一种提高大蒜素稳定性的方法

1.本发明涉及大蒜素加工领域，具体而言是指一种提高大蒜素稳定性的方法。


背景技术：

2.大蒜是百合科葱属植物鳞茎，为历史悠久的药用、食用植物。我国年种植大蒜面积约1000万亩，产量达1100万吨，全球占比超过70％，大蒜产业在我国农产品生产加工领域有举足轻重的地位。但是长期以来我国多以鲜蒜销售为主，精深加工产品过少，经济效益相对较低。大蒜中最主要的活性成分是大蒜素，它具有抗菌、抗氧化、抗病毒、抗肿瘤和免疫调节等多种显著功效。因此开发高蒜素含量的大蒜类制品有望开拓高品质大蒜深加工产品市场，有助于提升人民健康水平。
3.新鲜大蒜中没有游离大蒜素，只有它的前体物质蒜氨酸，当大蒜受外力作用破碎后，蒜氨酸酶催化蒜氨酸分解产生辛香气味的大蒜素。大蒜素的学名为二烯丙基硫代亚磺酸酯，是一种有机硫化合物，它很不稳定，在适宜的条件下，很快被分解产生多种烯丙基硫化物，不仅导致蒜素含量减少、生物活性降低，还会使大蒜加工制品产生明显的蒜臭味。因此，目前限制富含蒜素产品开发及应用的最主要因素就是由于大蒜素不稳定，保存成本高，使用困难，难以发挥出应有的作用。
4.为了提高蒜制品蒜素的含量和稳定性，保证大蒜素能更好地发挥作用，其稳定性研究具有重要意义。目前，蒜素的稳定化技术主要有：蒜素微胶囊、蒜素脂质体、蒜素聚合物胶束等，这些方法存在成本高、包封率低和重复性差等问题，难以大范围推广。近年来，一些研究人员采用半胱氨酸与蒜素结合生成二硫键结合物，以达到稳定蒜素的目的，但是半胱氨酸在食品中存在限量问题，过量的半胱氨酸添加至蒜素产品可能存在风险。姜慧等采用乳清分离蛋白与大蒜素结合形成二硫键结合物以增强大蒜素的稳定性，但是蛋白质的巯基含量有限，可共价结合的蒜素量较少，不能满足生产需求。因此需要开发一种成本低、安全高效的蒜素稳定化技术，提高蒜素的稳定性。


技术实现要素：

5.本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种成本低、安全高效的提高大蒜素稳定性的方法。
6.本发明的技术方案是，先采用双频超声物理场诱导大豆分离蛋白巯基的生成并强化蒜素与蛋白质的结合过程，再加入羧甲基纤维素钠实现对多余游离蒜素的包埋，获得一种成本低且安全高效的提高蒜素稳定性的方法。
7.本发明一种提高大蒜素稳定性的方法，按照下述步骤进行：
8.(1)大豆分离蛋白以2％浓度(质量百分比)溶于蒸馏水中，室温下磁力搅拌2h后将溶液ph调至7.0；
9.(2)羧甲基纤维素钠以1％浓度(质量百分比)溶于蒸馏水中，室温下磁力搅拌至完全溶解；
10.(3)取新鲜大蒜去皮、捣碎，加入质量百分比浓度为80％的乙醇提取蒜素，离心得到上清，经旋转蒸发仪蒸发去乙醇和浓缩，得到高浓度大蒜素溶液；
11.(4)将步骤(1)大豆分离蛋白溶液置于超声池中，启动双频超声波设备，超声功率为50～500w，超声总时间10～60min，频率为28/20khz，在超声时间过半时，以体积比10∶1～10∶20加入步骤(3)高浓度大蒜素溶液，继续进行双频超声处理；
12.(5)于步骤(4)的蛋白质与蒜素混合物中，加入步骤(2)的羧甲基纤维素钠溶液，体积为大豆分离蛋白溶液体积的一半，调节混合液的ph至4.2～4.6；
13.(6)对步骤(5)所得混合物继续进行双频超声处理10～30min，超声功率为50～500w，频率为28/20khz，得到颗粒均匀、高负载大蒜素的大豆分离蛋白-羧甲基纤维素钠复合物，该复合物中的大蒜素稳定性好，不易分解。
14.与现有技术相比，本发明具有以下优点：
15.(1)本发明采用的大豆分离蛋白来源于粮油加工副产物油粕，它具有营养价值高、资源丰富和成本低等特点，在食品领域可广泛应用。
16.(2)本发明采用绿色环保的双频超声技术提高蛋白质巯基含量，该技术可实现两个频率交替或同时工作，具有更大的空化作用，而且两列波相互叠加或干涉可形成多样化的波形，更适合作用于组成复杂的天然植物蛋白。
17.(3)为了防止超声诱导所形成巯基的氧化，本发明中大蒜素与蛋白质巯基的结合过程在超声物理场中完成，双频超声可强化大蒜素与蛋白质的结合过程。
18.(4)本发明为了提高大蒜素的负载量，在大蒜素与蛋白质发生巯基结合的基础上，进一步加入羧甲基纤维素钠，形成复合颗粒以对多余游离大蒜素进行包埋，实现大蒜素的高效稳定化。
19.(5)本发明为了强化大豆分离蛋白、大蒜素和羧甲基纤维素钠的结合，复合物的形成过程是在ph4.2～4.6和超声物理场中完成的，ph4.2～4.6时蛋白质带少量正电、羧甲基纤维素钠带负电，超声作用促进相互作用形成颗粒均匀的复合物。
附图说明
20.图1是双频超声设备结构图，其中1为超声池，2为水出口，3为水进口，4为20khz超声控制器，5为操作显示屏，6为热水浴，7为28khz超声控制器。
具体实施方式
21.本发明实施例中所得复合物大蒜素的稳定性的测定方法如下：
22.将复合物大蒜素分别放置在25℃环境中储存一定时间后测定蒜素浓度，稳定性以蒜素保留率表示，其值为不同时间时蒜素浓度与初始浓度之间的百分比值。蒜素浓度的测定方法如下：
23.取10mm cys溶液5ml，加1ml去离子水或样品，混合反应15min后取1ml稀释100倍，取稀释后溶液4.5ml与1.5mm dtnb溶液0.5ml，常温下反应15min。测定波长412nm的吸光度值，去离子水所得吸光度值为a0，样品所得吸光度值为a，根据下列公式进行蒜素浓度计算：
[0024][0025]
式中，c为蒜素浓度，mol/l；β为稀释因子；14150是5-硫代-2-硝基苯甲酸酯的吸收
系数，它是蒜素和dtnb的反应产物。
[0026]
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。
[0027]
实施例1
[0028]
(1)2.0g大豆分离蛋白溶于100ml蒸馏水中，室温下磁力搅拌2h后将溶液ph调至7.0；
[0029]
(2)1.0g羧甲基纤维素钠溶于100ml蒸馏水中，室温下磁力搅拌至完全溶解；
[0030]
(3)取新鲜大蒜去皮、捣碎，100g蒜泥加入质量百分比浓度为80％的乙醇200ml提取蒜素，4000rpm离心10min得到上清，经旋转蒸发仪蒸发去乙醇和浓缩，得到高浓度大蒜素溶液；
[0031]
(4)将步骤(1)的50ml大豆分离蛋白溶液置于超声池中，启动双频超声波设备，超声功率为50w，超声总时间60min，频率为28/20khz，在超声时间过半时，以体积比10∶10加入步骤(3)高浓度大蒜素溶液，继续进行双频超声处理；
[0032]
(5)于步骤(4)的蛋白质与蒜素混合物中，加入25ml步骤(2)的羧甲基纤维素钠溶液，调节混合液的ph至4.6；
[0033]
(6)对步骤(5)所得混合物继续进行双频超声处理10min，超声功率为500w，频率为28/20khz，得到大蒜素的稳定结合物。
[0034]
对比例：实施例1中的大豆分离蛋白和羧甲基纤维素钠溶液改为水，超声波处理改为机械搅拌，速度为100r/min，其它步骤同实施例1。
[0035]
结合物于25℃下储存，分别于3、6和9天测定蒜素的浓度，计算得到蒜素保留率如表1所示。可见，9天后经过本实施例处理所得样品的大蒜素保留率为67.6％，比对比例增加了54.3％。
[0036]
表1蒜素复合物25℃储存不同时间的大蒜素保留率
[0037][0038]
实施例2
[0039]
(1)2.0g大豆分离蛋白溶于100ml蒸馏水中，室温下磁力搅拌2h后将溶液ph调至7.0；
[0040]
(2)1.0g羧甲基纤维素钠溶于100ml蒸馏水中，室温下磁力搅拌至完全溶解；
[0041]
(3)取新鲜大蒜去皮、捣碎，100g蒜泥加入质量百分比浓度为80％的乙醇200ml提取蒜素，4000rpm离心10min得到上清，经旋转蒸发仪蒸发去乙醇和浓缩，得到高浓度大蒜素溶液；
[0042]
(4)将步骤(1)的50ml大豆分离蛋白溶液置于超声池中，启动双频超声波设备，超声功率为500w，超声总时间10min，频率为28/20khz，在超声时间过半时，以体积比10∶1加入步骤(3)高浓度大蒜素溶液，继续进行双频超声处理；
[0043]
(5)于步骤(4)的蛋白质与蒜素混合物中，加入25ml步骤(2)的羧甲基纤维素钠溶
液，调节混合液的ph至4.2；
[0044]
(6)对步骤(5)所得混合物继续进行双频超声处理30min，超声功率为50w，频率为28/20khz，得到大蒜素的稳定结合物。
[0045]
对比例：实施例2中的大豆分离蛋白和羧甲基纤维素钠溶液改为水，超声波处理改为机械搅拌，速度为100r/min，其它步骤同实施例2。
[0046]
结合物于25℃下储存，分别于3、6和9天测定蒜素的浓度，计算得到蒜素保留率如表2所示。可见，9天后经过本实施例处理所得样品的大蒜素保留率为68.9％，比对比例增加了51.1％。
[0047]
表2蒜素复合物25℃储存不同时间的大蒜素保留率
[0048][0049]
实施例3
[0050]
(1)2.0g大豆分离蛋白溶于100ml蒸馏水中，室温下磁力搅拌2h后将溶液ph调至7.0；
[0051]
(2)1.0g羧甲基纤维素钠溶于100ml蒸馏水中，室温下磁力搅拌至完全溶解；
[0052]
(3)取新鲜大蒜去皮、捣碎，100g蒜泥加入质量百分比浓度为80％的乙醇200ml提取蒜素，4000rpm离心10min得到上清，经旋转蒸发仪蒸发去乙醇和浓缩，得到高浓度大蒜素溶液；
[0053]
(4)将步骤(1)的50ml大豆分离蛋白溶液置于超声池中，启动双频超声波设备，超声功率为200w，超声总时间30min，频率为28/20khz，在超声时间过半时，以体积比10∶20加入步骤(3)高浓度大蒜素溶液，继续进行双频超声处理；
[0054]
(5)于步骤(4)的蛋白质与蒜素混合物中，加入25ml步骤(2)的羧甲基纤维素钠溶液，调节混合液的ph至4.4；
[0055]
(6)对步骤(5)所得混合物继续进行双频超声处理20min，超声功率为200w，频率为28/20khz，得到大蒜素的稳定结合物。
[0056]
对比例：实施例3中的大豆分离蛋白和羧甲基纤维素钠溶液改为水，超声波处理改为机械搅拌，速度为100r/min，其它步骤同实施例3。
[0057]
结合物于25℃下储存，分别于3、6和9天测定蒜素的浓度，计算得到蒜素保留率如表3所示。可见，9天后经过本实施例处理所得样品的大蒜素保留率为64.9％，比对比例增加了56.1％。
[0058]
表3蒜素复合物25℃储存不同时间的大蒜素保留率
[0059][0060]
实施例4
[0061]
(1)2.0g大豆分离蛋白溶于100ml蒸馏水中，室温下磁力搅拌2h后将溶液ph调至7.0；
[0062]
(2)1.0g羧甲基纤维素钠溶于100ml蒸馏水中，室温下磁力搅拌至完全溶解；
[0063]
(3)取新鲜大蒜去皮、捣碎，100g蒜泥加入质量百分比浓度为80％的乙醇200ml提取蒜素，4000rpm离心10min得到上清，经旋转蒸发仪蒸发去乙醇和浓缩，得到高浓度大蒜素溶液；
[0064]
(4)将步骤(1)的50ml大豆分离蛋白溶液置于超声池中，启动双频超声波设备，超声功率为250w，超声总时间20min，频率为28/20khz，在超声时间过半时，以体积比10∶15加入步骤(3)高浓度大蒜素溶液，继续进行双频超声处理；
[0065]
(5)于步骤(4)的蛋白质与蒜素混合物中，加入25ml步骤(2)的羧甲基纤维素钠溶液，调节混合液的ph至4.5；
[0066]
(6)对步骤(5)所得混合物继续进行双频超声处理15min，超声功率为250w，频率为28/20khz，得到大蒜素的稳定结合物。
[0067]
对比例：实施例4中的大豆分离蛋白和羧甲基纤维素钠溶液改为水，超声波处理改为机械搅拌，速度为100r/min，其它步骤同实施例4。
[0068]
结合物于25℃下储存，分别于3、6和9天测定蒜素的浓度，计算得到蒜素保留率如表4所示。可见，9天后经过本实施例处理所得样品的大蒜素保留率为65.9％，比对比例增加了46.8％。
[0069]
表4蒜素复合物25℃储存不同时间的大蒜素保留率
[0070][0071]
实施例5
[0072]
(1)2.0g大豆分离蛋白溶于100ml蒸馏水中，室温下磁力搅拌2h后将溶液ph调至7.0；
[0073]
(2)1.0g羧甲基纤维素钠溶于100ml蒸馏水中，室温下磁力搅拌至完全溶解；
[0074]
(3)取新鲜大蒜去皮、捣碎，100g蒜泥加入质量百分比浓度为80％的乙醇200ml提取蒜素，4000rpm离心10min得到上清，经旋转蒸发仪蒸发去乙醇和浓缩，得到高浓度大蒜素溶液；
[0075]
(4)将步骤(1)的50ml大豆分离蛋白溶液置于超声池中，启动双频超声波设备，超声功率为400w，超声总时间15min，频率为28/20khz，在超声时间过半时，以体积比10∶10加入步骤(3)高浓度大蒜素溶液，继续进行双频超声处理；
[0076]
(5)于步骤(4)的蛋白质与蒜素混合物中，加入25ml步骤(2)的羧甲基纤维素钠溶液，调节混合液的ph至4.6；
[0077]
(6)对步骤(5)所得混合物继续进行双频超声处理25min，超声功率为150w，频率为28/20khz，得到大蒜素的稳定结合物。
[0078]
对比例：实施例5中的大豆分离蛋白和羧甲基纤维素钠溶液改为水，超声波处理改为机械搅拌，速度为100r/min，其它步骤同实施例5。
[0079]
结合物于25℃下储存，分别于3、6和9天测定蒜素的浓度，计算得到蒜素保留率如表5所示。可见，9天后经过本实施例处理所得样品的大蒜素保留率为64.8％，比对比例增加了53.9％。
[0080]
表5蒜素复合物25℃储存不同时间的大蒜素保留率
[0081]