本發(fā)明涉及食品添加劑技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種復(fù)合天然抗氧化劑的制備方法。
背景技術(shù):
食品添加劑工業(yè)不斷發(fā)展,推動(dòng)了食品抗氧化劑行業(yè)的迅速發(fā)展,一直被人們使用的合成抗氧化劑由于存在安全問(wèn)題逐漸被人們所冷落,如早期應(yīng)用的合成抗氧化劑如BHT(二丁基羥基甲苯)、BHA和TBHQ(叔丁基對(duì)苯二酚)等由于具有產(chǎn)量大、價(jià)格低、抗氧化較強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn),長(zhǎng)期以來(lái)一直壟斷著食品抗氧化劑的市場(chǎng)。然而,不斷有人對(duì)人工合成的抗氧化劑的安全性提出質(zhì)疑,并對(duì)其可能存在的毒性進(jìn)行了一系列的研究,結(jié)果表明,人工合成的抗氧化劑具有一定的毒性和致癌作用,因此天然抗氧化劑漸漸地出現(xiàn)在人們的生活中。
目前的保健食品中幾乎有一半是天然抗氧化劑,如維生素E、維生素C、維生素A、β-胡蘿卜素,SOD酶等,但是這些天然抗氧化劑的成本太高、抗氧化性能不夠理想,因此研究重點(diǎn)是在抗氧化劑的提取上,但自然來(lái)源的動(dòng)植物萃取物成分復(fù)雜,抗氧化效果是多種物質(zhì)的共同作用,有效的抗氧化成分往往不確定,其抗氧化效果在定量上也不容易比較,給動(dòng)力學(xué)和構(gòu)效關(guān)系研究帶來(lái)困難。一些天然的抗氧化劑逐漸出現(xiàn)在市場(chǎng)上,如迷迭香、茶多酴、原花青素、蜂膠等,但是其存在著抗氧化成分單一,抗氧化性低,提取成本高,價(jià)格昂貴,市場(chǎng)占有率低和使用范圍窄的不足,并且傳統(tǒng)的提取工藝獲得最終產(chǎn)品存在著極易吸濕,不易保存,運(yùn)輸和收藏不便等問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于提出一種復(fù)合天然抗氧化劑的制備方法,其操作簡(jiǎn)單,提取率高、成本低,可獲得具有高效安全、穩(wěn)定性好和運(yùn)用范圍廣特點(diǎn)的復(fù)合天然抗氧化劑。
為達(dá)此目的,本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
一種復(fù)合天然抗氧化劑的制備方法,包括如下步驟:
(1)粗提?。悍謩e對(duì)陳皮、柚子皮和火龍果皮預(yù)處理后,通過(guò)微波協(xié)同萃取方式分別得到陳皮、柚子皮和火龍果皮的粗提取液;
(2)精制:采用大孔徑樹(shù)脂對(duì)步驟(1)的所述粗提取液進(jìn)行分離純化,分別精制得到陳皮、柚子皮和火龍果皮的提取濃縮液;
(3)復(fù)配:將所述提取濃縮液與輔助劑按照比例進(jìn)行復(fù)配,獲得抗氧化劑復(fù)配液;
(4)干燥:將所述抗氧化劑復(fù)配液通過(guò)噴霧干燥或真空干燥,制得復(fù)合天然抗氧化劑。
進(jìn)一步說(shuō)明,步驟(1)中所述預(yù)處理包括清洗、干燥和粉碎,其中干燥溫度為50~65℃,干燥時(shí)間為4~6h,粉碎細(xì)度為40~60目。
進(jìn)一步說(shuō)明,所述微波協(xié)同萃取包括如下步驟:
(1)分別將預(yù)處理好的陳皮、柚子皮和火龍果皮分別置于三個(gè)提取罐中;
(2)按各設(shè)定的料液比添加不同濃度乙醇溶液:陳皮按照1:4的料液比來(lái)添加73%乙醇溶液;柚子皮按照1:3的料液比來(lái)添加55%乙醇溶液;火龍果皮按照1:3的料液比來(lái)添加60%乙醇溶液;
(3)先向所述提取罐中各加入5ml的乙醇溶液,經(jīng)微波輻照提取后,再各加入25ml的乙醇溶液,在70℃下分別恒溫?cái)嚢?0min,過(guò)濾得到粗提取液。
進(jìn)一步說(shuō)明,所述微波輻照的條件為:所述陳皮在640W微波功率下輻照80s;所述柚子皮在640W微波功率下輻照90s;所述火龍果皮在480W微波功率下輻照80s。
進(jìn)一步說(shuō)明,所述大孔徑樹(shù)脂對(duì)所述粗提取液進(jìn)行分離純化包括如下步驟:
(1)大孔徑樹(shù)脂處理:將大孔徑樹(shù)脂用無(wú)水乙醇充分浸泡,再依次用水、0.1mol/LNaCl和Na2CO3溶液沖洗,最后用蒸餾水洗滌;取大孔徑樹(shù)脂濾去水分,采用排水法裝柱,柱直徑1.0cm,填裝的大孔徑樹(shù)脂高度為3.0cm;
(2)將所述粗提取液采用經(jīng)裝柱后的大孔徑樹(shù)脂進(jìn)行分離純化,吸附時(shí)間為120~150min,采用0.2%HCl-40%乙醇溶液作為洗脫劑,進(jìn)樣速度為1.5mL/min,洗脫速度為1.0mL/min。
進(jìn)一步說(shuō)明,所述輔助劑包括卵磷脂、維生素C和檸檬酸;所述陳皮、柚子皮和火龍果皮的提取濃縮液與卵磷脂、維生素C和檸檬酸的復(fù)配比例為:3:6:6:0.2:0.1:0.2。
進(jìn)一步說(shuō)明,所述噴霧干燥的參數(shù)條件包括乳化液的均質(zhì)壓力為35~40MPa,進(jìn)風(fēng)溫度為170℃,出風(fēng)溫度為60℃,進(jìn)料溫度為50℃。
本發(fā)明的有益效果:(1)選取產(chǎn)量大、易得且成本低廉的陳皮、柚子皮和火龍果皮的原料,復(fù)合多種抗氧化成分,成本低;并通過(guò)微波協(xié)同萃取和大孔徑樹(shù)脂的吸附對(duì)抗氧化成分的有效提取,可經(jīng)過(guò)控制提取條件來(lái)提高抗氧化劑成分的純度和單位產(chǎn)品抗氧化活性,操作簡(jiǎn)單,提取率高;
(2)將提取濃縮液與輔助劑進(jìn)行復(fù)配獲得高效、安全的抗氧化劑復(fù)配液,其抗氧化能力主要是體現(xiàn)在對(duì)DPPH自由基、超氧陰離子自由基、羥基自由基具有較好清除能力及還原能力,并且隨著抗氧化劑復(fù)配液濃度的升高,抗氧化能力增強(qiáng),更適合作為脂質(zhì)抗氧化劑,并且對(duì)亞油酸、豬油、植物油、油脂和糕點(diǎn)表現(xiàn)很好的抗氧化效果;
(3)通過(guò)噴霧干燥或真空干燥得到包覆效果好的復(fù)合天然抗氧化劑產(chǎn)品,不易吸濕,易于保藏,不存在安全隱患的特點(diǎn),可拓展其應(yīng)用范圍,廣泛應(yīng)用于食品抗氧化劑、保健品和化妝品等領(lǐng)域。
附圖說(shuō)明
圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的微波功率對(duì)火龍果皮提取的影響曲線圖;
圖2是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的微波提取時(shí)間對(duì)抗氧化劑提取的影響曲線圖;
圖3是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的料液比對(duì)抗氧化劑提取的影響曲線圖;
圖4是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的5種樹(shù)脂的靜態(tài)吸附曲線圖;
圖5是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的不同進(jìn)樣速度下的泄漏曲線圖;
圖6是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的不同酸濃度的洗脫曲線圖;
圖7是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的濃縮液放置7d的可見(jiàn)吸收光譜圖;
圖8是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的復(fù)配液對(duì)DPPH自由基的清除能力曲線圖;
圖9是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的3種復(fù)配液對(duì)02-的清除效果曲線圖;
圖10是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的3種復(fù)配液對(duì)超氧陰離子自由基的清除效果曲線圖;
圖11是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的3種復(fù)配液的還原能力曲線圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖并通過(guò)具體實(shí)施方式來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案。
一種復(fù)合天然抗氧化劑的制備方法,包括如下步驟:
(1)粗提?。悍謩e對(duì)陳皮、柚子皮和火龍果皮預(yù)處理后,通過(guò)微波協(xié)同萃取方式分別得到陳皮、柚子皮和火龍果皮的粗提取液;
(2)精制:采用大孔徑樹(shù)脂對(duì)步驟(1)的所述粗提取液進(jìn)行分離純化,分別精制得到陳皮、柚子皮和火龍果皮的提取濃縮液;
(3)復(fù)配:將所述提取濃縮液與輔助劑按照比例進(jìn)行復(fù)配,獲得抗氧化劑復(fù)配液;
(4)干燥:將所述抗氧化劑復(fù)配液通過(guò)噴霧干燥或真空干燥,制得復(fù)合天然抗氧化劑。
本發(fā)明以陳皮、柚子皮和火龍果皮為主要原料,分別經(jīng)過(guò)預(yù)處理、抗氧化成分的提取和抗氧化成分的精制濃縮后,與輔助劑復(fù)配和進(jìn)行噴霧干燥獲得了一種高效、安全無(wú)毒的復(fù)合天然抗氧化劑;實(shí)現(xiàn)了將微波協(xié)同萃取工藝、大孔徑樹(shù)脂精制工藝以及噴霧干燥工藝的有效結(jié)合,得到更加優(yōu)化的復(fù)合天然抗氧化劑的工藝參數(shù)和分析方法體系,可廣泛運(yùn)用于有技術(shù)在企業(yè)中,以期生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)、健康、環(huán)保的食品抗氧化劑。
本發(fā)明通過(guò)選取產(chǎn)量大、易得且成本低廉的陳皮、柚子皮和火龍果皮的原料,復(fù)合多種抗氧化成分,成本低;并通過(guò)微波協(xié)同萃取和大孔徑樹(shù)脂的吸附對(duì)抗氧化成分的有效提取,可經(jīng)過(guò)控制提取條件來(lái)提高抗氧化劑成分的純度和單位產(chǎn)品抗氧化活性,操作簡(jiǎn)單,提取率高;
采用復(fù)配的方法,將提取濃縮液與輔助劑進(jìn)行復(fù)配獲得高效、安全的抗氧化劑復(fù)配液,通過(guò)對(duì)所述抗氧化劑復(fù)配液進(jìn)行了抗氧化實(shí)驗(yàn),其抗氧化能力主要是體現(xiàn)在對(duì)DPPH自由基、超氧陰離子自由基、羥基自由基具有較好清除能力及還原能力,并且隨著抗氧化劑復(fù)配液濃度的升高,抗氧化能力增強(qiáng),更適合作為脂質(zhì)抗氧化劑,并且對(duì)亞油酸、豬油、植物油、油脂和糕點(diǎn)表現(xiàn)很好的抗氧化效果;
針對(duì)對(duì)復(fù)合天然抗氧化劑的不穩(wěn)定性,噴霧干燥或真空干燥來(lái)最終得到包覆效果好的復(fù)合天然抗氧化劑產(chǎn)品,其不僅具有不易吸濕,易于保藏,不存在安全隱患的特點(diǎn),可大大拓展其應(yīng)用范圍,廣泛應(yīng)用于食品抗氧化劑、保健品和化妝品等領(lǐng)域。
進(jìn)一步說(shuō)明,步驟(1)中所述預(yù)處理包括清洗、干燥和粉碎,其中干燥溫度為50~65℃,干燥時(shí)間為4~6h,粉碎細(xì)度為40~60目。
進(jìn)一步說(shuō)明,所述微波協(xié)同萃取包括如下步驟:
(1)分別將預(yù)處理好的陳皮、柚子皮和火龍果皮分別置于三個(gè)提取罐中;
(2)按各設(shè)定的料液比添加不同濃度乙醇溶液:陳皮按照1:4的料液比來(lái)添加73%乙醇溶液;柚子皮按照1:3的料液比來(lái)添加55%乙醇溶液;火龍果皮按照1:3的料液比來(lái)添加60%乙醇溶液;
(3)先向所述提取罐中各加入5ml的乙醇溶液,經(jīng)微波輻照提取后,再各加入25ml的乙醇溶液,在70℃下分別恒溫?cái)嚢?0min,過(guò)濾得到粗提取液。
通過(guò)采用95%的食用乙醇分別配置成體積分?jǐn)?shù)為55%、60%和73%的三種乙醇水溶液,分別用來(lái)作為柚子皮、火龍果皮和陳皮的提取劑,提取劑可以循環(huán)利用,節(jié)約成本,并且根據(jù)不同的原料的特點(diǎn)來(lái)設(shè)定一定的料液比,從而實(shí)現(xiàn)更好的微波協(xié)同萃取效果,有效保護(hù)植物中的成分,萃取速度快,提高收率及提取物質(zhì)純度,降低提取劑消耗及廢物產(chǎn)生量,符合綠色環(huán)保理念。
進(jìn)一步說(shuō)明,所述微波輻照的條件為:所述陳皮在640W微波功率下輻照80s;所述柚子皮在640W微波功率下輻照90s;所述火龍果皮在480W微波功率下輻照80s。
由于微波功率和輻照(提取)時(shí)間影響著抗氧化劑成分的提取效果,因此針對(duì)不同的原料的微波輻照的條件進(jìn)行試驗(yàn)優(yōu)選,從而分別獲得了陳皮、柚子皮和火龍果皮優(yōu)選的微波輻射條件。
進(jìn)一步說(shuō)明,所述大孔徑樹(shù)脂對(duì)所述粗提取液進(jìn)行分離純化包括如下步驟:
(1)大孔徑樹(shù)脂處理:將大孔徑樹(shù)脂用無(wú)水乙醇充分浸泡,再依次用水、0.1mol/LNaCl和Na2CO3溶液沖洗,最后用蒸餾水洗滌;取大孔徑樹(shù)脂濾去水分,采用排水法裝柱,柱直徑1.0cm,填裝的大孔徑樹(shù)脂高度為3.0cm;
(2)將所述粗提取液采用經(jīng)裝柱后的大孔徑樹(shù)脂進(jìn)行分離純化,吸附時(shí)間為120~150min,采用0.2%HCl-40%乙醇溶液作為洗脫劑,進(jìn)樣速度為1.5mL/min,洗脫速度為1.0mL/min。
通過(guò)大孔徑樹(shù)脂的吸附作用來(lái)對(duì)所述粗提取液的分離純化,并優(yōu)選所述吸附時(shí)間、洗脫劑及洗脫劑的濃度、進(jìn)樣速度和洗脫速度等參數(shù),從而進(jìn)一步提高抗氧化劑的回收率、濃縮倍數(shù),不僅可降低能耗,而且同時(shí)避免在濃縮過(guò)程中抗氧化劑的降解與變性。
進(jìn)一步說(shuō)明,所述輔助劑包括卵磷脂、維生素C和檸檬酸;所述陳皮、柚子皮和火龍果皮的提取濃縮液與卵磷脂、維生素C和檸檬酸的復(fù)配比例為:3:6:6:0.2:0.1:0.2。
將所述提取濃縮液與所述卵磷脂、維生素C和檸檬酸進(jìn)行復(fù)配,優(yōu)選其復(fù)配配方,從而最優(yōu)化所述抗氧化劑復(fù)配液的抗氧化能力,其顏色為淺褐色,可采用紙袋包裝和紙筒包裝,抗氧化活性與同劑量的相當(dāng),安全健康,適用性廣。
進(jìn)一步說(shuō)明,所述噴霧干燥的參數(shù)條件包括乳化液的均質(zhì)壓力為35~40MPa,進(jìn)風(fēng)溫度為170℃,出風(fēng)溫度為60℃,進(jìn)料溫度為50℃。
在進(jìn)行噴霧干燥時(shí),所述進(jìn)風(fēng)溫度、出風(fēng)溫度、乳化液的均質(zhì)壓力和進(jìn)料溫度對(duì)于噴霧干燥的顆粒大小、干燥速度和水分含量以及產(chǎn)品的穩(wěn)定性都有較大的影響,因此優(yōu)選乳化液的均質(zhì)壓力為35~40MPa,進(jìn)風(fēng)溫度為170℃,出風(fēng)溫度在60℃,進(jìn)料溫度為50℃。
實(shí)施例-一種天然復(fù)合抗氧化劑的制備工藝
1、粗提取
(1)預(yù)處理:
a.陳皮的預(yù)處理:
將陳皮放入烘箱,65℃下干燥4h,粉碎,過(guò)40目蹄,石油醚浸泡脫脂,將脫脂后的物料烘干,放置備用。
b.柚子皮的預(yù)處理:
將柚子去果肉后,將柚子皮洗凈,晾干,剪碎,放入烘箱,40℃下干燥4h,粉碎,過(guò)60目蹄,放置備用。
c.火龍果皮的預(yù)處理:
將火龍果去肉,火龍果皮洗凈,晾干,剪碎,放入烘箱,50℃下干燥6h,粉碎,過(guò)40目蹄,放置備用。
(2)微波協(xié)同萃取
a.操作步驟:
(1)分別將預(yù)處理好的陳皮、柚子皮和火龍果皮各5.0g分別置于三個(gè)提取罐中;
(2)按各設(shè)定的料液比添加不同濃度乙醇溶液:陳皮添加73%乙醇溶液;柚子皮添加55%乙醇溶液;火龍果皮添加60%乙醇溶液;
(3)先向所述提取罐中各加入5ml的乙醇溶液,經(jīng)微波輻照提取后,再各加入25ml的乙醇溶液,在70℃下分別恒溫?cái)嚢?0min,過(guò)濾得到粗提取液。
b.提取工藝的優(yōu)化試驗(yàn)及影響因素研究:
使用分光光度法對(duì)各粗提取液進(jìn)行測(cè)定,測(cè)得陳皮粗提取液的測(cè)量點(diǎn)在632nm,柚子皮粗提取液的測(cè)量點(diǎn)在513nm處,火龍果皮粗提取液的測(cè)量點(diǎn)在535nm處;使用OD632,OD513和OD535分別作為各粗提取液的指標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化實(shí)驗(yàn)的判定。
主要研究的3個(gè)因素包括微波功率、輻照(提取)時(shí)間和料液比(g:ml),固定其中兩個(gè)因素進(jìn)行第三個(gè)因素的平行試驗(yàn),各處理均重復(fù)3次。
①微波功率:精確稱取10.0g切好的火龍果皮多份,分別置于三角瓶中,并向其中按照料液比(g:ml)為1:3加入60%乙醇溶液30ml,微波爐最大功率800W,分別使用其20%,40%,60%,80%,100%最大功率的狀態(tài)下提取80s,測(cè)定最終提取液的總體OD535,結(jié)果見(jiàn)圖1,微波功率對(duì)火龍果皮提取的影響表明,隨著微波功率的提高,OD535也隨之增加,功率為60%時(shí)達(dá)到最高,因此選擇微波提取功率為60%(480W)。
