一種海藻天然抗氧化劑的製備方法
2023-09-17 21:23:15 1
一種海藻天然抗氧化劑的製備方法
【專利摘要】本發明公開了一種海藻天然抗氧化劑的製備方法。將新鮮海藻打漿破碎，熱水浸提，離心，烘乾、粉碎、過篩得海藻渣，進一步採用生物酶法破壁，得到破壁後的海藻渣乾粉；再採用食用級無水乙醇於室溫下浸提，收集提取液，經減壓濃縮和真空乾燥後得到海藻天然抗氧化劑產品。該產品為膏狀，含有的總酚為5.2-13.7質量%，總類胡蘿蔔素為3.6-8.4質量%，萜類化合物為0.5-1.3質量%，甾醇類化合物為0.9-2.6質量%。本發明採用海藻渣為原料製備強抗氧化活性的天然抗氧化劑，實現資源的綜合利用；生產工藝簡單、高效，綠色環保，適於工業化生產；產品的抗氧化能力強，綠色天然，能夠取代傳統化學合成抗氧劑在食品工業中的使用。
【專利說明】一種海藻天然抗氧化劑的製備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及天然抗氧化劑的製備工藝領域，具體涉及一種海藻天然抗氧化劑的製備方法。
【背景技術】
[0002]研究表明，氧化應激不僅是癌症、衰老、心血管疾病等退行性疾病發生、發展的共同病理基礎，也是導致或加速食品變質的主要原因。傳統抗氧化劑主要有叔丁基對苯二酚(TBHQ)、二丁基羥基甲苯(BHT)、丁基羥基茴香醚(BHA)等化學物質。最新研究發現，這些化學抗氧化劑對人體健康存在潛在的危害，在歐美發達國家已禁止在嬰幼兒和兒童食品中使用。因此，開發天然綠色的抗氧劑替代傳統抗氧化劑在食品工業中的應用已成迫切之需。
[0003]海藻中存在大量的天然抗氧化活性物質。多酚類物質是海藻中的重要抗氧化物質，其含量可佔海藻乾重的1_14%，並且海藻多酚與陸生植物多酚在結構上有較大不同，陸生植物多酚主要是沒食子酸和鞣花酸的衍生物，海藻多酚則是間苯三酚的聚合物(Holdt &Kraan, 2011)。研究顯示，褐藻多酚在抗氧化等多種生物活性方面表現突出。通過化學體系以及細胞體系的抗氧化評價方法的比較發現，褐藻多酚的抗氧化活性要遠好於維生素C和維生素 E (Yotsu-Yamashita et al., 2013)。巖藻黃素(fucoxanthin)是海藻中另一重要功能活性物質，含量可佔海藻乾重的0.5%以上。巖藻黃素亦稱褐藻黃素、巖藻黃質,屬葉黃素類，其含量約佔海帶類胡蘿蔔素總量的60%以上(嚴小軍等，2001)。陳文佳等(2012)通過巖藻黃素對雙氧水、羥基 自由基、DPPH自由基的清除能力測定，證明其抗氧化性明顯高於維生素C ;Ha等(2011)研究發現，巖藻黃素能有效提高大鼠血漿穀胱甘肽過氧化物酶和過氧化氫酶含活性，降低高脂肪飲食誘導的氧化應激。此外，研究顯示，海藻中的脂類、萜類、滷化物、含硫化合物等也具有良好的抗氧化功能。因此，利用海藻提取天然抗氧化物質具有巨大的開發價值。
[0004]然而，目前對海藻的開發利用主要是海藻多糖，海藻多酚、巖藻黃素等抗氧化物質卻隨著海藻渣當做廉價的飼料或生物肥料處理，造成了資源的極大浪費。利用海藻多糖加工副產物一海藻渣中獲取天然抗氧化劑尚屬空白。因此，從海藻渣中提取天然抗氧化物質，具有十分重要的經濟價值和現實意義。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在於提供一種從提取海藻多糖的加工副產物一海藻渣中提取天然抗氧化物質的製備方法。
[0006]為實現上述目的，本發明提供一種海藻天然抗氧化劑的製備方法，其特徵在於，包括如下步驟，
海藻渣的製備:新鮮海藻打漿至無明顯塊狀物，按體積比1:5加入去離子水後80 °〇提取I h,離心,優選3000 r/min, 5 min,取沉澱物,獲得海藻洛；
任選的，還可以包括繼續往海藻渣中加入去離子水，重複前述步驟，收集海藻渣；海藻渣乾粉的製備:海藻渣經烘乾、粉碎、過篩製成海藻渣乾粉；
海藻渣乾粉的生物酶解破壁:將所述海藻渣乾粉與複合酶製劑混勻後加入去離子水，於常溫下酶解一定時間，離心，優選3000 r/min, 5 min，收集沉澱物，在烘箱中80 °C乾燥6h，得到破壁後的海藻渣乾粉；
