CN113072662A - 一种果胶接枝共聚物及其制备方法、应用 - Google Patents
一种果胶接枝共聚物及其制备方法、应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113072662A CN113072662A CN202110318790.8A CN202110318790A CN113072662A CN 113072662 A CN113072662 A CN 113072662A CN 202110318790 A CN202110318790 A CN 202110318790A CN 113072662 A CN113072662 A CN 113072662A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- pectin
- ferulic acid
- graft copolymer
- preparation
- graft
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 229920001277 pectin Polymers 0.000 title claims abstract description 88
- 235000010987 pectin Nutrition 0.000 title claims abstract description 88
- 239000001814 pectin Substances 0.000 title claims abstract description 88
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 title abstract description 12
- 229920000578 graft copolymer Polymers 0.000 claims abstract description 38
- KSEBMYQBYZTDHS-HWKANZROSA-M (E)-Ferulic acid Natural products COC1=CC(\C=C\C([O-])=O)=CC=C1O KSEBMYQBYZTDHS-HWKANZROSA-M 0.000 claims abstract description 36
- KSEBMYQBYZTDHS-HWKANZROSA-N ferulic acid Chemical compound COC1=CC(\C=C\C(O)=O)=CC=C1O KSEBMYQBYZTDHS-HWKANZROSA-N 0.000 claims abstract description 36
- 229940114124 ferulic acid Drugs 0.000 claims abstract description 36
- KSEBMYQBYZTDHS-UHFFFAOYSA-N ferulic acid Natural products COC1=CC(C=CC(O)=O)=CC=C1O KSEBMYQBYZTDHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 36
- 235000001785 ferulic acid Nutrition 0.000 claims abstract description 36
- QURCVMIEKCOAJU-UHFFFAOYSA-N trans-isoferulic acid Natural products COC1=CC=C(C=CC(O)=O)C=C1O QURCVMIEKCOAJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 36
- 235000013305 food Nutrition 0.000 claims abstract description 9
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 35
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 33
- 108010029541 Laccase Proteins 0.000 claims description 20
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 18
- 235000016068 Berberis vulgaris Nutrition 0.000 claims description 16
- 241000335053 Beta vulgaris Species 0.000 claims description 16
- 238000000502 dialysis Methods 0.000 claims description 15
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 12
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 claims description 8
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 238000007334 copolymerization reaction Methods 0.000 claims description 7
- 238000004108 freeze drying Methods 0.000 claims description 7
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 7
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims description 7
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 6
- 239000000047 product Substances 0.000 claims description 6
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 5
