一种富含萝卜硫素和多酚的西兰花粉末制备方法及其应用

1.本发明涉及一种富含萝卜硫素和多酚的西兰花粉末制备方法及其应用，属于果蔬精深加工技术领域。


背景技术：

2.西兰花为十字花科芸薹属一年生植物，含有更丰富的维生素、矿物质、抗坏血酸、萝卜硫素、类胡萝卜素、类黄酮(花青素)、酚酸(绿原酸、苯甲酸、肉桂酸、阿魏酸)、单宁等物质，在预防慢性疾病(肥胖症、ⅱ型糖尿病、心血疾病)，抗衰老，抗炎，抗癌(肝癌、结肠癌)，抑菌(金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌、鼠伤寒沙门氏菌和大肠杆菌)，降低烦躁和疲劳感，以及美白等方面均展现出巨大潜力。
3.萝卜硫素和多酚是西兰花的两大活性成分。萝卜硫素在西兰花中以其前体物质萝卜硫苷的形式存在，在完整的西兰花组织中，萝卜硫苷和黑芥子酶均处于各自独立的区间，只有当西兰花组织被破坏时，萝卜硫苷和黑芥子酶才会从破碎细胞中释放出来相互接触从而生成萝卜硫素。目前萝卜硫素制备方法主要有化学合成法、酶法、半合成法。
4.此外，许多天然多酚由于其提取率低、吸收不佳进而导致活性功能不显著而限制了它们的应用。目前植物体内多酚类化合物常用的提取方法主要包括：溶剂提取法(70-80℃)、超声波辅助提取法、微波提取法等。然而过高的提取温度会导致黑芥子酶的活性降低甚至失活，并且萝卜硫素在高温下易分解，进而会影响萝卜硫素的积累。现有关于西兰花活性成分的研究主要集中在单一活性成分的考虑，但都并未涉及同时提高萝卜硫素和多酚含量的方法。如何通过物理加工技术在保证萝卜硫素生成的同时提高西兰花多酚的含量逐渐成为研究的热点。


技术实现要素：

5.[技术问题]
[0006]
通过物理加工方式提高植物活性成分含量，因其作用效果显著、安全无毒而备受关注，但如何同时提高西兰花中多酚和萝卜硫素的含量亟待解决。
[0007]
[技术方案]
[0008]
针对上述问题，本发明以新鲜西兰花为原料，经过高速分散处理、匀浆、孵育、干燥等方法同时提高西兰花粉末中多酚和萝卜硫素的含量。
[0009]
为了实现上述目的，本发明提供了一下技术方案：
[0010]
本发明第一个目的是提供了一种富含萝卜硫素和多酚的西兰花粉末制备方法，所述方法包括：将西兰花冲洗干净，切成薄片；然后将西兰花薄片与水混合，依次进行剪切处理，匀浆，孵育，冷冻干燥，粉碎、过筛，即得。
[0011]
在一种实施方式中，所述西兰花切片厚度为1-3mm。
[0012]
在一种实施方式中，所述高速分散处理条件为：高速分散转速为10000-15000rpm，剪切时间为3-7min。
[0013]
在一种实施方式中，所述西兰花薄片与水的质量比为1：2～3。
[0014]
在一种实施方式中，所述匀浆时间为1-3min，匀浆转速为4-7m/s。
[0015]
在一种实施方式中，所述孵育温度为40-60℃，孵育时间为20-30min；进一步优选为40℃。
[0016]
在一种实施方式中，所述冷冻干燥的条件为：温度为-40～-60℃，时间为60-72h，真空度为0.009-0.02mbar。
[0017]
在一种实施方式中，所述冻干后样品的粉碎时间为15-30s，过筛目数为120-150目。
[0018]
本发明第二个目的是提供一种由上述方法制备得到的西兰花粉末。
[0019]
本发明的第三个目的是提供一种由上述所述的西兰花粉末或上述所述方法在食品、保健品制备中的应用。
[0020]
[有益效果]：
[0021]
本发明以新鲜西兰花为原料，通过切片、高速分散处理、匀浆、孵育、冷冻干燥、粉碎、过筛等步骤，在确保多酚被溶出的同时，还可以促进西兰花内部萝卜硫苷与萝卜硫素的转化，使西兰花粉末中萝卜硫素和多酚含量可以同时提高，萝卜硫素含量提高42％以上，西兰花粉末中多酚含量提高80％以上，大幅度提高西兰花粉末的营养价值。
具体实施方式
[0022]
萝卜硫素、没食子酸标准品：购于上海源叶生物科技有限公司。
[0023]
1.萝卜硫苷的提取与测定方法
[0024]
用70％甲醇(10ml)提取0.5g样品中的萝卜硫苷，搅拌均匀后在水浴(70℃，30min)中孵育，以固定频率振荡。提取后，混合物在4℃(10000g，15min)下离心，收集上清液，重复提取一次，上清液在35℃下用旋转蒸发器干燥，用2ml超纯水重新溶解干燥的样品，所得溶液通过0.22μm膜过滤器进行测定。
[0025]
采用lc-20at高效液相色谱仪，以c18反相色谱柱(4.6
×
250mm，5μm)为检测器，检测波长230nm；流动相为5％乙腈-95％水-0.1％甲酸；等量洗脱，流速1ml
·
min-1
，流速25℃，洗脱时间6min。
[0026]
采用萝卜硫苷标准品建立标准曲线，以mg/g dw表示含量。
[0027]
2.萝卜硫素的提取与测定方法
[0028]
将2g西兰花粉与2ml超纯水混合，并涡旋1min；将20ml乙酸乙酯加入到泥浆中，4℃条件下超声处理5min，并震荡20min，然后于15000g下离心10min，取上清液；15ml乙酸乙酯对剩下物质重复提取一次；两次上清液合并混合后于35℃下旋蒸，用2ml 30％的乙腈重溶，过0.22μm膜，-20℃保存，待测。
[0029]
hplc条件：流动相a为0.1％乙酸的水溶液，流动相b为0.1％乙酸的乙腈溶液；分离条件为：0～2min，10％b；2～5min，25％b；5～10min，10％b；检测波长：201nm；柱温：30℃；进样量：20μl；根据标准曲线计算萝卜硫素的含量。
[0030]
3.多酚的提取与测定方法
[0031]
取干燥西兰花粉末1g加入30ml 70％的乙醇溶液搅拌提取40min；磁力搅拌的速度为150rpm，提取温度为26
±
2℃。将残渣重复提取3次，合并滤液，并在5000g下离心15min，取
上清液在60℃下旋转蒸发至干，重新定容于10ml的容量瓶中，得西兰花粉末提取物，-20℃保存。
[0032]
分别移取没食子酸溶液和1ml西兰花粉末提取物与0.5ml福林酚溶液反应6min，然后添加2ml 7.5％的na2co3溶液于试管中在70℃下避光反应30min；冷却至室温并在750nm下测定其吸光值，实验平行重复三次。
[0033]
实施例1
[0034]
将新鲜西兰花清洗干净后，切成2mm薄片，取75g西兰花薄片加150g水后放入高速分散仪中进行剪切处理，调节高速分散转速为13000rpm，剪切时间为5min；然后取剪切后的样品100g，匀浆时间为2min，匀浆转速为7m/s；再将西兰花匀浆样品放入自封袋并置于水浴锅中孵育，孵育温度为40℃，孵育时间为20min；孵育结束后，将样品置于-40℃、真空度为0.009mbar冷冻干燥60h，冻干后粉碎30s，过120目筛子，即得西兰花粉末。分别采用上述hplc法和分光光度法测定西兰花粉末中萝卜硫苷、萝卜硫素和多酚的含量。
[0035]
测定的结果如表1所示，从表1的数据中可以看出，13000rpm 5min的高速剪切联合7m/s匀浆处理2min可以使西兰花粉末中多酚含量提升80％，萝卜硫素含量提高42％，而萝卜硫苷含量减少55％，这是由于萝卜硫苷在细胞破碎后与黑芥子酶接触，最终生成萝卜硫素。
[0036]
表1不同处理中萝卜硫苷、萝卜硫素和多酚含量
[0037][0038]
实施例2
[0039]
将新鲜西兰花清洗干净后，切成2mm薄片，取75g西兰花加150g水后放入高速分散仪中进行剪切处理，调节高速分散转速为13000rpm，剪切时间为5min；然后取剪切后的样品100g，匀浆时间为2min，匀浆转速为7m/s；再将西兰花匀浆样品放入自封袋并置于水浴锅中孵育，孵育温度为60℃，孵育时间为20min；孵育结束后，将样品置于-40℃、真空度为0.009mbar冷冻干燥60h，冻干后并粉碎30s，过120目筛子，即得西兰花粉末。分别采用上述hplc法和分光光度法测定西兰花粉末中萝卜硫苷、萝卜硫素和多酚的含量。
[0040]
测定的结果如表2所示，从表2的数据中可以看出，60℃孵育温度可以使西兰花粉末中多酚含量提升88％，萝卜硫素含量提高12％，而萝卜硫苷含量减少48％以上。
[0041]
表2不同处理中萝卜硫苷、萝卜硫素和多酚含量
[0042][0043]
对比例1
[0044]
将新鲜西兰花清洗干净后，切成2mm薄片，取100g西兰花薄片样品放入匀浆机中，匀浆时间为2min，匀浆转速为7m/s，随后，取50g样品加入100g水，并将其放入高速分散仪中进行剪切处理，调节高速分散转速为13000rpm，剪切时间为5min。最后，将西兰花样品放入自封袋并置于水浴锅中孵育，孵育温度为40℃，孵育时间为20min，将样品置于-40℃、真空度为0.009mbar冷冻干燥60h，冻干后粉碎30s，过120目筛子，即得西兰花粉末。通过hplc法和分光光度法分别测定西兰花粉末中萝卜硫苷、萝卜硫素和多酚的含量。
[0045]
与实施例1相比，尽管萝卜硫苷含量显著降低，但萝卜硫素含量提升30％，多酚含量提升84％，也就是说剪切处理与匀浆处理操作顺序会对萝卜硫素生成有一定影响，但对多酚含量无显著影响。
[0046]
表3为不同处理中萝卜硫苷、萝卜硫素和多酚含量
[0047][0048]
对比例2
[0049]
将新鲜西兰花清洗干净后，切成2mm薄片，取75g西兰花薄片加150g水后放入高速分散仪中进行剪切处理，调节高速分散仪转速为5000rpm，剪切时间为5min；然后取剪切后的西兰花样品100g，匀浆时间为2min，匀浆转速为7m/s；再将西兰花匀浆样品放入自封袋并置于水浴锅中孵育，孵育温度为40℃，孵育时间为20min；孵育结束后，将样品置于-40℃、真空度为0.009mbar冷冻干燥60h，冻干后粉碎30s，过120目筛子，即得西兰花粉末。通过hplc法和分光光度法分别测定西兰花粉末中萝卜硫苷、萝卜硫素和多酚的含量。
[0050]
测定的结果如表4所示，从表4的数据中可以看出，5000rpm 5min的高速分散联合7m/s匀浆处理2min可以使西兰花粉末中多酚含量提升54％，萝卜硫素含量提高11％。与实施例1相比，剪切速率降低至5000rpm，使多酚和萝卜硫素的生成量减少，这说明过低的剪切强度不利于萝卜硫素的生成。
[0051]
表4为不同处理中萝卜硫苷、萝卜硫素和多酚含量
[0052][0053]
对比例3
[0054]
将新鲜西兰花清洗干净后，切成2mm薄片，取75g西兰花薄片加150g水后放入高速分散仪中进行剪切处理，调节高速分散仪转速为13000rpm，剪切时间为5min；然后取剪切后的西兰花样品100g，将西兰花样品直接放入自封袋中并置于水浴锅中孵育，孵育温度为40℃，孵育时间为20min；孵育结束后，将样品置于-40℃、真空度为0.009mbar冷冻干燥60h，冻干后粉碎30s，过120目筛子，即得西兰花粉末。通过hplc法和分光光度法分别测定西兰花粉末中萝卜硫苷、萝卜硫素和多酚的含量。
[0055]
