CN116762957A - 一种采用香榧多肽和植物亲水胶体提高紫薯花色苷热稳定性的方法 - Google Patents
一种采用香榧多肽和植物亲水胶体提高紫薯花色苷热稳定性的方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了一种采用香榧多肽和植物亲水胶体提高紫薯花色苷热稳定性的方法，涉及天然色素开发利用技术领域。本发明通过低浓度的香榧多肽与植物亲水胶体形成共价复合物来保存紫薯花色苷，能够较为显著的提高紫薯花色苷的热稳定性，且处理方法操作简单、方便，色素产品稳定性好，这对于未来紫薯花色苷的开发和工业化生产应用具有积极作用。
Description
技术领域
本发明涉及天然色素开发利用技术领域，特别涉及一种采用香榧多肽和植物亲水胶体提高紫薯花色苷热稳定性的方法。
背景技术
紫甘薯是一种在我国广泛种植，产量较高的农作物。富含花色苷的紫甘薯色素作为一种安全、无毒的天然色素在饮料，预调酒，纺织品染色中应用广泛。其不仅具有比工业合成色素更诱人的颜色，而且被人体吸收代谢后能发挥生物活性作用，对人体产生一定的健康益处。例如抗心血管疾病、延缓衰老、降低血糖血脂以及保护视网膜等作用。紫甘薯色素成品呈红紫色，易溶于水。紫甘薯色素中的花色苷主要是酰化或二酰化的芍药色素基型花色苷组成，部分品种中也有矢车菊素基型花色苷，这也使紫甘薯色素中花色苷的稳定性较目前常用的葡萄，蓝莓，紫玉米等色素的稳定性要好，具有更广阔的应用前景。
作为一种天然存在的色素，花色苷具有颜色鲜艳、无毒无害等特点，且能根据溶液的pH不同表现出不同的颜色，有作为天然染色剂应用于食品行业的潜力。但是花色苷结构不稳定，受光照、温度、pH等因素的影响，容易分解成无色小分子，导致富含花色苷的饮料、果酱等产品在加工和储藏过程中失去原本的鲜亮色泽。而天然的紫薯花色苷尤其在水溶液中易受温度、pH、氧气、光照、金属离子、酶等环境因素的影响，降解成其它产物并褪色，严重影响其色泽的稳定和产品的质量，从而大大限制了紫甘薯色素在食品加工及相关领域的广泛应用。
提高富含花色苷的天然色素的稳定性一直以来为广大研究者所关注。目前被广泛报道的提高其稳定性所采用的主要办法包括：添加有机酸、糖类、配糖体、酚类等通过分子辅色作用提高其稳定性；对花青素进行微胶囊化包埋；对花色素进行分子化学改性(如酰基化、醚基化)；应用微生物、基因工程技术等生物技术产生提高其稳定性，但这些方法普遍存在破坏天然色素结构与颜色、长期保护效果不显著、长期贮藏下色素稳定性效果不佳及工业化难度较大、处理成本高等问题。
如专利CN202110869717.X公开了一种提高花色苷稳定性的方法，在自然状态下，RG-I果胶与花色苷之间的相互作用效率低，对花色苷分子的稳定效果较差，为此，该专利将RG-I果胶溶液与花色苷溶液共混形成的反应体系进行超高压处理，促使两者发生相互作用，这种方法虽然能够有效提高果胶对花色苷稳定性的作用，但在实际生产中需配备高压处理装置，限制了其在工业生产中的应用。
发明内容
本发明提供了一种采用香榧多肽和植物亲水胶体提高紫薯花色苷热稳定性的方法，其目的是为了解决背景技术存在的上述问题。
为了达到上述目的，本发明的实施例提供了一种采用香榧多肽和植物亲水胶体提高紫薯花色苷热稳定性的方法，本发明通过低浓度的香榧多肽与植物亲水胶体形成共价复合物来保存紫薯花色苷，能够较为显著的提高紫薯花色苷的热稳定性，且处理方法操作简单、方便，色素产品稳定性好，这对于未来紫薯花色苷的开发和工业化生产应用具有积极作用。
