一種柑桔黃酮水溶性包合物的制備方法與流程

本發(fā)明涉及農(nóng)副產(chǎn)品中功能性成分的高效利用的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種柑桔黃酮類物質(zhì)包合形成水溶性包合物，以提高它們的水溶性和生物利用率。

背景技術(shù)：

柑桔中富含黃酮類化合物，特別是在柑桔果皮和柑桔幼果中，其中果皮中幾種黃酮的總含量為干重的5％左右，而在幼果中則含量更高，達到了10％以上，但果汁中含量很低，即使是干重含量，也只有1％。柑桔中主要的黃酮類物質(zhì)有橙皮苷、柚皮苷、新橙皮苷等。這一類物質(zhì)具有多種生理活性，可以改變毛細血管滲透性、抗氧化、清除自由基、抗腫瘤、抗菌、抗炎、抗病毒活性。目前，這些黃酮已經(jīng)被提取出來，但是只是在醫(yī)藥中作為中間體應(yīng)用，而在食品或保健品中幾乎無應(yīng)用。

限制柑桔中的黃酮應(yīng)用的主要原因是由于柑桔黃酮的水溶性低，如橙皮苷在水中的溶解度只有20ppm，柚皮苷為10ppm。因此，無論是在口服或者在食品和保健品中添加，都影響了它們的生物利用率，或難以在食品和保健品中與其它成分溶合。羥丙基-β-環(huán)糊精是環(huán)糊精的一種衍生物，與環(huán)糊精的性質(zhì)相似，但具有更好的水溶性。近年來也可見其用于包合難溶性的黃酮類物質(zhì)，但這方面的文獻多集中在對包合物性質(zhì)的研究，而對于通過不同條件對達到一定的包合效果的研究還很少或者未見報道。而這方面的研究，將推動柑桔黃酮等黃酮類物質(zhì)的應(yīng)用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對柑桔黃酮存在的水溶低、口服生物利用率低的問題，本發(fā)明通過羥丙基-β-環(huán)糊精對柑桔黃酮進行分子包合，得到柑桔黃酮水溶性包合物，以期提高柑桔黃酮的水溶性，使柑桔黃酮可以在食品、保健品等中應(yīng)用。

為實現(xiàn)本發(fā)明的發(fā)明目的，發(fā)明人提供如下技術(shù)方案：

一種柑桔黃酮水溶性包合物的制備方法，按以下步驟進行：

(1)稱取柑桔黃酮單體，并用少量的乙醇制成混懸液，比如實施例中柑桔黃酮單體用5ml乙醇分散后備用，

(2)配制一定濃度的羥丙基-β-環(huán)糊精(即hpcd)水溶液，為了包合效果較好，濃度不宜太高，本發(fā)明中羥丙基-β-環(huán)糊精溶液的濃度為0.05m，使柑桔黃酮單體與羥丙基-β-環(huán)糊精的包合比為1：1～3，在該包合比下可使黃酮的包合率比較高；

(3)將步驟(1)制備的柑桔黃酮乙醇混懸液緩慢加入到步驟(2)制備的羥丙基-β-環(huán)糊精的水溶液中，并立即進行振搖，振搖溫度為25～50℃，振搖速率為150～250rpm，時間為12～48h，振搖的各參數(shù)可確保每種黃酮的包合率較高；

(4)把步驟(3)得到的包合溶液通過濾膜進行抽濾，過濾掉未被包合的柑桔黃酮，得到澄清透明的包合溶液，包合液濃縮；

(5)把柑桔黃酮的包合濃縮液進行冷凍干燥或噴霧干燥，即得到柑桔黃酮的水溶性包合物。

本發(fā)明通過羥丙基-β-環(huán)糊精對柑桔中的四種黃酮橙皮苷、柚皮苷、橙皮素和柚皮素進行包合，其中后兩種分別是前兩種的苷元(脫去糖基后的黃酮)，可以提高黃酮的水溶性和親水性。本發(fā)明得到的柑桔黃酮包合物易溶于水，再次復(fù)溶后可形成澄清透明的溶液；并可以應(yīng)用到食品或保健品中，提高它們中黃酮的含量，提高日常膳食中黃酮的攝入，發(fā)揮它們的功能活性。將四種包合物單獨或復(fù)合添加于柑桔汁等果汁中，可得到黃酮含量較高的果汁。

