一種超聲協(xié)同脈沖電場制備花粉營養(yǎng)液的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種超聲協(xié)同脈沖電場制備花粉營養(yǎng)液的方法，包括以下步驟：（1）將去除雜質(zhì)的花粉加入硫酸鎂溶液中，混合均勻后得到花粉溶液；（2）對花粉溶液進行超聲前處理；（3）對步驟（2）處理后的花粉溶液進行高壓脈沖電場處理，得到花粉營養(yǎng)液。本發(fā)明得到花粉營養(yǎng)液中的花粉破壁率高，而且工藝簡單，提取過程中沒有經(jīng)過高溫處理，降低了花粉中的營養(yǎng)物質(zhì)的破壞。
【專利說明】一種超聲協(xié)同脈沖電場制備花粉營養(yǎng)液的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及花粉營養(yǎng)液的制備方法，特別涉及一種超聲協(xié)同脈沖電場制備花粉營養(yǎng)液的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]蜂花粉是由蜜蜂采集蜜粉源植物的花粉經(jīng)加工而形成的團狀物，蜂花粉的營養(yǎng)成分十分豐富，不僅含有豐富的蛋白質(zhì)、糖類、脂類、維生素、有機酸、礦物質(zhì)、核酸，還含有酶和其他生物活性物質(zhì)。蜂花粉對心腦血管疾病、前列腺癌、前列腺增生、肝病、習(xí)慣性便秘、貧血、糖尿病、哮喘等均有一定的治療作用。此外，還有抗疲勞、增強體力、增強記憶力、改善腦功能、增強耐缺氧能力、調(diào)節(jié)內(nèi)分泌、改善性功能及抗衰延壽養(yǎng)顏等作用。但是由于花粉具有堅實的細胞壁(孢粉素、果膠質(zhì)、纖維素等致密的物質(zhì)組成)，可以耐受高壓、高溫、酸堿腐蝕、以及酶的降解作用，因此很難被人體胃腸道消化吸收，影響了花粉的營養(yǎng)成分的人體利用率。Bell等人研究表明，未破壁花粉通過人體消化系統(tǒng)，花粉顆粒的消化率僅為52%-59% ;張紅城等人研究發(fā)現(xiàn)相比于不破壁茶花花粉經(jīng)酶解后其抗氧化性有所增加；樊柏林等人研究了破壁花粉的降血脂功效，發(fā)現(xiàn)松花粉破壁后能有效降低高脂人群血清中的血脂作用；趙霖等人的研究則表明松花粉破壁后粗纖維、半纖維素和木質(zhì)素含量顯著降低，水溶性和脂溶性成分溶出量則大為提高；孫麗萍等人研究了超臨界二氧化碳對油菜花粉的破壁作用，發(fā)現(xiàn)經(jīng)萌發(fā)孔打開的花粉中的脂肪酸種類增多；阮征等人研究了多種方法對油菜花粉的破壁作用，發(fā)現(xiàn)處理后的花粉的檢出的黃酮含量增高。因此對花粉進行破壁處理，不僅可以加強人體對花粉營養(yǎng)物質(zhì)的利用而且有助于開發(fā)更多的花粉產(chǎn)品。
[0003]目前應(yīng)用于花粉破壁的方法主要是溫差破壁法、膠體磨破壁法、氣流破壁法以及生物發(fā)酵法等。中國專利CN96117168.5公開了一種花粉破壁新工藝，采用高壓均質(zhì)進行花粉處理；中國專利CN201010171690.9公開了一種茶樹花粉破壁技術(shù)，先采用酶解再通過冷凍、粉碎的方法進行花粉處理；中國專利CN93104588.6公開了一種花粉破壁與營養(yǎng)物質(zhì)提取技術(shù)，采用冷凍及機械破碎的方法進行花粉處理；中國專利CN201010287933.5公開了一種松花粉的生物破壁技術(shù)，采用復(fù)合酶制劑進行花粉酶解處理；中國專利CN98104558.8公開了一種蜂花粉破壁工藝，采用溫差和微生物發(fā)酵的方法進行花粉處理。何余堂等人采用溫差法、超聲波法、酶法對玉米花粉進行破壁處理，破壁率達到了 50%左右；任向楠等人研究超聲波對油菜花粉破壁處理的研究，結(jié)果表明:單獨采用超聲波花粉外壁脫落，而內(nèi)壁較為完整，影響內(nèi)容物的溶出，此外，采用酶解的方法研究發(fā)現(xiàn)，木瓜蛋白酶對油菜花粉酶解20h，戴白粉彩指數(shù)為0.78，蛋白溶解指數(shù)為0.56 ;曹龍奎等人通過超微粉碎對玉米花粉進行破壁處理，結(jié)果表明:花粉含水量小于5%的前提下，轉(zhuǎn)速達到176r/min，粉碎1.2h，花粉可以達到近100%破碎。
