CN111919993A - 一种提高胭脂萝卜色素抗氧化活性的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种提高胭脂萝卜色素抗氧化活性的方法，包括如下步骤：(1)将胭脂萝卜色素溶于蒸馏水中，得到胭脂萝卜色素溶液；(2)将上述胭脂萝卜色素：α‑葡萄糖苷酶：β‑葡萄糖苷酶：柠檬酸缓冲液按一定体积比混合均匀，得到混合液A；(3)将混合液A进行酶解处理；(4)酶解后的溶液中加入含柠檬酸的乙醇溶液，充分搅拌，得到混合液B；(5)对上述混合液B进行离心、过滤，真空浓缩至半成品成粘液状；(6)进行真空冷冻干燥，即可。本发明采用非常安全的α‑葡萄糖苷酶和β‑葡萄糖苷酶，在温和条件下酶解胭脂萝卜色素的主要成分花色苷，使其分子量显著下降，有效增加产品中天竺葵素的含量，从而增强胭脂萝卜色素的抗氧化活性。
Description
技术领域
本发明属于食用天然色素领域，具体涉及一种提高胭脂萝卜色素抗氧化活性的方法。
背景技术
中国专利CN105440732A公开了一种富集纯化胭脂萝卜花青素的方法，该发明的目的在于克服常规技术提取率相对较低、提取纯度低等缺点，提供一种利用水蒸汽提取与膜分离技术和大孔吸附树脂耦合法富集纯化胭脂萝卜花青素的方法。另外，中国专利CN109651323A公开了一种提高胭脂萝卜天竺葵稳定性的方法，该发明采用水杨酸作为酰化剂对胭脂萝卜天竺葵进行改性处理，常温常压下进行反应，降低了反应能耗，反应条件温和，能够有效的保持天竺葵原有的结构和活性，酰化度较高，且整个工艺简单、易于控制，原料易得，成本低。
上述这些方法对胭脂萝卜色素的制备和稳定性均具有显著改良作用，使得胭脂萝卜色素已被大量应用于食品及化妆品行业。然而，其价格低廉，每500g胭脂萝卜色素仅售150元。值得注意的是，胭脂萝卜色素主要成分天竺葵苷的苷元-天竺葵素的价格竟高达2000元/5mg。可见，将天竺葵苷安全转化为天竺葵素可有效提高经济效益。
天竺葵苷是多个酚酸小分子和葡萄糖等基团酰化的天竺葵素花色苷，虽然已证实天竺葵苷具有抗氧化、降血脂和降血压等生理活性，但过度酰化会导致花色苷的供质子能力降低，从而不利于发挥抗氧化等生理活性。此外，较大的分子量严重阻碍了胭脂萝卜花色素被机体吸收，导致摄入的胭脂萝卜色素80％仅停留在肠道中，并随粪便排出。可见，胭脂萝卜的天然花色苷因较大分子量而不利于其健康效益的发挥，且不具有较高产品附加值。
发明内容
针对现有技术中存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种提高胭脂萝卜色素抗氧化活性的方法，该方法采用非常安全的α-葡萄糖苷酶和β-葡萄糖苷酶水解胭脂萝卜色素的主要成分花色苷，使其分子量显著下降，有效增加产品中天竺葵素的含量，从而增强胭脂萝卜色素的抗氧化活性。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种提高胭脂萝卜色素抗氧化活性的方法，包括如下步骤：
(1)将胭脂萝卜色素溶于蒸馏水中，得到胭脂萝卜色素溶液，所述胭脂萝卜色素与蒸馏水的质量体积比为0.05～0.2g：1mL；
(2)将上述胭脂萝卜色素：α-葡萄糖苷酶：β-葡萄糖苷酶：柠檬酸缓冲液按体积比为1:：0.5～1：0.5～1：1混合均匀，得到混合液A；
(3)将上述混合液A置于40～50℃条件下酶解处理2～5h；
(4)向步骤(3)酶解后的溶液中按体积比为1：0.8～2加入含质量分数为1％柠檬酸的乙醇溶液，充分搅拌，搅拌时间为1～2min，得到混合液B；
(5)对上述混合液B进行离心、过滤，取上层清液置于40～50℃条件下真空浓缩至半成品成粘液状；
(6)对上述粘液进行真空冷冻干燥，即可。
进一步，步骤(2)中所述α-葡萄糖苷酶浓度为600000～700000U/mL。便于充分水解α-葡萄糖苷酶。
进一步，步骤(2)中所述β-葡萄糖苷酶浓度为250～350U/mL。便于充分水解β-葡萄糖苷酶。
进一步，步骤(2)中所述柠檬酸缓冲液的pH值为4.5～5。
进一步，步骤(5)中将混合液B在转速为8500～12000rpm下，离心10～15min。
进一步，步骤(6)中真空冷冻干燥的条件为：干燥温度为20～30℃，真空度为10～50Pa。
进一步,步骤(1)中所述蒸馏水为煮沸后冷却的蒸馏水。以避免蒸馏水中氧气氧化胭脂萝卜色素。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
(1)本发明采用非常安全的α-葡萄糖苷酶和β-葡萄糖苷酶，在温和条件下酶解胭脂萝卜色素的主要成分花色苷，使其分子量显著下降，有效增加产品中天竺葵素的含量，从而增强胭脂萝卜色素的抗氧化活性。
(2)本发明在制备过程中仅采用乙醇和柠檬酸等食品级试剂，且无需高温和高压等酶解环境，降低了制备成本，同时对环境友好。
(3)本发明提供的制备方法显著提高了胭脂萝卜色素的抗氧化活性，且进一步制备高经济价值的天竺葵素奠定了基础。
附图说明
图1为不同葡萄糖苷酶对胭脂萝卜色素中小分子花色苷的影响；
图2为葡萄糖苷酶处理对胭脂萝卜色素中主要花色苷成分的影响；
图3为葡萄糖苷酶处理对胭脂萝卜色素铁离子还原力的影响。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明方法进行详细说明。
一、提高胭脂萝卜色素抗氧化活性的方法
实施例1
一种提高胭脂萝卜色素抗氧化活性的方法，包括如下步骤：
(1)将胭脂萝卜色素溶于蒸馏水中，得到胭脂萝卜色素溶液，所述胭脂萝卜色素与蒸馏水的质量体积比为0.1g：1mL；
(2)将上述胭脂萝卜色素：α-葡萄糖苷酶：β-葡萄糖苷酶：柠檬酸缓冲液按体积比为1:：0.5：0.5：1混合均匀，得到混合液A；其中，α-葡萄糖苷酶浓度为700000U/mL，β-葡萄糖苷酶浓度为350U/mL，柠檬酸缓冲液的pH值为4.5；
(3)将上述混合液A置于40℃条件下酶解处理5h；
(4)向步骤(3)酶解后的溶液中按体积比为1：1加入含质量分数为1％柠檬酸的乙醇溶液，充分搅拌1min，得到混合液B；
(5)对上述混合液B在转速为8500rpm下，进行离心15min、过滤，取上层清液置于40℃条件下真空浓缩至半成品成粘液状；
(6)对上述粘液置于干燥温度为20℃，真空度为10Pa下进行真空冷冻干燥，即可。
实施例2
一种提高胭脂萝卜色素抗氧化活性的方法，包括如下步骤：
(1)将胭脂萝卜色素溶于蒸馏水中，得到胭脂萝卜色素溶液，所述胭脂萝卜色素与蒸馏水的质量体积比为0.05g：1mL；
(2)将上述胭脂萝卜色素：α-葡萄糖苷酶:β-葡萄糖苷酶:柠檬酸冲液按体积比为1:：1：1：1混合均匀，得到混合液A；其中，α-葡萄糖苷酶浓度为650000U/mL，β-葡萄糖苷酶浓度为300U/mL，柠檬酸缓冲液的pH值为4.8；
(3)将上述混合液A置于50℃条件下酶解处理2h；
(4)向步骤(3)酶解后的溶液中按体积比为1：0.8加入含质量分数为1％柠檬酸的乙醇溶液，充分搅拌1min，得到混合液B；
(5)对上述混合液B在转速为10000rpm下，进行离心12.5min、过滤，取上层清液置于45℃条件下真空浓缩至半成品成粘液状；
(6)对上述粘液置于干燥温度为25℃，真空度为30Pa下进行真空冷冻干燥，即可。
实施例3
一种提高胭脂萝卜色素抗氧化活性的方法，包括如下步骤：
(1)将胭脂萝卜色素溶于蒸馏水中，得到胭脂萝卜色素溶液，所述胭脂萝卜色素与蒸馏水的质量体积比为0.2g：1mL；
(2)将上述胭脂萝卜色素：α-葡萄糖苷酶:β-葡萄糖苷酶:柠檬酸冲液按体积比为1:：0.7：0.7：1混合均匀，得到混合液A；其中，α-葡萄糖苷酶浓度为600000U/mL，β-葡萄糖苷酶浓度为250U/mL，柠檬酸缓冲液的pH值为5；
(3)将上述混合液A置于45℃条件下酶解处理3.5h；
(4)向步骤(3)酶解后的溶液中按体积比为1：2加入含质量分数为1％柠檬酸的乙醇溶液，充分搅拌2min，得到混合液B；
(5)对上述混合液B在转速为12000rpm下，进行离心10min、过滤，取上层清液置于50℃条件下真空浓缩至半成品成粘液状；
(6)对上述粘液置于干燥温度为30℃，真空度为50Pa下进行真空冷冻干燥，即可。
二、对酶解处理的胭脂萝卜色素的分析
2.1)不同葡萄糖苷酶对胭脂萝卜色素中小分子花色苷的影响
为了研究不同葡萄糖苷酶对胭脂萝卜色素中小分子花色苷的影响，采用液相色谱-质谱联用仪(HPLC-QQQ-MS/MS)检测胭脂萝卜色素提取物溶液及其酶解液中小分子花色苷组分含量的影响，结果如图1所示。其中，*P<0.05，Pg：天竺葵素；P35DG：天竺葵素-3,5-O-双葡萄糖苷；P3R：天竺葵素-3-O-芸香糖苷；P3G：天竺葵素-3-O-葡萄糖苷。从图中可知，胭脂萝卜色素提取物溶液经α-葡萄糖苷酶和β-葡萄糖苷酶水解后，其天竺葵素(苷元)的浓度显著升高了76％，但天竺葵素-3,5-O-双葡萄糖苷，天竺葵素-3-O-芸香糖苷，天竺葵素-3-O-葡萄糖苷的含量并未有显著改变。说明α-葡萄糖苷酶和β葡萄糖苷酶处理能有效产生天竺葵素的含量。此外，天竺葵素含量的显著增加也表明酶解后胭脂萝卜色素平均分子量有所下降。
2.2)葡萄糖苷酶处理对胭脂萝卜色素中主要花色苷成分的影响
为了研究葡萄糖苷酶处理对胭脂萝卜色素中主要花色苷成分的影响，采用液相色谱-质谱联用仪(HPLC-QQQ-MS/MS)检测胭脂萝卜色素提取物溶液及其酶解液中小分子花色苷组分含量的影响，结果如图2所示。其中，*P<0.05；P3CDG5G：天竺葵素-3-(咖啡酰)二葡萄糖苷-5-葡萄糖苷；P3CDG5MG：天竺葵素-3-(咖啡酰)二葡萄糖苷-5-(丙二酰)葡萄糖苷；P3FDG5G：天竺葵素-3-(咖啡酰)二葡萄糖苷-5-葡萄糖苷；P3PDG5MG：天竺葵素-3-(对香豆酰)二葡萄糖苷-5-(丙二酰)葡萄糖苷；P3CFDG5G：天竺葵素-3-(咖啡酰)(阿魏酰)二葡萄糖苷-5-葡萄糖苷；P3FDG5MG：天竺葵素-3-(阿魏酰)二葡萄糖苷-5-(丙二酰)葡萄糖苷。