一种核桃多酚提取及连续酶法改性制备脂溶性抗氧化剂的方法与流程

本发明属于油脂深加工，具体涉及一种核桃多酚提取及连续酶法改性制备脂溶性抗氧化剂的方法。

背景技术：

1、核桃在精深加工过程中会产生大量的核桃壳和分心木。目前常以废弃物弃之，不仅造成了资源浪费，而且污染了环境。核桃壳和分心木中含有大量的多酚类物质，多酚类物质具有清除体内自由基、减少氧化应激及防止大分子氧化等功效，目前已成为食品和医药等领域的研究热点。因此，充分开发利用核桃壳和分心木中的多酚类物质，不仅可变废为宝，而且可带来良好的社会和经济效益。

2、目前核桃青皮、核桃壳及分心木中多酚类物质的提取常采用有机溶剂、水和低共熔溶剂。相比于传统的有机溶剂，构成低共熔溶剂的组分来源天然，稳定性好，安全、环保，是近年来提取多酚类物质的首选溶剂。由于提取的多酚类物质多为水溶性，限制了多酚类物质在脂溶性体系中的应用，进而限制了多酚类物质在脂溶性体系中应用时抗氧化活性的发挥。相比于传统的脂溶性抗氧化剂tbhq、bha等，天然来源的多酚类物质具有更高的安全性和抗氧化活性，但其较低的脂溶性限制了其在油脂中和脂溶性体系中的应用。如何在保持天然多酚类物质抗氧化活性的同时，提高其脂溶性，是多酚类物质改性时面临的关键瓶颈问题之一。

技术实现思路

1、为了解决上述现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种核桃多酚提取及连续酶法改性制备脂溶性抗氧化剂的方法，能够实现核桃多酚的提取与连续酶法改性，且得到的核桃多酚的脂溶性改性物相比于传统的化学合成抗氧化剂具有更好的抗氧化活性和安全性。

2、本发明是通过以下技术方案来实现：

3、一种核桃多酚提取及连续酶法改性制备脂溶性抗氧化剂的方法，包括以下步骤：

4、步骤1：将核桃壳和分心木的混合物烘干粉碎后，与低共熔溶剂混合，加热后搅拌，离心分离，收集上层产物；

5、步骤2：对步骤1得到的上层产物进行旋转蒸发处理后加入脂肪酸，加热搅拌均匀后，添加固定化脂肪酶进行反应，反应结束后，离心收集反应混合物；

6、步骤3：分离去除步骤2得到的反应混合物中的游离脂肪酸，得到脂溶性抗氧化剂。

7、优选地，步骤1中，采用真空干燥对核桃壳和分心木进行烘干，真空度≥0.095mpa，烘干温度为35～45℃，烘干时间为4～6h；烘干后粉碎至30mm以下。

8、优选地，步骤1中，所述低共熔溶剂为氯化胆碱-尿素、甜菜碱-尿素、氯化胆碱-木糖醇或氯化胆碱-葡萄糖-水；氯化胆碱-尿素中，氯化胆碱与尿素的摩尔比为1：(1～2)；甜菜碱-尿素中，甜菜碱与尿素的摩尔比为1：(1～2)；氯化胆碱-木糖醇中，氯化胆碱与木糖醇的摩尔比为1：(1～2)；氯化胆碱-葡萄糖-水中，氯化胆碱、葡萄糖、水的摩尔比为(2.5～1)：1：(2.5～10)。

9、进一步优选地，所述低共熔溶剂的水分活度aw为0.3～0.7。

10、优选地，步骤1中，低共熔溶剂与核桃壳和分心木的混合物的质量比为10～20：1。

11、优选地，步骤1中，加热的温度为50～70℃；搅拌的转速为300～500rpm，搅拌的时间为1～2h；搅拌结束后离心分离的转速为12000～15000rpm，时间为5～10min。

12、优选地，步骤2中，旋转蒸发处理至低共熔溶剂的水分活度aw降至0.2以下；加热的温度为50～70℃。

13、优选地，步骤2中，添加的脂肪酸为棕榈酸或油酸，添加量为核桃壳和分心木的混合物质量的0.5～1倍。

14、优选地，步骤2中，添加的固定化脂肪酶为novozym 435或lipozyme435，添加量为脂肪酸质量的5％～10％；搅拌的转速为300～500rpm，反应时间为6～12h。

15、优选地，步骤3中，采用固相萃取柱分离去除反应混合物中的脂肪酸，得到脂溶性抗氧化剂。

16、与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

17、本发明公开的核桃多酚提取及连续酶法改性制备脂溶性抗氧化剂的方法，以低共熔溶剂作为提取介质和反应介质，通过调控低共熔溶剂的水分活度，可实现核桃多酚的提取与连续酶法改性；进一步通过调控酶促反应条件可调控核桃多酚的脂溶性、抗氧化活性及改性物的产量。相比于传统的多酚类物质提取方法和多酚类物质改性方法，本发明以低共熔溶剂同时作为提取介质和反应介质，一方面，通过调控水分活度可调控低共熔溶剂对核桃多酚的提取效果；另一方面，通过调控水分活度可以调控核桃多酚的酯化程度。本发明通过调控低共熔溶剂的水分活度和酶促反应条件，可实现核桃多酚的提取与连续酶法改性，且核桃多酚的脂溶性改性物相比于传统的化学合成抗氧化剂具有更好的抗氧化活性和安全性。本发明可实现核桃多酚的提取与连续酶法改性，使多酚类物质的提取与改性连续进行，且改性物具有更高的安全性和抗氧化活性，不仅具有良好的产业化应用前景，而且具有良好的社会和经济效益。

