专利名称：一种从美拉德反应产物中制备果蔬酶促褐变高效抑制组分的方法
技术领域：
本发明涉及一种果蔬酶促褐变的高效抑制组分的制备方法，具体是指一种基于美拉德反应耦合超滤及萃取技术制备食品体系的酶促褐变高效抑制组分的方法。
背景技术：
我国果蔬采后的平均损耗率达25%，远高于发达国家的5%。酶促褐变是引起诸多果蔬如香蕉、苹果、梨、蘑菇、土豆、莲藕等保鲜及加工中损失的重要原因之一。酶促褐变即果蔬中的酚类物质在多酚氧化酶(PPO)的作用下，被氧化变成醌并形成黑色素的现象。抑制果蔬的酶促褐变对维系其采后贮运中的商品价值、经济价值及改善其加工性能具有重要的意义。理论上讲，对酶促褐变的控制可以通过以下方法:热钝化酶活、排除氧气、除去一种或几种反应底物、调整PH值远离酶催化最优pH、添加抑制剂抑制酶活或黑色素的形成。多年来，食品工业广泛采用的酶促褐变抑制剂为亚硫酸盐等硫制剂，其具有高效且低廉的特点。但其因潜在的安全性问题，已被FDA禁止在果蔬中使用。目前允许在食品体系尤其是果蔬中使用的褐变抑制剂有抗坏血酸、柠檬酸等，但其对果蔬贮运保鲜及深加工中酶促褐变的抑制效果远不如亚硫酸盐等硫制剂类褐变抑制齐U，因而满足不了食品工业的要求。目前尚未找到亚硫酸盐等硫制剂类褐变抑制剂的有效替代物。美拉德反应经常发生在食品加工贮藏过程中，美拉德反应产物是食品自身反应所产生的一类物质，因此可被认为“天然产物”。研究表明，部分美拉德反应产物具有清除活性氧、螯合金属离子及抗氧化等作用。最近研究表明，部分美拉德产物的中间产物对多酚氧化酶催化的酶促褐变有很强的抑制作用。部分美拉德反应产物，特别是其中的高效组分是极具有前景的有效替代物。然而，目前，尚未见从较优美拉德产物中富集、分离抑制果蔬酶促褐变的高效组分的报道。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提出一种从美拉德反应产物中制备果蔬酶促褐变高效抑制组分的方法。基于上述目的本发明提供的一种从美拉德反应产物中制备果蔬酶促褐变高效抑制组分的方法，主要包括以下步骤:(I)将还原糖和二肽、氨基酸或及其衍生物按质量分数比(0.5-5):1,在密闭的容器中，pH2-10、温度105-150°C下反应0.5-5h，生成美拉德产物。(2)将生成的美拉德产物在0.5h内快速降温至室温，并采用膜孔径为500-3000Da膜过滤，将反应产物分成低分子量和高分子量两部分。(3)将低分子量部分进行浓缩、干燥。
(4)干燥后的组分，采用20-100%乙醇溶液萃取并进行减压蒸馏回收乙醇，从而得到高活性组分或采用超临界二氧化碳流体进行萃取直接制得高活性组分。进一步的，步骤(I)中的还原糖指葡萄糖、木糖，二肽及其衍生物指谷胱甘肽及其衍生物，氨基酸及其衍生物指L-半胱氨酸、甲硫氨酸、精氨酸、组氨酸及其衍生物。进一步的，步骤(I)中所述在酸性环境下反应0.5 5h是指在耐高温高压的密闭容器中进行。进一步的，步骤(2)中的膜为陶瓷膜或中空纤维膜。进一步的，步骤(3)中的浓缩为减压浓缩或冷冻浓缩。进一步的，步骤(3)中的干燥为喷雾干燥、真空冷干燥或热风干燥。从上面所述可以看出，本发明提供的一种从美拉德反应产物中制备果蔬酶促褐变高效抑制组分的方法，利用还原糖和氨基酸之间发生美拉德反应，从而生成具有抑制果蔬酶促褐变的较优组分，然后通过超滤技术富集小分量组分，并通过溶剂萃取或超临界萃取技术得到高活性组分。因此通过本发明能够生成一种具有抑制果蔬酶促褐变的高效组分；不仅能够有效减少果蔬在采后加工中的损失，维持果蔬加工产品的商品性状，提高其附加值，同时对高效的高活性组分的富集、分离无疑能大大拓宽其应用范围。
具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进一步详细说明。实施例1:本实施例以L-半胱氨酸和葡萄糖为反应原料，首先将反应底物分别配制成浓度均为lmol/L的溶液，两种溶液等体积混合，用NaOH溶液调节pH值至2。其次将混合液置于耐高温高压的密闭容器中，在温度为110°C条件下反应lh。反应结束后，待反应产物冷却后，将其在进行超滤分级(膜孔径为3000D)，得到不同分子量大小的美拉德产物。其次将低分子量的美拉德产物浓缩、干燥。用无水乙醇，采用料液比为1:50,摇床提取30min,减压蒸懼，回收有机溶剂并进行干燥以备用，得到的高活性组分的得率为16.29%。实施例2:本实施例以谷胱甘肽和木糖为反应原料，首先将反应底物分别配制成浓度均为lm0l/L、2m0l/L，两种溶液等体积混合，用NaOH溶液调节pH值至2.5。其次将混合液置于耐高温高压的密闭容器中，在温度为120°C条件下反应2h。反应结束后，待反应产物冷却后，将其在进行超滤分级(膜孔径为500D)，得到不同分子量大小的美拉德产物。其次将低分子量的美拉德产物浓缩、干燥。用超临界二氧化碳流体进行萃取，高活性组分的得率为23.5%。实施例3:本实施例以组氨酸和木糖为反应原料，首先将反应底物分别配制成浓度均为2mol/L、lmol/L,两种溶液等体积混合，用NaOH溶液调节pH值至3.5。