有機溶劑浸提:往所述破壁後的海藻渣乾粉中加入無水乙醇，常溫下浸提一定時間，離心，優選3000 r/min, 5 min,分別收集上清液和海藻沉澱物；
任選的，還可以包括繼續往海藻沉澱物中加入無水乙醇，重複前述步驟，分別收集上清液和海藻沉澱物；
海藻天然抗氧化劑的獲得:所述上清液減壓濃縮至幹，經真空乾燥得到海藻天然抗氧化劑產品。
[0007]所述海藻為海帶、紫菜、裙帶菜、羊棲菜中的至少一種。
[0008]所述海藻渣為海藻提取多糖後的殘渣。
[0009]所述海藻渣乾粉的製備中，過篩80-100目。
[0010]所述海藻渣乾粉的生物酶解破壁中，所述海藻乾粉與複合酶製劑的重量比為1000:5 ;所述複合酶製劑由果膠酶、纖維素酶組成，優選組成比例w/w為1:1 ;
任選的，海藻乾粉與複合酶製劑總和與去離子水的比例為1:15-25的重量/體積比； 任選的，加入去離子水後於常溫下酶解5-8小時。
[0011]所述有機溶劑浸提中，加入食品級無水乙醇，常溫下浸提後離心除去沉澱，取上清液；
任選的，破壁後的海藻渣乾粉與食品級無水乙醇的比例為1:5-10的重量/體積比； 任選的，加入食品級無水乙醇後於常溫下浸提1-3小時。
[0012]所述海藻天然抗氧化劑的獲得中，上清液減壓濃縮至幹，經真空乾燥得到海藻天然抗氧化劑產品；
任選的，所述上清液減壓濃縮的溫度為40-60 V ；
任選的，所述真空乾燥的溫度為50-80 V ；
任選的，所述真空乾燥的時間為2-5小時。
[0013]所述方法得到的海藻天然抗氧化活性提取物為膏狀，含有的總酚為5.2-13.7質量％，總類胡蘿蔔素為3.6-8.4質量％，萜類化合物為0.5-1.3質量％，甾醇類化合物為
0.9-2.6 質量 ％。
[0014]本發明還保護任一方法所得的海藻抗氧化劑。
[0015]本發明的方法操作簡單、環保高效、適合於規模化生產，充分實現了海藻資源的綜合開發利用，提高了經濟效益。
[0016]本發明採用提取多糖後的海藻渣提取海藻天然抗氧化物質，由於海藻細胞壁的大部分多糖被提取，細胞壁的厚度降低，使得生物酶破壁效果更佳，細胞內含活性物質得以充分釋放，總抗氧化物質的提取率在4質量％-6.7質量％。此時的海藻抗氧化提取物含有的主要成分有海藻多酚、類胡蘿蔔素、萜類、留醇類物質。按照本發明的方法得到的抗氧化活性物質與專利申請:一種酶法製備褐藻巖藻聚糖與巖藻黃素的方法(申請號:201310142757.X申請日:2013-04-24，
【公開日】:2013-08-07)相比，得到的活性成分更為全面，從而實現了資源的最大化利用。[0017]本發明採用海藻加工企業加工海藻多糖的副產物一海藻渣為原料製備強抗氧化活性的天然抗氧化劑，實現資源的綜合利用；生產工藝簡單、高效，綠色環保，適於工業化生產；產品的抗氧化能力強，綠色天然，能夠取代傳統化學合成抗氧劑在食品工業中的使用。
[0018]本項發明通過生物酶破壁技術降解堅硬的褐藻細胞壁，使存在於細胞內的海藻多酚、巖藻黃素等抗氧化成分充分溶出，實現了海藻天然抗氧化劑的快速製備。
[0019]本發明的優點和有益效果是:
1、我國海藻資源豐富，海藻加工企業將海藻中的多糖提取後，海藻渣被當做廉價的飼料或生物肥料處理，海藻中的多酚、巖藻黃素等抗氧化物質沒有得到很好地加工利用，造成資源的極大浪費，因此對海藻渣中天然抗氧化活性物質進行產業化開發利用，具有顯著的經濟效益和社會效益；
2、本發明的工藝簡單(工藝流程見圖1)、環保高效、適合於規模化操作，可應用於工業化生產。
[0020]本發明的實施例，提供了利用海帶等海藻製備天然抗氧化劑的方法。實施例1中，100 g海帶渣乾粉，最終得到6.5 g抗氧化提取物；實施例2中，100 g紫菜渣乾粉，最終得到
6.7 g抗氧化提取物；實施例3中，100 g裙帶菜渣乾粉，最終得到5.2 g抗氧化提取物；實施例4中，100 g羊棲菜渣乾粉，最終得到4.9 g抗氧化提取物。
