一种蛇皮果果胶及其制备方法和应用
阅读说明：本技术 一种蛇皮果果胶及其制备方法和应用 (Shea fruit pectin and preparation method and application thereof ) 是由 刘志伟 李明 雷帆 李合 祝雪梅 于 2020-04-24 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种蛇皮果果胶及其制备方法和应用。包括如下步骤：(1)超声波预处理；(2)草酸铵萃取；(3)酶提取；(4)无水乙醇沉淀。本发明通过单因素试验得到优化的提取工艺条件下果胶提取率高达15.7％。(The invention relates to a snake skin pectin and a preparation method and application thereof. The method comprises the following steps: (1) ultrasonic pretreatment; (2) extracting ammonium oxalate; (3) enzyme extraction; (4) precipitating with absolute ethyl alcohol. The pectin extraction rate of the invention is up to 15.7% under the optimized extraction process condition obtained by single factor test.)
技术领域
本发明属于天然产物提取领域，更具体地，涉及一种蛇皮果果胶及其制备方法和应用。
背景技术
在我国云南西部，有一种类似棕榈植株的草本植物，它高三四米，宽阔的叶子自根部丛生，叶柄密生尖刺，果实丛生于根部叶腋处，果皮外密生毛刺。因其果实与蛇皮相似，故名“蛇皮果”。蛇皮果含果糖、葡萄糖、蔗糖、多种矿物质、蛋白质、碳水化合物、钙、脂肪、铁、维生素B、维生素C和胡萝卜素等多种成分。其中果胶和钾居水果类之首。因此吃蛇皮果对人脑十分有益，有“记忆之果”的美誉。
目前工业化生产果胶的方法主要有酸提取法、离子交换树脂法、酶法、微波辅助提取法和超声辅助提取法等，在制备工艺和果胶质量上互有优劣。目前，暂未发现有蛇皮果果胶高效提供制备方法的研究报道。
发明内容
为了提供一种改善记忆力的蛇皮果果胶，本发明提供一种蛇皮果果胶的制备方法。
本发明提供一种蛇皮果果胶的制备方法，包括如下步骤：
(1)超声波预处理：将蛇皮果剪成1-3cm长度，烘干，然后简单水洗；在超声波频率30-50kHz，超声功率100-150W，温度40-60℃，溶剂为水，浴比1∶50-100的条件下，使用超声波处理器处理蛇皮果30-40min，并洗净烘干；
(2)草酸铵萃取：配制2-6g/L草酸铵水溶液，将超声波预处理后的蛇皮果以料液比1∶10-40置于草酸铵溶液中，于80-120℃保温30-50min；取脱胶液，用300-500目滤布趁热过滤；取滤液，调节pH值为3.0-5.5，于旋转蒸发仪中50-70℃下浓缩至15％-40％，然后迅速降温冷却；
(3)酶提取：将5000-8000U/g果胶酶加入上述步骤(2)的滤液中，料液比1:10-40，浸提温度为30-60℃，浸提时间为20-40min，在恒温水浴中提取，后用纱布过滤，收集滤液；
(4)无水乙醇沉淀：待滤液冷却后，在不断搅拌下加入等体积的70％-100％无水乙醇；析出絮状沉淀后静置1-3h，采用离心机进行固液分离，转速3000-5000r/min，时间4-6min，收集沉淀；沉淀用无水乙醇洗涤2-3次，回收乙醇；将滤干的果胶于40-60℃烘至干燥；得到蛇皮果果胶干燥品。