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 4
- 238000003828 vacuum filtration Methods 0.000 claims description 4
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 claims description 3
- 241000228212 Aspergillus Species 0.000 claims description 2
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 claims description 2
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 claims description 2
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 claims description 2
- 239000003814 drug Substances 0.000 claims description 2
- 235000013402 health food Nutrition 0.000 claims description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 2
- 238000011034 membrane dialysis Methods 0.000 claims description 2
- 239000008055 phosphate buffer solution Substances 0.000 claims description 2
- 238000002390 rotary evaporation Methods 0.000 claims description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 abstract description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 abstract description 3
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract description 2
- 238000006065 biodegradation reaction Methods 0.000 abstract 1
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 20
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 18
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 14
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 12
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 12
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 description 12
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 description 12
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 11
- 230000002292 Radical scavenging effect Effects 0.000 description 10
- 150000004804 polysaccharides Chemical class 0.000 description 10
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 9
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 9
- GVJHHUAWPYXKBD-UHFFFAOYSA-N (±)-α-Tocopherol Chemical compound OC1=C(C)C(C)=C2OC(CCCC(C)CCCC(C)CCCC(C)C)(C)CCC2=C1C GVJHHUAWPYXKBD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- OHDRQQURAXLVGJ-HLVWOLMTSA-N azane;(2e)-3-ethyl-2-[(e)-(3-ethyl-6-sulfo-1,3-benzothiazol-2-ylidene)hydrazinylidene]-1,3-benzothiazole-6-sulfonic acid Chemical compound [NH4+].[NH4+].S/1C2=CC(S([O-])(=O)=O)=CC=C2N(CC)C\1=N/N=C1/SC2=CC(S([O-])(=O)=O)=CC=C2N1CC OHDRQQURAXLVGJ-HLVWOLMTSA-N 0.000 description 5
- MGJZITXUQXWAKY-UHFFFAOYSA-N diphenyl-(2,4,6-trinitrophenyl)iminoazanium Chemical compound [O-][N+](=O)C1=CC([N+](=O)[O-])=CC([N+]([O-])=O)=C1N=[N+](C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1 MGJZITXUQXWAKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 5
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 5