[0004]現(xiàn)行花粉破壁的專利及研究中存在許多問題，超聲波處理可以很好的保留花粉的活性物質(zhì)，但是花粉破壁率較低，影響活性物質(zhì)的溶出。單獨酶法處理效果不明顯，復(fù)合酶法處理處理時間長、處理過程繁瑣，酶制劑的價格昂貴等缺點。超微粉碎處理雖然效果較好，但是設(shè)備較貴，對于原料的要求比較嚴格，而且處理方法劇烈，產(chǎn)生巨大的熱量對于花粉中營養(yǎng)物質(zhì)及風味具有明顯地不利影響。所以尋求一種工藝簡單，操作簡便、破壁效果好，能夠進行工業(yè)化的處理方法非常有必要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點與不足，本發(fā)明的目的在于提供一種超聲協(xié)同脈沖電場制備花粉營養(yǎng)液的方法，得到花粉營養(yǎng)液中的花粉破壁率較高，工藝簡單，提取過程中沒有經(jīng)過高溫處理，降低了花粉中的營養(yǎng)物質(zhì)的破壞。
[0006]本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案實現(xiàn):
[0007]—種超聲協(xié)同脈沖電場制備花粉營養(yǎng)液的方法，包括以下步驟:
[0008](I)將去除雜質(zhì)的花粉加入硫酸鎂溶液中，混合均勻后得到花粉溶液；
[0009]( 2 )對花粉溶液進行超聲前處理；
[0010](3)對步驟(2)處理后的花粉溶液進行高壓脈沖電場處理，得到花粉營養(yǎng)液。
[0011]所述的超聲協(xié)同脈沖電場制備花粉營養(yǎng)液的方法，還包括以下步驟:
[0012]對步驟(3)得到的花粉營養(yǎng)液進行離心，得到上清液；對上清液進行脫鹽操作，得到精制的花粉營養(yǎng)液。
[0013]步驟(I)的花粉溶液的制備過程具體為:
[0014]將花粉與濃度為0.5-lmol/L食品級硫酸鎂溶液混合均勻，其中花粉:硫酸鎂溶液的質(zhì)量比為1:10-20，混合時間5-10min，溫度為40_60°C，攪拌速度500_1000r/min。
[0015]步驟(2 )所述超聲前處理具體為:
[0016]溫度40-60°C，超聲頻率600W-800W，超聲處理時間5-lOmin。
[0017]步驟(3)所述高壓脈沖電場處理，具體為:
[0018]溫度40_60°C，電場強度10_20kV/cm，脈沖波形為方形波，脈沖寬度5-10 μ S，脈沖頻率400-1000ΗΖ，花粉溶液接受電脈沖處理個數(shù)為5000-10000個。
[0019]重復(fù)步驟(3) 2?3次。
[0020]所述離心，具體為:
[0021]轉(zhuǎn)速5000-10000r/min，時間 l_5min。
[0022]所述脫鹽操作，具體為:
[0023]采用透析操作，透析膜孔徑5000_10000Da，時間為10_30min。
[0024]本發(fā)明的原理如下:預(yù)先通過加入一定離子強度的電解質(zhì)溶液對花粉進行浸泡，可以改變細胞膜的通透性有利于內(nèi)容物的溶出。此后，采用超聲波處理產(chǎn)生空化作用這不僅可以充分地將離子送入花粉細胞內(nèi)，對后續(xù)高壓脈沖電場(PEF)處理作用下進入細胞內(nèi)的荷電離子與細胞外的離子環(huán)境之間形成極化電位，強化了脈沖電場的破壁效果，而且對于花粉外壁具有良好的破壞作用。PEF處理對花粉顆粒施加短脈沖的高電壓，極性物質(zhì)在電場的作用下高速向電極方向運動，利用細胞膜電穿孔原理，造成組織細胞的不可逆破壞，從而促進生物活性物質(zhì)的溶出，并且PEF處理過程不會造成原料溫度的升高，可以有效地保護提取物的生理活性，對細胞內(nèi)物質(zhì)的提取具有很好的效果。通過超聲前處理后的花粉溶液再采用高壓脈沖電場的處理，不僅可以對花粉細胞壁達到充分的破壞作用，而且加快了花粉內(nèi)容物的溶出。[0025]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點和有益效果:
[0026](I)本發(fā)明的花粉營養(yǎng)液中的花粉破壁率較高，達到了 98%以上；花粉營養(yǎng)物質(zhì)溶出率高，其中黃酮類化合物含量可以達到24mg/g以上，黃酮類物質(zhì)為槲皮素、山奈酚、異鼠李素以及柚皮素。
[0027](2)本發(fā)明工藝簡單，提取過程中沒有經(jīng)過高溫處理，降低了花粉中的營養(yǎng)物質(zhì)的破壞。
[0028](3)本發(fā)明得到的精制花粉營養(yǎng)液為淡黃色的清澈溶液，具有獨特的花粉香味，營養(yǎng)豐富可以將其應(yīng)用于食品，保健品以及化妝品等領(lǐng)域。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]圖1為本發(fā)明的超聲協(xié)同脈沖電場制備花粉營養(yǎng)液的方法的工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0030]下面結(jié)合實施例及附圖，對本發(fā)明作進一步地詳細說明，但本發(fā)明的實施方式不限于此。
[0031]實施例1
[0032]稱取去雜的青藏高原油菜花粉500g。將花粉與濃度為lmol/L硫酸鎂(食品級)溶液混合均勻，得到花粉溶液，其中，花粉:硫酸鎂溶液的質(zhì)量比1:20，混合時間lOmin，溫度為60°C，攪拌速度1000r/min。對花粉溶液進行超聲波(SB-25-12D超聲波清洗機，寧波新芝生物科技股份公司)前處理過程，超聲處理條件為溫度60°C，超聲頻率800W，超聲處理時間lOmin。將超聲前處理后的花粉溶液進行高壓脈沖電場(華南理工輕工與食品研制)處理，經(jīng)液體泵將花粉溶液輸送到高壓脈沖電場，其處理條件為:溫度60°C，電場強度lOkV/cm，脈沖波形為方形波，脈沖寬度10 μ S，脈沖頻率1000Hz，樣品接受電脈沖處理個數(shù)為10000個，為了提高破壁率，循環(huán)上述高壓脈沖電場處理2次。將處理后花粉溶液進行離心操作(TGL-15B離心機，上海安亭科技儀器廠)，離心條件為轉(zhuǎn)速10000r/min，時間lmin，得到花粉上清液。最后對花粉上清液進行透析操作(上海一基生物科技有限公司)，透析工藝為透析膜孔徑lOOOODa，時間為60min，即得精制花粉營養(yǎng)液。該方法破壁率達到99%，其中黃酮含量為24.lmg/g，破壁率高于酶法的85%，而相同條件下的普通超聲波處理的破壁率僅為65%左右，相同條件的單純PEF處理的破壁率為50-60%。
[0033]實施例2
[0034]稱取除雜的青藏高原油菜花粉100g，將花粉與濃度為0.5mol/L硫酸鎂(食品級)溶液混合均勻，得到花粉溶液；其中，花粉:硫酸鎂溶液的質(zhì)量比1:10，混合時間5min，溫度為40°C，攪拌速度500r/min。對花粉溶液進行超聲波(同實施例1)前處理過程，超聲處理條件為溫度40°C，超聲頻率600W，超聲處理時間5min。將超聲前處理后的花粉溶液進行高壓脈沖電場(同實施例1)處理，其處理條件為:溫度40°C，電場強度lOkV/cm，脈沖波形為方波，脈沖寬度5 μ S，脈沖頻率400Hz，樣品接受電脈沖處理個數(shù)為5000個，循環(huán)上述高壓脈沖電場處理2次。將處理后的花粉溶液進行離心操作(同實施例1)得到花粉上清液，離心條件為轉(zhuǎn)速5000r/min，時間5min。最后對花粉上清液進行透析操作(同實施例1)，透析工藝為透析膜孔徑5000Da，時間為30min，即得精制花粉營養(yǎng)液。該方法的平均破壁率達到98%，其中黃酮含量為24.5mg/g，破壁率高于酶法的85%。而相同條件下的普通超聲波處理的破壁率僅為60%左右，相同條件的單純PEF處理的破壁率為50-55%。