[0021]當按本發明步驟對海藻採用生物酶處理破壁，使海藻細胞中的抗氧化成分能充分溶出，從而顯著提高提取效率。實驗以海帶渣乾粉為原料，對果膠酶、纖維素酶及其組成的複合製劑的破壁效果進行了對比研究，海帶粉(80目)與生物酶的比例固定為1000:5 (w/w)，室溫下水解5h，以乙醇提取物的得率判斷生物酶的最佳配比，結果如表1所示。實驗結果發現，使用生物酶破壁處理以後，乙醇提取物的得率都明顯提高，單獨使用果膠酶、纖維素酶皆不如同時使用該兩種酶的破壁效果。同時，試驗發現，果膠酶和纖維素酶的配比為1:1 (w/w)時的破壁 效果與其它配比在統計學上有顯著差異。同時，通過改變果膠酶和纖維素酶的比例，發現各種配比的複合酶的破壁效果，不論是提高果膠酶或者是纖維素酶的比重，效果都沒有果膠酶和纖維素酶按1:1 (w/w)配比時的破壁效果好，所以果膠酶和纖維素酶最優配比為1:1 (w/w)。
[0022]表1生物酶破壁對海帶渣乙醇提取物得率的影響表
【權利要求】
1.一種海藻天然抗氧化劑的製備方法，其特徵在於，包括如下步驟， 海藻渣的製備:新鮮海藻打漿至無明顯塊狀物，按體積比1:5加入去離子水後80 °〇提取I h,離心,優選3000 r/min, 5 min,取沉澱物,獲得海藻洛； 任選的，還可以包括繼續往海藻渣中加入去離子水，重複前述步驟，收集海藻渣； 海藻渣乾粉的製備:海藻渣經烘乾、粉碎、過篩製成海藻渣乾粉； 海藻渣乾粉的生物酶解破壁:將所述海藻渣乾粉與複合酶製劑混勻後加入去離子水，於常溫下酶解一定時間，離心，優選3000 r/min, 5 min，收集沉澱物，在烘箱中80 °C乾燥6h，得到破壁後的海藻渣乾粉； 有機溶劑浸提:往所述破壁後的海藻渣乾粉中加入無水乙醇，常溫下浸提一定時間，離心，優選3000 r/min, 5 min,分別收集上清液和海藻沉澱物； 任選的，還可以包括繼續往海藻沉澱物中加入無水乙醇，重複前述步驟，分別收集上清液和海藻沉澱物； 海藻天然抗氧化劑 的獲得:所述上清液減壓濃縮至幹，經真空乾燥得到海藻天然抗氧化劑產品。
2.權利要求1的一種海藻天然抗氧化劑的製備方法，其特徵在於:所述海藻為海帶、紫菜、裙帶菜、羊棲菜中的至少一種。
3.權利要求1的一種海藻天然抗氧化劑的製備方法，其特徵在於:所述海藻渣為海藻提取多糖後的殘渣。
4.權利要求1的一種海藻天然抗氧化劑的製備方法，其特徵在於:所述海藻渣乾粉的製備中，過篩80-100目。
5.權利要求1的一種海藻天然抗氧化劑的製備方法，其特徵在於:所述海藻渣乾粉的生物酶解破壁中，所述海藻乾粉與複合酶製劑的重量比為1000:5 ;所述複合酶製劑由果膠酶、纖維素酶組成，優選組成比例w/w為1:1 ; 任選的，海藻乾粉與複合酶製劑總和與去離子水的比例為1:15-25的重量/體積比； 任選的，加入去離子水後於常溫下酶解5-8小時。
6.權利要求1的一種海藻天然抗氧化劑的製備方法，其特徵在於:所述有機溶劑浸提中，加入食品級無水乙醇，常溫下浸提後離心除去沉澱，取上清液； 任選的，破壁後的海藻渣乾粉與食品級無水乙醇的比例為1:5-10的重量/體積比； 任選的，加入食品級無水乙醇後於常溫下浸提1-3小時。
7.權利要求1的一種海藻天然抗氧化劑的製備方法，其特徵在於:所述海藻天然抗氧化劑的獲得中，上清液減壓濃縮至幹，經真空乾燥得到海藻天然抗氧化劑產品； 任選的，所述上清液減壓濃縮的溫度為40-60 V ； 任選的，所述真空乾燥的溫度為50-80 V ； 任選的，所述真空乾燥的時間為2-5小時。
8.根據權利要求7所述的海藻天然抗氧化劑產品，其特徵在於:該海藻天然抗氧化活性提取物為膏狀，含有的總酚為5.2-13.7質量％，總類胡蘿蔔素為3.6-8.4質量％，萜類化合物為0.5-1.3質量％，留醇類化合物為0.9-2.6質量％。
9.權利要求1-8任一方法所得的海藻抗氧化劑。
【文檔編號】A61K47/46GK104001180SQ201410206699
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年5月16日 優先權日:2014年5月16日
【發明者】劉翼翔, 吳永沛 申請人:集美大學