根据本发明，优选地，步骤(1)超声波预处理包括如下步骤：将蛇皮果剪成2-3cm长度，烘干，然后简单水洗；在超声波频率35-45kHz，超声功率110-130W，温度45-55℃，溶剂为水，浴比1∶55-65的条件下，使用超声波处理器处理蛇皮果34-36min，并洗净，烘干。例如，超声波预处理包括如下步骤：将蛇皮果剪成3cm长度，烘干，然后简单水洗；在超声波频率40kHz，超声功率120W，温度50℃，溶剂为水，浴比1∶60的条件下，使用超声波处理器处理蛇皮果35min，并洗净，烘干。
根据本发明，优选地，步骤(2)草酸铵萃取包括如下步骤：配制3-5g/L草酸铵水溶液，将超声波预处理后的蛇皮果以料液比1∶20-30置于草酸铵溶液中，于90-110℃保温35-45min；取脱胶液，用350-450目滤布趁热过滤；取滤液，调节pH值为3.5-4.5，于旋转蒸发仪中55-65℃下浓缩至25-35％，然后迅速降温冷却。例如，草酸铵萃取包括如下步骤：配制4g/L的草酸铵水溶液，将超声波预处理后的蛇皮果以料液比1∶30置于草酸铵溶液中，于100℃保温40min；取脱胶液，用400目滤布趁热过滤；取滤液，调节pH值为4.0，于旋转蒸发仪中60℃下浓缩至30％，然后迅速降温冷却。
根据本发明，优选地，步骤(3)酶提取包括如下步骤：将6000-7000U/g果胶酶加入上述步骤(2)的滤液中，料液比1:25-35，浸提温度为45-55℃，浸提时间为25-35min，在恒温水浴中提取，后用纱布过滤，收集滤液。例如，酶提取包括如下步骤：将果胶酶6500U/g加入上述步骤(2)的滤液中，料液比1:30，浸提温度为50℃，浸提时间为30min，在一定温度恒温水浴中提取一定时间，后用纱布过滤，收集滤液。
根据本发明，优选地，步骤(4)中无水乙醇沉淀包括如下步骤：待滤液冷却后，在不断搅拌下加入等体积的95％无水乙醇；析出絮状沉淀后静置1.5-2.5h，采用离心机进行固液分离，转速3500-4500r/min，时间4.5-5.5min，收集沉淀；沉淀用无水乙醇洗涤2次，回收乙醇；将滤干的果胶于45-55℃烘至干燥；粉碎机粉碎，称量，得到果胶干燥品。例如，无水乙醇沉淀包括如下步骤：待滤液冷却后，在不断搅拌下加入等体积的95％无水乙醇；析出絮状沉淀后静置2h，采用离心机进行固液分离，转速4000r/min，时间5min，收集沉淀；沉淀用无水乙醇洗涤2次，回收乙醇；将滤干的果胶于50℃烘至干燥；粉碎机粉碎，称量，得到果胶干燥品。
本发明的第二方面提供由上述制备方法制得的蛇皮果果胶。
本发明的第三方面提供上述蛇皮果果胶在制备用于改善记忆力的粉剂、片剂、颗粒剂或胶囊剂特膳食品中的应用。
本发明有益效果：
(1)草酸铵既是蛇皮果皮的脱胶剂又是果胶萃取剂，且处理条件温和，对环境污染小。利用无水乙醇沉淀大麻脱胶液中的胶质，减少脱胶污水排放的同时，实现了蛇皮果胶质成分的再利用。
(2)蛇皮果提取液浓缩百分比、pH值、无水乙醇质量分数、超声功率等均对草酸铵提取蛇皮果果胶有不同程度的影响，其中蛇皮果提取液浓缩百分比和pH值对提取率的影响较大。通过单因素试验得到优化的提取工艺条件下果胶提取率高达15.7％。
本发明的其它特征和优点将在随后
具体实施方式
部分予以详细说明。
附图说明
通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。
图1：酶解料液比对蛇皮果果胶提取率的影响；
图2：酶解pH值对蛇皮果果胶提取率的影响；
图3：酶解浸提温度对蛇皮果果胶提取率的影响；
图4：酶解浸提时间对蛇皮果果胶提取率的影响；
图5：酶解加酶量对蛇皮果果胶提取率的影响。
具体实施方式
下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。
实施例1
本实施例用于说明本发明的蛇皮果果胶的制备方法，其步骤如下：
(1)超声波预处理：将蛇皮果剪成1cm长度，烘干，然后简单水洗；在超声波频率30kHz，超声功率100W，温度40℃，溶剂为水，浴比1∶50的条件下，使用超声波处理器处理蛇皮果30min，并洗净，烘干。
(2)草酸铵萃取：配制2g/L草酸铵水溶液，将超声波预处理后的蛇皮果以料液比1∶10置于草酸铵溶液中，于80℃保温30min；取脱胶液，用300目滤布趁热过滤；取滤液，调节pH值为3.0，于旋转蒸发仪中50℃下浓缩至15％，然后迅速降温冷却。
(3)酶提取：将果胶酶6000U/g加入上述步骤(2)的滤液中，料液比1:10，浸提温度为30℃，浸提时间为30min，在一定温度恒温水浴中提取一定时间，后用纱布过滤，收集滤液。
(4)无水乙醇沉淀：待滤液冷却后，在不断搅拌下加入等体积的70％无水乙醇；析出絮状沉淀后静置1h，采用离心机进行固液分离，转速3000r/min，时间4min，收集沉淀；沉淀用无水乙醇洗涤2次，回收乙醇；将滤干的果胶于40℃烘至干燥；粉碎机粉碎，称量，得到蛇皮果果胶干燥品。
实施例2
本实施例用于说明本发明的蛇皮果果胶的制备方法，其步骤如下：
(1)超声波预处理：将蛇皮果剪成1cm长度，烘干，然后简单水洗；在超声波频率30kHz，超声功率100W，温度40℃，溶剂为水，浴比1∶50的条件下，使用超声波处理器处理蛇皮果30min，并洗净，烘干。
(2)草酸铵萃取：配制4g/L草酸铵溶液，将超声波预处理后的蛇皮果以料液比1∶30置于草酸铵溶液中，于100℃保温40min；取脱胶液，用400目滤布趁热过滤；取滤液，调节pH值为4.0，于旋转蒸发仪中60℃下浓缩至30％，然后迅速降温冷却。
(3)酶提取：将果胶酶6500U/g加入上述步骤(2)的滤液中，料液比1:30，浸提温度为50℃，浸提时间为30min，在一定温度恒温水浴中提取一定时间，后用纱布过滤，收集滤液。
(4)无水乙醇沉淀：待滤液冷却后，在不断搅拌下加入等体积的95％无水乙醇；析出絮状沉淀后静置2h，采用离心机进行固液分离，转速4000r/min，时间5min，收集沉淀；沉淀用无水乙醇洗涤2次，回收乙醇；将滤干的果胶于50℃烘至干燥；粉碎机粉碎，称量，得到果胶干燥品。
实施例3
本实施例用于说明本发明的蛇皮果果胶的制备方法，其步骤如下：
(1)超声波预处理：将蛇皮果剪成3cm长度，烘干，然后简单水洗；在超声波频率50kHz，超声功率150W，温度60℃，溶剂为水，浴比1∶100的条件下，使用超声波处理器处理蛇皮果40min，并洗净烘干。
(2)草酸铵萃取：配制6g/L的草酸铵水溶液，将超声波预处理后的蛇皮果以料液比1∶30置于草酸铵溶液中，于120℃保温50min；取脱胶液，用500目滤布趁热过滤；取滤液，调节pH值为5.5，于旋转蒸发仪中70℃下浓缩至40％，然后迅速降温冷却。
(3)酶提取：将果胶酶8000U/g加入上述步骤(2)的滤液中，料液比1:30，浸提温度为50℃，浸提时间为40min，在一定温度恒温水浴中提取一定时间，后用纱布过滤，收集滤液。
(4)无水乙醇沉淀：待滤液冷却后，在不断搅拌下加入等体积的100％无水乙醇；析出絮状沉淀后静置3h，采用离心机进行固液分离，转速5000r/min，时间6min，收集沉淀；沉淀用无水乙醇洗涤3次，回收乙醇；将滤干的果胶于60℃烘至干燥；粉碎机粉碎，称量，得到蛇皮果果胶干燥品。
测试例1：酶解单因素试验：
(1)酶解时料液比对蛇皮果果胶提取率的影响。在加酶量6500U/g、浸提温度50℃、浸提时间30min和pH值为4的条件下，分别按照料液比1：10、1：20、1：30、1：40、1：50进行蛇皮果果胶的提取，研究料液比对蛇皮果果胶得率的影响。
从图1可以看出，随料液比的增大果胶提取率呈现先增加后减小的趋势，当料液比为1：30时果胶提取率达到最大。当料液比大于1：30时果胶提取率逐渐减小。因此，最佳料液比为1：30。
(2)酶解时pH值对蛇皮果果胶提取率的影响。在加酶量6500U/g、浸提温度50℃、浸提时间30min、料液比1：30(g：mL)的条件下，分别按照pH值为1、2、3、4、5进行蛇皮果果胶的提取，研究浸提pH值对蛇皮果果胶得率的影响。
从图2可以看出，萃取液pH值为4时果胶提取率最大。当pH值大于4时，由于酸解强度较弱，果胶产量下降；pH值小于4时，果胶会因水解太强烈而脱脂裂解，产量更低。因此，选取最佳pH值为4。
(3)酶解时浸提温度对蛇皮果果胶提取率的影响。在加酶量6500U/g、浸提时间30min、pH值为4、料液比1：30(g：mL)的条件下，分别按照浸提温度30、40、50、60、70℃进行蛇皮果果胶的提取，研究浸提温度对蛇皮果果胶得率的影响。
从图3可以看出，适当升高浸提温度，有助于提高黄秋葵果胶的得率，浸提温度升高到50℃时的果胶得率最大，之后下降。温度对果胶提取的影响较大。因此，浸提最适温度为50℃。
(4)酶解时浸提时间对蛇皮果果胶提取率的影响。在加酶量6500U/g、浸提温度50℃、pH值为4、料液比1：30(g：mL)的条件下，分别按照浸提时间20、25、30、35、40min进行蛇皮果果胶的提取，研究浸提时间对蛇皮果果胶得率的影响。
从图4可以看出，在一定时间范围内，延长浸提时间有助于增大果胶提取率，在30min时果胶提取率最大。低于30min时原果胶尚未完全被酸解成水溶性果胶；若浸提时间过长，果胶会被分解，致使果胶提取率降低。因此，浸提最佳时间为30min。
(5)酶解时加酶量对蛇皮果果胶提取率的影响。在浸提温度50℃、浸提时间30min、pH值为4、料液比1：30(g：mL)的条件下，分别按照加酶量5500、6000、6500、7000、7500U/g进行蛇皮果果胶的提取，研究加酶量对蛇皮果果胶得率的影响。
从图5可以看出，加果胶酶对果胶产率的提高有积极作用，当果胶酶用量为6500U/g时，果胶提取产率最高，高于和低于这个活度，果胶的产率均降低。这是因为果胶酶用量过低时，原果胶转化不完全，而用量过高，会产生过度降解问题。因此，果胶酶6500U/g为最佳用量。
测试例2：水迷宫试验检测蛇皮果果胶对小鼠记忆力的影响
健康雌性昆明种小鼠50只，按体重分层，随机分组，共分为5组，每组10只，分别为：实施例2所制得的蛇皮果果胶高剂量组(5ml/kg)、实施例2所制得的蛇皮果果胶中剂量组(2.5ml/kg)、实施例2所制得的蛇皮果果胶低剂量组(1.25ml/kg)、模型组和对照组(给药组和模型组在实验前1个月即开始注射D-半乳糖120ml/kg)。均行灌胃给药(模型组和对照组给予相应体积的生理盐水)，每日1次，连续给药30d。在给药前1d(D0和第19天(D19)开始的每隔3d，在给药60min后做morris水迷宫训练/试验(注意水迷宫期间给药不间断)。将水迷宫水池分为4个象限，在第1象限正中离池壁33cm处，放入直径10cm、高15cm的一个站台，站台顶比水面低1cm。迷宫带有摄像机，同步记录小鼠运动轨迹。每只小鼠每天训练4次，整个训练期迷宫室内墙上和迷宫壁上有参照物，参照物位置在试验全程保持不变。每次将小鼠从不同象限放入水池，观察小鼠从入水开始至找到并登上站台所需时间(登台潜伏期)，小鼠找到站台后容许其在站台上停留15s。如果超过了80s小鼠仍找不到站台，则将其引导到站台上，并容许停留15s。记录登台潜伏期。
表1
与同时点对照组比较：1)P＜0.05；与同时点模型组比较：2)P＜0.05，3)P＜0.01
蛇皮果果胶对小鼠记忆力的保护与改善作用：结果表明，随着蛇皮果果胶给药天数进展，蛇皮果果胶缩短各给药剂量组小鼠登台潜伏期的作用逐渐显现，与模型组相比有显著差异，从第21天(D21)以后与对照组相比亦有统计学意义(P＜0.05)。蛇皮果果胶各用药组随用药时间的延长，登台潜伏期逐渐缩短，以用药后第30天(D30)作用最明显，在低、中、高3种剂量组中，以中、高剂量组的作用较好，说明蛇皮果果胶对小鼠的空间学习与记忆能力有保护或改善作用，并有时间和剂量的依赖性。
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。