[0035]上述實施例為本發(fā)明較佳的實施方式，但本發(fā)明的實施方式并不受所述實施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種超聲協(xié)同脈沖電場制備花粉營養(yǎng)液的方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)將去除雜質(zhì)的花粉加入硫酸鎂溶液中，混合均勻后得到花粉溶液； (2)對花粉溶液進行超聲前處理； (3)對步驟(2)處理后的花粉溶液進行高壓脈沖電場處理，得到花粉營養(yǎng)液。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲協(xié)同脈沖電場制備花粉營養(yǎng)液的方法，其特征在于，還包括以下步驟: 對步驟(3)得到的花粉營養(yǎng)液進行離心，得到上清液；對上清液進行脫鹽操作，得到精制的花粉營養(yǎng)液。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲協(xié)同脈沖電場制備花粉營養(yǎng)液的方法，其特征在于，步驟(I)的花粉溶液的制備過程具體為: 將花粉與濃度為0.5-lmol/L食品級硫酸鎂溶液混合均勻，其中花粉:硫酸鎂溶液的質(zhì)量比為1:10-20，混合時間5-10min，溫度為40_60°C，攪拌速度500_1000r/min。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲協(xié)同脈沖電場制備花粉營養(yǎng)液的方法，其特征在于，步驟(2)所述超聲前處理具體為: 溫度40-60°C，超聲頻率600W-800W，超聲處理時間5_10min。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲協(xié)同脈沖電場制備花粉營養(yǎng)液的方法，其特征在于，步驟(3)所述高壓脈沖電場處理，具體為: 溫度40-60°C，電場強度10-20kV/cm，脈沖波形為方形波，脈沖寬度5_10μ S，脈沖頻率400-1000ΗΖ，花粉溶液接受電脈沖處理個數(shù)為5000-10000個。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的超聲協(xié)同脈沖電場制備花粉營養(yǎng)液的方法,其特征在于,重復(fù)步驟(3) 2?3次。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超聲協(xié)同脈沖電場制備花粉營養(yǎng)液的方法，其特征在于，所述離心，具體為: 轉(zhuǎn)速 5000-10000r/min，時間 l_5min。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超聲協(xié)同脈沖電場制備花粉營養(yǎng)液的方法，其特征在于，所述脫鹽操作，具體為: 采用透析操作，透析膜孔徑5000-10000Da，時間為10_30min。
【文檔編號】A23L1/076GK103931982SQ201410156150
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年4月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月17日
【發(fā)明者】曾新安, 張智宏, 韓忠, 王滿生, 劉志偉 申請人:華南理工大學(xué)