一种甘薯叶抗氧化活性物质的制备方法与流程

文档序号:15840717发布日期:2018-11-07 08:24阅读:201来源:国知局

本发明涉及甘薯的深加工领域,尤其是涉及一种甘薯叶抗氧化活性物质的制备方法。

技术背景

甘薯(学名:dioscoreaesculenta(lour.)burkill):又名甜薯,旋花科薯蓣属缠绕草质藤本。地下块茎顶分枝末端膨大成卵球形的块茎,外皮淡黄色,光滑。茎左旋,基部有刺,被丁字形柔毛。单叶互生,阔心脏形;雄花序为穗状花序,单生,雄花无梗或具极短的梗;苞片卵形,顶端渐尖;花被浅杯状,被短柔毛;蒴果三棱形,顶端微凹,基部截形,每棱翅状;种子圆形,具翅。花期初夏。甘薯属喜光的短日照作物,性喜温,不耐寒,较耐旱。主要分布在北纬40°以南。栽培面积以亚洲最多,非洲次之,美洲居第3位。甘薯单叶互生,叶形可分为心脏、三角与掌状等,最大的叶片长达15厘米,宽17厘米,一般的长和宽不超过10厘米,叶缘分全缘、带齿、浅单缺刻、浅复缺刻和深复缺刻,顶端急尖,基部心形,基出脉9~13,被丁字形长柔毛,尤以背面较多;叶柄长5~8厘米,基部色分为紫、褐、绿色等,有刺。叶色有绿、浅绿和紫色等。叶片背面叶脉颜色,分淡红、红、紫、淡紫和绿色等。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种甘薯叶抗氧化活性物质的制备方法,本制备方法工艺简单,廉价环保,以酶解方式脱蛋白的效率较高,蛋白质脱除彻底,以药用活性炭粉末与t-亮氨酸叔丁酯联配脱色效果优异,同时又可大大降低多糖被活性炭吸附的量,提高终产物的含量与纯度。

本发明针对背景技术中提到的问题,采取的技术方案为:一种甘薯叶抗氧化活性物质的制备方法,包括:脱脂、提取、脱蛋白、脱色,具体包括以下步骤:

脱脂:选取健康、无腐、不黄的甘薯叶子,清洗干净后晾干,粉碎后过100~140目筛,加入甲醇于68~70℃回流4~5h进行脱脂,抽滤后取滤渣,自然挥干甲醇;按照料液比1:60~70加超纯水混合,在微波功率为420~450w、温度为60~63℃的条件下提取时间1~1.5h,取滤液即得甘薯叶溶液;以甲醇脱脂不仅大大提高甘薯叶溶液中抗氧化活性物质的含量,有利于其进一步的提取,还可以防止脂类物质对抗氧化物质的污染与降解;高料液比、微波辅助提取,不仅节约了能源,而且降低了提取液的黏度,叶中抗氧化活性物质向溶液扩散速度加快,对传质有利,利于提取;

提取:取甘薯叶溶液,设定超声频率30~35khz、功率350~400w、温度48~52℃的提取条件,每次提取25~30min,浸取三次后合并、蒸发、浓缩滤液;冷却后用无水乙醇稀释静置过夜,滤出沉淀,干燥后得甘薯叶活性物质粗品;超声波的空化效应可以大大强化甘薯叶溶液中组织的解离,可以加快多糖、多酚、黄酮、蛋白质等的扩散,以超声波辅助提取工艺稳定性好、操作简单、成本低、能耗少;

脱蛋白:将甘薯叶活性物质粗品按料液比1:20~22溶解于蒸馏水中,调节ph为6.5~7.0,先后加入3200~3600u/g木瓜蛋白酶、3800~4500u/g中性蛋白酶,再加入蛋白酶总重量1.2~1.3%的对羟基苯甲酸戊酯与1.8~2‰的(-)-金雀花碱,在48~50℃温度下酶解2.5~3h,酶解结束后沸水浴灭酶,12000~12500r/min离心处理10~15min,取上清液加入乙醇至体积分数达65~70%,静置过夜,离心,沉淀经冷冻干燥即得活性物质粗品;在木瓜蛋白酶与中性蛋白酶的联合处理过程中,酶蛋白不断作用于蛋白质大分子,使大分子的蛋白分解成小分子的多肽甚至是氨基酸,经过处理,绝大部分游离蛋白质及部分与多糖结合的蛋白质被水解,因此蛋白质含量大大降低;然而随着体系中蛋白质含量的降低,酶分子与蛋白质分子的接触几率会逐渐变小,酶的催化作用也相应减弱,达到一定水解效果所需的时间也相应延长,而在水解过程中加入对羟基苯甲酸戊酯与(-)-金雀花碱则可以保持较高的水解效率,对羟基苯甲酸戊酯与(-)-金雀花碱会产生协同作用,二者协同作用于并活化木瓜蛋白酶活性中心半胱氨酸的硫基,从而降低木瓜蛋白酶与底物之间的能量壁垒,大大提高了木瓜蛋白酶的水解效率,降低了酶解时间,节约了能源损耗与时间成本;

脱色:将甘薯叶活性物质粗品溶解于100~120倍蒸馏水中,加入混合溶液1.05~1.2%的药用活性炭粉末与0.5~0.8‰的t-亮氨酸叔丁酯,其中t-亮氨酸叔丁酯中含有11.2~11.5%的l-t-亮氨酸叔丁酯;在28~32℃、3000~4500r/min条件下振荡混合8~10min,脱色完成后,以12500~13000r/min高速离心30~45min,取上清液即得脱色后的活性物质水溶液,经低温干燥后即得甘薯叶抗氧化活性物质;甘薯叶抗氧化活性物质中甘薯叶多糖含量为55~60%,多酚类含量为18.5~25.8%;药用活性炭粉末属于亲油性材料,利用活性炭粉末中的毛细管的表面吸附原理来吸附有机色素,可以达到较好的脱色、除浊效果,同时,毛细管的表面吸附作用会吸附部分的甘薯叶多糖类、多酚类等活性物质,多糖水溶液中的l-t-亮氨酸叔丁酯与d-t-亮氨酸叔丁酯可以与甘薯叶多糖、多酚形成共溶体系,通过一系列诸如氢键、团聚、吸附等作用可以大大降低多糖、多酚表面的极性、提高多糖、多酚的亲水性,使多糖、多酚与其聚集体远离活性炭的毛细管微孔,从而大大降低多糖、多酚被活性炭吸附的量,提高终产物薯叶抗氧化活性物质中的多糖、多酚类的含量;甘薯叶多糖多为富硫酸基多糖,其具有清除自由基、抗氧化、抗衰老、消炎抗菌等功效,多酚类物质具有很强的抗氧化作用,因此甘薯叶活性物质可以作为一种新型的高效绿色营养品使用。

与现有技术相比,本发明的优点在于:

1)水解脱蛋白过程中加入的对羟基苯甲酸戊酯与(-)-金雀花碱的协同作用可以活化木瓜蛋白酶活性中心半胱氨酸的硫基,从而降低酶与底物之间的能量壁垒,大大提高木瓜蛋白酶的水解效率,降低酶解时间,节约能源损耗与时间成本;

2)多糖水溶液中的l-t-亮氨酸叔丁酯与d-t-亮氨酸叔丁酯可以与甘薯叶多糖形成共溶体系,通过一系列诸如氢键、团聚、吸附等作用可以大大降低多糖、多酚的表面极性、提高亲水性,使多糖、多酚与其糖聚集体远离活性炭的毛细管微孔,从而大大降低多糖、多酚被活性炭吸附的量,提高终产物甘薯叶抗氧化活性物质中的多糖、多酚类的含量;

3)甘薯叶多糖多为富硫酸基多糖,其具有清除自由基、抗氧化、抗衰老、消炎抗菌等功效,多酚类物质具有很强的抗氧化作用,因此甘薯叶活性物质可以作为一种新型的高效绿色营养品使用。

附图说明

图1是本发明实施例3中的活性物质对dpph自由基与羟自由基的清除结果示意图。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明方案作进一步说明:

实施例1:

一种甘薯叶抗氧化活性物质的制备方法,包括以下步骤:

1)选取健康、无腐、不黄的甘薯叶子,清洗干净后晾干,粉碎后过100目筛,加入甲醇于68℃回流4h进行脱脂,抽滤后取滤渣,自然挥干甲醇;按照料液比1:60加超纯水混合,在微波功率为420w、温度为60℃的条件下提取时间1h,取滤液即得甘薯叶溶液;2)取甘薯叶溶液,设定超声频率30khz、功率350w、温度48℃的提取条件,每次提取25min,浸取三次后合并、蒸发、浓缩滤液;冷却后用无水乙醇稀释静置过夜,滤出沉淀,干燥后得甘薯叶活性物质粗品;3)将甘薯叶活性物质粗品按料液比1:20溶解于蒸馏水中,调节ph为6.5,先后加入3200u/g木瓜蛋白酶、3800u/g中性蛋白酶,再加入蛋白酶总重量1.2%的对羟基苯甲酸戊酯与1.8‰的(-)-金雀花碱,在48℃温度下酶解2.5h,酶解结束后沸水浴灭酶,12000r/min离心处理10min,取上清液加入乙醇至体积分数达65%,静置过夜,离心,沉淀经冷冻干燥即得活性物质粗品;4)将甘薯叶活性物质粗品溶解于100倍蒸馏水中,加入混合溶液1.05%的药用活性炭粉末与0.5‰的t-亮氨酸叔丁酯,其中t-亮氨酸叔丁酯中含有11.2%的l-t-亮氨酸叔丁酯;在28℃、3000r/min条件下振荡混合8min,脱色完成后,以12500r/min高速离心30min,取上清液即得脱色后的活性物质水溶液,经低温干燥后即得甘薯叶抗氧化活性物质;甘薯叶抗氧化活性物质中甘薯叶多糖含量为55~60%,多酚类含量为18.5~25.8%。

实施例2:

一种甘薯叶抗氧化活性物质的制备方法,包括以下步骤:

1)脱脂:选取健康、无腐、不黄的甘薯叶子,清洗干净后晾干,粉碎后过140目筛,加入甲醇于70℃回流5h进行脱脂,抽滤后取滤渣,自然挥干甲醇;按照料液比1:70加超纯水混合,在微波功率为450w、温度为63℃的条件下提取时间1.5h,取滤液即得甘薯叶溶液;以甲醇脱脂不仅大大提高甘薯叶溶液中抗氧化活性物质的含量,有利于其进一步的提取,还可以防止脂类物质对抗氧化物质的污染与降解;

2)提取:取甘薯叶溶液,设定超声频率35khz、功率400w、温度52℃的提取条件,每次提取30min,浸取三次后合并、蒸发、浓缩滤液;冷却后用无水乙醇稀释静置过夜,滤出沉淀,干燥后得甘薯叶活性物质粗品;超声波的空化效应可以大大强化甘薯叶溶液中组织的解离,可以加快多糖、多酚、黄酮、蛋白质等的扩散,以超声波辅助提取工艺稳定性好、操作简单、成本低、能耗少;

3)脱蛋白:将甘薯叶活性物质粗品按料液比1:22溶解于蒸馏水中,调节ph为7.0,先后加入3600u/g木瓜蛋白酶、3800~4500u/g中性蛋白酶,在50℃温度下酶解3h,酶解结束后沸水浴灭酶,12500r/min离心处理15min,取上清液加入乙醇至体积分数达70%,静置过夜,离心,沉淀经冷冻干燥即得活性物质粗品;在木瓜蛋白酶与中性蛋白酶的联合处理过程中,酶蛋白不断作用于蛋白质大分子,使大分子的蛋白分解成小分子的多肽甚至是氨基酸,经过处理,绝大部分游离蛋白质及部分与多糖结合的蛋白质被水解,因此蛋白质含量大大降低;