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 5
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 5
- 239000008363 phosphate buffer Substances 0.000 description 5
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 238000000967 suction filtration Methods 0.000 description 5
- 229910021642 ultra pure water Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000012498 ultrapure water Substances 0.000 description 5
- CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N Ascorbic acid Chemical compound OC[C@H](O)[C@H]1OC(=O)C(O)=C1O CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N 0.000 description 4
- 241000219310 Beta vulgaris subsp. vulgaris Species 0.000 description 4
- 235000021536 Sugar beet Nutrition 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229930003427 Vitamin E Natural products 0.000 description 3
- WIGCFUFOHFEKBI-UHFFFAOYSA-N gamma-tocopherol Natural products CC(C)CCCC(C)CCCC(C)CCCC1CCC2C(C)C(O)C(C)C(C)C2O1 WIGCFUFOHFEKBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 3
- 235000019165 vitamin E Nutrition 0.000 description 3
- 229940046009 vitamin E Drugs 0.000 description 3
- 239000011709 vitamin E Substances 0.000 description 3
- ZZZCUOFIHGPKAK-UHFFFAOYSA-N D-erythro-ascorbic acid Natural products OCC1OC(=O)C(O)=C1O ZZZCUOFIHGPKAK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005033 Fourier transform infrared spectroscopy Methods 0.000 description 2
- 229930003268 Vitamin C Natural products 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 235000006708 antioxidants Nutrition 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 229910001448 ferrous ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N phenol group Chemical group C1(=CC=CC=C1)O ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- 235000019154 vitamin C Nutrition 0.000 description 2
- 239000011718 vitamin C Substances 0.000 description 2
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- 238000001157 Fourier transform infrared spectrum Methods 0.000 description 1
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 1
- GLEVLJDDWXEYCO-UHFFFAOYSA-N Trolox Chemical compound O1C(C)(C(O)=O)CCC2=C1C(C)=C(C)C(O)=C2C GLEVLJDDWXEYCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001284 acidic polysaccharide Polymers 0.000 description 1
- 150000004805 acidic polysaccharides Chemical class 0.000 description 1
- 238000000540 analysis of variance Methods 0.000 description 1
- 230000000975 bioactive effect Effects 0.000 description 1
- 230000004071 biological effect Effects 0.000 description 1
- 210000002421 cell wall Anatomy 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 1
- 235000013325 dietary fiber Nutrition 0.000 description 1
- 235000019621 digestibility Nutrition 0.000 description 1
