本发明属于食品加工,具体涉及一种修饰芹菜细胞壁材料提高其吸附多酚能力的方法。
背景技术:
1、酚类物质是指芳香烃中苯环上的氢原子被羟基取代所生成的化合物,是植物中广泛存在的次生代谢产物。根据分子量的差异,可将酚类化合物划分为:分子量低于500的单体酚,包括类黄酮类化合物(花色苷、黄酮醇、黄烷醇类等)和非类黄酮类化合物(酚酸、芪类等);分子量在500-3000之间的化合物为单宁,分为水解单宁和缩合单宁;分子量大于3000的称为多聚黄酮类化合物。植物多酚在预防衰老、心血管疾病和神经退行性疾病等方面中起着重要作用。天然多酚主要来源于植物,如水果和蔬菜,因此,对果蔬中的酚类物质进行分离纯化是十分重要的。现有的酚类物质分离纯化方法主要包括柱层析法、膜分离法、高效制备液相色谱法等,但每种方法在其提取纯度、纯化效率、纯化成本、规模,以及环保问题等方面都存在局限性。植物细胞壁的主要成分为纤维素、半纤维素、果胶等大分子物质,目前已被证实是可用的多酚纯化材料。植物细胞壁的主要来源为果蔬残渣,因此来源广泛且价格优廉,将果蔬细胞壁材料作为多酚纯化的材料,是酚类物质纯化的新方法,具有良好的应用前景。在此基础上,对植物细胞壁进行修饰,从而提高细胞壁材料对多酚的吸附量成为了一种新的研究方向。
2、在现有技术中,专利cn201980001691.8公开了一种葡萄多酚的树脂分离纯化方法,包括使用碱溶液浸提酒泥获得多酚碱提液,通过利用nka-9型或hpd600型大孔树脂吸附碱提液中的多酚成分,最后用乙醇洗脱,回收葡萄多酚。该方法虽有效从酒泥中获得了多酚,但所用树脂价格较高且树脂活化需涉及到有机试剂的使用,不适于工厂低成本大规模提取多酚类物质。专利cn201810663012.0公开了一种茶多酚的纯化方法,包括处理加满膨胀石墨的吸附柱管,向处理好的吸附柱管内加满茶叶浸提液并抽滤得到滤液,以及将滤液进行蒸发、真空干燥。该方法虽得到了纯度较高的茶多酚,但在提取过程中需要使用大量有机试剂,且前处理时间较长,污染性较大。
技术实现思路
1、为了解决现有技术中传统方法对果蔬多酚类回收不充分,回收价格昂贵、效率低,以及果蔬细胞壁吸附功能利用不足等问题,本发明提供一种修饰芹菜细胞壁材料提高其吸附多酚能力的方法。该方法不仅可以大幅度提高提高细胞壁吸附/解吸能力、还可以缩短吸附时间、提高多酚纯度。
2、为了实现上述目的,本发明采用以下技术方案:
3、第一方面,本发明保护一种修饰芹菜细胞壁材料的制备方法,从芹菜残渣中获得芹菜细胞壁材料,对提取出的细胞壁进行修饰,所述方法主要包括如下步骤:
4、(1)完整芹菜细胞壁材料的提取:
5、将榨汁后剩余的芹菜渣按料液比1:3~8优选5(g/ml)与90±5%的乙醇水溶液混合煮沸后过滤,滤渣与料液1:10~30优选20(g/ml)的70±5%乙醇水溶液进行反复混合、静置、过滤,最后得到的滤渣冻干后研磨成颗粒状,得到完整芹菜细胞壁材料;
6、(2)超声辅助去除水溶性果胶:
7、将完整芹菜细胞壁材料与去离子水混合后置于低温循环槽中,插入超声波探头进行超声处理,得到的细胞壁材料与去离子水反复混合、静置、过滤,得到的滤渣冻干后研磨成颗粒状,得到去除水溶性果胶的芹菜细胞壁材料;
8、(3)超声辅助去除螯合性果胶:
9、将去除水溶性果胶的芹菜细胞壁材料与含有0.1±0.05mol/l ch3cook的cdta溶液混合后置于低温循环槽中,插入超声波探头进行超声处理,得到的细胞壁材料与去离子水反复混合、静置、过滤,直到滤液呈中性,得到的滤渣冻干后使用研磨机研磨成颗粒状,得到去除水溶性和螯合性果胶的芹菜细胞壁材料;
10、(4)超声辅助去除碱溶性果胶:
11、将去除水溶性和螯合溶性果胶的芹菜细胞壁材料与0.05±0.03mol/l的na2co3溶液,混合后置于4℃低温循环槽中,插入超声波探头进行超声处理,然后置于25℃低温循环槽中进行超声处理,得到的细胞壁材料与去离子水反复混合、静置、过滤,直到滤液呈中性,得到的滤渣冻干后研磨成颗粒状,得到去除水溶性、螯合性和碱溶性果胶的芹菜细胞壁材料。
12、在具体的实施方案中,所述低温为≤25℃。
13、第二方面,本发明还保护前文所述的方法得到的修饰芹菜细胞壁材料。
14、第三方面,本发明还保护前文所述的修饰芹菜细胞壁材料在吸附多酚中的应用。
15、具体的,所述应用包括如下具体步骤:
16、(1)吸附多酚:
17、将多酚粗提液与芹菜细胞壁材料以1:100~300(g/ml)的料液比加入锥形瓶中,充分震荡,使芹菜细胞壁材料可以充分吸附多酚;
18、(2)解吸附多酚:
19、将吸附后的多酚与细胞壁材料过滤,得到的芹菜细胞壁材料与50±5%乙醇水溶液以1:100~300(g/ml)的料液比加入锥形瓶中,充分震荡,使芹菜细胞壁材料可以充分解吸多酚。
20、第四方面,本发明保护一种修饰芹菜细胞壁材料提高其吸附多酚能力的方法,从榨汁后剩余的芹菜残渣中去除游离糖和游离酚后获得芹菜细胞壁材料,对提取出的芹菜细胞壁进行修饰,将其用作吸附剂,对多酚进行吸附和解吸附,提高芹菜细胞壁的吸附和解吸附能力;所述方法包括以下步骤:
