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多酚壳寡糖复合物及其制备方法和应用

2022-05-26 13:11:39 来源:中国专利 TAG:
1.本发明属于食品领域,具体涉及一种多酚壳寡糖复合物及其制备方法和应用。
背景技术
::2.荞麦麸皮富含多酚类化合物,具有抗氧化、抗菌、降血糖、抗病毒、防癌、抗辐射、降低血管通透性和脆性等功效。多酚在食品保鲜、延长产品货架期、保护和提高食品营养成分方面发挥主要作用。酶解法操作简单,条件温和,节约能源,反应效率高且对环境友好,利于工业生产。酶解能更好地维持甚至提升原料的营养价值,酶解处理麸皮可显著提高多酚类物质的溶出和提取率。3.但由于多酚性质不稳定易分解,使得它在功能性食品以及制药等领域的应用受到限制。技术实现要素:4.本发明的目的在于克服现有技术中的缺点,提供一种多酚壳寡糖复合物及其制备方法和应用。5.为实现上述目的,本发明采用的技术方案为:6.一种多酚壳寡糖复合物的制备方法,包括下述步骤:7.(1)酶解或者发酵处理荞麦麸皮;(2)乙醇提取步骤(1)处理的荞麦麸皮多酚,所得多酚溶液以质量比1:1-5与壳寡糖溶液混合,在振荡器上振荡离心后取上清冷冻干燥得到多酚壳寡糖复合物。8.步骤(1)中酶解所用酶为葡萄糖淀粉酶,蛋白酶,纤维素酶一种或者混合。9.步骤(1)中酶解所用酶为复合酶;所述的复合酶包括葡萄糖淀粉酶、蛋白酶和纤维素酶,三者的质量比为1:2-3:2-3。10.优选的,蛋白酶和纤维素酶的比例为1:1。11.本发明还包括一种所述的制备方法得到的多酚壳寡糖复合物。12.本发明还包括一种多酚壳寡糖复合物的应用,应用于制备高酚莜麦生鲜面条,具体包括下述步骤:13.(1)将多酚壳寡糖复合物与莜面粉混合;14.(2)将步骤(1)所得面粉和面成团,将面胚进行压制成型,切细成面条;15.(3)测定步骤(2)所得面条的基本营养成分,质构特性,感官品质,抗氧化性和贮藏期。16.与现有技术相比,本发明的有益效果是:17.本技术的多酚壳寡糖复合物通过对酶解处理前后荞麦麸皮总酚含量和抗氧化活性测定得出,复合酶解大大提高了多酚溶出率和抗氧化活性。同时,通过对多酚、壳寡糖和多酚壳寡糖复合物抗氧化性测定得出,复合物抗氧化性显著提高。18.将得到的多酚壳寡糖复合物应用到高酚莜麦鲜面,可以进一步改善莜麦鲜面的质构特征、感官品质、抗氧化性及贮藏品质,测试莜麦鲜面条的抑菌性和抗氧化能力均得到显著提高,面条内部面筋网状结构更加致密均匀,面条的硬度和咀嚼性均显著增强,其货架期延长,结果显示了良好的可行性和可重复性。19.通过对高酚莜麦鲜面的基本营养成分测定得出,高酚莜麦生鲜面条的生物活性成分有所增加。通过对高酚莜麦鲜面的质构特性进行分析得出,高酚莜麦生鲜面条的面团内部网络结构优于普通莜麦鲜面。通过对高酚莜麦鲜面的感官评价进行分析得出,高酚莜麦生鲜面条延长了达到感官可接受阈值的时间。通过对高酚莜麦鲜面的抗氧化能力进行分析得出,高酚莜麦生鲜面条对abts,dpph与frap的清除率均明显优于普通莜麦鲜面条。通过对高酚莜麦鲜面的菌落总数进行分析得出,高酚莜麦生鲜面条对菌落生长抑制效果均显著优于普通莜麦鲜面条。20.天然多酚,具有良好的抑菌性和抗氧化性。本发明采用荞麦麸皮多酚壳寡糖复合物制备高酚莜麦生鲜面条,并对鲜面质构特征、感官品质、抗氧化性及贮藏品质等进行分析。结果表明添加多酚-壳寡糖后,多酚与壳寡糖通过氢键、疏水相互作用形成复杂、稳定的结构,使莜麦生鲜面条条内部面筋网状结构变得更加致密均匀,面条的硬度和咀嚼性均显著增强。此外,试验结果显示莜面-复合物的抗氧化性得到增强,还有效抑制了微生物生长,在提升产品营养的同时还能够延长其货架期,在功能食品领域具有广阔的应用前景。附图说明21.图1体外消化对多酚含量的影响变化图;22.图2储藏前后生鲜莜麦面条表观形态变化图;23.图3贮藏过程中生鲜莜麦面条感官特性的变化图;24.图4贮藏过程中生鲜莜麦面条菌落总数的变化图。具体实施方式25.为了使本
