CN114794474B - 一种利用淀粉外壳提高花色苷稳定性的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用淀粉外壳(Ghost)来提高花色苷稳定性的方法。包括如下步骤：1)从淀粉中分离出淀粉外壳；2)将所得淀粉外壳配制成淀粉外壳溶液，将淀粉外壳溶液与花色苷溶液复配，静置，即可。本发明将天然马铃薯淀粉各层级结构分别与花色苷共混，发生相互作用，使花色苷与淀粉各层级结构形成复合物，通过对比、筛选获得了最易于花色苷产生相互作用的部分—淀粉外壳，从而进一步对花色苷产生稳定作用，有助于产品品质的提高。
Description
技术领域
本发明属于食品科学与工程技术领域，具体涉及一种利用淀粉外壳来提高花色苷稳定性的方法。
背景技术
花色苷是一类广泛存在于植物中的水溶性天然色素，属黄酮类化合物。花色苷对人体健康十分有利，例如清除体内自由基、抗肿瘤、抗癌、抗炎、预防糖尿病、减肥、保护视力等。但花色苷很不稳定，富含花色苷的食品在加工过程中，极易受到加工方法、pH、温度、光照、氧气、酶、二氧化硫、金属离子等因素的影响，造成花色苷的降解，降低产品品质。因此，保持花色苷在加工期间的稳定性成为保证产品质量的关键因素之一，也一直是花色苷的研究热点。
维持花色苷在加工过程中稳定性的方法主要有分子内或分子间辅色、化学改性、生物工程、大分子与花色苷相互作用等技术。其中，分子内或分子间辅色反应速率低，化学改性存在有机试剂残留问题，生物工程技术尚未实现产业化，以上方法或多或少的存在局限性。目前，实际应用中最受欢迎的方法是通过大分子与花色苷相互作用形成复合物。
目前研究表明，花色苷能够通过静电相互作用、氢键等与天然淀粉产生相互作用，进而起到保护花色苷的作用。但由于花色苷较难进入天然淀粉颗粒内部，致使结合效率不高，对花色苷起到的保护效应也有限。
因此，如何提高花色苷与淀粉的结合效率是迫切需要解决的难题。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用淀粉外壳提高花色苷稳定性的方法，解决在实际加工过程中花色苷易降解的问题。通过对淀粉各层级结构(颗粒、外壳、小体、直链淀粉、支链淀粉)进行分离、制备，对比、筛选后获得了最易与花色苷产生相互作用的部分—淀粉外壳，从而最大限度地发挥对花色苷的保护作用。
本发明所提供的利用淀粉外壳提高花色苷稳定性的方法，包括如下步骤：
1)从淀粉中分离出淀粉外壳；
2)将所得淀粉外壳配制成淀粉外壳溶液，将淀粉外壳溶液与花色苷溶液复配，静置，即可。
上述方法步骤1)中，所述淀粉具体可为天然马铃薯淀粉；
所述淀粉为天然马铃薯淀粉，步骤1)的操作为：加热将天然马铃薯淀粉进行部分糊化，静置分层后进行冷冻干燥，分别获得淀粉外壳和淀粉小体；
其中，加热的温度低于天然马铃薯淀粉糊化温度5-10℃，处理时间可为10-15min；
所述加热通过快速粘度分析仪或恒温水浴锅实现；
RVA或恒温水浴锅程序设置最高温度可低于天然马铃薯淀粉糊化温度5-10℃，处理时间可为10-15min；具体可为60℃下处理13min；
所述静置的时间可为1-5h，具体可为1h；
步骤2)中，所述淀粉外壳溶液通过将淀粉外壳加入盐酸水溶液制得；
其中，所述盐酸水溶液的pH为3-7，具体可为3；
所得淀粉外壳溶液中，淀粉外壳的浓度可为1-10g/L，具体可为1g/L；
所述花色苷的类型可为花色苷单体或糖基化/酰基化花色苷(如天竺葵色素、矢车菊-3-O-葡萄糖苷)，也可为花色苷的混合物或粗提物；
复配后体系中花色苷的浓度可为10-6～1g/L；
所述静置的温度可为0～10℃，所述静置的时间可为1-10h；具体可为0℃下静置6h；
上述方法还可进一步包括对静置后的体系离心分离，收集淀粉外壳-花色苷液态复合物的操作；
进一步地，上述方法还可包括对所得淀粉外壳-花色苷液态复合物冷冻干燥得到淀粉外壳-花色苷复合物固体的操作；
上述淀粉外壳-花色苷液态复合物或淀粉外壳-花色苷复合物固体在食品加工领域的应用也属于本发明的保护范围。
上述利用淀粉提高花色苷稳定性的方法在富含花色苷的食品的加工及贮藏中的应用也属于本发明的保护范围。
本发明将天然马铃薯淀粉各层级结构分别与花色苷共混，发生相互作用，使花色苷与淀粉各层级结构形成复合物，通过对比、筛选获得了最易于花色苷产生相互作用的部分—淀粉外壳，从而进一步对花色苷产生稳定作用，有助于产品品质的提高。
本发明具有以下优点：
(1)本发明通过对分离的淀粉各层级结构进行筛选，获得最易于花色苷产生相互作用的部分—淀粉外壳，从而实现了淀粉与花色苷的相互作用效率的提高，可进一步提高花色苷的稳定性，有助于提高产品品质。
(2)本发明中的花色苷-淀粉外壳复合物稳定性好，有利于保持花色苷对人体的多种有益生理功能。
附图说明
图1为本发明实施例中制得的天然马铃薯淀粉各层级结构与花色苷复合物的热稳定性比较图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述，给出的实施例仅为了阐明本发明，而不是为了限制本发明的范围。以下提供的实施例可作为本技术领域普通技术人员进行进一步改进的指南，并不以任何方式构成对本发明的限制。
下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
实施例主要材料及仪器
马铃薯淀粉、矢车菊素-3-O-葡萄糖苷购于Sigma试剂公司；电子pH计，RVA，离心机、冷冻干燥机等。
实施例1
(1)称取0.56g马铃薯淀粉于RVA称量杯中，加入蒸馏水至28g，经过RVA处理(60℃下处理13min)后静置1h，将上清液和沉淀层进行分离，冷冻干燥上清液获得淀粉小体，冷冻干燥沉淀层获得淀粉外壳。
(2)称取10g马铃薯淀粉于烧杯中加入蒸馏水200mL，在95℃水浴下加热至完全糊化，调节体系pH为7.0，然后加入100mL正丁醇-异戊醇(体积比为3:1)，在95℃水浴下加热至淀粉糊透明，冷却后4℃静置24h，将上、下层进行分离后重复上述醇提过程2-3次，冷冻干燥后获得直链淀粉和支链淀粉。
实施例2(以马铃薯淀粉为例)
(1)分别称取25mg马铃薯淀粉各层级结构(实施例1制备的淀粉小体、淀粉外壳、直链淀粉和支链淀粉)加入25mL盐酸水溶液(pH＝3)中，分别向淀粉各层级结构的溶液中加入5mL花色苷(矢车菊-3-O-葡萄糖苷)(1mg/mL)。
(2)将样品在0℃下静置6h。
效果例1(以天然马铃薯淀粉为例)
分别称取25mg马铃薯淀粉各层级结构于25mL盐酸水溶液(pH＝3)中，分别向淀粉各层级结构的溶液中加入5mL花色苷(矢车菊-3-O-葡萄糖苷)(1mg/mL)，0℃下静置6h。
将样品间歇涡旋后迅速吸取样品，加入相当于花色苷-淀粉各层级结构复合物15倍体积的色谱级甲醇洗脱游离的矢车菊素-3-O-葡萄糖苷。将溶液混匀后在10000g下离心10min。取上清液过0.45μm有机滤膜后进行高效液相色谱法洗脱。
液相洗脱方法：进样量10μL，样品检测波长为520nm，柱温35℃。流动相A为含5％的甲酸超纯水，B相为乙腈，采用梯度洗脱，流速1mL/min，程序时间15min。首先线性梯度洗脱在10.6min内流动相B由2％升到42％，之后在0.01min内降到2％，最后流动相B为2％保持4.4min。以已知浓度标准品矢车菊-3-O-葡萄糖苷在520nm检测波长下的峰面积积分做标准曲线，计算结合率及结合量，结合率单位为％，结合量单位为mg/100mg。
表1天然马铃薯淀粉各层级结构与花色苷的结合率及结合量
如表1所示，不同的淀粉层级结构与花色苷(矢车菊-3-O-葡萄糖苷)相互作用能力不同。其中，淀粉外壳与花色苷的结合率最高，达到28.03％；
