具有降脂功能的山楂原粉及其复合制剂的开发

【摘要】：山楂是蔷薇科山楂属的一种植物,因其具有很强的抗氧化活性,能够清除自由基、抑制脂质过氧化,具有消食化瘀等生物学功能,在中国传统医学体系中,常被用作高血压、高血脂、消化不良、心绞痛等的治疗剂。为了扩大山楂果实的应用范围,促进其在医疗保健行业的应用,本研究以山楂原粉的开发为中心,对山楂提取液的脱糖、脱胶工艺进行了优化,并对其主要成分及体外降血脂功效进行了鉴定和评价,开发出一种具有降脂功能的山楂含片。主要内容及研究结果如下:首先,为探究山楂提取液中特征成分种类及含量,了解发酵法脱糖前后特征成分的变化情况,选用5种酿酒酵母(KDLY-16、KDLY-6、诺盟、SC、安琪)对山楂提取液进行单菌种发酵,采用化学法测定山楂原液发酵前后总黄酮、总酚、总酸等含量的变化情况,用超高压液相色谱质谱连用技术(UPLC-MS/MS)鉴定发酵前后部分黄酮、酚等特征成分种类及其含量的变化情况。结果表明,山楂提取液经发酵后总黄酮和总酸含量分别上升1.216 g/L和2.133 g/L,总酚和总花色苷含量分别下降47.2%和34.8%;山楂提取液中黄酮类物质以绿原酸为主,含量约占总体的60%左右;经过KDLY-16和安琪酿酒酵母发酵后黄酮含量上升幅度较大。山楂提取液中的酚类物质以表儿茶素和花色苷为主,经过KDLY-16、SC和安琪酿酒酵母发酵后表儿茶素含量上升至原来的1~2.5倍,经过诺盟酿酒酵母发酵后表儿茶素含量降低64.5%;经发酵后所检出的花色苷种类由6种减少至5种,经过诺盟酿酒酵母发酵后花色苷种类减少为4种,主要的花色苷含量由2.929 mg/L降低至0.2 mg/L。经过五种酿酒酵母发酵后,有0.3~0.6 mg/L咖啡酸的生成。其次,以山楂提取液为原料,对山楂提取液果胶酶解工艺进行优化。以山楂原液果胶脱除率为响应值,从四种不同种类的商品酶中筛选出果胶去除率最高的果胶酶。在单因素试验的基础上,对加酶量、酶解时间、酶解温度三个影响因素进行响应面优化。结果表明:半乳糖醛酸酶活性最高的Pectinex YieldMASH果胶酶的果胶脱除率最高,达89.13%;山楂原液果胶最佳酶解工艺为加酶量240 U/L、酶解时间52 min、酶解温度45℃,在此条件下的果胶脱除率实际测定值为90.58%±0.228,与理论预测值90.18%接近。第三,为喷雾干燥法生产山楂原粉的需要,研究了葡萄糖氧化酶法、离子交换法、醇沉法和发酵法脱糖效果的差异,综合评价了四种脱糖方法对山楂中绿原酸、花青素、原花青素、表儿茶素等部分特征成分的保留效果。结果显示,4种脱糖方式对总糖和还原糖都具有一定的脱除效果。其中,发酵法的还原糖和总糖脱糖率最高,五种酿酒酵母对还原糖和总糖的脱除率均在80%以上,其中KDLY-16酿酒酵母的脱糖效果最好,其对还原糖和总糖的脱除率分别达到86.66%和96.82%;对比4种特征性成分的保留率,发现发酵法能使绿原酸、原花青素和表儿茶素含量在原来的基础上分别上升35.98%、5.42%和3.20%;对五种酿酒酵母的发酵性能进行比较研究发现,诺盟菌种的起酵速度最快,KDLY-16菌种的起酵速度最慢,但是它的发酵程度最好,同时对山楂提取液中4种特征成分的保留效果较好。五种酿酒酵母在发酵120 h之后都能达到发酵终点;KDLY-16菌种虽然起酵速度较慢,但其发酵程度显著高于其它四种酿酒酵母,因此本研究选用KDLY-16酿酒酵母进行发酵脱糖处理。对KDLY-16酿酒酵母的发酵条件进行了进一步优化,结果表明KDLY-16酿酒酵母的最优发酵工艺为:接种量为5×10~6 CFU/ml,发酵温度25℃,在此条件下发酵120 h后能达到较好的脱糖效果。第四,以紫肉山楂为原料提取山楂红色素。考察了液料比、提取剂pH值、提取时间和提取温度等因素对山楂红色素提取量的影响,通过响应面试验进一步优化了液料比、提取剂pH值和提取温度的具体参数。通过UPLC-MS/MS对紫肉山楂红色素的具体组成成分进行了鉴定。结果表明,山楂红色素提取的最优工艺为液料比15ml/g、提取溶液pH值2.0、提取温度46℃、提取时间50 min,通过此工艺可提取山楂红色素1.195 mg/g。验证试验结果显示,山楂红色素提取量的平均值为1.183 mg/g,与预测值接近。UPLC-MS/MS鉴定结果表明山楂红色素中主要成分为:矢车菊素类色素和飞燕草素类色素,分别占花色苷总量的76.17%和18.98%,其中,矢车菊素-3-半乳糖苷和飞燕草素-3-葡萄糖苷是紫肉山楂中含量最高的两种单体花色苷,分别占总量的63.86%和15.58%。最后,以脱糖脱胶后的山楂提取液为原料,向其中复配适量的山楂红色素,利用喷雾干燥技术制备山楂原粉。探究不同的助干剂及助干剂添加量对山楂原粉得率的影响,对得到的山楂原粉进行粉体学评价和体外降血脂功能性评价;向山楂原粉中辅以白砂糖、硬脂酸镁和山梨糖醇,通过正交法优化山楂含片的最佳配方,并对其品质进行评价。结果表明,以麦芽糊精作为助干剂,添加量达到2%时,山楂原粉得率达到49.67%;粉体学评价结果表明,山楂原粉的卡尔指数和豪斯纳比分别为56%(38%)和2.287(1.6),是一种粘性粉体,流动性较差,但其溶解性和分散性较好,在70 s内能完全分散,在90 s内能完全溶解;体外降血脂结果表明,0.2 g/ml的山楂原粉复溶液的胆酸盐结合能力在74%~88%之间,与考来烯胺阳性对照组无显著性差异;山楂原粉复溶液对胰脂肪酶抑制作用的IC50值为0.117 g/ml,显著高于奥利司他阳性对照组。单因素试验结果表明山楂含片的配方为白砂糖粉20%、山梨糖醇20%、硬脂酸镁1.2%,利用此配方可以制得外观光滑完整、口感细腻、酸甜适中、山楂味浓郁的山楂口含片。