一种来源于大蒜秸秆的抗氧化提取物及其制备方法

摘要

本发明一种来源于大蒜秸秆的抗氧化提取物及其制备方法，属于大蒜秸秆综合利用技术，获得的提取物可作为天然的抗氧化剂添加到食品、药品及化妆品中。本发明以大蒜秸秆为原料，经过干燥、粉碎过筛、聚能超声预处理、复合酶解、弱极性大孔吸附树脂纯化、冻结及冷冻干燥等步骤，得到一种具有高抗氧化活性的大蒜秸秆提取物。本发明提取的产物抗氧化性强，提取方法简单高效、生产条件温和、对环境污染小、生产成本低，大蒜秸秆的高效利用既解决了环境污染问题，又提高了农产品的附加值。

说明书

技术领域

本发明涉及食品生物技术领域，具体而言是涉及一种来源于大蒜秸秆的抗氧化提取物及其制备方法。

背景技术

大量的研究结果显示，人体内各器官、系统均会产生不同程度的自由基，在体内同时存在有消除氧自由基的防御系统，即由一些酶和非酶物质组成的抗氧化系统。但是当机体剧烈运动后，或处于环境毒物影响时，自由基往往生成过多，或当机体处于生病、衰老、饮食不当情况下机体消除自由基能力降低，这些情况都会打破机体的自由基与抗氧化剂之间的平衡。自由基过量会导致细胞和功能的广泛性损害，所以要通过适当补充外源性抗氧化剂来提高机体抗氧化水平，抵御自由基的损害。在自由基研究领域，植物类来源抗氧化剂以它独特的功效受到大家的关注。

大蒜是人们生活中不可缺少的调味品，而且具有很好的保健与治疗功效，如降低血脂、预防血栓、抑制癌细胞生长、降低血糖及抗氧化等多种功效。我国年产大蒜1100万吨，是重要的大蒜生产国和贸易国，产量和贸易量均占世界70%以上。目前，大蒜在收获蒜头后，秸秆都被扔掉，不仅浪费了资源，又污染了环境。大蒜秸秆含有的成分与大蒜基本相似，不仅含有挥发性大蒜素，富含蛋白质、糖类和纤维素，还含有少量的磷、钾/钙及其维生素等营养成分，而且还含有总多酚及酮类物质。但是目前国内尚无以抗氧化活性为指标分离提取大蒜秸秆中抗氧化活性成分的技术报道，因此，提取大蒜秸秆的抗氧化活性成分，对于大蒜秸秆深加工和综合利用，提高其附加值，具有良好的市场前景。

发明内容

本发明要解决的技术问题是以大蒜秸秆为原料，提供一种提取效率高、生产条件温和且无环境污染的高抗氧化活性大蒜秸秆提取物的制备方法。所得的提取物是一种高效安全的植物来源天然抗氧化剂，它可消除自由基，抑制生物组份的氧化，可作为食品、药品及化妆品的天然抗氧化剂。

本发明的技术方案是，以大蒜秸秆为原料，经过干燥、粉碎过筛、聚能超声预处理、复合酶解、弱极性大孔吸附树脂纯化、冻结及冷冻干燥等步骤，使得大蒜秸秆中的酚类、黄酮及多糖类活性成份充分释放，从而得到一种具有高抗氧化活性的提取物。一种来源于大蒜秸秆的抗氧化提取物及其制备方法，具体制备方法按照下述步骤进行：

（1）大蒜秸秆原料，晒干至含水量约5%~10%（质量百分比），然后剪切为1~2 cm的小段，粉碎后过40目筛；

（2）粉碎的原料按照料液比1:15~1:40加入质量百分比浓度为80%的乙醇，室温浸提6~12 h，然后利用聚能超声于20 kHz、600 W处理20~60 min，处理液4000 rpm离心10 min得到上清提取物a和沉淀a；

（3）于步骤（2）的沉淀a中，加入10~50倍体积含有0.3%纤维素酶和0.1%蛋白酶的PBS缓冲液，50℃恒温酶解3~6 h后于95℃灭酶10 min，酶解液经过80%乙醇沉淀后离心，得到上清提取物b和沉淀b；

（4）将步骤（2）中的上清提取物a减压浓缩到原体积的1/10~1/5，浓缩液经弱极性大孔树脂吸附后，先用去离子水洗去残余滤液，然后用3~10倍柱体积的80%乙醇洗脱，收集洗脱液，减压浓缩至膏状后于-20℃冻结，得到冰冻物c；

（5）将步骤（3）中的沉淀b和步骤（4）中的冰冻物c分别于-45℃冷冻干燥，得到粉末e和粉末f，二者混合得到抗氧化提取物。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1. 本发明采用的原料大蒜秸秆一方面为农业生产的副产物，另一方面具有与大蒜相似的营养组成及较好的生理功能，既解决了环境污染，又提高了农产品的附加值。

2. 根据本发明制备的提取物，不仅产量高，而且在对羟自由基(·OH)、二苯代苦味酰基自由基（DPPH·）和2,2-联氮-二(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)二铵盐自由基（ABTS）的清除能力实验结果表明，根据本发明制备的大蒜秸秆提取物具有极好的抗氧化活性。

3. 本发明采用的制备方法没有经过高温高压处理，主要结合聚能超声及复合酶解技术，超声预处理后再经过酶解处理有助于大分子物质降解为活性氧化物，大大提高了产物的提取效率，而且该工艺简单、生产条件温和、对环境污染小、生产成本低。

具体实施方式

本发明中的·OH、DPPH·和ABTS自由基的清除能力的测定方法如下：

·OH清除率的测定：取2 mL样品液依次加入2 mL 3 mmol/L的FeSO₄、2>2O₂，>i；当用蒸馏水代替水杨酸时的吸光值记为A_j；以蒸馏水代替样品液的吸光值记为A₀。

DPPH·清除率的测定：取3 mL样品液，加入1 mL 0.05 mg/mL的DPPH·溶液，25℃反应20 min，3500 rpm离心10 min，取上清液在517 nm测其吸光值为A_i；以无水乙醇代替DPPH测其吸光值为A_j；以蒸馏水代替样品液测定的吸光值记为A₀。

ABTS清除率的测定： 4 mL经pH7.4PBS稀释至吸光值为0.7的ABTS反应液与40uL样品液混合30s，6 min后测其在734 nm的吸光度A_i；以PBS代替ABTS反应液时的吸光值记为A_j；以蒸馏水代替样品液的吸光值记为A₀。

·OH、DPPH·和ABTS自由基清除能力的计算公式如下所示：

自由基清除率（%）=[1-(A_i->j)/A₀]×100

下面结合实施例对本发明作进一步的详细描述，但发明的实施方式不限于此。

实施例1

（1）大蒜秸秆原料，晒干至含水量约5%（质量百分比），然后剪切为1~2 cm的小段，粉碎后过40目筛；

（2）粉碎的原料按照料液比1:40加入质量百分比浓度为80%的乙醇，室温浸提6 h，然后利用聚能超声于20 kHz、600 W处理60 min，处理液4000 rpm离心10 min得到上清提取物a和沉淀a；

（3）于步骤（2）的沉淀a中，加入10倍含有0.3%纤维素酶和0.1%蛋白酶的PBS缓冲液，50℃恒温酶解3 h后于95℃灭酶10 min，酶解液经过80%乙醇沉淀后离心，得到上清提取物b和沉淀b；

（4）将步骤（2）中的上清提取物a减压浓缩到原体积的 1/5，浓缩液经弱极性大孔树脂吸附后，先用去离子水洗去残余滤液，然后用10倍柱体积的80%乙醇洗脱，收集洗脱液，减压浓缩至膏状后于-20℃冻结，得到冰冻物c；

（5）将步骤（3）中的沉淀b和步骤（4）中的冰冻物c分别于-45℃冷冻干燥，得到粉末e和粉末f，二者混合得到抗氧化提取物。

抗氧化提取物用蒸馏水配制为浓度为0.002 g/mL的样品液，测定其对·OH、DPPH·和ABTS自由基的清除能力，结果如表1所示。

实施例2

（1）大蒜秸秆原料，晒干至含水量约10%（质量百分比），然后剪切为1~2 cm的小段，粉碎后过40目筛；

（2）粉碎的原料按照料液比1:15加入质量百分比浓度为80%的乙醇，室温浸提8 h，然后利用聚能超声于20 kHz、600 W处理20 min，处理液4000 rpm离心20 min得到上清提取物a和沉淀a；

（3）于步骤（2）的沉淀a中，加入30倍含有0.3%纤维素酶和0.1%蛋白酶的PBS缓冲液，50℃恒温酶解6 h后于95℃灭酶10 min，酶解液经过80%乙醇沉淀后离心，得到上清提取物b和沉淀b；

（4）将步骤（2）中的上清提取物a减压浓缩到原体积的1/6，浓缩液经弱极性大孔树脂吸附后，先用去离子水洗去残余滤液，然后用3倍柱体积的80%乙醇洗脱，收集洗脱液，减压浓缩至膏状后于-20℃冻结，得到冰冻物c；

（5）将步骤（3）中的沉淀b和步骤（4）中的冰冻物c分别于-45℃冷冻干燥，得到粉末e和粉末f，二者混合得到抗氧化提取物。

抗氧化提取物用蒸馏水配制为浓度为0.002 g/mL的样品液，测定其对·OH、DPPH·和ABTS自由基的清除能力，结果如表1所示。

实施例3

（1）大蒜秸秆原料，晒干至含水量约7%（质量百分比），然后剪切为1~2 cm的小段，粉碎后过40目筛；

（2）粉碎的原料按照料液比1:20加入质量百分比浓度为80%的乙醇，室温浸提12 h，然后利用聚能超声于20 kHz、600 W处理30 min，处理液4000 rpm离心10 min得到上清提取物a和沉淀a；

（3）于步骤（2）的沉淀a中，加入20倍含有0.3%纤维素酶和0.1%蛋白酶的PBS缓冲液，50℃恒温酶解5 h后于95℃灭酶10 min，酶解液经过80%乙醇沉淀后离心，得到上清提取物b和沉淀b；

（4）将步骤（2）中的上清提取物a减压浓缩到原体积的1/10，浓缩液经弱极性大孔树脂吸附后，先用去离子水洗去残余滤液，然后用4倍柱体积的80%乙醇洗脱，收集洗脱液，减压浓缩至膏状后于-20℃冻结，得到冰冻物c；

（5）将步骤（3）中的沉淀b和步骤（4）中的冰冻物c分别于-45℃冷冻干燥，得到粉末e和粉末f，二者混合得到抗氧化提取物。

抗氧化提取物用蒸馏水配制为浓度为0.002 g/mL的样品液，测定其对·OH、DPPH·和ABTS自由基的清除能力，结果如表1所示。

实施例4

（1）大蒜秸秆原料，晒干至含水量约8%（质量百分比），然后剪切为1~2 cm的小段，粉碎后过40目筛；

（2）粉碎的原料按照料液比1:30加入质量百分比浓度为80%的乙醇，室温浸提10 h，然后利用聚能超声于20 kHz、600 W处理40 min，处理液4000 rpm离心10 min得到上清提取物a和沉淀a；

（3）于步骤（2）的沉淀a中，加入50倍含有0.3%纤维素酶和0.1%蛋白酶的PBS缓冲液，50℃恒温酶解4 h后于95℃灭酶10 min，酶解液经过80%乙醇沉淀后离心，得到上清提取物b和沉淀b；

（4）将步骤（2）中的上清提取物a减压浓缩到原体积的1/7，浓缩液经弱极性大孔树脂吸附后，先用去离子水洗去残余滤液，然后用6倍柱体积的80%乙醇洗脱，收集洗脱液，减压浓缩至膏状后于-20℃冻结，得到冰冻物c；

（5）将步骤（3）中的沉淀b和步骤（4）中的冰冻物c分别于-45℃冷冻干燥，得到粉末e和粉末f，二者混合得到抗氧化提取物。

抗氧化提取物用蒸馏水配制为浓度为0.002 g/mL的样品液，测定其对·OH、DPPH·和ABTS自由基的清除能力，结果如表1所示。

实施例5

（1）大蒜秸秆原料，晒干至含水量约10%（质量百分比），然后剪切为1~2 cm的小段，粉碎后过40目筛；

（2）粉碎的原料按照料液比1:15加入质量百分比浓度为80%的乙醇，室温浸提12 h，然后利用聚能超声于20 kHz、600 W处理50 min，处理液4000 rpm离心10 min得到上清提取物a和沉淀a；

（3）于步骤（2）的沉淀a中，加入40倍含有0.3%纤维素酶和0.1%蛋白酶的PBS缓冲液，50℃恒温酶解6 h后于95℃灭酶10 min，酶解液经过80%乙醇沉淀后离心，得到上清提取物b和沉淀b；

（4）将步骤（2）中的上清提取物a减压浓缩到原体积的1/8，浓缩液经弱极性大孔树脂吸附后，先用去离子水洗去残余滤液，然后用8倍柱体积的80%乙醇洗脱，收集洗脱液，减压浓缩至膏状后于-20℃冻结，得到冰冻物c；

（5）将步骤（3）中的沉淀b和步骤（4）中的冰冻物c分别于-45℃冷冻干燥，得到粉末e和粉末f，二者混合得到抗氧化提取物。

抗氧化提取物用蒸馏水配制为浓度为0.002 g/mL的样品液，测定其对·OH、DPPH·和ABTS自由基的清除能力，结果如表1所示。

表1 本发明提取物的抗氧化能力

项目OH清除率（%）DPPH清除率（%）ABTS清除率（%）实施例168.272.542.9实施例271.862.346.9实施例375.980.639.6实施例466.868.244.8实施例580.676.850.8