18、进一步地，低共熔溶剂的种类、组分比例和水分活度，不仅可确保核桃多酚良好的提取效果，而且可确保核桃多酚良好的酯化效果。

19、进一步地，核桃壳和分心木的烘干条件和粉碎程度以及低共熔溶剂与核桃壳和分心木粉末的质量比、提取温度、转速和时间，可确保核桃多酚被充分提取。

20、进一步地，所用脂肪酸为棕榈酸或油酸，可有效促进核桃多酚的酯化。

21、进一步地，所用固定化脂肪酶为novozym 435或lipozyme 435，添加量为底物总质量的5％～10％，不仅可确保核桃多酚的高效酯化，而且可确保反应的经济性。

技术特征：

1.一种核桃多酚提取及连续酶法改性制备脂溶性抗氧化剂的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的核桃多酚提取及连续酶法改性制备脂溶性抗氧化剂的方法，其特征在于，步骤1中，采用真空干燥对核桃壳和分心木进行烘干，真空度≥0.095mpa，烘干温度为35～45℃，烘干时间为4～6h；烘干后粉碎至30mm以下。

3.根据权利要求1所述的核桃多酚提取及连续酶法改性制备脂溶性抗氧化剂的方法，其特征在于，步骤1中，所述低共熔溶剂为氯化胆碱-尿素、甜菜碱-尿素、氯化胆碱-木糖醇或氯化胆碱-葡萄糖-水；氯化胆碱-尿素中，氯化胆碱与尿素的摩尔比为1：(1～2)；甜菜碱-尿素中，甜菜碱与尿素的摩尔比为1：(1～2)；氯化胆碱-木糖醇中，氯化胆碱与木糖醇的摩尔比为1：(1～2)；氯化胆碱-葡萄糖-水中，氯化胆碱、葡萄糖、水的摩尔比为(2.5～1)：1：(2.5～10)。

4.根据权利要求3所述的核桃多酚提取及连续酶法改性制备脂溶性抗氧化剂的方法，其特征在于，所述低共熔溶剂的水分活度aw为0.3～0.7。

5.根据权利要求1所述的核桃多酚提取及连续酶法改性制备脂溶性抗氧化剂的方法，其特征在于，步骤1中，低共熔溶剂与核桃壳和分心木的混合物的质量比为10～20：1。

6.根据权利要求1所述的核桃多酚提取及连续酶法改性制备脂溶性抗氧化剂的方法，其特征在于，步骤1中，加热的温度为50～70℃；搅拌的转速为300～500rpm，搅拌的时间为1～2h；搅拌结束后离心分离的转速为12000～15000rpm，时间为5～10min。

7.根据权利要求1所述的核桃多酚提取及连续酶法改性制备脂溶性抗氧化剂的方法，其特征在于，步骤2中，旋转蒸发处理至低共熔溶剂的水分活度aw降至0.2以下；加热的温度为50～70℃。

8.根据权利要求1所述的核桃多酚提取及连续酶法改性制备脂溶性抗氧化剂的方法，其特征在于，步骤2中，添加的脂肪酸为棕榈酸或油酸，添加量为核桃壳和分心木的混合物质量的0.5～1倍。

9.根据权利要求1所述的核桃多酚提取及连续酶法改性制备脂溶性抗氧化剂的方法，其特征在于，步骤2中，添加的固定化脂肪酶为novozym 435或lipozyme 435，添加量为脂肪酸质量的5％～10％；搅拌的转速为300～500rpm，反应时间为6～12h。

10.根据权利要求1所述的核桃多酚提取及连续酶法改性制备脂溶性抗氧化剂的方法，其特征在于，步骤3中，采用固相萃取柱分离去除反应混合物中的脂肪酸，得到脂溶性抗氧化剂。

技术总结
本发明公开了一种核桃多酚提取及连续酶法改性制备脂溶性抗氧化剂的方法，属于油脂深加工技术领域。首先将核桃壳和分心木的混合物烘干粉碎后，与低共熔溶剂混合，加热后搅拌，离心分离，收集上层产物；然后对上层产物进行旋转蒸发处理后加入脂肪酸，加热搅拌均匀后，添加固定化脂肪酶进行反应，反应结束后，离心收集反应混合物；最后分离去除反应混合物中的游离脂肪酸，得到脂溶性抗氧化剂。本发明可通过调控低共熔溶剂的水分活度实现核桃多酚的提取与连续酶法改性，且得到的核桃多酚的脂溶性改性物相比于传统的化学合成抗氧化剂具有更好的抗氧化活性和安全性，具有良好的产业化应用前景和社会经济效益。

技术研发人员：陈叶青,何伟南,王英宏,霍峰
受保护的技术使用者：洛南县柏峪寺镇农业综合服务站
技术研发日：
技术公布日：2024/1/25