- 239000003995 emulsifying agent Substances 0.000 description 1
- 230000009144 enzymatic modification Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000003760 magnetic stirring Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000001404 mediated effect Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000002715 modification method Methods 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 239000009754 rhamnogalacturonan I Substances 0.000 description 1
- 239000008914 rhamnogalacturonan II Substances 0.000 description 1
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 1
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 1
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 1
- 238000002411 thermogravimetry Methods 0.000 description 1
- 238000001757 thermogravimetry curve Methods 0.000 description 1
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F251/00—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polysaccharides or derivatives thereof
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23L—FOODS, FOODSTUFFS, OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT COVERED BY SUBCLASSES A21D OR A23B-A23J; THEIR PREPARATION OR TREATMENT, e.g. COOKING, MODIFICATION OF NUTRITIVE QUALITIES, PHYSICAL TREATMENT; PRESERVATION OF FOODS OR FOODSTUFFS, IN GENERAL
- A23L29/00—Foods or foodstuffs containing additives; Preparation or treatment thereof
- A23L29/20—Foods or foodstuffs containing additives; Preparation or treatment thereof containing gelling or thickening agents
- A23L29/206—Foods or foodstuffs containing additives; Preparation or treatment thereof containing gelling or thickening agents of vegetable origin
- A23L29/231—Pectin; Derivatives thereof
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
- A61P39/00—General protective or antinoxious agents
- A61P39/06—Free radical scavengers or antioxidants
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23V—INDEXING SCHEME RELATING TO FOODS, FOODSTUFFS OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES AND LACTIC OR PROPIONIC ACID BACTERIA USED IN FOODSTUFFS OR FOOD PREPARATION
- A23V2002/00—Food compositions, function of food ingredients or processes for food or foodstuffs
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Pharmacology & Pharmacy (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Public Health (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Nutrition Science (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
Abstract
本发明涉及食品化学技术领域，尤其涉及一种果胶接枝共聚物及其制备方法、应用。该果胶接枝共聚物以果胶为主体，以阿魏酸为接枝物。本发明果胶接枝共聚物具有良好的抗氧化性，表面结构更加均匀、光滑，综合性能优异，环保易生物降解，为果胶衍生物产品的开发提供了一种新的途径。
Description
技术领域
本发明涉及食品化学技术领域，尤其涉及一种果胶接枝共聚物及其制备方法、应用。
背景技术
多糖是一种在自然界中分布极广的天然生物大分子，也是食品重要的组成成分，包括淀粉、果胶、膳食纤维等。多糖的理化特性对由其构成的食品的品质有重要的影响，如可消化性、水溶性、粘度、成膜性以及凝胶特性等。按结构决定性能的原理，多糖的这些特性本质上是由多糖的分子结构所决定的。当天然多糖的某些特性不能满足特定食品生产的需要时，可通过改变多糖的结构使其具备理想的性能。常见的多糖改性方法包括化学改性、物理改性与生物改性。近年来，利用生物活性物质对多糖进行改性可在改善多糖理化特性的同时赋予其良好的生物活性，其中酚酸-多糖共聚物的合成、特性及应用等方面的研究受到越来越多的关注。
果胶是一种酸性多糖大分子，广泛存在于植物的初生细胞壁和胞间层，它的组成结构比较复杂，主要包括同型半乳糖醛酸聚糖、鼠李糖半乳糖醛酸聚糖Ⅰ和鼠李糖半乳糖醛酸聚糖Ⅱ，常作为增稠剂、凝胶剂和乳化剂应用于食品加工业中。然而天然果胶的抗氧化性和热稳定性仍然不够理想，无法满足食品化学领域的实际需求。研究者开始不断的通过生物、化学和物理手段对天然果胶进行改性，其中，常见方法有：化学(pH)改性、酶改性、热改性、辐照改性、接枝改性、交联改性和取代改性等，目前，还未见关于果胶阿魏酸接枝共聚物的报道。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种果胶接枝共聚物及其制备方法、应用。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
一些实施方案中，所述果胶为甜菜果胶。
一些实施方案中，所述果胶接枝共聚物的接枝度为3～23％；一些优选实施方案中，接枝度为14％～20％；一些具体实施例中，接枝度具体为14％、16％、18％或20％。
本发明还提供了所述果胶接枝共聚物的制备方法，包括：
将果胶与阿魏酸混合，再加入催化剂充分混合，得混合体系；
所述混合体系在水浴条件下进行接枝共聚反应，反应产物依次进行真空抽滤，浓缩，渗析和干燥，得到到果胶接枝共聚物。
一些实施方案中，将果胶和阿魏酸分别溶于溶剂中，获得果胶溶液和阿魏酸溶液，然后将其进行混合；
所述果胶的溶剂为50mM pH 7.5的磷酸盐缓冲液；
所述阿魏酸的溶剂为甲醇。
一些实施方案中，所述果胶和阿魏酸的质量比为(5～10)：1。
一些实施方案中，所述混合和充分混合在搅拌下进行，所述搅拌具体为20～30℃、500rpm条件下磁力搅拌15～20min。
本发明中，所述催化剂为漆酶。
进一步地，所述漆酶来源于曲霉属，酶活力≥1000U/g。
一些实施方案中，所述充分混合具体为：于20～30℃、500rpm条件下磁力搅拌15～20min。
一些实施方案中，所述接枝共聚反应的温度为20～40℃，时间为0.5～5h，振荡速度为120rpm。
一些实施方案中，所述接枝共聚反应之后、真空抽滤之前还包括加入无水乙醇终止反应的步骤。
所述浓缩为40℃、17.5kPa下旋蒸浓缩。
所述渗析为透析膜渗析；所述透析膜截留分子量为6～8KDa，所述渗析的时间为48h。
所述干燥为冷冻干燥，干燥时间为24～48h。
本发明还提供了所述的果胶接枝共聚物在制备抗氧化产品中的应用。
所述产品为食品、保健食品或药物。
本发明果胶接枝共聚物以果胶为主体，以阿魏酸为接枝物。与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1)本发明阿魏酸-甜菜果胶衍生物具有良好的抗氧化性能，表面结构更加致密且光滑，热稳定性显著增强。
2)本发明所使用的甜菜果胶价格低廉，来源广泛，天然无毒，有利于实现农业副料的高值化利用，为果胶产品的开发加工与应用创新提供新的视角。
3)本发明工艺简单，过程可控，安全环保，接枝率高，为新型酚酸-多糖衍生物产品的开发应用提供一定的理论依据。
附图说明
图1为不同接枝度的果胶共聚物的DPPH自由基清除能力结果；其中，图例中Vc为维生素C；FA为阿魏酸；NS为天然果胶；SFC-14％为实施例1(接枝度14％)；SFC-16％为实施例2(接枝度16％)；SFC-18％为实施例3(接枝度18％)；SFC-20％为实施例4(接枝度20％)；
图2为不同接枝度的果胶共聚物的ABTS自由基清除能力结果；其中，图例中Vc为维生素C；FA为阿魏酸；NS为天然果胶；SFC-14％为实施例1(接枝度14％)；SFC-16％为实施例2(接枝度16％)；SFC-18％为实施例3(接枝度18％)；SFC-20％为实施例4(接枝度20％)；
图3为阿魏酸-甜菜果胶接枝共聚物的FT-IR谱图；
图4为阿魏酸-甜菜果胶接枝共聚物的SEM图；
图5为阿魏酸-甜菜果胶接枝共聚物的TGA图。
具体实施方式
本发明提供了一种果胶接枝共聚物。本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本发明。本发明的方法及应用已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文的方法和应用进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本发明技术。
本发明采用的试材皆为普通市售品，皆可于市场购得。
下面结合实施例，进一步阐述本发明：
实施例1果胶接枝共聚物(SFC-14％)的制备
1)将0.5g甜菜果胶粉末添加到45mL 50mM的磷酸盐缓冲液(pH 7.5)中，在20℃条件下磁力搅拌8h，使甜菜果胶充分溶解；
2)将5mL 1.0％(w/v)阿魏酸-甲醇溶液加入到步骤1)的果胶溶液中，所得混合溶液在20℃、500rpm条件下磁力搅拌15min；
3)向步骤2)的混合液中加入100μL漆酶引发反应，所得混合溶液在20℃、500rpm条件下磁力搅拌15min；
4)将步骤3)所得的混合体系在40℃、120rpm的恒温振荡水浴锅中反应1h；
5)反应结束后向步骤4)的反应液中添加150mL无水乙醇终止反应，所得的混合液体用真空泵抽滤2次；
6)在40℃、17.5kPa下旋转蒸发步骤5)得到的滤液，收集浓缩液；
7)将步骤6)得到的浓缩液用截留分子量为7KDa的透析膜渗析48h，直至膜外渗透液的电导率等于超纯水电导率；
8)将步骤7)所得溶液冷冻干燥48h，得到阿魏酸-甜菜果胶接枝共聚物，并测定衍生物中阿魏酸的接枝率。
实施例2果胶接枝共聚物(SFC-16％)的制备
1)将0.5g甜菜果胶粉末添加到45mL 50mM的磷酸盐缓冲液(pH 7.5)中，在20℃条件下磁力搅拌8h，使甜菜果胶充分溶解；
2)将5mL 2.0％(w/v)阿魏酸-甲醇溶液加入到步骤1)的果胶溶液中，所得混合溶液在20℃、500rpm条件下磁力搅拌15min；
3)向步骤2)的混合液中加入150μL漆酶引发反应，所得混合溶液在20℃、500rpm条件下磁力搅拌15min；
4)将步骤3)所得的混合体系在30℃、120rpm的恒温振荡水浴锅中反应4h；
5)反应结束后向步骤4)的反应液中添加150mL无水乙醇终止反应，所得的混合液体用真空泵抽滤2次；
6)在40℃、17.5kPa下旋转蒸发步骤5)得到的滤液，收集浓缩液；
7)将步骤6)得到的浓缩液用截留分子量为7KDa的透析膜渗析48h，直至膜外渗透液的电导率等于超纯水电导率；
8)将步骤7)所得溶液冷冻干燥48h，得到阿魏酸-甜菜果胶接枝共聚物，并测定衍生物中阿魏酸的接枝率。
实施例3果胶接枝共聚物(SFC-18％)的制备
1)将0.5g甜菜果胶粉末添加到45mL 50mM的磷酸盐缓冲液(pH 7.5)中，在20℃条件下磁力搅拌8h，使甜菜果胶充分溶解；
2)将5mL 1.0％(w/v)阿魏酸-甲醇溶液加入到步骤1)的果胶溶液中，所得混合溶液在20℃、500rpm条件下磁力搅拌15min；
3)向步骤2)的混合液中加入50μL漆酶引发反应，所得混合溶液在20℃、500rpm条件下磁力搅拌15min；
4)将步骤3)所得的混合体系在30℃、120rpm的恒温振荡水浴锅中反应3h；
5)反应结束后向步骤4)的反应液中添加150mL无水乙醇终止反应，所得的混合液体用真空泵抽滤2次；
6)在40℃、17.5kPa下旋转蒸发步骤5)得到的滤液，收集浓缩液；
7)将步骤6)得到的浓缩液用截留分子量为7KDa的透析膜渗析48h，直至膜外渗透液的电导率等于超纯水电导率；
8)将步骤7)所得溶液冷冻干燥48h，得到阿魏酸-甜菜果胶接枝共聚物，并测定衍生物中阿魏酸的接枝率。
实施例4果胶接枝共聚物(SFC-20％)的制备
1)将0.5g甜菜果胶粉末添加到45mL 50mM的磷酸盐缓冲液(pH 7.5)中，在20℃条件下磁力搅拌8h，使甜菜果胶充分溶解；
2)将5mL 2.0％(w/v)阿魏酸-甲醇溶液加入到步骤1)的果胶溶液中，所得混合溶液在20℃、500rpm条件下磁力搅拌15min；
3)向步骤2)的混合液中加入150μL漆酶引发反应，所得混合溶液在20℃、500rpm条件下磁力搅拌15min；
4)将步骤3)所得的混合体系在40℃、120rpm的恒温振荡水浴锅中反应3h；
5)反应结束后向步骤4)的反应液中添加150mL无水乙醇终止反应，所得的混合液体用真空泵抽滤2次；
6)在40℃、17.5kPa下旋转蒸发步骤5)得到的滤液，收集浓缩液；
7)将步骤6)得到的浓缩液用截留分子量为7KDa的透析膜渗析48h，直至膜外渗透液的电导率等于超纯水电导率；
8)将步骤7)所得溶液冷冻干燥48h，得到阿魏酸-甜菜果胶接枝共聚物，并测定衍生物中阿魏酸的接枝率。
实施例5果胶接枝共聚物的制备
1)将0.5g甜菜果胶粉末添加到45mL 50mM的磷酸盐缓冲液(pH 7.5)中，在20℃条件下磁力搅拌8h，使甜菜果胶充分溶解；
2)将5mL 1.0％(w/v)阿魏酸-甲醇溶液加入到步骤1)的果胶溶液中，所得混合溶液在20℃、500rpm条件下磁力搅拌15min；
3)向步骤2)的混合液中加入150μL漆酶引发反应，所得混合溶液在20℃、500rpm条件下磁力搅拌15min；
4)将步骤3)所得的混合体系在20℃、120rpm的恒温振荡水浴锅中反应2h；
5)反应结束后向步骤4)的反应液中添加150mL无水乙醇终止反应，所得的混合液体用真空泵抽滤2次；
6)在40℃、17.5kPa下旋转蒸发步骤5)得到的滤液，收集浓缩液；
7)将步骤6)得到的浓缩液用截留分子量为7KDa的透析膜渗析48h，直至膜外渗透液的电导率等于超纯水电导率；
8)将步骤7)所得溶液冷冻干燥48h，得到阿魏酸-甜菜果胶接枝共聚物，并测定衍生物中阿魏酸的接枝率。
对比例1
天然甜菜果胶，未进行任何处理。
对比例2
天然阿魏酸，未进行任何处理。
测试例1不同果胶接枝共聚物中阿魏酸接枝度的测定
对所述实施例1～5和对比例1得到的阿魏酸-甜菜果胶接枝共聚物进行接枝度的测定，结果如下表所示：
表1
从表1中数据可以看出，与对比例1(未经处理的果胶)相比，实施例1～5(接枝共聚物)的阿魏酸含量显著提高，最高可达到20％左右，这说明漆酶介导的接枝反应过程可控，接枝率高。
测试例2不同取代度的共聚物抗氧化活性的比较
对所述实施例1～4制备的接枝共聚物和对比例1进行抗氧化活性的测定，结果分别以DPPH自由基清除能力、ABTS自由基清除能力和亚铁离子还原能力的水溶性维生素E当量(Trolox equivalent)表示，结果见表2：
表2水溶性维生素E等效抗氧化能力
*表格中DPPH自由基清除能力，ABTS自由基清除能力，亚铁还原能力结果以水溶性维生素E当量(TE)表示。
*实施例1为接枝度14％的共聚物；实施例2为接枝度16％的共聚物；实施例3为接枝度18％的共聚物；实施例4为接枝度20％的共聚物；对比例1为天然果胶。
从表2中数据可以看出，与对比例1(未经处理的果胶)相比，实施例1～4(接枝共聚物)的抗氧化活性显著提高，DPPH自由基清除能力从99.55±9.97μmol TE/g提高到486.96±5.40μmol TE/g，ABTS自由基清除能力从66.45±8.83μmol TE/g提高到622.75±1.35μmol TE/g，亚铁离子还原能力从62.89±3.02μmol TE/g提高到416.73±5.18μmol TE/g。
测试例3不同浓度的共聚物抗氧化活性的比较
对所述实施例1～4制备的接枝度为14％、16％、18％和20％的共聚物，按照与测试例2相同的方法对不同浓度样品的抗氧化活性进行测定，检测指标为DPPH自由基清除效果和ABTS自由基清除效果，结果见图1～2。
测试例4FT-IR,SEM,TGA分析实验
对所述实施例5制备的接枝共聚物、对比例1和对比例2进行傅里叶变换红外光谱FT-IR，扫描电镜SEM和热重TGA分析，结果见图3～5。
由图3～5可知，阿魏酸已经成功接枝到甜菜果胶上，与天然果胶相比，本发明甜菜果胶接枝共聚物的表面结构更加致密且光滑，热稳定性显著增强。
测试例5本发明制备方法的工艺参数优化试验
分别探究反应物比例，漆酶添加量，反应温度和反应时间4种因素对共聚物接枝度的影响。
1、不同反应物比例的研究
考察不同反应物质量比(果胶：阿魏酸)对阿魏酸接枝度的影响，固定漆酶添加量150μL，反应温度30℃和反应时间4h，其他步骤参数按照实施例1～5的方法进行，结果见表3。