作為優(yōu)選方案，根據(jù)本發(fā)明所述的一種柑桔黃酮水溶性包合物的制備方法，其中，所述的步驟(1)中的柑桔黃酮單體為橙皮苷、橙皮素、柚皮苷和柚皮素。

作為優(yōu)選方案，根據(jù)本發(fā)明所述的一種柑桔黃酮水溶性包合物的制備方法，其中，所述的步驟(2)中配制濃度為0.05m的羥丙基-β-環(huán)糊精水溶液。

作為優(yōu)選方案，根據(jù)本發(fā)明所述的一種柑桔黃酮水溶性包合物的制備方法，其中，所述的步驟(4)中的濾膜的微孔大小為0.45μm。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

(1)通過羥丙基-β-環(huán)糊精包埋后，柑桔黃酮的水溶性顯著提高，包合溶液中黃酮的濃度，可以提高幾十倍到幾百倍，與黃酮的分子結(jié)構(gòu)和包埋條件有關(guān)。而干燥后的黃酮包合物的溶解度，則可以提高幾百倍到上萬倍以上，具體詳見對比例。

(2)本發(fā)明得到的柑桔黃酮包埋物，具有較高的水溶性，可以應(yīng)用于食品或保健品中，增加產(chǎn)品中的黃酮含量，使原來位于柑桔不可食部位的黃酮被再利用而回到食品中。

(3)據(jù)報道柑桔黃酮等黃酮類物質(zhì)經(jīng)過環(huán)糊精包埋后，可以促進它們在小腸的吸收，減少在小腸內(nèi)被外排蛋白的外排和代謝酶的代謝作用，從而提高了它們的生物利用率。

(4)本發(fā)明對黃酮包合的技術(shù)方案可以用于胡柚汁等柑桔果汁的脫苦，因為柚皮苷是引起柑桔汁苦味的主要原因，如果用環(huán)糊精進行包合，可以減少甚至脫除苦味。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的四種柑桔黃酮水溶性包合物產(chǎn)品的照片，圖中：a是橙皮苷的羥丙基-β-環(huán)糊精包合物，b是橙皮素的羥丙基-β-環(huán)糊精包合物，c是柚皮苷的羥丙基-β-環(huán)糊精包合物，d是柚皮素的羥丙基-β-環(huán)糊精包合物。

圖2是四種柑桔黃酮的羥丙基-β-環(huán)糊精的包合物溶液示意圖，從左至右依次為：橙皮苷的羥丙基-β-環(huán)糊精的包合物溶液，橙皮素的羥丙基-β-環(huán)糊精的包合物溶液，柚皮苷的羥丙基-β-環(huán)糊精的包合物溶液，柚皮素的羥丙基-β-環(huán)糊精的包合物溶液。

圖3是添加了本發(fā)明的柑桔黃酮水溶性包合物的果汁照片(左為酷兒橙汁，右為檸檬紅茶)。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例，更具體地說明本發(fā)明的內(nèi)容。應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的實施并不局限于下面的實施例，對本發(fā)明所做的任何形式上的變通和/或改變都將落入本發(fā)明保護范圍。

在本發(fā)明中，若非特指，所有的份、百分比均為重量單位，所有的設(shè)備和原料等均可從市場購得或是本行業(yè)常用的。若無特別指明，實施例采用的方法為本領(lǐng)域通用技術(shù)。

實施例1橙皮苷的包合

配制羥丙基-β-環(huán)糊精0.05m的水溶液50ml，按照包合比3∶1，稱取橙皮苷0.508g，用5ml乙醇分散，把該懸浮液緩慢加入到羥丙基-β-環(huán)糊精水溶液中，在常溫下振搖12h，振搖速率250rpm，靜置4h，用0.45μm的膜過濾，把濾渣烘干，得濾渣0.484g，此濾渣為未包合的橙皮苷。因此，被包合的橙皮苷為0.024g，即溶液中橙皮苷的濃度為480mg/l，而原橙皮苷在水中的溶解度為20mg/l，包合后溶解度提高倍數(shù)為24倍。把過濾的包合溶液進行凍干，得到包合物2.760g。再次復(fù)溶后可形成澄清透明的溶液。

實施例2橙皮素的包合

配制羥丙基-β-環(huán)糊精0.05m的水溶液50ml，按照包合比2∶1，稱取橙皮素0.377g，用5ml乙醇分散，把該懸浮液緩慢加入到羥丙基-β-環(huán)糊精水溶液中，在磁力攪拌或搖床上50℃時攪拌12h，振搖速率200rpm，靜置4h，用0.45μm的膜過濾，把濾渣烘干，得濾渣0.22g，此濾渣為未包合的橙皮素。因此，被包合的橙皮苷為0.157g，即溶液中橙皮素的濃度為3.14g/l，而原橙皮素在水中的溶解度為273mg/l，包合溶液中的橙皮素溶解度提高倍數(shù)為11.5倍。把過濾的包合溶液進行凍干，得到包合物2.675g。再次復(fù)溶后可形成澄清透明的溶液。

實施例3橙皮素的包合

配制羥丙基-β-環(huán)糊精0.05m的水溶液50ml，按照包合比3：1，稱取橙皮素0.253g，用5ml乙醇分散，把該懸浮液緩慢加入到羥丙基-β-環(huán)糊精水溶液中，在磁力攪拌或搖床上40℃攪拌24h，振搖速率150rpm，靜置4h，用0.45μm的膜過濾，把濾渣烘干，得濾渣0.108g，此濾渣為未包合的橙皮素。因此，被包合的橙皮苷為0.145g，即溶液中橙皮素的濃度為2.9g/l，而原橙皮素在水中的溶解度為273mg/l，包合溶液中的橙皮素溶解度提高倍數(shù)為10.6倍。把過濾的包合溶液進行凍干，得到包合物2.632g。再次復(fù)溶后可形成澄清透明的溶液。

實施例4柚皮苷的包合

配制羥丙基-β-環(huán)糊精0.05m的水溶液50ml，按照包合比3：1，稱取柚皮苷0.483g，用5ml乙醇分散，把該懸浮液緩慢加入到羥丙基-β-環(huán)糊精水溶液中，在搖床上常溫振搖12h，振搖速率180rpm，靜置4h，用0.45μm的膜過濾，把濾渣烘干，得濾渣0g。因此，被包合的柚皮苷為0.483g，即溶液中柚皮苷的濃度為9.7g/l，而原柚皮苷在水中的溶解度為10mg/l，包合溶液中的柚皮苷溶解度提高倍數(shù)為970倍。把過濾的包合溶液進行凍干，得到包合物3.211g。再次復(fù)溶后可形成澄清透明的溶液。

實施例5柚皮苷的包合

配制羥丙基-β-環(huán)糊精0.05m的水溶液50ml，按照包合比2∶1，稱取柚皮苷0.725g，用5ml乙醇分散，把該懸浮液緩慢加入到羥丙基-β-環(huán)糊精水溶液中，在搖床上40℃振搖12h，振搖速率200rpm，靜置4h，用0.45μm的膜過濾，把濾渣烘干，得濾渣0.027g。因此，被包合的柚皮苷為0.698g，即溶液中柚皮苷的濃度為13.96g/l，而原柚皮苷在水中的溶解度為10mg/l，包合溶液中的柚皮苷溶解度提高倍數(shù)為1396倍。把過濾的包合溶液進行凍干，得到包合物3.314g。再次復(fù)溶后可形成澄清透明的溶液。

實施例6柚皮苷的包合

配制羥丙基-β-環(huán)糊精0.05m的水溶液50ml，按照包合比1.5∶1，稱取柚皮苷1.024g，用5ml乙醇分散，把該懸浮液緩慢加入到羥丙基-β-環(huán)糊精水溶液中，在搖床上40℃振搖12h，振搖速率250rpm，靜置4h，用0.45μm的膜過濾，把濾渣烘干，得濾渣0.624g。因此，被包合的柚皮苷為0.400g，即溶液中柚皮苷的濃度為8g/l，而原柚皮苷在水中的溶解度為10mg/l，包合溶液中的柚皮苷溶解度提高倍數(shù)為800倍。把過濾的包合溶液進行凍干，得到包合物3.014g。再次復(fù)溶后可形成澄清透明的溶液。

實施例7柚皮素的包合

配制羥丙基-β-環(huán)糊精0.05m的水溶液100ml，按照包合比2∶1，稱取柚皮素0.340g，用5ml乙醇分散，把該懸浮液緩慢加入到羥丙基-β-環(huán)糊精水溶液中，在磁力攪拌或搖床上50℃時攪拌12h，振搖速率200rpm，靜置4h，用0.45μm的膜過濾，把濾渣烘干，得濾渣0.035g，此濾渣為未包合的柚皮素。因此，被包合的柚皮素為0.305g，即溶液中柚皮素的濃度為6.1g/l，而原柚皮素在水中的溶解度為9.8mg/l，包合溶液中的柚皮素溶解度提高倍數(shù)為622倍。把過濾的包合溶液進行凍干，得到包合物3.056g。再次復(fù)溶后可形成澄清透明的溶液。

實施例8柚皮素的包合

配制羥丙基-β-環(huán)糊精0.05m的水溶液100ml，按照包合比2∶1，稱取柚皮素0.340g，用5ml乙醇分散，把該懸浮液緩慢加入到羥丙基-β-環(huán)糊精水溶液中，在磁力攪拌或搖床上50℃時攪拌12h，振搖速率250rpm，靜置4h，用0.45μm的膜過濾，把濾渣烘干，得濾渣0.029g，此濾渣為未包合的柚皮素。因此，被包合的柚皮素為0.311g，即溶液中柚皮素的濃度為6.22g/l，而原柚皮苷在水中的溶解度為9.8mg/l，包合溶液中的柚皮苷溶解度提高倍數(shù)為635倍。把過濾的包合溶液進行凍干，得到包合物3.133g。再次復(fù)溶后可形成澄清透明的溶液。

對比例

四種黃酮在不同包合條件下的包合量及包合物的溶解度對比見表1所示，因為黃酮形成包合物后，它的溶解度可以用羥丙基-β-環(huán)糊精在水中的溶解度來衡量，而羥丙基-β-環(huán)糊精在水中的溶解度≥100(25℃，g/100ml)，因此，包合物的溶解度將大大高于包合溶液中的黃酮的濃度，具體見表1中的溶解度提高倍數(shù)。

表1柑桔黃酮包合物包合條件及其溶解度對比

*：包合物溶解度(g/l)＝包合量*(包合物質(zhì)量/hpcd溶解度)

應(yīng)用例包合物添加于果汁中

兩種商業(yè)果汁，分別是可口可樂公司的酷兒橙汁和農(nóng)夫山泉公司的檸檬紅茶。把這兩種飲料各100ml，按照5‰的量，酷兒橙汁中加入橙皮苷和橙皮素的包合物，檸檬紅茶中加入柚皮苷和柚皮素的包合物。兩種包合物的加入后迅速溶解，并未影響果汁的感官。通過分光光度法分別測定了添加包合物的兩種果汁的總黃酮含量，其中添加橙皮苷和橙皮素包合物的酷兒橙汁總黃酮含量為112.5mg/l，添加柚皮苷和柚皮素包合物的檸檬紅茶總黃酮含量為330mg/l。而未添加包合物的兩種果汁飲料中均未測得總黃酮(通過本方法)，因此，通過添加本發(fā)明的黃酮包合物，可以明顯提高果汁飲料中的黃酮含量。