4)脱色:将甘薯叶活性物质粗品溶解于120倍蒸馏水中,加入混合溶液1.2%的药用活性炭粉末,在32℃、4500r/min条件下振荡混合10min,脱色完成后,以13000r/min高速离心45min,取上清液即得脱色后的活性物质水溶液,经低温干燥后即得甘薯叶抗氧化活性物质;甘薯叶抗氧化活性物质中甘薯叶多糖含量为55~60%,多酚类含量为18.5~25.8%;药用活性炭粉末属于亲油性材料,利用活性炭粉末中的毛细管的表面吸附原理来吸附有机色素,可以达到较好的脱色、除浊效果,甘薯叶多糖多为富硫酸基多糖,其具有清除自由基、抗氧化、抗衰老、消炎抗菌等功效,多酚类物质具有很强的抗氧化作用,因此甘薯叶活性物质可以作为一种新型的高效绿色营养品使用。

实施例3:

一种甘薯叶抗氧化活性物质的制备方法,包括:脱脂、提取、脱蛋白、脱色,具体包括以下步骤:

脱脂:选取健康、无腐、不黄的甘薯叶子,清洗干净后晾干,粉碎后过120目筛,加入甲醇于68℃回流4h进行脱脂,抽滤后取滤渣,自然挥干甲醇;按照料液比1:65加超纯水混合,在微波功率为440w、温度为62℃的条件下提取时间1h,取滤液即得甘薯叶溶液;以甲醇脱脂不仅大大提高甘薯叶溶液中抗氧化活性物质的含量,有利于其进一步的提取,还可以防止脂类物质对抗氧化物质的污染与降解;高料液比、微波辅助提取,不仅节约了能源,而且降低了提取液的黏度,叶中抗氧化活性物质向溶液扩散速度加快,对传质有利,利于提取;

提取:取甘薯叶溶液,设定超声频率33khz、功率360w、温度50℃的提取条件,每次提取25min,浸取三次后合并、蒸发、浓缩滤液;冷却后用无水乙醇稀释静置过夜,滤出沉淀,干燥后得甘薯叶活性物质粗品;超声波的空化效应可以大大强化甘薯叶溶液中组织的解离,可以加快多糖、多酚、黄酮、蛋白质等的扩散,以超声波辅助提取工艺稳定性好、操作简单、成本低、能耗少;

脱蛋白:将甘薯叶活性物质粗品按料液比1:21溶解于蒸馏水中,调节ph为6.8,先后加入3500u/g木瓜蛋白酶、4000u/g中性蛋白酶,再加入蛋白酶总重量1.2%的对羟基苯甲酸戊酯与2‰的(-)-金雀花碱,在50℃温度下酶解2.5h,酶解结束后沸水浴灭酶,12000r/min离心处理14min,取上清液加入乙醇至体积分数达68%,静置过夜,离心,沉淀经冷冻干燥即得活性物质粗品;在木瓜蛋白酶与中性蛋白酶的联合处理过程中,酶蛋白不断作用于蛋白质大分子,使大分子的蛋白分解成小分子的多肽甚至是氨基酸,经过处理,绝大部分游离蛋白质及部分与多糖结合的蛋白质被水解,因此蛋白质含量大大降低;然而随着体系中蛋白质含量的降低,酶分子与蛋白质分子的接触几率会逐渐变小,酶的催化作用也相应减弱,达到一定水解效果所需的时间也相应延长,而在水解过程中加入对羟基苯甲酸戊酯与(-)-金雀花碱则可以保持较高的水解效率,对羟基苯甲酸戊酯与(-)-金雀花碱会产生协同作用,二者协同作用于并活化木瓜蛋白酶活性中心半胱氨酸的硫基,从而降低木瓜蛋白酶与底物之间的能量壁垒,大大提高了木瓜蛋白酶的水解效率,降低了酶解时间,节约了能源损耗与时间成本;