表3
| 反应物质量比 | 阿魏酸接枝度(％) |
| 5:1 | 15.960±0.060 |
| 10:1 | 11.408±0.018 |
| 20:1 | 5.084±0.038 |
| 40:1 | 2.976±0.101 |
2、漆酶添加量的研究
考察不同漆酶添加量对阿魏酸接枝度的影响，固定反应物比例5:1，反应温度30℃和反应时间4h，其他步骤参数按照实施例1～5的方法进行，结果见表4。
表4
| 漆酶添加量 | 阿魏酸接枝度(％) |
| 25μL | 15.012±0.036 |
| 50μL | 17.469±0.048 |
| 100μL | 17.368±0.072 |
| 150μL | 15.960±0.060 |
| 200μL | 14.956±0.077 |
3、反应温度的研究
考察不同反应温度对阿魏酸接枝度的影响，固定反应物比例5:1，漆酶添加量150μL和反应时间4h，其他步骤参数按照实施例1～5的方法进行，结果见表5。
表5
| 反应温度 | 阿魏酸接枝度(％) |
| 20℃ | 15.630±0.084 |
| 30℃ | 15.960±0.060 |
| 40℃ | 14.503±0.042 |
| 50℃ | 12.538±0.048 |
| 60℃ | 11.710±0.055 |
4、反应时间的研究
考察不同反应时间对阿魏酸接枝度的影响，固定反应物比例5:1，漆酶添加量150μL和反应温度30℃，其他步骤参数按照实施例1～5的方法进行，结果见表6。
表6
| 反应时间 | 阿魏酸接枝度(％) |
| 0.5h | 16.176±0.037 |
| 1.0h | 18.945±0.120 |
| 2.0h | 17.032±0.100 |
| 3.0h | 16.393±0.119 |
| 4.0h | 15.960±0.060 |
| 5.0h | 15.751±0.064 |
5、正交试验
选择反应物质量比A、漆酶添加量B、接枝共聚反应的反应温度C和反应时间D四个影响因素，按照表7的正交试验因素与水平表进行L9(34)正交试验，其他步骤参数参见实施例1～5，结果见表8～9。
表7正交试验因素与水平表
表8四因素三水平正交试验结果
表9方差分析表
注：F0.05(2，2)＝19.00，F0.01(2，2)＝99.00；**表示差异在0.01水平上显著。
由表8的结果可知，影响阿魏酸接枝度的各因素主次顺序为：反应物比例A>反应温度C>漆酶添加量B>反应时间D，因此最优组合为A1B1C2D1。方差分析结果(表9)表明，在选定的条件范围内，反应物比例A对实验结果有非常显著的影响(P<0.01)，而其他3种因素对实验结果的影响不显著。
综合极差和方差分析结果，得到最佳合成方案为反应物比例5:1，漆酶添加量50μL，反应温度30℃，反应时间1h。通过验证试验对该合成工艺进行验证，在该反应条件下衍生物中阿魏酸的接枝度为23.119％。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种果胶接枝共聚物，其特征在于，其以果胶为主体，以阿魏酸为接枝物。
2.根据权利要求1所述的果胶接枝共聚物，其特征在于，所述果胶接枝共聚物的接枝度为3～23％；所述果胶为甜菜果胶。
3.权利要求1或2所述果胶接枝共聚物的制备方法，其特征在于，包括：
将果胶与阿魏酸混合，再加入催化剂充分混合，得混合体系；
所述混合体系在水浴条件下进行接枝共聚反应，反应产物依次进行真空抽滤，浓缩，渗析和干燥，得到果胶接枝共聚物。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，将果胶和阿魏酸分别溶于溶剂中，获得果胶溶液和阿魏酸溶液，然后将其进行混合；
所述果胶的溶剂为50mM pH 7.5的磷酸盐缓冲液；
所述阿魏酸的溶剂为甲醇。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述果胶和阿魏酸的质量比为(5～10)：1。
6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述催化剂为漆酶，所述漆酶来源于曲霉属，酶活力≥1000U/g。
7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述接枝共聚反应的温度为20～40℃，时间为0.5～5h，振荡速度为120rpm。
8.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述接枝共聚反应之后、真空抽滤之前还包括加入无水乙醇终止反应的步骤。
9.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述浓缩为40℃、17.5kPa下旋蒸浓缩；
所述渗析为透析膜渗析；所述透析膜截留分子量为6～8KDa，所述渗析的时间为48h；
所述干燥为冷冻干燥，干燥时间为24～48h。
10.权利要求1或2所述的果胶接枝共聚物或权利要求3～9任一项制备方法制得的果胶接枝共聚物在制备抗氧化产品中的应用，所述产品为食品、保健食品或药物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110318790.8A CN113072662A (zh) | 2021-03-25 | 2021-03-25 | 一种果胶接枝共聚物及其制备方法、应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110318790.8A CN113072662A (zh) | 2021-03-25 | 2021-03-25 | 一种果胶接枝共聚物及其制备方法、应用 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113072662A true CN113072662A (zh) | 2021-07-06 |
Family
ID=76611696