测定的结果如表5所示，从表5的数据中可以看出，13000rpm 5min高速分散联合孵育处理，但未经匀浆处理的西兰花中，萝卜硫素含量11％，多酚含量提升53％。与实施例1相比，匀浆处理可以促进西兰花中萝卜硫素的生成，匀浆处理的缺失不利于萝卜硫素含量的提升。
[0056]
表5为不同处理中萝卜硫苷、萝卜硫素和多酚含量
[0057][0058]
对比例4
[0059]
将新鲜西兰花清洗干净后，切成2mm薄片，取75g西兰花薄片加150g水后放入高速分散仪中进行剪切处理，调节高速分散仪转速为13000rpm，剪切时间为5min；然后取剪切后的西兰花样品100g，匀浆时间为2min，匀浆转速为7m/s；然后直接将样品置于-40℃、真空度为0.009mbar冷冻干燥60h，冻干后粉碎30s，过120目筛子，即得西兰花粉末。
[0060]
通过hplc法和分光光度法分别测定西兰花粉末中萝卜硫苷、萝卜硫素和多酚的含量。
[0061]
测定的结果如表6所示，从表6的数据中可以看出，13000rpm 5min高速分散联合7m/s匀浆处理2min但未经过孵育的西兰花中，尽管萝卜硫素没有显著提升，多酚含量提升75％。与实施例1相比，孵育过程会影响西兰花中萝卜硫苷与萝卜硫素的转化，孵育过程的缺失会导致萝卜硫素生成量的显著降低。
[0062]
表6为不同处理中萝卜硫苷、萝卜硫素和多酚含量
[0063][0064]
对比例5
[0065]
将新鲜西兰花清洗干净后，切成2mm薄片，取75g西兰花薄片加150g水后放入高速分散仪中进行剪切处理，调节高速分散仪转速为13000rpm，剪切时间为5min；然后取剪切后的西兰花样品100g，匀浆时间为2min，匀浆转速为7m/s；将西兰花匀浆样品放入自封袋并置于水浴锅中孵育，孵育温度为80℃，孵育时间为30min；孵育结束后，将样品置于-40℃、真空度为0.009mbar冷冻干燥60h，冻干后粉碎30s，过120目筛子，即得西兰花粉末。
[0066]
通过hplc法和分光光度法分别测定西兰花粉末中萝卜硫苷、萝卜硫素和多酚的含量。
[0067]
测定的结果如表7所示，从表5的数据中可以看出，13000rpm 5min高速分散联合7m/s匀浆处理2min，以及80℃孵育处理使萝卜硫素含量仅增加5％，多酚含量增加97％。与实施例1相比，孵育温度是影响萝卜硫素生成量的重要因素，孵育温度过高会减少萝卜硫素含量的增加，但不影响多酚含量的增加。
[0068]
表7为不同处理中萝卜硫苷、萝卜硫素和多酚含量
[0069][0070]
对比例6
[0071]
将新鲜西兰花清洗干净后，切成2mm薄片，分别进行研磨(料水比为1:2)、微波(300w，5min)、超声(300w，30min)处理，将不同处理后的西兰花样品放入自封袋并置于水浴锅中孵育，孵育温度为40℃，孵育时间为20min；孵育结束后，将样品置于-40℃、真空度为0.009mbar冷冻干燥60h，冻干后粉碎30s，过120目筛子，即得西兰花粉末。
[0072]
通过hplc法和分光光度法分别测定西兰花粉末中萝卜硫苷、萝卜硫素和多酚的含量。
[0073]
测定的结果如表8所示，在三种不同处理方式中，胶体磨效果较好，萝卜硫素含量提高17％，多酚含量提高48％。与实施例1相比，研磨、微波、超声处理对萝卜硫素和多酚含量的提升均不如剪切与匀浆处理。
[0074]
表8为不同处理中萝卜硫苷、萝卜硫素和多酚含量
[0075][0076]
虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可做各种的改动与修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。