技术领域
:的技术人员更好地理解本发明的技术方案,下面结合附图和最佳实施例对本发明作进一步的详细说明。26.材料与试剂27.荞麦麸皮,购自陕西省榆林市;壳寡糖,分子量为980da,脱乙酰度为97%,浙江金壳生物化学有限公司;莜麦面粉,购自繁峙县懿康土特产有限公司;小麦粉,购自河北五得利面粉有限公司。28.冰乙酸,无水乙醇,福林酚均为分析纯;α-淀粉酶,葡萄糖淀粉酶,碱性蛋白酶,纤维素酶购自上海阿拉丁生化科技有限公司;2-联氮基-双-(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)二氨盐(abts),1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(dpph),2,4,6-三(2-吡啶基)-1,3,5-三嗪(tptz),6-羟基-2,5,7,8-四甲基色烷-2-羧酸(trolox)购于sigma化学试剂公司。29.仪器与设备30.电热鼓风干燥箱(gzx-9146mbe),上海博讯实业有限公司;质构仪(ta-tx2),英国stablemicrosystem公司;紫外分光光度计(89090a),美国安捷伦科技有限公司;真空冷冻干燥机(alpha1-2ldplus),德国marinchrist公司;恒温水浴锅(xmtd-204),天津市欧诺仪器表有限公司。31.实施例1:一种多酚-壳寡糖复合物,制备方法如下:32.(1)以荞麦麸皮多酚,壳寡糖(分子量980da)和莜麦粉为原料;(2)用0.5%(本技术中非特别指出,均指质量分数)的葡萄糖淀粉酶酶解处理荞麦麸皮,57.5℃下培养190min后煮沸灭酶;(3)用乙醇提取荞麦麸皮多酚,与壳寡糖溶液按照质量比1:1等体积混合,在旋涡振荡器上振荡10min,混合液以1,000×g转速离心10min后取上清进行冷冻干燥得到多酚壳寡糖复合物;33.实施例2:一种多酚-壳寡糖复合物,包括多酚提取和壳寡糖。制备方法如下:34.(1)以荞麦麸皮多酚,壳寡糖(分子量980da)和莜麦粉为原料;(2)用1.5%的蛋白酶酶解处理荞麦麸皮,57.5℃下培养190min后煮沸灭酶;(3)用乙醇提取荞麦麸皮多酚,与壳寡糖质量比1:1溶液,两者等体积混合,在旋涡振荡器上振荡10min,混合液以1,000×g转速离心10min后取上清进行冷冻干燥得到多酚壳寡糖复合物;35.实施例3:一种多酚-壳寡糖复合物,包括多酚提取和壳寡糖。制备方法如下:36.(1)以荞麦麸皮多酚,壳寡糖(分子量980da)和莜麦粉为原料;(2)用1.5%的纤维素酶酶解处理荞麦麸皮,57.5℃下培养190min后煮沸灭酶;(3)用乙醇提取荞麦麸皮多酚,与壳寡糖质量比1:1溶液,两者等体积混合,在旋涡振荡器上振荡10min,混合液以1,000×g转速离心10min后取上清进行冷冻干燥得到多酚壳寡糖复合物;37.实施例4:一种多酚-壳寡糖复合物,包括多酚提取和壳寡糖。