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110318790.8A Pending CN113072662A (zh) | 2021-03-25 | 2021-03-25 | 一种果胶接枝共聚物及其制备方法、应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113072662A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113730374A (zh) * | 2021-08-05 | 2021-12-03 | 中新国际联合研究院 | 一种甜菜果胶基口服缓释凝胶珠及其制备方法 |
| CN114716579A (zh) * | 2022-03-24 | 2022-07-08 | 黑龙江八一农垦大学 | 一种果胶接枝共聚物及其制备方法和应用 |
-
2021
- 2021-03-25 CN CN202110318790.8A patent/CN113072662A/zh active Pending
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| CHUN WANG ET AL.: ""Conjugation of ferulic acid onto pectin affected the physicochemical, functional and antioxidant properties"", 《JOURNAL OF THE SCIENCE OF FOOD AND AGRICULTURE》 * |
| N. KARAKI ET AL.: ""Functionalization of pectin with laccase-mediated oxidation products of ferulic acid"", 《ENZYME AND MICROBIAL TECHNOLOGY》 * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113730374A (zh) * | 2021-08-05 | 2021-12-03 | 中新国际联合研究院 | 一种甜菜果胶基口服缓释凝胶珠及其制备方法 |
| CN114716579A (zh) * | 2022-03-24 | 2022-07-08 | 黑龙江八一农垦大学 | 一种果胶接枝共聚物及其制备方法和应用 |
| CN114716579B (zh) * | 2022-03-24 | 2023-02-17 | 黑龙江八一农垦大学 | 一种果胶接枝共聚物及其制备方法和应用 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN113072662A (zh) | 一种果胶接枝共聚物及其制备方法、应用 | |
| US9458252B2 (en) | Starch esters and method of preparation | |
| JP2002514663A (ja) | アロエペクチン | |
| CN112300449A (zh) | 一种改性刺槐豆胶-kappa型卡拉胶凝胶及其制备方法 | |
| CN114128710B (zh) | 一种基于咖啡酸的复合材料及其制备方法 | |
| CN113151370B (zh) | 一种阿魏酸-***木聚糖共聚物及其制备方法 | |
| CN113397081B (zh) | 一种ε-聚赖氨酸-***胶纳米颗粒的制备方法 | |
| WO2013051146A1 (ja) | 低分子量化こんにゃくグルコマンナンの製造方法およびこの方法により得られる低分子量化こんにゃくグルコマンナン | |
| CN110624515B (zh) | 一种果酒澄清剂及其制备方法 | |
| CN113662171A (zh) | 一种壳聚糖基微凝胶乳化剂 | |
| CN111171348A (zh) | 一种抑制南美白对虾腐败菌的含虾青素生物抗菌复合膜的制备方法 | |
| CN114098050A (zh) | 一种基于大豆分离蛋白与卡拉胶的木酚素水凝胶及其制备方法 | |
| Liu et al. | Highly efficient grafting of polyvinyl acetate onto cellulose nanocrystals in the aqueous phase | |
| RU2585069C2 (ru) | Способ обработки кофе | |
| CN115124755B (zh) | 调节冻干果胶气凝胶多孔结构和质构的方法 | |
| CN115124632B (zh) | 一种对羟基苯甲酸-壳聚糖接枝物的制备方法 | |
| WO2008141452A1 (en) | Chitosan salts, methods of manufacture and uses thereof | |
| AU7907098A (en) | Methods of obtaining selected pectin fractions, such fractions and their use | |
| CN110226737A (zh) | 一种高黏度叶类果胶与蛋白复合物在豆制品中的应用 | |
| Cheng et al. | Effect of degrees of substitution on physicochemical properties of 2-hydroxypropyl trimethyl ammonium chloride chitosan | |
| CN110777129A (zh) | 一种单宁酶的共交联固定化方法 | |
| CN113637063B (zh) | 一种葡聚糖醛糖基化酪蛋白酸钠的制备工艺 | |
| Darzi Arbabi et al. | Extraction and Physicochemical Characterization of Chitosan from Litopenaeus vannamei Shells | |
| WO2013171137A1 (en) | Method for precipitating and re-dissolving beta-glucan | |
| CN115769842A (zh) | 一种基于板栗乳的含酚脂质体的制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210706 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |