一种利用食物成分促进番茄红素发生顺式异构化的方法 |
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| 申请号 | CN202311234237.1 | 申请日 | 2023-09-22 | 公开(公告)号 | CN117326911A | 公开(公告)日 | 2024-01-02 |
| 申请人 | 江南大学; | 发明人 | 张连富; 张薛键; 杨成; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种利用食物中天然存在的成分促进番茄红素从全反式构型转化为顺式异构体的方法，属于食品功能因子活性强化技术领域。本发明采用食品级 植物 提取 物及食品组分催化番茄红素的异构化的方法，包括以下步骤：在含有 植物油 的番茄制品中，加入 植物提取物 或经过前处理的食品组分，并在加热的条件下进行反应，得到高顺式番茄红素含量的番茄制品。其中的顺式番茄红素含量占比可达35％以上，为制备高顺式番茄红素含量的番茄产品提供了一种高效、经济、绿色的方法。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种高顺式番茄红素含量制品的制备方法，其特征在于，包括以下步骤： |
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| 说明书全文 | 一种利用食物成分促进番茄红素发生顺式异构化的方法技术领域[0001] 本发明属于食品功能因子活性强化技术领域，涉及一种利用食物成分促进番茄红素发生顺式异构化的方法。 背景技术[0002] 番茄红素(lycopene)是一种天然的类胡萝卜素，广泛存在于番茄、胡萝卜、西瓜等果蔬中。作为一种多重功能性的天然功能成分，番茄红素被认为具有预防心血管疾病、延缓衰老、预防代谢紊乱、预防肥胖等功能。以番茄红素为主要功效成分的功能性食品、保健食品和化妆品等产品越来越多的被开发出来。 [0003] 由于分子中含有11个共轭双键，番茄红素可以通过顺式和全反式两种空间构型呈现并具有多种异构体。天然含有番茄红素的果蔬原料及加工制品中90％以上都为全反式构型，但其顺式异构体在人体中大量存在——在人体的血清和组织中，顺式番茄红素占比在50％以上。研究发现，对于膳食来源的番茄红素，顺式番茄红素比全反式番茄红素更容易被人吸收，相比反式有着更高的生物利用率；顺式的番茄红素相比反式有更强的抗氧化活性。 由于番茄红素是脂溶性物质，其在人体的吸收率较低，通过异构化方法，将反式番茄红素转化成顺式番茄红素，可提高番茄红素及其相关产品的生理活性和生物利用度。 [0004] 经检索，目前公开的专利如CN102627521A和CN104549377A分别叙述了使用短时热回流/胆酸盐吸附或碘掺杂二氧化钛纳米非光催化剂将反式番茄红素转化为顺式的异构化方法。这些异构化方法需要使用有机溶剂及化学试剂，存在化学成分残留的问题。同时，上述方法都是以番茄红素提取物为研究对象，经异构化处理后，因为其有别于普通的番茄红素提取物而不能直接作为食品添加剂应用到食品加工。为此，本申请试图开发一种以含番茄红素食品级原料为初始、利用食物中天然含有的化学成分来催化天然的(全反式)番茄红素异构生成顺式番茄红素以提高产品中顺式构型番茄红素比例的方法。 发明内容[0005] 技术问题 [0006] 目前，主流的番茄红素异构化方法会用到有机试剂，同时催化剂的添加量有限制，且存在着有机试剂残留、催化剂去除等问题。因此，为了满足目前市场和消费者绿色化的要求，需要一种使用食品级原料的番茄红素异构化方法，来得到高顺式番茄红素含量的番茄红素产品。 [0007] 技术方案 [0008] 为了解决上述问题，本发明提供一种高顺式番茄红素含量制品的制备方法，包括以下步骤： [0010] 进一步的，所述含有番茄红素的制品中的番茄红素包括全反式番茄红素和顺式番茄红素中的两种； [0011] 或，含有番茄红素的制品中的番茄红素为全反式番茄红素。 [0012] 进一步的，所述含有番茄红素的制品是由含有番茄红素的植物制备的。 [0013] 进一步的，含有番茄红素的植物包括番茄、胡萝卜、西瓜、木瓜、番石榴中的一种或多种。 [0014] 具体可选的，含有番茄红素的制品包括番茄膏、番茄酱、番茄粉，番茄汁。 [0016] 进一步的，所述含有西兰花的提取物包括西兰花提取物和西兰花酱。 [0017] 具体可选的，西兰花酱的制备步骤包括： [0018] 将培育3～6天的西兰花芽按照质量1:0.5～2的比例添加浓度为0.03～6mg/ml的抗坏血酸水溶液，混合均匀，并在30～37℃条件下，让西兰花芽汁水解1～3h，之后冷冻干燥4～6h，得到西兰花芽酱。 [0019] 进一步的，所述的植物提取物添加量和含有番茄红素的制品的质量比为25～100mg:1g。 [0021] 具体可选的，植物油为橄榄油。 [0022] 进一步的，所述的植物油和含有番茄红素的制品的质量比为1g:5～15g。 [0023] 进一步的，所述的加热为在80℃～120℃下进行，反应时间为0.5～2小时。 [0024] 进一步的，所述高顺式番茄红素含量的制品中的顺式番茄红素为13‑顺‑番茄红素、9‑顺‑番茄红素和5‑顺‑番茄红素中的一种或多种。 [0025] 进一步的，所述高顺式番茄红素含量的制品中的总顺式番茄红素在总番茄红素中的占比超过.35％。 [0026] 本发明所提供的方法在番茄红素发生顺式异构化领域和食品领域的应用。 [0027] 本发明提供一种根据上述方法制得的高顺式番茄红素含量的制品。 [0028] 本发明提供的高顺式番茄红素含量的制品在食品领域的应用。 [0029] 有益效果 [0030] 本发明的异构化方法通过天然的食品组分可以无毒、安全、快速、高效制得高顺式比例的番茄红素，制得的产品中顺式番茄红素所占比例可达35％以上，为制备高生理活性、高顺式番茄红素含量的番茄红素产品提供了一种高效、经济、安全的方法。附图说明 [0032] 图2为实施例2中反应产物顺式番茄红素检测的液相图。 [0033] 图3为实施例3中反应产物顺式番茄红素检测的液相图。 [0034] 图4为对比例1中番茄红素的液相图。 [0035] 图5为对比例2中番茄红素的液相图。 [0036] 图6为对比例3中番茄红素的液相图。 [0037] 图7为对比例4中番茄红素的液相图。 [0038] 图8为对比例5中番茄红素的液相图。 [0039] 图9为对比例6中番茄红素的液相图。 [0040] 图10为Q值计算方法(DB/D||)。 具体实施方式[0041] 以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解实施例是为了更好地解释本发明，不用于限制本发明。 [0042] 原料来源 [0043] 蒜氨酸来自朗德生物科技有限公司；萝卜硫苷来自嘉盛康泽生物科技有限公司；番茄酱汁来自上海植营生物科技有限公司；西兰花种子选用京研益农(北京)种业科技有限公司的绿健西芽1号；大蒜提取物：朗德生物科技有限公司；西兰花提取物：欣禄生物科技有限公司；辣根提取物：卓睿生物科技有限公司；其它原料如未特殊说明，皆为普通市售。 [0044] 西兰花芽的培育： [0045] (1)培育前将种子用水洗净，在育苗盘中加入700ml水并铺上播种纸(加水量不能没过播种纸)； [0046] (2)将种子均匀洒在播种纸上，将育苗盘放在室内，无需太阳直晒。室内温度保持在15℃～25℃之间； [0047] (3)每天喷水4次保持播种纸湿润，并每隔24h更换育苗盘中的水； [0048] (4)培育4天后收获西兰花芽苗菜。 [0049] 测试方法 [0050] 其中番茄酱中顺式番茄红素的液相分析方法如下： [0051] 1)番茄红素的提取：取5g反应后的番茄酱，加入20ml的正己烷：甲醇：丙酮(2:1:1，v/v/v)磁力搅拌提取20min，抽滤收集上清液，得到的滤渣再重复上述步骤2次直至滤渣的颜色变淡，将取得的上清液合并。将合并后的上清液转移至分液漏斗，并加入5ml水。静置后取正己烷层，在45℃条件下通过真空旋转蒸发除去有机相后用乙酸乙酯溶解，并且定容至10ml。 [0052] 2)番茄红素顺式异构体液相分析条件： [0053] 采用高效液相色谱‑二极管阵列检测器(HPLC‑PDA)分离检测，根据保留时间和光谱特征进行定性鉴定。检测条件：色谱柱：C30(5μm，250mm×4.6mm)，液相条件：柱温30℃；流速1mL/min；进样量20μL；流动相A为甲醇‑甲基叔丁基醚‑水(450：25：25，v/v/v)，流动相B为甲基叔丁基醚‑甲醇(400：100，v/v)，采用梯度洗脱，流动相B梯度变化：0min～20min，B由45％变为50％；20min～28min，B由50％到95％；28min～32min，B相维持95％；32min～ 34min，B相由95％到100％；34min～37min，B相维持100％；37min～40min，B相由100％变为 45％，总共运行45min，检测波长：471nm。 [0054] 3)番茄红素异构体的鉴定 [0055] 番茄红素的鉴定是通过与文献相关报道数据进行对比实现的，包括保留时间，Z峰(在360nm附近的峰，是番茄红素的顺式特征吸收峰)，Q值(Z峰与主吸收峰的比值)峰鉴定结果如表10所示，13‑顺、5‑顺、9‑顺以及全反式番茄红素异构体都能够很好的被鉴定出来。 [0056] 表1番茄红素异构化的鉴定 [0057] [0058] 下面结合具体实施例对本发明作进一步的解释和说明。 [0059] 实施例1 [0060] 一种利用食物成分促进番茄红素发生顺式异构化的方法，包括以下步骤： [0061] 将大蒜提取物加入到10g含有橄榄油的番茄酱汁中，将其置于带盖的样品瓶中，并用氮气吹尽空气。于80℃油浴搅拌加热1h。加热完成后立即在冰水浴中冷却。得到高顺式番茄红素含量的番茄酱汁，其中大蒜提取物在番茄酱汁中的添加量为100mg/g，番茄酱汁中橄榄油添加量为0.1g/g，样品分析前贮存于‑20℃冰箱中。 [0062] 提取得到的番茄酱汁中的番茄红素并测试，测试结果如图1； [0063] 从图1可以看出全反式番茄红素经过异构化之后，分别生成三种主要的顺式产物。即保留时间在30.35min的13‑顺式番茄红素、保留时间在32.29min的9‑顺式番茄红素和保留时间在35.20min的5‑顺式番茄红素。结果表明，全反式番茄红素能通过大蒜素催化异构化得到顺式番茄红素，且以生物利用度高的5‑顺式番茄红素为主，所占比例达到21.32％，总顺式番茄红素占比达58.12％。所述的总顺式番茄红素包括13‑顺式番茄红素、9‑顺式番茄红素和5‑顺式番茄红素等顺式番茄红素。 [0064] 实施例2 [0065] 一种利用食物成分促进番茄红素发生顺式异构化的方法，包括以下步骤： [0066] 将西兰花提取物加入到10g含有橄榄油的番茄酱汁中，将其置于带盖的样品瓶中，并用氮气吹尽空气。于100℃油浴加热1h。加热完成后立即在冰水浴中冷却。得到高顺式番茄红素含量的番茄酱汁，其中西兰花提取物在番茄酱汁中的添加量为25mg/g，橄榄油添加量为0.1g/g。样品分析前贮存于‑20℃冰箱中。 [0067] 提取得到的番茄酱汁中的番茄红素并测试，测试结果如图2； [0068] 从图2可以看出全反式番茄红素经过异构化之后，分别生成三种主要的顺式产物。即保留时间在30.48min的13‑顺式番茄红素、保留时间在32.65min的9‑顺式番茄红素和保留时间在36.11min的5‑顺式番茄红素。结果表明，全反式番茄红素能通过萝卜硫素催化异构化得到顺式番茄红素，且以生物利用度高的5‑顺式番茄红素为主，所占比例达到19.3％，总顺式番茄红素占比达39％。所述的总顺式番茄红素包括13‑顺式番茄红素、9‑顺式番茄红素和5‑顺式番茄红素等顺式番茄红素。 [0069] 实施例3 [0070] 一种利用食物成分促进番茄红素发生顺式异构化的方法，包括以下步骤： [0071] 将培育四天收获新鲜的西兰花芽按照质量1:1的比例添加浓度为0.05mg/ml的抗坏血酸的水，使用榨汁机充分打碎，并在35℃条件下，让西兰花芽汁水解2h，再将得到的西兰花芽汁冷冻干燥5h，得到西兰花芽酱； [0072] 取干燥浓缩后的1g西兰花芽酱加入到10g含有橄榄油的番茄酱中，将其置于带盖的样品瓶中，并用氮气吹尽空气。于100℃油浴加热1h。加热完成后立即在冰水浴中冷却。得到高顺式番茄红素含量的番茄酱汁，其中橄榄油添加量为0.1g/g。样品分析前贮存于‑20℃冰箱中。 [0073] 提取得到的番茄酱汁中的番茄红素并测试，测试结果如图3； [0074] 从图3可以看出全反式番茄红素经过异构化之后，分别生成三种主要的顺式产物。即保留时间在29.90min的13‑顺式番茄红素、保留时间在31.88min的9‑顺式番茄红素和保留时间在34.95min的5‑顺式番茄红素。结果表明，全反式番茄红素能通过添加的西兰花芽汁催化异构化得到顺式番茄红素，且以生物利用度高的5‑顺式番茄红素为主，所占比例达到26.04％，总顺式番茄红素占比达61.87％。所述的总顺式番茄红素包括13‑顺式番茄红素、9‑顺式番茄红素和5‑顺式番茄红素等顺式番茄红素。 [0075] 对比例1 [0076] 省略实施例1中的橄榄油，其他与实施例1保持一致，得到反应产物。 [0077] 将得到的反应产物进行测试，测试结果如图4： [0078] 从图4可以看出：番茄酱汁进行加热处理后，只检测到少量顺式番茄红素。即，保留时间为31.32min的13‑顺式番茄红素和保留时间为33.84min的9‑顺式番茄红素以及保留时间为37.22min的5‑顺式番茄红素。13‑顺式番茄红素所占比例为2.13％，9‑顺式番茄红素所占比例为2.51％，且检测出5‑顺式番茄红素占比只有2.98％，总顺式番茄红素占比为8.06％，远远小于实施例中总顺式番茄红素占比。 [0079] 对比例2 [0080] 省略实施例1中的大蒜提取物，加热温度调整为100℃时间为1h，其他与实施例保持一致，得到反应产物。 [0081] 将得到的反应产物进行测试，测试结果如图5： [0082] 从图5可以看出：番茄酱汁进行加热处理后，只检测到少量顺式番茄红素。即，保留时间为31.50min的13‑顺式番茄红素和保留时间为34.06min的9‑顺式番茄红素以及保留时间为37.62min的5‑顺式番茄红素。13‑顺式番茄红素所占比例为0.62％，9‑顺式番茄红素所占比例为2.74％，且检测出5‑顺式番茄红素占比只有3.32％，总顺式番茄红素占比为6.68％，远远小于实施例中总顺式番茄红素占比。 [0083] 对比例3 [0084] 将实施例1中的大蒜提取物替换为等量的辣根提取物。其他与实施例1保持一致，得到反应产物。 [0085] 将得到的反应产物进行测试，测试结果如图6： [0086] 从图6可以看出：番茄酱汁进行加热处理后，只检测到少量顺式番茄红素。即，保留时间为29.984min的13‑顺式番茄红素和保留时间为32.114min的9‑顺式番茄红素。13‑顺式番茄红素所占比例为6.339％，9‑顺式番茄红素所占比例为8.645％，检测出5‑顺式番茄红素仅占比2.202％，总顺式番茄红素占比为17.19％，远远小于实施例中总顺式番茄红素占比。 [0087] 对比例4 [0088] 将实施例1中的大蒜提取物替换为等量的莱菔子提取物。其他与实施例1保持一致，得到反应产物。 [0089] 将得到的反应产物进行测试，测试结果如图7： [0090] 从图7可以看出：番茄酱汁进行加热处理后，只检测到少量顺式番茄红素。即，保留时间为31.322min的13‑顺式番茄红素和保留时间为33.393min的9‑顺式番茄红素。13‑顺式番茄红素所占比例为8.513％，9‑顺式番茄红素所占比例为4.88％，检测出5‑顺式番茄红素仅占比7.922％，总顺式番茄红素占比为24.13％，远远小于实施例中总顺式番茄红素占比。 [0091] 对比例5 [0092] 将实施例1中的大蒜提取物替换为等量的蒜氨酸。其他与实施例1保持一致，得到反应产物。 [0093] 将得到的反应产物进行测试，测试结果如图7： [0094] 从8可以看出：番茄酱汁进行加热处理后，只检测到少量顺式番茄红素。即，保留时间为31.372min的13‑顺式番茄红素和保留时间为33.640min的9‑顺式番茄红素。13‑顺式番茄红素所占比例为4.49％，9‑顺式番茄红素所占比例为5.72％，且没有检测出5‑顺式番茄红素，总顺式番茄红素占比为11.54％，远远小于实施例中总顺式番茄红素占比。 [0095] 对比例6 [0096] 将实施例2中的西兰花提取物替换成等量的萝卜硫苷。其他与实施例2保持一致，得到反应产物。 [0097] 将得到的反应产物进行测试，测试结果如图8： [0098] 从图9可以看出：番茄酱汁进行加热处理后，只检测到少量顺式番茄红素。即，保留时间为30.042min的13‑顺式番茄红素和保留时间为32.158min的9‑顺式番茄红素。13‑顺式番茄红素所占比例为4.132％，9‑顺式番茄红素所占比例为9.497％，检测出5‑顺式番茄红素仅占比6.338％，总顺式番茄红素占比为19.97％，远远小于实施例中总顺式番茄红素占比。 [0099] 表2实施例1～3和对比例1～6的检测数据 [0100] 5‑顺式番茄红素 总顺式番茄红素实施例1 21.32％ 58.12％ 实施例2 19.3％ 39％ 实施例3 26.04％ 61.87％ 对比例1 2.98％ 8.06％ 对比例2 0.62％ 6.68％ 对比例3 2.202％ 17.19％ 对比例4 7.922％ 24.13％ 对比例5 0％ 11.54％ 对比例6 6.338％ 19.97％ [0101] 将实施例和对比例的数据进行整理比较，如表1中所示，可看出本发明中实施例1～3分别采用大蒜提取物、西兰花提取物和西兰花芽酱都将总顺式番茄红素提升到一个较高的占比，达到了优异的效果。 [0102] 对比例1中省去了橄榄油，番茄红素为脂溶性物质，若缺少橄榄油作为反应介质，难以得到高顺式番茄红素含量的番茄红素产品。对比例2中缺少了提取物的加入，仅只有加热，发现是难以得到高顺式番茄红素含量的番茄红素产品。 [0103] 对比例3和4分别选用了辣根提取物和莱菔子提取物，发现并不是与大蒜提取物和西兰花提取物的相似物质都能有效催化番茄红素异构化，仅通过选择相似物质，难以得到高顺式番茄红素含量的番茄红素产品。 [0104] 对比例4和5分别选用了大蒜提取物和西兰花提取物中的含硫化合物——蒜氨酸和萝卜硫苷，可以发现，单独使用蒜氨酸和萝卜硫苷难以得到高顺式番茄红素含量的番茄红素产品，说明了即使有些公知常识公开了含硫化合物的催化作用，但并不是所有含硫化合物的催化效果都很好，即使是相同植物中的不同硫化物在实际的操作中由于反应的复杂性，其催化效果也会有很大不同，原因是植物提取物中可能含有的一些其它物质影响了催化反应的进行，因此，对于番茄红素的顺式催化，其效果不可简单预料。 |
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