21、(1)完整芹菜细胞壁材料的提取:
22、将榨汁后剩余的芹菜渣按料液比1:3~8优选5(g/ml)与90±5%的乙醇水溶液混合煮沸后过滤,滤渣与料液1:10~30优选20(g/ml)的70±5%乙醇水溶液进行反复混合、静置、过滤,最后得到的滤渣冻干后研磨成颗粒状,得到完整芹菜细胞壁材料;
23、(2)超声辅助去除水溶性果胶:
24、将完整芹菜细胞壁材料与去离子水混合后置于低温循环槽中,插入超声波探头进行超声处理,得到的细胞壁材料与去离子水反复混合、静置、过滤,得到的滤渣冻干后研磨成颗粒状,得到去除水溶性果胶的芹菜细胞壁材料;
25、(3)超声辅助去除螯合性果胶:
26、将去除水溶性果胶的芹菜细胞壁材料与含有0.1±0.05mol/l ch3cook的cdta溶液混合后置于低温循环槽中,插入超声波探头进行超声处理,得到的细胞壁材料与去离子水反复混合、静置、过滤,直到滤液呈中性,得到的滤渣冻干后使用研磨机研磨成颗粒状,得到去除水溶性和螯合性果胶的芹菜细胞壁材料;
27、(4)超声辅助去除碱溶性果胶:
28、将去除水溶性和螯合溶性果胶的芹菜细胞壁材料与0.05±0.03mol/l的na2co3溶液,混合后置于4℃低温循环槽中,插入超声波探头进行超声处理,然后置于25℃低温循环槽中进行超声处理,得到的细胞壁材料与去离子水反复混合、静置、过滤,直到滤液呈中性,得到的滤渣冻干后研磨成颗粒状,得到去除水溶性、螯合性和碱溶性果胶的芹菜细胞壁材料;
29、(5)吸附多酚:
30、将多酚粗提液与芹菜细胞壁材料以1:100~300(g/ml)的料液比加入锥形瓶中,充分震荡,使芹菜细胞壁材料可以充分吸附多酚;
31、(6)解吸附多酚:
32、将吸附后的多酚与细胞壁材料过滤,得到的芹菜细胞壁材料与50±5%乙醇水溶液以1:100~300(g/ml)的料液比加入锥形瓶中,充分震荡,使芹菜细胞壁材料可以充分解吸多酚。
33、细胞壁材料中的果胶组分会阻碍细胞壁对多酚的吸附,因此修饰后的芹菜细胞壁由于去除了果胶,增加了纤维素、半纤维素等组分的占比,增强了其对多酚的吸附。
34、完整芹菜细胞壁、去水溶性果胶的芹菜细胞壁、去水溶性和螯合性果胶的芹菜细胞壁以及去水溶性、螯合性和碱溶性果胶的芹菜细胞壁扫描电镜图见附图1。由图可知,逐步去除果胶后细胞壁材料的孔隙增多、表面积变大,结构变化导致细胞壁吸附多酚的能力增强。
35、与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
36、(1)本发明将超声技术应用于芹菜细胞壁材料的修饰过程中,进而应用于对果蔬多酚的吸附和解吸附过程中,在吸附/解吸附过程中改变了芹菜细胞壁材料的组成,从而提高了芹菜细胞壁对果蔬多酚的吸附和解吸量。
37、(2)在对芹菜细胞壁材料进行修饰后对酚类物质进行纯化,提高了多酚纯度。本方法吸附剂成本低、能耗低,操作简便,仅使用无机试剂和乙醇,不使用其他有机试剂,且乙醇可回收反复使用,操作过程绿色无污染,是一种高效环保的酚类物质纯化方法。
1.一种修饰芹菜细胞壁材料的制备方法,其特征在于,从芹菜残渣中获得芹菜细胞壁材料,对提取出的细胞壁进行修饰,所述方法主要包括如下步骤:
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤(2)~(4)中,超声功率为18w/cm2,超声波频率为20khz。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤(2)中,完整芹菜细胞壁材料与去离子水料液比为1:50(g/ml),超声波处理时间为90min。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤(3)中,去除水溶性果胶的芹菜细胞壁材料与含有0.1mol/l ch3cook的cdta溶液料液比为1:150(g/ml),超声波处理时间为6h。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤(4)中,去除水溶性和螯合性果胶的芹菜细胞壁材料与0.05mol/l的na2co3溶液料液比为1:150(g/ml),超声波处理时间为在4℃下处理16h,在25℃下处理6h。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述低温为≤25℃。
7.权利要求1-6任一所述的方法得到的修饰芹菜细胞壁材料。
8.权利要求7所述的修饰芹菜细胞壁材料作为吸附剂在吸附和解吸多酚中的应用。
9.根据权利要求8所述的应用,其特征在于,包括如下具体步骤:
10.一种修饰芹菜细胞壁材料提高其吸附多酚能力的方法,其特征在于,从榨汁后剩余的芹菜残渣中去除游离糖和游离酚后获得芹菜细胞壁材料,对提取出的芹菜细胞壁进行修饰,将其用作吸附剂,对多酚进行吸附和解吸附,提高芹菜细胞壁的吸附和解吸附能力;所述方法包括以下步骤: