本发明涉及农产品加工技术领域，具体而言是涉及一种来源于红薯茎叶的高营养活性提取物的制备方法。
背景技术：
红薯，又名番薯、甘薯、地瓜，植物分类上属于旋花科甘薯属(ipomoeabatataslam.)甘薯种草本植物。红薯茎叶含有丰富的膳食纤维、多糖、蛋白质、黄酮、氨基酸、维生素等营养化合物，还含有少量的铁、钾、钙、镁等矿质元素。现代医药学研究表明，红薯茎叶具有提高免疫力、保护视力、延缓衰老、治疗便秘和解毒等作用。我国是世界上红薯栽培面积最大的国家，红薯茎叶年产干重可达3000—6000万吨。目前仅少数绿色鲜嫩茎叶被采集当蔬菜食用，而大量红薯茎叶通常在农民收获红薯后被丢在地里，或用做喂牲畜的饲料，这样造成极大的资源浪费和环境污染。因此，红薯茎叶的深加工是农产品加工业的一个新热点。
目前，有关红薯茎叶加工技术和产品不断被报道，如专利：cn201410006329.9公开了一种红薯叶保健饼干及其制作方法、cn201110162676.7公开了一种红薯茎叶多糖的提取方法、cn201310409736.x公开了一种从红薯叶中提取绿原酸的方法等等。这些方法目前主要是针对某种产品的制作或是某种有效成分的提取。随着人们生活水平的日益提高，保健意识的不断增加，具有营养作用又具有保健功能活性的产品越来越受消费者的欢迎。
蛋白质和膳食纤维都是人体必需的七大营养要素。蛋白质是一切生命的物质基础，它参与物质代谢及生理功能的调控，保证机体的生长、发育、繁殖、遗传并供给能量，尤其是可溶性小分子蛋白，不仅容易被机体吸收利用，而且还具有抗氧化、抗衰老和抗菌等活性功效。膳食纤维是一类不能被人体小肠消化吸收，而在大肠中能被部分或全部发酵的可食用植物性成分及其类似物的碳水化合物的总称，它具有刺激肠道产生机械蠕动作用，加速排便，降低患肠癌的危险。尤其是其中的可溶性膳食纤维还具有清除外源有害物质和自由基，增强机体免疫力及抗氧化防衰老等生理功效。经过测定分析得到，干燥红薯茎叶的最主要成分为不溶性膳食纤维和高分子量蛋白。因此，找到合适的方法，提取红薯茎叶中的有效营养成分，改善营养成分的结构组成，提高其活性功效，对红薯茎叶资源开发利用具有极其重要的应用价值和现实意义。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是以红薯茎叶为原料，提供一种提取效率高、生产条件温和且无环境污染的高营养活性提取物的制备方法。所得的提取物不仅含有丰富的可溶性膳食纤维和蛋白质，而且是一种高效安全的植物来源天然抗氧化剂，它可消除自由基，抑制生物组份的氧化，可作为食品、药品及化妆品的天然添加剂。
本发明的技术方案是，以红薯茎叶为原料，经过干燥、粉碎过筛、高温高压预处理、酶解、树脂协同聚能双频超声脱色、冻结及冷冻干燥等步骤，使得红薯茎叶中的可溶性膳食纤维、小分子蛋白肽等活性成份充分释放，从而得到一种具有高营养活性的提取物。一种红薯茎叶高营养活性提取物的制备方法，按照下述步骤进行：
(1)红薯茎叶原料，阳光下自然晒干，然后剪切为1～2cm的小段，粉碎后过40～60目筛；
(2)粉碎的红薯茎叶粉末按照料液比1:15～1:50g/ml加入蒸馏水，室温浸泡2～6h，然后置于121℃高压灭菌锅中处理20min；
(3)于步骤(2)的处理液中，调节混合液的ph到6.0，按照红薯茎叶粉末质量比加入1％～5％纤维素酶，50℃恒温酶解3～6h后于95℃灭酶10min，酶解液冷却至60℃调节ph至7.5，再加入红薯茎叶粉末质量比为0.5％～5％的木瓜蛋白酶，60℃水浴酶解30min～2h后95℃灭酶10min；
(4)步骤(3)的处理液冷却至室温后，按照大孔树脂与溶液质量体积比加入1％～5％的大孔树脂，混合液于双频聚能超声设备中进行脱色处理。超声结束后，4000rpm离心10min得到上清提取物；
(5)将步骤(4)中的上清提取物减压浓缩到原体积的1/10，得到膏状浓缩物后于-20℃冻结，冰冻物于-45℃冷冻干燥，得到粉末，即为高营养活性提取物。
其中所述的双频聚能超声设备中进行脱色处理的超声参数为：双频频率为28khz、35khz、40khz、50khz四个频率中的任一两两组合，超声功率为100～600w，超声工作/间歇时间比1～3s/s，超声总时间为10～30min。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1.本发明采用的原料红薯茎叶一方面为农业生产的副产物，另一方面具有极好的营养组成及生理功能，既解决了环境污染，又提高了农产品的附加值。
2.根据本发明制备的提取物溶解性好，它含有丰富的可溶性膳食纤维和蛋白，而且产品对多种羟自由基具有较强的清除能力，说明根据本发明制备的红薯茎叶提取物具有高营养和高活性的优点。
3.本发明采用的制备方法不涉及任何化学试剂，其提取工艺简单、绿色环保、生产成本低，而且产品色泽好、产量高、溶解性好，容易被机体吸收利用，适于添加到食品、化妆品、保健品及药品中。
具体实施方式
本发明中的可溶性膳食纤维含量参照gb/t5009.88-2008中的方法测定；蛋白质含量的测定参照gb/t5009.5-2003中的凯式定氮法。
本发明中的·oh和dpph·自由基的清除能力的测定方法如下：
·oh清除率的测定：取2ml不同浓度样品液依次加入2ml3mmol/l的feso4、2ml3mmol/l的h2o2，25℃反应10min，再加入2ml6mmol/l水杨酸，混匀静置15min，在510nm测其吸光值记为ai；当用蒸馏水代替水杨酸时的吸光值记为aj；以蒸馏水代替样品液的吸光值记为a0。
dpph·清除率的测定：取3ml不同浓度样品液，加入1ml0.08mg/ml的dpph·溶液，25℃反应20min，3500rpm离心10min，取上清液在517nm测其吸光值为ai；以无水乙醇代替dpph测其吸光值为aj；以蒸馏水代替样品液测定的吸光值记为a0。
·oh和dpph·自由基清除能力的计算公式如下所示：
自由基清除率(％)＝[1-(ai-aj)/a0]×100
以样品浓度为横坐标，自由基抑制率为纵坐标，通过曲线计算得到抑制率为50％时的样品浓度为ic50值。
下面结合实施例对本发明作进一步的详细描述，但发明的实施方式不限于此。
实施例1
(1)红薯茎叶原料，阳光下自然晒干，然后剪切为1～2cm的小段，粉碎后过60目筛；
(2)粉碎的红薯茎叶粉末40g按照料液比1:50g/ml加入蒸馏水，室温浸泡2h，然后置于121℃高压灭菌锅中处理20min；
(3)于步骤(2)的处理液中，调节混合液的ph到6.0，按照红薯茎叶粉末质量比加入5％纤维素酶，50℃恒温酶解3h后于95℃灭酶10min，酶解液冷却至60℃调节ph至7.5，再加入红薯茎叶粉末质量比为5％的木瓜蛋白酶，60℃水浴酶解30min后95℃灭酶10min；
(4)步骤(3)的处理液冷却至室温后，按照大孔树脂与溶液质量体积比加5％的大孔树脂d101型，混合液于双频聚能超声设备中进行处理脱色处理，双频频率为35khz和40khz组合，超声功率为100w，超声工作/间歇时间比1s/s，超声总时间为30min。超声结束后，4000rpm离心10min得到上清提取物；
(5)将步骤(4)中的上清提取物减压浓缩到原体积的1/10，得到膏状浓缩物后于-20℃冻结，冰冻物于-45℃冷冻干燥，得到粉末，即为高营养活性提取物。
测定该高营养活性提取物的可溶性膳食纤维和蛋白质含量，抗氧化能力通过分析其清除·oh和dpph·自由基的ic50值表征，结果如表1所示。
实施例2
(1)红薯茎叶原料，阳光下自然晒干，然后剪切为1～2cm的小段，粉碎后过40目筛；
(2)粉碎的红薯茎叶粉末40g按照料液比1:15g/ml加入蒸馏水，室温浸泡6h，然后置于121℃高压灭菌锅中处理20min；
(3)于步骤(2)的处理液中，调节混合液的ph到6.0，按照红薯茎叶粉末质量比加入1％纤维素酶，50℃恒温酶解6h后于95℃灭酶10min，酶解液冷却至60℃调节ph至7.5，再加入红薯茎叶粉末质量比为0.5％的木瓜蛋白酶，60℃水浴酶解2h后95℃灭酶10min；
(4)步骤(3)的处理液冷却至室温后，按照大孔树脂与溶液质量体积比加入3％的大孔树脂ab-8型，混合液于双频聚能超声设备中进行处理脱色处理，双频频率为28khz和50khz组合，超声功率为600w，超声工作/间歇时间比2s/s，超声总时间为10min。超声结束后，4000rpm离心10min得到上清提取物；
(5)将步骤(4)中的上清提取物减压浓缩到原体积的1/10，得到膏状浓缩物后于-20℃冻结，冰冻物于-45℃冷冻干燥，得到粉末，即为高营养活性提取物。
测定该高营养活性提取物的可溶性膳食纤维和蛋白质含量，抗氧化能力通过分析其清除·oh和dpph·自由基的ic50值表征，结果如表1所示。
实施例3
(1)红薯茎叶原料，阳光下自然晒干，然后剪切为1～2cm的小段，粉碎后过40目筛；
(2)粉碎的红薯茎叶粉末40g按照料液比1:30g/ml加入蒸馏水，室温浸泡4h，然后置于121℃高压灭菌锅中处理20min；
(3)于步骤(2)的处理液中，调节混合液的ph到6.0，按照红薯茎叶粉末质量比加入3％纤维素酶，50℃恒温酶解5h后于95℃灭酶10min，酶解液冷却至60℃调节ph至7.5，再加入红薯茎叶粉末质量比为3％的木瓜蛋白酶，60℃水浴酶解40min后95℃灭酶10min；
(4)步骤(3)的处理液冷却至室温后，按照大孔树脂与溶液质量体积比加入1％的大孔树脂d201型，混合液于双频聚能超声设备中进行处理脱色处理，双频频率为28khz和50khz的组合，超声功率为400w，超声工作/间歇时间比3s/s，超声总时间为20min。超声结束后，4000rpm离心10min得到上清提取物；
(5)将步骤(4)中的上清提取物减压浓缩到原体积的1/10，得到膏状浓缩物后于-20℃冻结，冰冻物于-45℃冷冻干燥，得到粉末，即为高营养活性提取物。
测定该高营养活性提取物的可溶性膳食纤维和蛋白质含量，抗氧化能力通过分析其清除·oh和dpph·自由基的ic50值表征，结果如表1所示。
实施例4
(1)红薯茎叶原料，阳光下自然晒干，然后剪切为1～2cm的小段，粉碎后过60目筛；
(2)粉碎的红薯茎叶粉末40g按照料液比1:50g/ml加入蒸馏水，室温浸泡5h，然后置于121℃高压灭菌锅中处理20min；
(3)于步骤(2)的处理液中，调节混合液的ph到6.0，按照红薯茎叶粉末质量比加入5％纤维素酶，50℃恒温酶解3h后于95℃灭酶10min，酶解液冷却至60℃调节ph至7.5，再加入红薯茎叶粉末质量比为5％的木瓜蛋白酶，60℃水浴酶解60min后95℃灭酶10min；
(4)步骤(3)的处理液冷却至室温后，按照大孔树脂与溶液质量体积比加入5％的大孔树脂ab-8型，混合液于双频聚能超声设备中进行处理脱色处理，双频频率为40khz和50khz的组合，超声功率为100w，超声工作/间歇时间比3s/s，超声总时间为30min。超声结束后，4000rpm离心10min得到上清提取物；
(5)将步骤(4)中的上清提取物减压浓缩到原体积的1/10，得到膏状浓缩物后于-20℃冻结，冰冻物于-45℃冷冻干燥，得到粉末，即为高营养活性提取物。
测定该高营养活性提取物的可溶性膳食纤维和蛋白质含量，抗氧化能力通过分析其清除·oh和dpph·自由基的ic50值表征，结果如表1所示。
实施例5
(1)红薯茎叶原料，阳光下自然晒干，然后剪切为1～2cm的小段，粉碎后过60目筛；
(2)粉碎的红薯茎叶粉末40g按照料液比1:40g/ml加入蒸馏水，室温浸泡3h，然后置于121℃高压灭菌锅中处理20min；
(3)于步骤(2)的处理液中，调节混合液的ph到6.0，按照红薯茎叶粉末质量比加入4％纤维素酶，50℃恒温酶解4h后于95℃灭酶10min，酶解液冷却至60℃调节ph至7.5，再加入红薯茎叶粉末质量比为2％的木瓜蛋白酶，60℃水浴酶解1.5h后95℃灭酶10min；
(4)步骤(3)的处理液冷却至室温后，按照大孔树脂与溶液质量体积比加入4％的大孔树脂d101型，混合液于双频聚能超声设备中进行处理脱色处理，双频频率为28khz和50khz的组合，超声功率为500w，超声工作/间歇时间比1s/s，超声总时间为10min。超声结束后，4000rpm离心10min得到上清提取物；
(5)将步骤(4)中的上清提取物减压浓缩到原体积的1/10，得到膏状浓缩物后于-20℃冻结，冰冻物于-45℃冷冻干燥，得到粉末，即为高营养活性提取物。
测定该高营养活性提取物的可溶性膳食纤维和蛋白质含量，抗氧化能力通过分析其清除·oh和dpph·自由基的ic50值表征，结果如表1所示。
表1本发明提取物的主要营养组成和抗氧化能力
该发明首次对红薯茎叶的可溶性膳食纤维和蛋白进行了同时提取，而且首次利用双频超声协同树脂脱色。由表1的数据可以看出，通过本发明制备的提取物其可溶性膳食纤维和蛋白质的含量高达80％，说明营养成分高；而且提取物清除·oh和dpph·自由基的ic50值较小，说明其抗氧化活性功能强，因此本发明的提取物可作为天然的营养剂和抗氧化剂添加到食品、药品及化妆品中。