一种采用香榧多肽和植物亲水胶体提高花色苷热稳定性的方法，包括如下步骤：
S1:采摘的香榧青果首先去除假种皮，接着清洗表面残留物，晒干，手工去除壳，得到的籽粒用万能粉碎机粉碎，再用正己烷:乙醇＝9:1(v/v)脱脂，料液比为1:5(w/v)，室温下搅拌2h，过60目筛得到脱脂粕。
S2:将步骤S1得到的脱脂粕加10倍(w/v)体积的水，用2mmol/LNaOH调节pH至7.0后，室温下搅拌1h，离心后将所得的上清混合，用2mmol/LHCl调节pH至4.0，离心后将沉淀用水洗3遍得到粗蛋白提取物。
S3:向步骤S2得到的粗蛋白提取物中加入蛋白酶，调节pH为8.0，于50℃下酶解210min后立即在沸水浴中灭酶10min，调节酶解液pH到7.0，离心后将所得沉淀复溶并冷冻干燥即得到香榧多肽。
S4:将步骤S3得到的香榧多肽和植物亲水胶体分别溶于去离子水中，分别得到香榧多肽溶液和植物亲水胶体溶液，然后在400～1000rpm的搅拌速度下，按照体积比1：1～5将香榧多肽溶液加入植物亲水胶体溶液中得到香榧多肽-植物亲水胶体混合溶液；
S5:向步骤S4得到的混合溶液中加入谷氨酰胺转移酶，于30℃水浴加热并搅拌3～5h，超声分散，离心，去除沉淀后得到所述香榧多肽-植物亲水胶体共价复合溶液。
S6:将步骤S5得到的花色苷溶液和香榧多肽-植物亲水胶体共价复合溶液按照体积比5～15：1充分混合均匀，加入柠檬酸调节pH为3～5，均质后冷冻干燥，得到香榧多肽-植物亲水胶体-花色苷复合物。
优选的，所述紫薯花色苷包括矢车菊素-3-O-葡糖苷、芍药素-3-O-葡糖苷、矢车菊素-3-O-芸香糖苷中的至少一种。
优选的，所述紫薯花色苷溶液的浓度为1～100mg/L。。
优选的，所述紫薯花色苷溶液与香榧多肽-植物亲水胶体共价复合溶液的质量比为5～15：1。
优选的，所述均质压力为10～25MPa。
优选的，所述植物亲水胶体刺槐豆胶、田箐胶、罗望子胶中的任意一种。
优选的，所述植物亲水胶体溶液浓度为10～50g/L；所述香榧多肽溶液浓度为5～20g/L。
优选的，所述香榧多肽溶液与植物亲水胶体溶液的质量比为1：1～5。
优选的，所述谷氨酰胺转移酶用量为0.2～0.5g/L。
优选的，所述蛋白酶为碱性蛋白酶。更优选的，所述碱性蛋白酶的添加量为4％。
本发明以碱性蛋白酶水解得到的香榧多肽为原料，再添加适当比例的植物亲水胶体制备多肽-多糖共价复合物，对增强紫薯花色苷的热稳定性，提高紫薯花色苷的保留率具有至关重要的作用。
本发明的上述方案有如下的有益效果：
(1)本发明利用香榧多肽与多糖形成共价复合物后，与花色苷相互作用可有效提高紫薯花色苷色素的稳定性。
(2)相较于现有的生物大分子，如淀粉，通过静电作用或氢键来提高花色苷的稳定性，本发明的香榧多肽-植物亲水胶体共价复合物与紫薯花色苷的相互作用是不一样的，这种作用主要是静电作用的包埋保护效果。
(3)本发明添加柠檬酸调节pH，主要是花色苷在酸性下显色比较好，符合实际饮料生产的条件。
(4)本发明的方法操作简单、方便，添加物成本低且均安全无毒，能对紫甘薯色素因受热所致的褪色与降解起到很好的缓解效果，在饮料生产加工中具有很好的应用前景。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施例进行详细描述。
除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。
除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
本发明针对现有的问题，提供了一种采用香榧多肽和植物亲水胶体提高紫薯花色苷热稳定性的方法。
实施例1
一种采用香榧多肽和植物亲水胶体提高花色苷热稳定性的方法，包括如下步骤：
选取田箐胶作为植物亲水胶体原料，将其配成25g/L的溶液，与15g/L经碱性蛋白酶水解得到的香榧多肽溶液按质量比5：1混合后，加入0.2g/L谷氨酰胺转移酶并于30℃水浴加热并搅拌4h，超声分散，离心，去除沉淀后得到香榧多肽-植物亲水胶体共价复合溶液。随后按照体积比1：10加入到20mg/L的矢车菊素-3-O-葡糖苷溶液中，加入柠檬酸调节pH为3.5，均质后冷冻干燥，得到香榧多肽-植物亲水胶体-花色苷复合物。
实施例2
一种采用香榧多肽和植物亲水胶体提高花色苷热稳定性的方法，包括如下步骤：
选取罗望子胶作为植物亲水胶体原料，将其配成30g/L的溶液，与20g/L经碱性蛋白酶水解得到的香榧多肽溶液按质量比3：1混合后，加入0.3g/L谷氨酰胺转移酶并于30℃水浴加热并搅拌4h，超声分散，离心，去除沉淀后得到香榧多肽-植物亲水胶体共价复合溶液。随后按照体积比1：15加入到15mg/L的矢车菊素-3-O-葡糖苷溶液中，加入柠檬酸调节pH为3.5，均质后冷冻干燥，得到香榧多肽-植物亲水胶体-花色苷复合物。
实施例3
一种采用香榧多肽和植物亲水胶体提高花色苷热稳定性的方法，包括如下步骤：
选取刺槐豆胶作为植物亲水胶体原料，将其配成30g/L的溶液，与10g/L经碱性蛋白酶水解得到的香榧多肽溶液按质量比4：1混合后，加入0.25g/L谷氨酰胺转移酶并于30℃水浴加热并搅拌4h，超声分散，离心，去除沉淀后得到香榧多肽-植物亲水胶体共价复合溶液。随后按照体积比1：5加入到50mg/L的矢车菊素-3-O-葡糖苷溶液中，加入柠檬酸调节pH为3.0，均质后冷冻干燥，得到香榧多肽-植物亲水胶体-花色苷复合物。
实施例4
一种采用香榧多肽和植物亲水胶体提高花色苷热稳定性的方法，包括如下步骤：
选取田箐胶作为植物亲水胶体原料，将其配成40g/L的溶液，与20g/L经碱性蛋白酶水解得到的香榧多肽溶液按质量比5：1混合后，加入0.4g/L谷氨酰胺转移酶并于30℃水浴加热并搅拌4h，超声分散，离心，去除沉淀后得到香榧多肽-植物亲水胶体共价复合溶液。随后按照体积比1：10加入到70mg/L的矢车菊素-3-O-葡糖苷溶液中，加入柠檬酸调节pH为4，均质后冷冻干燥，得到香榧多肽-植物亲水胶体-花色苷复合物。
实施例5
一种采用香榧多肽和植物亲水胶体提高花色苷热稳定性的方法，包括如下步骤：
选取刺槐豆胶作为植物亲水胶体原料，将其配成30g/L的溶液，与15g/L经碱性蛋白酶水解得到的香榧多肽溶液按质量比5：1混合后，加入0.3g/L谷氨酰胺转移酶并于30℃水浴加热并搅拌4h，超声分散，离心，去除沉淀后得到香榧多肽-植物亲水胶体共价复合溶液。随后按照体积比1：10加入到85mg/L的矢车菊素-3-O-葡糖苷、芍药素-3-O-葡糖苷、矢车菊素-3-O-芸香糖苷的混合溶液中，加入柠檬酸调节pH为3.5，均质后冷冻干燥，得到香榧多肽-植物亲水胶体-花色苷复合物。
实施例6
一种采用香榧多肽和植物亲水胶体提高花色苷热稳定性的方法，包括如下步骤：
选取罗望子胶作为植物亲水胶体原料，将其配成40g/L的溶液，与15g/L经碱性蛋白酶水解得到的香榧多肽溶液按质量比5：1混合后，加入0.5g/L谷氨酰胺转移酶并于30℃水浴加热并搅拌4h，超声分散，离心，去除沉淀后得到香榧多肽-植物亲水胶体共价复合溶液。随后按照体积比1：5加入到60mg/L的矢车菊素-3-O-葡糖苷、芍药素-3-O-葡糖苷、矢车菊素-3-O-芸香糖苷的混合溶液中，加入柠檬酸调节pH为4.0，均质后冷冻干燥，得到香榧多肽-植物亲水胶体-花色苷复合物。
对比例1
与实施例1相比，其区别在于，所述香榧多肽经过中性蛋白酶酶解得到。
对比例2
与实施例1相比，其区别在于，所述香榧多肽经过木瓜蛋白酶酶解得到。
对比例3
与实施例1相比，其区别在于，所述香榧多肽经过酪蛋白酶酶解得到。
对比例4
与实施例1相比，其区别在于，所述香榧多肽经过胃蛋白酶酶解得到。
对比例5
与实施例2相比，其区别在于，所述植物亲水胶体为果胶。
对比例6
与实施例2相比，其区别在于，所述植物亲水胶体为魔芋胶。
对比例7
与实施例2相比，其区别在于，所述亲水胶体为黄原胶。
对比例8
与实施例2相比，其区别在于，所述亲水胶体为β-环糊精。
对比例9
与实施例3相比，其区别在于，植物亲水胶体溶液与香榧多肽溶液混合后不加入谷氨酰胺转移酶形成共价复合物。
对比例10
与实施例3相比，其区别在于，谷氨酰胺转移酶的添加量为0.1g/L。
对比例11
与实施例4相比，其区别在于，植物亲水胶体溶液与香榧多肽溶液混合后加入漆酶形成共价复合物，添加量为0.4g/L。
对比例12
与实施例5相比，其区别在于，紫薯花色苷溶液的浓度为150mg/L。
对比例13
与实施例6相比，其区别在于，所述多肽溶液由大豆蛋白经碱性蛋白酶水解得到。
对比例14
与实施例6相比，其区别在于，所述多肽溶液由大米蛋白经碱性蛋白酶水解得到。
测试例
本测试例涉及实施例和对比例中紫薯花色苷热稳定性，主要测定热加工后花色苷的保留率，包括以下步骤：
(1)将实施例、对比例中的香榧多肽-植物亲水胶体-花色苷复合物以及不添加香榧多肽-植物亲水胶体共价复合物的紫薯花色苷空白对照以1g/L的浓度溶解于去离子水中，调节pH为3.0，随后在90℃条件下水浴加热60min测定花色苷的热稳定性。
(2)采用pH示差法测定花色苷的浓度，各取4.5mL的pH1.0的氯化钾缓冲液(0.025mol/L)和pH4.5的乙酸钠缓冲液(0.4mol/L)于试管中，分别加入待测样品0.5mL，室温下避光静置60min，分别测定其在波长为520nm和700nm下的吸光度，并按如下公式计算花色苷的浓度：
式中A＝(A520nm-A700nm)pH1.0-(A520nm-A700nm)pH4.5；
MW:矢车菊素-3-O-葡糖苷的摩尔质量(449.38g/mol)；
DF为稀释倍数10；
ε为消光系数(26900L/molcm)。
L为1cm光程。
(3)将实施例、对比例以及空白组中计算得到的紫薯花色苷浓度与为加热前的紫薯花色苷浓度比较得到花色苷的保留率。
具体实验结果如表1所示：
表1各实施例和对比例花色苷的保留率对比表
从表1可以看出：经过碱性蛋白酶酶解得到的香榧多肽相比较于其它蛋白酶包括中性蛋白酶、木瓜蛋白酶、胃蛋白酶和酪蛋白酶可以更好的提高紫薯花色苷的热稳定性；而以香榧为原料得到的多肽相比较于大豆多肽和大米多肽，也能更好的提高紫薯花色苷的热稳定性；三种植物亲水胶体田箐胶、罗望子胶和刺槐豆胶确实可以起到很好的协调作用，在添加其它植物亲水胶体或其它来源亲水胶体时，对于紫薯花色苷在加热条件下的保存效果大打折扣。尽管多肽和亲水胶体作为生物大分子与花色苷发生相互作用能够在一定程度上提高花色苷的稳定性，但利用谷氨酰胺转移酶得到香榧多肽-亲水胶体共价复合物对于提高紫薯花色苷的稳定性具有重要作用，相比较于漆酶制备的香榧多肽-亲水胶体共价复合物或不形成共价复合物均显著提高了紫薯花色苷在加热后的保存率。另外，紫薯花色苷浓度超过100mg/L时，香榧多肽-植物亲水胶体-花色苷复合物的热稳定性会有所下降，这是因为香榧多肽-植物亲水胶体共价复合物提供的结合位点不足以与过高浓度的花色苷结合，导致较多的花色苷游离存在于溶液中，受到温度的影响而发生降解，导致其保存率减少、热稳定性降低。
由此可见，本发明提供了一种采用香榧多肽和植物亲水胶体提高紫薯花色苷热稳定性的方法。本发明所述提高紫薯花色苷稳定性的处理方法操作简单、方便，作为保护剂加入的组分成本低且均安全、无毒、能在食品中添加。对紫甘薯花色苷因热加工所致的褪色与花色苷降解能起到很好的抑制效果，在饮料食品加工中具有很好的应用前景。
以上所述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，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种采用香榧多肽和植物亲水胶体提高紫薯花色苷热稳定性的方法，其特征在于，将紫薯花色苷溶液和香榧多肽-植物亲水胶体共价复合溶液充分混合均匀，加入酸调节pH值，均质后冷冻干燥，得到香榧多肽-植物亲水胶体-紫薯花色苷复合物。
2.根据权利要求1所述的采用香榧多肽和植物亲水胶体提高紫薯花色苷热稳定性的方法，其特征在于，所述紫薯花色苷包括矢车菊素-3-O-葡糖苷、芍药素-3-O-葡糖苷、矢车菊素-3-O-芸香糖苷中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的采用香榧多肽和植物亲水胶体提高紫薯花色苷热稳定性的方法，其特征在于，所述紫薯花色苷溶液的浓度为1～100mg/L。
4.根据权利要求3所述的采用香榧多肽和植物亲水胶体提高紫薯花色苷热稳定性的方法，其特征在于，所述紫薯花色苷溶液与香榧多肽-植物亲水胶体共价复合溶液的质量比为5～15：1。
5.根据权利要求4所述的采用香榧多肽和植物亲水胶体提高紫薯花色苷热稳定性的方法，其特征在于，所述香榧多肽-植物亲水胶体共价复合溶液的配置包括如下步骤：
(1)将香榧多肽和植物亲水胶体分别溶于去离子水中，分别得到香榧多肽溶液和植物亲水胶体溶液，再在400～1000rpm的搅拌速度下，按照体积比1：1～5将香榧多肽溶液加入植物亲水胶体溶液中得到香榧多肽-植物亲水胶体混合溶液；
(2)向上述混合溶液中加入谷氨酰胺转移酶，于30℃水浴加热并搅拌3～5h，超声分散，离心，去除沉淀后，得到所述香榧多肽-植物亲水胶体共价复合溶液。
6.根据权利要求5所述的采用香榧多肽和植物亲水胶体提高紫薯花色苷热稳定性的方法，其特征在于，步骤(1)中植物亲水胶体为刺槐豆胶、田箐胶、罗望子胶中的任意一种；所述植物亲水胶体溶液的浓度为10～50g/L；所述香榧多肽溶液的浓度为5～20g/L。
7.根据权利要求6所述的采用香榧多肽和植物亲水胶体提高紫薯花色苷热稳定性的方法，其特征在于，步骤(2)中谷氨酰胺转移酶的用量为0.1～0.5g/L。
8.根据权利要求7所述的采用香榧多肽和植物亲水胶体提高紫薯花色苷热稳定性的方法，其特征在于，步骤(1)中香榧多肽的配置包括如下步骤：
(1.1)将采摘的香榧青果首先去除假种皮，接着清洗表面残留物，晒干，手工去除壳，得到的籽粒用万能粉碎机粉碎，再用正己烷:乙醇＝9:1(v/v)脱脂，料液比为1:5(w/v)，室温下搅拌2h，过60目筛得到脱脂粕；
(1.2)将上述脱脂粕加10倍(w/v)体积的水，用2mmol/LNaOH调节pH值至7.0，室温下搅拌1h，离心后将所得的上清混合，用2mmol/LHCl调节pH值至4.0，离心后将沉淀用水清洗3遍得到粗蛋白提取物；
(1.3)向上述粗蛋白提取物加入蛋白酶，调节pH值为8.0于50℃条件下酶解210min后立即在沸水浴中灭酶10min，调节酶解液pH值到7.0，离心后将所得沉淀复溶并冷冻干燥，得到香榧多肽。
9.根据权利要求8所述的采用香榧多肽和植物亲水胶体提高紫薯花色苷热稳定性的方法，其特征在于，步骤(1.3)中蛋白酶为碱性蛋白酶，添加量为4％。
10.根据权利要求1所述的采用香榧多肽和植物亲水胶体提高紫薯花色苷热稳定性的方法，其特征在于，所述酸为柠檬酸，调节pH值为3～5；所述均质压力为10～25MPa。
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| CN202310711363.5A Pending CN116762957A (zh) | 2023-06-15 | 2023-06-15 | 一种采用香榧多肽和植物亲水胶体提高紫薯花色苷热稳定性的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116762957A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN118421742A (zh) * | 2024-05-30 | 2024-08-02 | 上海应用技术大学 | 一种具有抗氧化和透明质酸酶抑制活性的香榧籽多肽及其制备和应用 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003007733A1 (en) * | 2001-07-16 | 2003-01-30 | Danisco A/S | Protein-containing foodstuff comprising a cross-linking enzyme and a hydrocolloid |
| CN101785521A (zh) * | 2009-01-23 | 2010-07-28 | 内蒙古伊利实业集团股份有限公司 | 酶法水解乳清蛋白的方法及水解产物 |
| CN113057182A (zh) * | 2021-03-18 | 2021-07-02 | 广西壮族自治区林业科学研究院 | 一种利用植物精油制备脂质体微胶囊长效驱蚊膏的方法 |
| CN113412940A (zh) * | 2021-06-15 | 2021-09-21 | 江南大学 | 一种基于大米谷蛋白纳米纤维提高花色苷热稳定性的方法 |
| CN114128886A (zh) * | 2021-11-29 | 2022-03-04 | 许昌学院 | 一种提高玉米肽对姜黄素荷载率的方法 |
| CN114159409A (zh) * | 2021-07-19 | 2022-03-11 | 齐齐哈尔大学 | 一种糖基化玉米蛋白多肽载运叶黄素纳米粒的制备方法 |
| CN115089729A (zh) * | 2022-06-29 | 2022-09-23 | 西安交通大学 | 一种β-环糊精类紫甘薯花青素微胶囊的制备方法 |
-
2023
- 2023-06-15 CN CN202310711363.5A patent/CN116762957A/zh active Pending
Patent Citations (7)
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