其次将混合液置于耐高温高压的密闭容器中，在温度为130°C条件下反应1.5h。反应结束后，待反应产物冷却后，将其在进行超滤分级(膜孔径为1000D)，得到不同分子量大小的美拉德产物。其次将低分子量的美拉德产物浓缩、干燥。用浓度为50%的乙醇，采用料液比为1:30，摇床提取30min，减压蒸馏，回收有机溶剂并进行干燥以备用，得到的高活性组分的得率为20.3%。从上面所述可以看出，本发明提供的一种从美拉德反应产物中制备果蔬酶促褐变高效抑制组分的方法，利用还原糖和氨基酸之间发生美拉德反应，从而生成具有抑制果蔬酶促褐变的较优组分，然后通过超滤技术富集小分量组分，并通过溶剂萃取或超临界萃取技术得到高活性组分。因此通过本发明能够生成一种具有抑制果蔬酶促褐变的高效组分；不仅能够有效减少果蔬在采后加工中的损失，维持果蔬加工产品的商品性状，提高其附加值，同时对高效的高活性组分的富集、分离无疑能大大拓宽其应用范围。所属领域的普通技术人员应当理解:以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种从美拉德反应产物中制备果蔬酶促褐变高效抑制组分的方法，其特征在于，主要包括以下步骤: (1)将还原糖和二肽、氨基酸或及其衍生物按质量分数比(0.5-5):1，在密闭的容器中，pH2-10、温度105-150°C下反应0.5-5h，生成美拉德产物。
(2)将生成的美拉德产物在0.5h内快速降温至室温，并采用膜孔径为500-3000Da膜过滤，将反应产物分成低分子量和闻分子量两部分。
(3)将低分子量部分进行浓缩、干燥。
(4)干燥后的组分，采用20-100%乙醇溶液萃取并进行减压蒸馏回收乙醇，从而得到高活性组分或采用超临界二氧化碳流体进行萃取直接制得高活性组分。
2.根据权利要求1所述的一种从美拉德反应产物中制备果蔬酶促褐变的高效抑制组分的方法，其特征在于:步骤(I)中的还原糖指葡萄糖、木糖，二肽及其衍生物指谷胱甘肽及其衍生物，氨基酸及其衍生物指L-半胱氨酸、甲硫氨酸、精氨酸、组氨酸及其衍生物。
3.根据权利要求2所述的一种从美拉德反应产物中制备果蔬酶促褐变高效抑制组分的方法，其特征在于:步骤(I)中所述在酸性环境下反应0.5 5h是指在耐高温高压的密闭容器中进行。
4.根据权利要求2所述的一种从美拉德反应产物中制备果蔬酶促褐变高效抑制组分的方法，其特征在于:步骤(2)中的膜为陶瓷膜或中空纤维膜。
5.根据权利要求2所述的一种从美拉德反应产物中制备果蔬酶促褐变高效抑制组分的方法，其特征在于:步骤(3)中的浓缩为减压浓缩或冷冻浓缩。
6.根据权利要求1所述的一种从美拉德反应产物中制备果蔬酶促褐变高效抑制组分的方法，其特征在于:步骤(3)中的干燥为喷雾干燥、真空冷干燥或热风干燥。
7.一种从美拉德反应产物中制备果蔬酶促褐变高效抑制组分，其特征在于:采用权利要求1-6任一所述方法制得。
全文摘要
本发明公开了一种从美拉德反应产物中制备果蔬酶促褐变高效抑制组分的方法，主要包括以下步骤:(1)将还原糖和二肽及其衍生物或氨基酸及其衍生物按质量分数比(0.5～5):1、pH2～10、温度105～150℃的条件下反应0.5-5h，生成美拉德产物。(2)将生成的美拉德产物在0.5h内快速降温至室温，并采用膜孔径为500～3000Da膜过滤，从而将美拉德产物分成低分子量和高分子量两部分。(3)将低分子量部分进行浓缩、干燥。(4)干燥后，采用20～100%乙醇溶液对其进行萃取，对萃取液进行减压蒸馏，回收乙醇，并得到高活性组分或采用超临界二氧化碳对其进行萃取，直接得到高活性组分。本发明无毒非硫安全，制备时间短且易于工业化生产，该高效组分能有效控制易褐变果蔬在保鲜与加工中的酶促褐变。
文档编号A23B7/154GK103081988SQ20131004155
公开日2013年5月8日 申请日期2013年2月1日 优先权日2013年2月1日
发明者袁德宝, 李芬芳, 金志强, 谭琳 申请人:中国热带农业科学院海口实验站