专利名称：一种基于天然多糖的抗氧化食品添加剂及其制备方法
技术领域：
本发明属于食品添加剂技术领域，特别涉及一种具有抗氧化功能的食品添加剂及 其制备方法。
背景技术：
食品的氧化会导致气味和滋味的严重劣变，常用的防止食品氧化变质的方法如提 高加工工艺水平、冷藏和阻气包装等均不能有效抑制氧化，所以常引入抗氧化剂以提高食 品质量、延长食品货架期。常用的合成抗氧化剂如羟基茴香醚(BHA)、二叔丁基羟基甲苯(BHT)和叔丁基氢 醌(TBHQ)等会对人体的健康产生不利的影响。天然抗氧化剂如黄酮、单宁、维生素和醌类 等均具有较强的抗氧化活性，其安全、无毒的特性符合人们对健康的新需求，但这类抗氧化 剂的提取过程繁琐，而且抗氧化活性受温度影响不稳定。美拉德反应(Maillard Reaction)是氨基化合物(氨基酸、蛋白质及肽)与还原 性羰基化合物发生的非酶褐变反应，反应高级阶段和终止阶段产生的还原酮、杂环化合物 以及类黑精等均具有一定的抗氧化能力，而且随着反应温度的提高和反应时间的延长， 反应速度大为加快，抗氧化能力增强[Ryszard Amarcowicz. Antioxidant activity of Maillard reaction products. Eur. J. Lipid Sci. Technol. , 2009, 111: 109-111.], 这就避免了植物来源抗氧化剂容易受温度和氧化影响稳定性低的缺点，有望制备一种新型 的抗氧化材料。壳聚糖是从虾蟹壳中提取的甲壳素经脱乙酰基得到的天然多糖，除了具有无毒、 生物相容性好、可生物降解等特性外，良好的荷电性、成膜性、抗菌性等使得壳聚糖在作为 保鲜剂、抗菌剂、稳定剂等食品添加剂方面显现出新的应用潜力。壳聚糖及其衍生物具有 一定的抗氧化能力[姚倩，孙涛，周冬香，毛芳.壳聚糖衍生物的抗氧化性能研究进展.食 品科技.2007，10: 109-112.]，主要作用机理是通过与铁离子螯合而抑制铁离子的催化活 性，但在食品长期储存过程中单独使用壳聚糖的抗氧化效果仍然十分有限。
发明内容
本发明的目的就是针对上述背景技术的现状，提供一种具有较好效果的基于天然 多糖的抗氧化食品添加剂及其制备方法。本发明的抗氧化食品添加剂为壳聚糖溶液在添加还原糖溶液后发生美拉德反应 后形成的产物。其中壳聚糖包括壳聚糖及其衍生物；还原糖包括单糖、寡糖和多糖。本发明的制备方法包括下列步骤
1、配制壳聚糖溶液；
2、配制还原糖溶液；
3、在壳聚糖溶液中添加适量的还原糖溶液，通过调节其pH值、反应温度和时间，使其 发生美拉德反应，形成反应产物；4、将上述反应产物直接应用或冷冻干燥。作为优选，上述步骤中
1、壳聚糖溶液的质量体积比为0. 59T4%。2、还原糖溶液的质量体积比为0. 29^20%。3、所述反应溶液的pH值为3. 5 10，反应温度为30°(Tl50°C，反应时间为1(T300分钟。根据本发明，通过壳聚糖与单糖、寡糖甚至多糖等还原糖的相互作用能够制备高 效抗氧化剂，同时具有一定的抑菌性能，从而抑制食品的腐败变质。不仅如此，制备添加剂 的原料来源于天然多糖，相对于蛋白而言来源更广泛、价格更低廉，而且不存在免疫原性， 更适合应用于食品领域。本发明方法，采用的壳聚糖可以调节其分子量、脱乙酰度，也可以进行衍生化处理。本发明方法，还原糖选自葡萄糖、果糖、核糖、木糖、甘露糖、阿拉伯糖、半乳糖等单 糖，或者纤维二糖、麦芽糖，也可以是壳寡糖、海藻酸寡糖、麦芽寡糖、果寡糖、甘露寡糖、木 寡糖、纤维寡糖等，还可以是可溶性淀粉、半纤维素、透明质酸、茯苓多糖等一种或多种的混 合物。本发明的有益效果是，利用天然多糖材料制备的食品添加剂来源于天然多糖，价 格低廉、安全无毒、稳定性强、抗氧化活性高，同时具有一定的抗菌活性。
具体实施例方式实施例1
将2 g羧甲基壳聚糖溶解于50 ml的水中制备质量体积比为4%的溶液，向其中加入 0. lg葡萄糖，充分溶解后调节溶液的pH为10. 0，在30°C条件下加热300min，反应溶液冷冻 干燥。产物冷冻干燥后再次溶解得到质量体积比为1%的溶液，对DPPH 的抑制率达到10. 1 %，而羧甲基壳聚糖溶液对DPPH 的抑制率仅有2. 4%。实施例2
将2 g壳聚糖溶解于100 ml的乙酸溶液1% (v/v)中制备质量体积比为2%的溶液，同 时配制100ml质量体积比为4%的半纤维素溶液，两溶液充分混合后调节溶液的pH为3. 75， 在100°C下加热搅拌120 min,得到的溶液对DPPH 的抑制率达到43. 1%，而壳聚糖溶液对 DPPH 的抑制率仅有2. 4%。实施例3
将0. 5 g壳聚糖溶解于100 ml的乙酸溶液1% (v/v)中制备质量体积比为0. 5%的壳 聚糖溶液，同时配制10 ml质量体积比为20%的葡萄糖溶液，两种溶液充分混合后在150°C 条件下加热lOmin，反应溶液对大肠杆菌的抑制效果优于壳聚糖(对照组大肠杆菌的抑菌圈 直径为7. 5 mm，单纯壳聚糖膜为7. 7mm，而反应溶液的抑菌圈直径达到10 mm)。
权利要求
一种基于天然多糖的抗氧化食品添加剂，其特征在于所述的抗氧化食品添加剂为壳聚糖溶液在添加还原糖溶液后发生美拉德反应所形成的产物。
2.根据权利要求1所述的一种基于天然多糖的抗氧化食品添加剂，其特征在于所述的 壳聚糖包括壳聚糖及其衍生物。
3.根据权利要求1或2所述的一种基于天然多糖的抗氧化食品添加剂，其特征在于所 述的还原糖包括单糖、寡糖和多糖。
4.一种基于天然多糖的抗氧化食品添加剂的制备方法，其特征在于包括下列步骤⑴配制壳聚糖溶液；T配制还原糖溶液；？:在壳聚糖溶液中添加适量的还原糖溶液，并通过调节其PH值、反应温度和时间，使 其发生美拉德反应后直接形成液态添加剂。
5.根据权利要求4所述的一种基于天然多糖的抗氧化食品添加剂的制备方法，其特征 在于将所述的液态添加剂冷冻干燥后形成固态添加剂。
6.根据权利要求4或5所述的一种基于天然多糖的抗氧化食品添加剂的制备方法，其 特征在于所述壳聚糖溶液的质量体积比为0. 59T4%。
7.根据权利要求4、5所述的一种基于天然多糖的抗氧化食品添加剂的制备方法，其特 征在于所述还原糖溶液的质量体积比为0. 29^20%。
8.根据权利要求4或5所述的一种基于天然多糖的抗氧化食品添加剂的制备方法，其 特征在于所述美拉德反应的PH值为3. 5 10，反应温度30°(T150°C，反应时间10 300分钟。
全文摘要
本发明公开了一种基于天然多糖的抗氧化食品添加剂及其制备方法。添加剂的原料为壳聚糖(或其衍生物)和其它还原糖。其制备方法是在壳聚糖(或其衍生物)溶液中添加适量的其它还原糖溶液，使其发生美拉德反应，直接形成液态添加剂或将其冷冻干燥形成固态添加剂。本发明的原料来源于天然多糖，安全无毒、成本低，制备过程工艺简单、环境污染小，得到的产品具有较好的抗氧化和抗菌活性，通过改变壳聚糖(或其衍生物)与还原糖的比例及加反应条件，可以调控添加剂的抗氧化活性。
文档编号A23L3/3562GK101978909SQ201010505379
公开日2011年2月23日 申请日期2010年10月13日 优先权日2010年10月13日
发明者施晓文, 李晓霞, 杜予民 申请人:武汉大学