②輻照(提取)時(shí)間:精確稱取10.0g火龍果皮多份,分別置于三角瓶中,按照1:3的料液比(g:ml)加入一定體積的純凈水,在60%的微波輻射功率(即480W)下,分別提取60、70、80、90、100、110、120和130s,測(cè)定提取液OD535,如圖2所示,微波提取時(shí)間對(duì)抗氧化劑提取的影響,結(jié)果可知,在60-80s之間,火龍果果皮提取液得率隨時(shí)間的增加而顯著增大。當(dāng)微波加熱時(shí)間達(dá)到110s時(shí),提取效果最好,之后隨著時(shí)間的延長(zhǎng),變化不大;考慮到抗氧化劑的熱穩(wěn)定性和能效,80-100s的OD535相差無(wú)幾,因此最佳選擇為80s。
③提取體系料液比:精確稱取10.0g火龍果皮多份,分別置于三角瓶中,并向其中分別加入不同體積的60%乙醇,分別在1:2、1:3、1:4、1:5、1:6的料液比、微波功率480W、微波提取時(shí)間80s的條件下提取。料液比對(duì)火龍果果皮抗氧化劑提取的影響見(jiàn)圖3,表明當(dāng)料液比(g:ml)達(dá)到1:3時(shí),OD535最大,之后隨著溶劑量增加,反而下降。陳皮和柚子皮提取液的提取工藝優(yōu)化與火龍果的相同。最終得到最佳的微波協(xié)同萃取條件為:火龍果皮的料液比為1:3,微波功率480W,微波輻照時(shí)間為80s;陳皮的料液比為1:4,微波功率640W,微波輻照時(shí)間為80s;柚子皮的料液比為1:3,微波功率640W,微波輻照時(shí)間為90s。
2、精制:
a.實(shí)驗(yàn)步驟:
(1)大孔徑樹(shù)脂處理:將大孔徑樹(shù)脂用無(wú)水乙醇充分浸泡,再依次用水、0.1mol/LNaCl和Na2CO3溶液沖洗,最后用蒸餾水洗滌;取大孔徑樹(shù)脂濾去水分,采用排水法裝柱,柱直徑1.0cm,填裝的大孔徑樹(shù)脂高度為3.0cm;
(2)將所述粗提取液采用經(jīng)裝柱后的大孔徑樹(shù)脂進(jìn)行分離純化,吸附時(shí)間為150min,采用0.2%HCl-40%乙醇溶液作為洗脫劑,進(jìn)樣速度為1.5mL/min,洗脫速度為1.0mL/min;精制得到陳皮、柚子皮和火龍果皮的提取濃縮液;
b.火龍果抗氧化劑精制工藝的優(yōu)化試驗(yàn)研究:
陳皮提取液、柚子皮提取液和火龍果果皮提取液含量測(cè)定采用在632nm、513nm和535nm處的光密度值,以各自純化的干品為參比,繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線進(jìn)行換算。
①吸附時(shí)間:以水配制成一定濃度的提取液,各取200mL于5個(gè)錐形瓶中,分別加入0.8g經(jīng)預(yù)處理的5種大孔樹(shù)脂:S-8型、AB-8型、NKA-9型、D3520型、X-5型(南開(kāi)大學(xué)化工廠產(chǎn)品),置于搖床上振蕩,轉(zhuǎn)速為100r/min,每30min分別從上層清液中移取少量液體測(cè)其OD535值,圖4為火龍果抗氧化劑在不同樹(shù)脂上的靜態(tài)吸附曲線,從圖4可見(jiàn),S-8樹(shù)脂的吸附能力比AB-8、NKA-9、D3520、X-5都強(qiáng),隨著吸附時(shí)間延長(zhǎng),上清液抗氧化劑含量呈指數(shù)下降,當(dāng)吸附時(shí)間達(dá)150min,吸附率可達(dá)81.9%,而其它4種樹(shù)脂的吸附力,都很弱,吸附率只有6.7%。
②洗脫劑中乙醇濃度的選擇:分別取0.20g已經(jīng)吸附了火龍果果皮抗氧化劑的濕樹(shù)脂,各加入50mL濃度為20%、40%、60%、80%的乙醇水溶液,其中均含0.2%的鹽酸,在搖床上振蕩10min,轉(zhuǎn)速為100r/min,使抗氧化劑從樹(shù)脂上解吸,將解吸液用0.2%HCl稀釋至乙醇濃度為20%,測(cè)量,結(jié)果見(jiàn)表1.
表1不同乙醇濃度對(duì)抗氧化劑解吸的影響OD535值
解吸液的光密度值越高,說(shuō)明解吸效果越好。從表1可以看出,當(dāng)乙醇濃度為40%時(shí),解吸液的OD535值最高,解吸效果最好;乙醇濃度過(guò)高或過(guò)低,都不利于抗氧化劑解吸。
③進(jìn)樣速度:不同進(jìn)樣速度下火龍果果皮抗氧化劑在S-8型大孔吸附柱上的泄漏曲線如圖5,其中線1~4分別為0.4,1.0,1.5和2.0mL/min;結(jié)果表明,吸附流速增大,大孔樹(shù)脂工作吸附量下降,抗氧化劑不能充分吸附就流出樹(shù)脂床,低流速時(shí)抗氧化劑被充分吸收,但進(jìn)樣時(shí)間長(zhǎng);因此選擇進(jìn)樣速度為1.5mL/min較為合適。
④不同酸濃度:用不同濃度的鹽酸乙醇溶液對(duì)吸附在S-8樹(shù)脂柱上的火龍果皮提取液進(jìn)行洗脫,洗脫速度為1.0mL/min,結(jié)果如圖6不同酸濃度的洗脫曲線,用0.2%HCl-40%乙醇溶液作為洗脫劑,峰形較窄,峰值較高,抗氧化劑的濃縮效果好。