制备方法如下:(1)以荞麦麸皮多酚,壳寡糖(分子量980da)和莜麦粉为原料;(2)用0.5%的葡萄糖淀粉酶、1.0%的蛋白酶和1.0%的纤维素酶酶解处理荞麦麸皮,57.5℃下培养190min后煮沸灭酶;(3)用乙醇提取荞麦麸皮多酚,与壳寡糖质量比1:1溶液,两者等体积混合,在旋涡振荡器上振荡10min,混合液以1,000×g转速离心10min后取上清进行冷冻干燥得到多酚壳寡糖复合物;38.实施例5:一种多酚-壳寡糖复合物,包括多酚提取和壳寡糖。制备方法如下:(1)以荞麦麸皮多酚,壳寡糖(分子量980da)和莜麦粉为原料;(2)用0.5%的葡萄糖淀粉酶、1.0%的蛋白酶和1.5%的纤维素酶酶解处理荞麦麸皮,57.5℃下培养190min后煮沸灭酶;(3)用乙醇提取荞麦麸皮多酚,与壳寡糖质量比1:1溶液,两者等体积混合,在旋涡振荡器上振荡10min,混合液以1,000×g转速离心10min后取上清进行冷冻干燥得到多酚壳寡糖复合物;39.实施例6:一种多酚-壳寡糖复合物,包括多酚提取和壳寡糖。制备方法如下:(1)以荞麦麸皮多酚,壳寡糖(分子量980da)和莜麦粉为原料;(2)用0.5%的葡萄糖淀粉酶、1.5%的蛋白酶和1.5%的纤维素酶酶解处理荞麦麸皮,57.5℃下培养190min后煮沸灭酶;(3)用乙醇提取荞麦麸皮多酚,与壳寡糖质量比1:1溶液,两者等体积混合,在旋涡振荡器上振荡10min,混合液以1,000×g转速离心10min后取上清进行冷冻干燥得到多酚壳寡糖复合物;40.实施例7:一种多酚-壳寡糖复合物,包括多酚提取和壳寡糖。制备方法如下:(1)以荞麦麸皮多酚,壳寡糖(分子量980da)和莜麦粉为原料;(2)用荞麦麸皮和蒸馏水(1:15,w:v)制备麸皮浆液后与6%的压缩面包酵母混合,在37℃下发酵6h;(3)用乙醇提取荞麦麸皮多酚,与壳寡糖质量比1:1溶液,两者等体积混合,在旋涡振荡器上振荡10min,混合液以1,000×g转速离心10min后取上清进行冷冻干燥得到多酚壳寡糖复合物;41.对照组:(1)以荞麦麸皮多酚,壳寡糖(分子量980da)和莜麦粉为原料;(2)用乙醇提取荞麦麸皮多酚,与壳寡糖质量比1:1溶液,两者等体积混合,在旋涡振荡器上振荡10min,混合液以1,000×g转速离心10min后取上清进行冷冻干燥得到多酚壳寡糖复合物。42.实施例8:一种多酚-壳寡糖复合物,包括多酚提取和壳寡糖。制备方法如下:(1)以荞麦麸皮多酚,壳寡糖(分子量980da)和莜麦粉为原料;(2)用0.5%的葡萄糖淀粉酶、1.5%的蛋白酶和1.5%的纤维素酶酶解处理荞麦麸皮,57.5℃下培养190min后煮沸灭酶;(3)用乙醇提取荞麦麸皮多酚,与壳寡糖质量比1:3溶液,两者等体积混合,在旋涡振荡器上振荡10min,混合液以1,000×g转速离心10min后取上清进行冷冻干燥得到多酚壳寡糖复合物;43.实施例9:一种多酚-壳寡糖复合物,包括多酚提取和壳寡糖。制备方法如下:(1)以荞麦麸皮多酚,壳寡糖(分子量980da)和莜麦粉为原料;(2)用0.5%的葡萄糖淀粉酶、1.5%的蛋白酶和1.5%的纤维素酶酶解处理荞麦麸皮,57.5℃下培养190min后煮沸灭酶;(3)用乙醇提取荞麦麸皮多酚,与壳寡糖质量比1:5溶液,两者等体积混合,在旋涡振荡器上振荡10min,混合液以1,000×g转速离心10min后取上清进行冷冻干燥得到多酚壳寡糖复合物;44.多酚含量测定:取1g荞麦麸皮,加入40ml0.08mol/l的盐酸甲醇(80%)溶液,37℃下摇床提取120min。随后在1500r/min下离心15min,上清液即为总酚提取液,酚含量以每克麸皮中没食子酸当量的毫克数表示。45.基本营养成分测定:水分含量依据gb5009.3-2010直接干燥法测定;淀粉含量依据gb5009.9-1985酶水解法进行测定;蛋白质依据gb5009.5-2016《食品安全国家标准-食品中蛋白质的测定》凯氏定氮法进行测定;脂肪含量依据gb5009.6—2016酸水解法进行测定;总酚含量采用福林酚法进行测定;总膳食纤维含量参照国标gb5009.88—2014酶水解进行测定。46.质构特性:采用ta-tx2型质构仪进行tpa测试,探头型号:smsp/36r;测前、测中、测后速度分别为2.0、1.0、1.0mm/s;应变量75%。从tpa试验曲线上可得到硬度、弹性、粘聚性指标。47.dpph清除率测定:取测定液0.5ml,加入2ml2×10-4mol/l的dpph,再加入2.5ml无水甲醇,充分混合,避光静置30min,517nm测定其吸光度a1。同时测定2ml浓度2×10-4mol/l的dpph溶液与3ml无水甲醇混合液的吸光度a2,以及0.5ml测定液与4.5ml无水甲醇混合液的吸光度a0。按照以下公式计算dpph清除率:48.a0,空白对照的吸光度;a1,加测定液后的吸光度。结果表示为μmtrolox当量(te)/g样品,通过trolox标准曲线计算。49.abts 清除率的测定:将7mmol/l的abts 溶液与2.45mmol/l的过硫酸钾溶液以体积比2:1混合,在室温下置于暗处反应16h,形成abts自由基储备液。abts自由基储备液使用前用无水乙醇稀释成工作液,要求稀释到在30℃,734nm波长下的吸光度为0.70±0.02。取测定液0.2ml,加入5mlabts 工作液,充分混合,室温下反应10min,于734nm测定其吸光度a1。以无水乙醇代替测定液、abts工作液做空白、对照。结果表示为μmtrolox当量(te)/g样品,通过trolox标准曲线计算。50.frap的测定:将300mmol/lph=3.6的醋酸钠溶液、10mmol/l的tptz溶液(40mmol/l的盐酸溶液为溶剂)和20mmol/l的fecl3·6h2o溶液以10:1:1(v:v:v)混匀。取5μl样品溶液与500μlfrap工作液混合后在37℃水浴30min,在593nm处测定吸光值。51.菌落总数测定:生鲜面条菌落总数参照gb4789.2-2016并进行适当修改。当菌落数达到106cfu/g时面条不宜再食用。52.表1为荞麦麸皮多酚含量和多酚抗氧化活性变化表;53.表1[0054][0055]多酚含量和抗氧化活性分析:复合酶解对多酚含量的提高效果显著,总酚、游离酚、结合酚含量分别是对照组的1.82、1.58、12.4倍。利用葡萄糖淀粉酶、纤维素酶和蛋白酶对麸皮进行酶解,酚类物质与细胞壁组分之间的相互作用被减弱,结合酚类物质被释放,其中麸皮的糊化和液化处理使得酶能够充分接触到底物而释放酚类物质。与对照组相比,酶解处理后的抗氧化活性显著提高,与酚含量呈正相关。[0056]表2为荞麦麸皮多酚、壳寡糖以及实施例中多酚-壳寡糖复合物的抗氧化活性表;[0057]表2[0058][0059]复合物相较于多酚和壳寡糖单体而言抗氧化活性显著增强。复合物中多酚通过氢键与壳寡糖的酚羟基发生交联后会减弱羟基中氢氧的共价键,使羟基供氢变得更容易,从而增强了抗氧化性。[0060]实施例10:将实施例6得到的多酚壳寡糖复合物制备高酚莜麦生鲜面条。[0061]制备方法如下:(1)向莜面粉中加入0.5%的多酚壳寡糖复合物混合均匀,于和面机中和面10min,面团在室温下熟化20min进行压面挤出成条,得到成品生鲜面条;(2)对高酚莜麦生鲜面条进行基本营养成分,质构特性,感官特性,抗氧化性,菌落总数的测定。[0062]图1为体外消化对多酚含量的影响变化图:胃肠道消化后,总酚含量在胃部分及肠内肠外消化性差异显著。在模拟胃消化阶段总酚含量较为稳定,到达小肠后酚的损失量显著增加。复合物相较单体多酚来说,酚的消化减缓,说明多酚与壳寡糖相互作用后能有效提高多酚的消化稳定性。这可能是因为壳寡糖覆盖了消化酶在多酚上的结合位点,从而延缓多酚的消化。[0063]表3为生鲜莜麦面条的基本组分含量表;[0064]表3[0065][0066]由表3可知,在原莜麦粉中未检测到酚类化合物的存在,添加复合物后,总酚含量有所增加,面条功能活性增强。脂肪含量也有所下降,有利于延长储藏期。[0067]表4为贮藏过程中生鲜莜麦面条质构特性表[0068]表4[0069][0070]注:不同小写字母表示同一储藏期下不同样品同一指标的差异显著(p《0.05)[0071]质构特性分析:硬度可以反映牙齿咬断面条时所需的力量;弹性,黏着性反映了面条韧性适口性。由表4可看出,随储藏时间的增加面条的硬度、弹性、黏着性呈下降趋势。加入多酚-壳寡糖复合物面条硬度、弹性、黏着性增加,可能是由于复合物与面筋蛋白相互作用改变了蛋白质二级结构,使得面团内部形成更加紧密的网络结构。[0072]图2为储藏前后生鲜莜麦面条表观形态变化图;图3为贮藏过程中生鲜莜麦面条感官特性的变化;[0073]感官评价分析[0074]添加多酚-壳寡糖复合物后,储藏前期莜麦鲜面条的风味,色泽,黏性,表观状态和食味变化明显。复合物的添加加深了面条颜色,使得面条初始感官评分略低于未添加复合物的面条。储藏后期,复合物抑制了微生物生长,添加复合物的面条感官评分高于原面条。添加复合物后延长了面条达到感官可接受阈值的时间。[0075]表5为贮藏过程中生鲜莜麦面条抗氧化活性的变化;[0076]表5[0077][0078]注:不同小写字母表示同一储藏期下不同样品同一指标的差异显著(p《0.05)[0079]抗氧化分析:从表5中可以看出,添加多酚-壳寡糖复合物后的生鲜面条的abts自由基清除能力,dpph自由基清除能力,frap抗氧化能力显著高于原面条。这是因为添加的复合物中多酚分子特有的酚羟基、醇羟基等,羟基所取代的高反应性和吞噬自由基能力使其具有很好的抗氧化性,但随着储藏温度增加和储藏时间变长,复合物多酚流失分解,抗氧化性逐渐降低。abts,dpph,frap自由基清除能力与面条中总酚含量呈正相关。[0080]图4贮藏过程中生鲜莜麦面条菌落总数的变化;图4可以看出,随着储藏温度的增加和时间延长,面条菌落总数不断增加。与原面条相比,添加多酚-壳寡糖复合物的面条菌落总数有所降低,货架期变长。莜面 复合物组在第8天时还未达到阈值。这是因为复合物具有一定抑菌性,可以改变微生物细胞膜的流通性和通透性,干扰微生物dna的复制和转录,破坏细菌中蛋白质的正常表达,导致细菌无法正常生长。添加复合物对生鲜面有明显的抑菌效果。[0081]以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本
技术领域
:的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。当前第1页12当前第1页12
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