脱色:将甘薯叶活性物质粗品溶解于110倍蒸馏水中,加入混合溶液1.1%的药用活性炭粉末与0.6‰的t-亮氨酸叔丁酯,其中t-亮氨酸叔丁酯中含有11.4%的l-t-亮氨酸叔丁酯;在30℃、4000r/min条件下振荡混合8min,脱色完成后,以12500r/min高速离心40min,取上清液即得脱色后的活性物质水溶液,经低温干燥后即得甘薯叶抗氧化活性物质;甘薯叶抗氧化活性物质中甘薯叶多糖含量为55~60%,多酚类含量为18.5~25.8%;药用活性炭粉末属于亲油性材料,利用活性炭粉末中的毛细管的表面吸附原理来吸附有机色素,可以达到较好的脱色、除浊效果,同时,毛细管的表面吸附作用会吸附部分的甘薯叶多糖类、多酚类等活性物质,多糖水溶液中的l-t-亮氨酸叔丁酯与d-t-亮氨酸叔丁酯可以与甘薯叶多糖、多酚形成共溶体系,通过一系列诸如氢键、团聚、吸附等作用可以大大降低多糖、多酚表面的极性、提高多糖、多酚的亲水性,使多糖、多酚与其聚集体远离活性炭的毛细管微孔,从而大大降低多糖、多酚被活性炭吸附的量,提高终产物薯叶抗氧化活性物质中的多糖、多酚类的含量;甘薯叶多糖多为富硫酸基多糖,其具有清除自由基、抗氧化、抗衰老、消炎抗菌等功效,多酚类物质具有很强的抗氧化作用,因此甘薯叶活性物质可以作为一种新型的高效绿色营养品使用。

实施例4:

选取实施例3中的甘薯叶抗氧化活性物质进行自由基清除率测定:

1)dpph自由基清除率测定:分别配制浓度为5mg/ml、10mg/ml、25mg/ml、50mg/ml的活性物质溶液各2.0ml,分部加入2.0ml0.04mg/mldpph溶液(无水乙醇作为溶剂),充分混匀后室温下避光反应30min,在波长517nm处测定其吸光度a1,同时测定无水乙醇(2.0ml)与dpph(2.0ml)混合液的吸光度ac,无水乙醇(2.0ml)和样品液(2.0ml)混合液的吸光度a2,在其他条件不变下,以vc替换活性物质作为阳性对照。则dpph自由基清除率计算公式为:

2)羟自由基清除率测定:取1ml的feso4溶液(10mmol/l)于试管中,加入1ml的水杨酸-乙醇溶液(10mmol/l),摇匀后加入1ml浓度分别为5mg/ml、10mg/ml、25mg/ml、50mg/ml的活性物质溶液,最后加入8.8mmol/lh2o2溶液1ml启动反应,37℃,水浴1h,冷却至室温,在波长510nm测吸光度。在其他条件不变下,以vc替换活性物质作为阳性对照,则羟自由基清除率计算公式为:

式中:b1为蒸馏水代替活性物质做空白;b2为样品液;bc为蒸馏水代替h2o2的活性物质本底溶液。

dpph自由基与羟自由基清除率测定结果如图1所示,由图1可知,本发明的实施例3中的甘薯叶抗氧化活性物质对dpph自由基和羟自由基均具有较为明显的清除作用,同时其自由基清除率均呈现剂量依赖性。

本发明操作步骤中的常规操作为本领域技术人员所熟知,在此不进行赘述。

以上所述的实施例对本发明的技术方案进行了详细说明,应理解的是以上所述仅为本发明的具体实施例,并不用于限制本发明,凡在本发明的原则范围内所做的任何修改、补充或类似方式替代等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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