从图中可知，胭脂萝卜色素提取物溶液经α-葡萄糖苷酶和β-葡萄糖苷酶水解后，其天竺葵素-3-(咖啡酰)二葡萄糖苷-5-葡萄糖苷和天竺葵素-3-(咖啡酰)(阿魏酰)二葡萄糖苷-5-葡萄糖苷的浓度分别显著降低了12.5％和4.9％，其它主要花色苷的含量没有显著改变。说明α-葡萄糖苷酶和β葡萄糖苷酶处理产生天竺葵素主要通过水解天竺葵素-3-(咖啡酰)二葡萄糖苷-5-葡萄糖苷和天竺葵素-3-(咖啡酰)(阿魏酰)二葡萄糖苷-5-葡萄糖苷产生。
2.3)葡萄糖苷酶处理对胭脂萝卜色素铁离子还原力的影响
铁离子还原力是非常重要的抗氧化活性评价方法之一，我们通过测定胭脂萝卜色素及其酶解液的铁离子还原力来反映葡萄糖苷酶对胭脂萝卜色素抗氧化活性的影响。从图3可知，α-葡萄糖苷酶水解后胭脂萝卜色素的铁离子还原力显著增加。此外，β-葡萄糖苷酶也提升了胭脂萝卜色素的铁离子还原力。α-葡萄糖苷酶和β-葡萄糖苷酶共同处理的胭脂萝卜色素具有最高的铁离子还原力。上述结果说明α-葡萄糖苷酶和β-葡萄糖苷酶处理可显著提升胭脂萝卜色素的抗氧化活性。其中，图中数据标注a、b,、c不同字母时表明相互之间具有显著性差异。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (7)
1.一种提高胭脂萝卜色素抗氧化活性的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将胭脂萝卜色素溶于蒸馏水中，得到胭脂萝卜色素溶液，所述胭脂萝卜色素与蒸馏水的质量体积比为0.05～0.2g：1mL；
(2)将上述胭脂萝卜色素：α-葡萄糖苷酶：β-葡萄糖苷酶：柠檬酸缓冲液按体积比为1:：0.5～1：0.5～1：1混合均匀，得到混合液A；
(3)将上述混合液A置于40～50℃条件下酶解处理2～5h；
(4)向步骤(3)酶解后的溶液中按体积比为1：0.8～2加入含质量分数为1％柠檬酸的乙醇溶液，充分搅拌，搅拌时间为1～2min，得到混合液B；
(5)对上述混合液B进行离心、过滤，取上层清液置于40～50℃条件下真空浓缩至半成品成粘液状；
(6)对上述粘液进行真空冷冻干燥，即可。
2.根据权利要求1所述的提高胭脂萝卜色素抗氧化活性的方法，其特征在于，步骤(2)中所述α-葡萄糖苷酶浓度为600000～700000U/mL。
3.根据权利要求1所述的提高胭脂萝卜色素抗氧化活性的方法，其特征在于，步骤(2)中所述β-葡萄糖苷酶浓度为250～350U/mL。
4.根据权利要求1所述的提高胭脂萝卜色素抗氧化活性的方法，其特征在于，步骤(2)中所述柠檬酸缓冲液的pH值为4.5～5。
5.根据权利要求1所述的提高胭脂萝卜色素抗氧化活性的方法，其特征在于，步骤(5)中将混合液B在转速为8500～12000rpm下，离心10～15min。
6.根据权利要求1所述的提高胭脂萝卜色素抗氧化活性的方法，其特征在于，步骤(6)中真空冷冻干燥的条件为：干燥温度为20～30℃，真空度为10～50Pa。
7.根据权利要求1所述的提高胭脂萝卜色素抗氧化活性的方法，其特征在于，步骤(1)中所述蒸馏水为煮沸后冷却的蒸馏水。
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