⑤濃縮倍數(shù)及回收率:合并0.2%HCl-40%乙醇溶液的洗脫的抗氧化劑峰,測(cè)定抗氧化劑濃度為37.81mg/mL,樣品的濃縮倍數(shù)為17.7倍,回收率達(dá)93.4%。
⑥濃縮液中抗氧化劑的穩(wěn)定性:將濃縮后的抗氧化劑液置于4℃冰箱中保存,每隔1d取出1.0mL濃縮液,用蒸餾水稀釋100倍后測(cè)定吸收光譜的變化,觀察抗氧化劑濃縮液的穩(wěn)定性情況。圖7為濃縮液放置7d的可見(jiàn)吸收光譜圖,由圖可看出在1周內(nèi)抗氧化劑最大吸收值變化緩慢,且并無(wú)發(fā)生質(zhì)的變化,可以滿足在噴霧干燥前的保存要求。
從以上實(shí)驗(yàn)可以看出,用大孔徑樹(shù)脂S-8精制濃縮火龍果抗氧化劑,以0.2%HCl-40%乙醇溶液作為洗脫液,抗氧化劑的回收率達(dá)到93.4%,濃縮倍數(shù)達(dá)到17倍以上。
3、復(fù)配及抗氧化實(shí)驗(yàn):
a.復(fù)配:將所述提取濃縮液與卵磷脂、維生素C和檸檬酸按照3:6:6:0.2:0.1:0.2的比例進(jìn)行復(fù)配,獲得抗氧化劑復(fù)配液;
b.抗氧化實(shí)驗(yàn):
①對(duì)超氧陰離子自由基O2-的清除:濃度為1.5×10-3mol/L的魯米諾溶液用pH=10.20的0.05mol/LNa2CO3-NaHCO3緩沖溶液配制,濃度為0.1mol/L的鄰苯三酚儲(chǔ)備液用1×10-3mol/L的鹽酸配制,使用前用去離子水稀釋至1×10-4mol/L。以緩沖液作為溶劑,配制不同濃度的樣品溶液。用流動(dòng)注射化學(xué)發(fā)光分析儀依次測(cè)定從稀到濃的樣品溶液,讀出峰面積。
清除率=(A0-Ai)/A0×100%。其中A0為空白溶液峰面積;Ai為樣品溶液峰面積。經(jīng)SOD,過(guò)氧化氫酶及甘露醇檢測(cè),該體系產(chǎn)生的自由基為超氧陰離子O2-。
②對(duì)羥基自由基·OH的清除:濃度為6.4×10-4mol/L的魯米諾溶液、0.012mol/LH2O2和0.8mg/mL亞鐵氰化鉀溶液用pH=7.40的0.05mol/L KH2PO4-NaOH緩沖溶液分別配制。以緩沖液作為溶劑,配制成系列不同濃度的樣品溶液。依上述流動(dòng)注射化學(xué)發(fā)光分析方法測(cè)定并計(jì)算樣品清除羥基自由基的活性。
③對(duì)DPPH自由基的清除:取不同濃度的樣品溶液2.0mL,分別加入在裝有2.0mL的濃度為1×10-4mol/L DPP無(wú)水乙醇溶液的比色管中,室溫下避光靜置半小時(shí),在517nm處測(cè)量吸光度Ai。用去離子水代替樣品溶液,得吸光度A0,無(wú)水乙醇代替DPPH,得吸光度Aj。
清除率=[1-(Ai-Aj)/A0]×100%。
④還原能力的測(cè)定:取2.0mL不同濃度的樣品,加入pH=6.60的0.2mol/L磷酸緩沖液1%鐵氰化鉀溶液各2.5mL混勻。50℃水浴20min后迅速冷卻,加入2.5mL10%三氯乙酸溶液,混勻后在3000r/min下離心10min,取上清液2.0mL,加入2.5mL去離子水和0.5mL0.1%的三氯化鐵溶液,靜置十分鐘后在700nm處測(cè)定吸光度。
⑤抑菌能力的測(cè)定:四種供試菌分別接種于液體營(yíng)養(yǎng)肉湯培養(yǎng)基內(nèi),在37℃、轉(zhuǎn)速為100r/min的搖床內(nèi)活化24h,使菌液達(dá)到一定濃度。配制好的培養(yǎng)基,于121℃滅菌15min。當(dāng)瓊脂培養(yǎng)基冷卻至45℃左右時(shí)可傾注于平板中并搖勻,厚度為1/2平板深度。待培養(yǎng)基凝固后加入0.1mL菌懸液,用無(wú)菌涂布棒涂布均勻。靜置片刻,在平板中打孔(直徑為6mm),挑出多余培養(yǎng)基,將0.1mL無(wú)菌溶液注入已打好的孔中,置于37℃下培養(yǎng)24h,測(cè)定抑菌圈直徑。
⑥最低抑菌濃度的測(cè)定:配制胰蛋白胨大豆肉湯培養(yǎng)基,121℃高壓滅菌。利用胰蛋白胨大豆肉湯進(jìn)行試管連續(xù)稀釋得茶多酚的濃度分別為0.01%、0.02%、0.03%、0.04%及0.05%;竹醋液濃度分別為0.5%、1.0%、1.5%、2.0%及2.5%。在每一系列培養(yǎng)基中接種一種菌,每個(gè)濃度三管平行,并置于37℃下培養(yǎng)18h,之后觀察生長(zhǎng)情況。將各管利用劃線法接種、培養(yǎng),觀察各供試菌的生長(zhǎng)情況,以平板中沒(méi)有菌生長(zhǎng)的最低濃度即為最低抑菌濃度MIC。
