值，将以上数据代入下列公式计算其清除率，DPPH自由基清除率计算公式为：
DPPH(％)＝(1-(A1-A2)/A0)×100
天然砂糖桔果胶(NP)、低聚果胶(SP)以及低聚改性果胶的DPPH自由基清除能力柱状图如图3所示，由图3可知，NP、SP与实施例1～3得到的低聚改性果胶的DPPH自由基清除能力有显著的差异：实施例1～3所制得的植物果胶均显著提高DPPH自由基清除能力，说明自由基介导的接枝共聚法进一步提高低聚果胶的抗氧化能力。
(3)防醉实验：
取100只小鼠，雌雄各半，实验前禁食一夜(12h)。各组分别灌胃0.25mL/10g生理盐水、天然砂糖桔果胶(NP)、低聚果胶(SP)和改性低聚果胶(MSP)灌服30min后，各组用52度白酒以0.25mL/10g体重灌服。观察小鼠1h后醉酒率。
天然砂糖桔果胶(NP)、低聚果胶(SP)以及低聚改性果胶的缓解醉酒能力柱状图如图4所示，实施案例1-3中，低聚改性果胶醉酒率均低于其它处理组，表明低聚果胶接枝黄酮类化合物后解酒效果突出。
(4)解酒实验：
取100只小鼠，雌雄各半，实验前禁食一夜(12h)。各组均用52度白酒以0.25mL/10g体重灌服，另外设一组空白组采用灌胃生理盐水组。模型组和给药组30min全部醉倒后分别用0.25mL/10g生理盐水、天然砂糖桔果胶(NP)、低聚果胶(SP)和改性低聚果胶(MSP)灌服，观察小鼠的1h后解酒率。实验结束后采集小鼠的肝脏组织按照试剂盒说明书测定其ADH的含量。
天然砂糖桔果胶(NP)、低聚果胶(SP)以及低聚改性果胶的解酒能力柱状图如图5所示，低聚果胶解酒效果明显优于天然砂糖桔果胶，表明分子量对果胶的解酒效果影响较大，低聚果胶接枝黄酮类化合物后解酒效果更为突出；各处理组小鼠乙醇脱氢酶(ADH)活力(图6)与解酒率变化趋势一致。表明低聚改性果胶可以加速乙醇转化为乙醛，促进酒精分解以达到解酒效果。
上述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上述实施例的限制，其它的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种解酒低聚果胶制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)酶解：在酸性体系中，采用果胶裂解酶及纤维素酶处理天然砂糖桔皮果胶，将果胶裂解至目标分子量；
(2)接枝：添加黄酮类化合物于步骤(1)得到的酶解液中，通过自由基介导的接枝共聚法将黄酮类物质接枝到果胶上；
(3)分离：将反应液经膜过滤收集10-30ku分子量滤液；
(4)提纯：滤液经醇沉、透析、干燥后，得到所述解酒低聚果胶。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述酸性条件pH为4.0-6.0，天然砂糖桔皮果胶分子量为10-30ku，果胶裂解酶添加量为干重的0.5-2.5％，纤维素酶添加量为干重的0.3-1.5％。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，处理温度为50-65℃，时间为30-120min。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，黄酮类化合物可以是槲皮素、芦丁、儿茶素和花色素的一种。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，自由基介导的接枝反应的引发剂为抗坏血酸与过氧化氢，反应液中抗坏血酸浓度为0.05-0.20M，过氧化氢浓度为0.05-0.20M，反应液pH值为3.0-7.0，反应时间15-60min。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述分别使用截留分子量30ku和10ku纤维素膜处理并收集10-30ku分子量滤液，过滤压力为0.1-0.2MPa。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，所述醇沉温度为4-12℃，透析袋截留分子量为3-5ku，透析时间为24-36h。
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