效果例2(以天然马铃薯淀粉为例)
分别称取25mg马铃薯淀粉各层级结构于25mL盐酸水溶液(pH＝3)中，分别向淀粉各层级结构的溶液中加入5mL花色苷(矢车菊-3-O-葡萄糖苷)(1mg/mL)，0℃下放置6h，离心(10000g，10min)，并在-18℃冷冻干燥24h，即得花色苷-淀粉各层级结构复合物。
将复合物溶解在0.15M氢氧化钠水中，90℃水浴120min。在0、20、40、60、80、100、120min用紫外可见分光光度计，测定溶液在520nm处的吸光值。
保留率＝A1/A0
A0为0min的吸光值，A1为水浴后的吸光值。
如图1所示，不同的淀粉层级结构与花色苷(矢车菊-3-O-葡萄糖苷)复合物的热稳定性不同。其中，花色苷-淀粉外壳复合物的热稳定性最高，即，在90℃条件下处理120min后热稳定性仅下降差不多15％，比淀粉颗粒高约10％。
由此可见，淀粉各层级结构与花色苷发生相互作用的程度不同，经过筛选后，获得最易于花色苷产生相互作用的部分—淀粉外壳，进而最大限度地发挥对花色苷的保护作用。
以上对本发明进行了详述。对于本领域技术人员来说，在不脱离本发明的宗旨和范围，以及无需进行不必要的实验情况下，可在等同参数、浓度和条件下，在较宽范围内实施本发明。虽然本发明给出了特殊的实施例，应该理解为，可以对本发明作进一步的改进。总之，按本发明的原理，本申请欲包括任何变更、用途或对本发明的改进，包括脱离了本申请中已公开范围，而用本领域已知的常规技术进行的改变。按以下附带的权利要求的范围，可以进行一些基本特征的应用。
Claims (8)
1.一种利用淀粉外壳提高花色苷稳定性的方法，包括如下步骤：
1）从淀粉中分离出淀粉外壳；
步骤1）中，所述淀粉为天然马铃薯淀粉；
步骤1）的操作为：加热将天然马铃薯淀粉进行部分糊化，静置分层后冷冻干燥上清液获得淀粉小体，冷冻干燥沉淀层获得淀粉外壳；
所述加热的温度低于天然马铃薯淀粉糊化温度5-10°C，处理时间为10-15 min；
2）将所得淀粉外壳配制成淀粉外壳溶液，将淀粉外壳溶液与花色苷溶液复配，静置，即可，复配体系中花色苷的浓度为10-6-1 g/L；
步骤2）中，所述淀粉外壳溶液通过将淀粉外壳加入盐酸水溶液制得，淀粉外壳的浓度为1-10 g/L；
其中，所述盐酸水溶液的pH为3-7；
步骤2）中，所述静置的温度为0-10°C；所述静置的时间为1-10 h。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤1）中，所述加热通过快速粘度分析仪或恒温水浴锅实现；所述静置的时间为1-5 h。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述花色苷的类型为花色苷单体或糖基化/酰基化花色苷，或花色苷的粗提物。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述方法还进一步包括对静置后的体系离心分离，收集淀粉外壳-花色苷液态复合物的操作。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述方法还包括对所得淀粉外壳-花色苷液态复合物冷冻干燥得到淀粉外壳-花色苷复合物固体的操作。
6.权利要求4所述方法制得的淀粉外壳-花色苷液态复合物或权利要求5所述方法制得的淀粉外壳-花色苷复合物固体。
7.权利要求4所述方法制得的淀粉外壳-花色苷液态复合物或权利要求5所述方法制得的淀粉外壳-花色苷复合物固体在食品加工领域的应用。
8.权利要求1-5中任一项所述利用淀粉外壳提高花色苷稳定性的方法在富含花色苷的食品的加工及贮藏中的应用。
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