將陳皮、柚子皮和火龍果皮提取濃縮液和卵磷脂、維生素C、檸檬酸按以下比例進(jìn)行復(fù)配:A3:6:6:0.2:0.1:0.2;B 3:6:3:0.2:0.1:0.2;C 6:3:3:0.2:0.1:0.2;將對(duì)以上3個(gè)配方的抗氧化性能進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)。
⑦對(duì)DPPH自由基的清除:由圖8中可知,對(duì)DPPH的清除效果隨著復(fù)配液體系中自由基清除劑含量的升高,對(duì)DPPH的清除能力上升,所有自由基清除劑對(duì)DPPH自由基的半清除率IC50幾乎一樣,是236.7mL/L,均大于于單一產(chǎn)品的IC50(208.0m L/L)、(206.7mL/L)和(196.9mL/L)。陳皮提取液和柚子皮提取液中含有抗氧化活性的有機(jī)物質(zhì)成分,有清除DPPH的作用,火龍果皮提取液具有活性氨基,能夠提供還原氫,也具有良好的DPPH清除效果。復(fù)配后有增效作用,而配方A的效果要好于其他2個(gè)配方。
⑧對(duì)超氧陰離子自由基的清除:圖9是3種復(fù)配液對(duì)02-的清除效果。隨著含量的增高,復(fù)配液對(duì)02-的清除能力增強(qiáng),相對(duì)來(lái)說(shuō),配方C的效果較好。
⑨對(duì)超氧陰離子自由基的清除:圖10表示3種復(fù)配液對(duì)超氧陰離子自由基的清除效果。復(fù)配后的效果明顯比單一產(chǎn)品的清除率提高很多,說(shuō)明復(fù)配后有增效作用,尤其是配方A的效果好于其他配方。
⑩還原能力:還原能力是表示抗氧化物質(zhì)提供電子能力的重要指標(biāo),通過(guò)提供電子,阻斷Fe2+向Fe3+的轉(zhuǎn)變,從而表現(xiàn)出一定的還原能力。圖11是3種復(fù)配液的還原能力,隨著復(fù)配液濃度的升高,吸光度值逐漸增大,還原能力增強(qiáng),即抗氧化能力增強(qiáng)。復(fù)配液在還原體系中,當(dāng)吸光度達(dá)0.4時(shí),對(duì)應(yīng)的復(fù)配液濃度為80mg/mL,而同一體系中茶多酚對(duì)應(yīng)的濃度為65μg/mL。
⑾抑菌效果:
表2復(fù)配液對(duì)對(duì)供試菌的抑制效果(抑菌圈直徑MM)
表2是3種復(fù)配液對(duì)四種供試菌的抑制效果,可知竹醋液對(duì)大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、銅綠假單胞菌及副溶血性弧菌均有不同程度的抑制作用,其中配方A的效果最好。
針對(duì)復(fù)合天然抗氧化劑在的抗氧化能力及對(duì)供試菌的抑制效果,結(jié)果表明,復(fù)配液的抗氧化能力主要是體現(xiàn)在對(duì)DPPH自由基、超氧陰離子自由基、羥基自由基具有較好清除能力及還原能力。隨著復(fù)配液濃度的升高,抗氧化能力增強(qiáng),更適合作為脂質(zhì)抗氧化劑。同時(shí),復(fù)配液對(duì)四種常見(jiàn)的食源性致病菌具有較好的抑制效果,亦是隨復(fù)配液液濃度的升高而增強(qiáng),稀釋到10%濃度時(shí),抑菌能力大幅度降低。
4、干燥:
a.實(shí)驗(yàn)步驟:將所述抗氧化劑復(fù)配液通過(guò)噴霧干燥或真空干燥,其中,乳化液的均質(zhì)壓力為35MPa,進(jìn)風(fēng)溫度為170℃,出風(fēng)溫度為60℃,進(jìn)料溫度為50℃,制得復(fù)合天然抗氧化劑。
應(yīng)用研究
1、對(duì)亞油酸的抗氧化作用
評(píng)價(jià)抗氧化劑抗氧化能力的大小,本發(fā)明采用應(yīng)用較廣的硫代巴比妥酸法(TBA法)。由表3可以看出,在實(shí)驗(yàn)中添加了0.02%的復(fù)合天然抗氧化劑和TBHQ的亞油酸溶液,其吸光值上升非常緩慢,而空白的吸光值在培育時(shí)間為12h后即開(kāi)始急速上升。即樣品中添加的復(fù)合天然抗氧化劑和TBHQ一樣對(duì)亞油酸的脂質(zhì)過(guò)氧化具非常強(qiáng)列的阻止作用。本實(shí)驗(yàn)中,復(fù)合天然抗氧化劑對(duì)亞油酸的脂質(zhì)過(guò)氧化的阻止作用略強(qiáng)于TBHQ的作用。
表3對(duì)亞油酸的抗氧化作用
2、對(duì)豬油脂質(zhì)過(guò)氧化的影響
空白豬油樣品在60℃恒溫培養(yǎng)箱中放置18天以后,其532nm下的吸光值飛速升高,表明此時(shí)豬油自動(dòng)氧化快,樣品中產(chǎn)生的丙二醛(MDA)含量進(jìn)入迅速增長(zhǎng)期;加入了抗氧化劑的各處理中的吸光值一直處于較低水平,表明其氧化速度慢,其樣品中產(chǎn)生的丙二醛(MDA)含量很少,抗氧化劑復(fù)合天然抗氧化劑和TBHQ在豬油中發(fā)揮了抗氧化作用,阻緩了豬油的氧化腐敗。
表4不同純度的樣品對(duì)豬油的抗氧化效果(吸光度值)
注:樣品1,2,3分別為純度為60%、80%和90%的復(fù)合天然抗氧化劑
由表4可以看出,不同純度的復(fù)合天然抗氧化劑其抗氧化能力有一定區(qū)別,純度越高,抗氧化效果越好;在相等加入量的情況下,純度為60%、80%、90%的復(fù)合天然抗氧化劑處理的豬油樣品在不同檢測(cè)時(shí)期其吸光值即丙二醛含量均較TBHQ低,表明復(fù)合天然抗氧化劑延緩豬油氧化的作用大于TBHQ,各處理的抗氧化效果依次為90%α-HT>80%α-HT>60%α-HT>TBHQ。
表5對(duì)豬油過(guò)氧化的抑制率(%)
由表5也可以看出,抗氧化作用釋放速度比TBHQ快,在處理30天內(nèi)抗氧能力比TBHQ大。在10天時(shí),TBHQ對(duì)豬油過(guò)氧化的抑制率僅25%時(shí),不同純度的復(fù)合天然抗氧化劑的抑制率即分別達(dá)到了32.14%、35.71%和57.14%,到30天時(shí),其抗氧抑制率仍然保持在95%以上。
同時(shí)還可以看出,抗氧化抑制率與純度呈正依賴關(guān)系,其抑制率大小順序?yàn)椋?0%>α-HT>80%α-HT>60%復(fù)合天然抗氧化劑>TBHQ。
3、對(duì)植物油脂質(zhì)過(guò)氧化的影響
表6不同純度的樣品對(duì)植物油的抗氧化效果(吸光度值)
由表6看出,對(duì)照植物油樣品從第14天開(kāi)始其吸光值即進(jìn)入急劇上升階段,至第31天時(shí)其吸光值已達(dá)很高;各處理的吸光值在整個(gè)過(guò)程中均明顯低于對(duì)照。在20天之前,純度為90%的復(fù)合天然抗氧化劑的吸光值最低,純度為60%和80%、TBHQ的吸光值相接近。20天之后,TBHQ的吸光值卻在四個(gè)處理中屬最低,其次為90%、80%、60%。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,對(duì)植物油而言,復(fù)合天然抗氧化劑在前期的抗氧化效果優(yōu)于TBHQ,后期效果較TBHQ稍差;但其抗氧化效果與在豬油中的抗氧化效果一樣,即在同等添加量的情況下,抗氧化效果隨純度升高而增強(qiáng)。
表7各樣品對(duì)植物油氧化的抑制率
由表7可知:各樣品對(duì)植物油的過(guò)氧化抑制率都較高,但其抑制植物油過(guò)氧化的情況較豬油復(fù)雜。在第10天和第20天時(shí),純度為90%的復(fù)合天然抗氧化劑處理的抑制率最高,分別達(dá)56.82%、94.49%;而到30天時(shí),以TBHQ的抑制率最高,為92.7%。實(shí)驗(yàn)表明,復(fù)合天然抗氧化劑對(duì)豬油的抗氧化效果優(yōu)于植物油。
4、在糕點(diǎn)產(chǎn)品中的應(yīng)用
在進(jìn)行復(fù)合天然抗氧化劑對(duì)油脂,糕點(diǎn)的抗氧化實(shí)驗(yàn)中,復(fù)合天然抗氧化劑表現(xiàn)了很好的抗氧化效果。結(jié)果如表8,當(dāng)復(fù)合天然抗氧化劑添加量為0.04%時(shí),菜油、豬油、月餅、核桃酥中過(guò)氧化值達(dá)標(biāo)的時(shí)間分別為空白的2、2.4、3.2和5.5倍;當(dāng)復(fù)合天然抗氧化劑添加量為0.06%時(shí),菜油、豬油、月餅、核桃酥中過(guò)氧化值達(dá)標(biāo)的時(shí)間分別為空白的2.3、3.4、4、7.2倍。顯示了復(fù)合天然抗氧化劑很好的抗氧化應(yīng)用效果。
表8復(fù)合天然抗氧化劑的抗氧化的應(yīng)用效果
以上結(jié)合具體實(shí)施例描述了本發(fā)明的技術(shù)原理。這些描述只是為了解釋本發(fā)明的原理,而不能以任何方式解釋為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制?;诖颂幍慕忉?,本領(lǐng)域的技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性的勞動(dòng)即可聯(lián)想到本發(fā)明的其它具體實(shí)施方式,這些方式都將落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。