本发明专利技术公开了一种具有高保湿功效的谷物源多糖的加工方法及其应用,属于天然产物深加工技术领域。本发明专利技术以大宗粮食作物为原料,通过低温浸提
【技术实现步骤摘要】
一种具有高保湿功效的谷物源多糖的加工方法及其应用
[0001]本专利技术涉及一种具有高保湿功效的谷物源多糖的加工方法及其应用,属于天然产物深加工
技术介绍
[0002]天然保湿剂是指从天然材料中提取的具有吸湿保湿和营养双重性能且符合保湿剂要求的一类潜在材料。天然保湿剂的种类很多,按照来源分为多糖类和氨基酸类保湿剂。其中氨基酸天然保湿剂括蚕丝蛋白、水解胶原蛋白、植物蛋白、大豆蛋白等,此类保湿剂包含生物体所需的营养成分,但是来源成本较高。天然多糖类物质因其天然性、营养性、无毒性、无刺激性被广泛应用于保湿类材料的开发,因为多糖分子中的羟基、羧基和其他极性基团可与水分子形成氢键而结合大量的水分,而且,多糖分子链还相互交织成网状,加之与水的氢键结合,起到很强的保水作用,同时还具有良好的成膜性能,在物体表面形成一层均匀的薄膜,减少表面水分蒸发。
[0003]当前,透明质酸、海藻酸钠、甲壳素、肝素等传统保湿剂已在食品、化妆及医药领域得到广泛应用,然而其生产过程中提取和纯化过程较为复杂,且这些产品吸湿性能显著保湿性能一般,因而,开发研究性能优异的多糖类保湿剂是材料学、食品科学、化妆品学、皮肤医学等领域的热门课题。从天然谷物物质中提取的具有营养和保湿双重性能的天然保湿剂符合保湿剂的发展趋势。鉴于来源和类型的差异影响了多糖的溶解性和可萃取性,因此,对于分离和提纯的过程提出了不同的要求。
[0004]基于上述原因,提供一种具有高保湿功效的谷物源多糖加工方法及其应用对天然保湿材料发展具有重要意义。
专利技术内容
[0005]为了应对上述问题,本专利技术提供了一种基于谷物多糖的保湿剂及其加工方法和应用,本专利技术的加工方法避免了有机试剂的污染,具有适应工业化生产的特点。
[0006]本专利技术的第一个目的是提供一种具有高保湿功效的谷物源多糖加工方法,所述方法包括如下步骤:
[0007](1)取适量的谷物颗粒于0-4℃粉碎,按1:5-1:7(w/v,g/mL)于水中均质,后离心处理并收集上清液,调节所得上清液pH至4.5-5.0并置于80-100℃加热处理20-60min,离心并收集上清液;
[0008](2)将步骤(1)所得上清液采用双膜连续分级,即先后通过截留孔径为0.1-0.5μm和10-30nm的滤膜进行纯化,收集第二级滤膜截留液,醇沉干燥处理;
[0009](3)将步骤(2)干燥后所得粉末溶于磷酸盐缓冲液,添加100-500U/g底物的表面切稀糖酶后在30-60℃反应0.1-4h,继续调节体系pH至7-12,添加占反应底物质量0.1-10%的电荷改性试剂反应2-12h,干燥即得谷物源多糖。
[0010]在本专利技术的一种实施方式中,步骤(1)中所述的谷物包括玉米、水稻、高粱、大麦、
荞麦中任一种或上述的组合。
[0011]在本专利技术的一种实施方式中,步骤(1)中,粉碎至80-120目。
[0012]在本专利技术的一种实施方式中,所述均质压力为20-100MPa处理0.1-3h。
[0013]在本专利技术的一种实施方式中,步骤(2)中所述双膜纯化分级为微滤膜和超滤膜串联系统。
[0014]在本专利技术的一种实施方式中,所述滤膜包括醋酸纤维膜、聚氟乙烯膜、聚丙烯膜、聚砜膜等中的任一种,所述滤膜的形状包括平膜、卷膜、管状膜及中空纤维膜等中的任一种。
[0015]在本专利技术的一种实施方式中,步骤(2)中,所述醇沉处理选用无水乙醇,添加量为3-10倍截留液的体积。
[0016]在本专利技术的一种实施方式中,所述磷酸盐缓冲液的pH为5.0-7.0。
[0017]在本专利技术的一种实施方式中,步骤(3)中,所述表面切稀糖酶包括α-淀粉酶、糖化酶、β-淀粉酶、普鲁兰酶、新普鲁兰酶、麦芽糖淀粉酶等中的任一种或上述的组合。
[0018]在本专利技术的一种实施方式中,所述电荷修饰剂包括乙酸酐、琥珀酸酯、磷酸盐、氯乙酸、苯磺酰氯、三甲基氯化铵及上述物质的衍生物中的一种或多种。
[0019]本专利技术的第二个目的是提供上述加工方法制备得到的谷物源多糖。
[0020]在本专利技术的一种实施方式中,所述谷物源多糖的绝对分子量为1.0
×
10
7-2.5
×
107g/mol,多分散系数小于1.02,分散分子密度1200-1600g
·
mol-1
·
nm-3
,表面带电荷大小为-10至-30.0mV。
[0021]本专利技术的第三个目的是提供上述谷物源多糖在高保湿材料中的应用。
[0022]本专利技术的第四个目的是提供包含上述谷物源多糖的化妆品、食品或医药。
[0023]与现有技术相比,本专利技术具有以下优点:
[0024]1.本专利技术方法所使用的原料来源广泛,提取方法对环境友好,安全可靠,可精准控制谷物源多糖颗粒尺寸大小,且加工过程成本较低,适合工业化生产。
[0025]2.本专利技术通过特异性糖酶和电荷修饰制备特定粒度分布的多糖粒子,同时在其表面引入官能基团,可以促进生物活性分子间的相互作用,从而拓宽应用范围。
[0026]3.本专利技术所得到的多糖为植物性纳米粒子,具有良好的生物相容性,无皮肤刺激性,其保湿率能力优于传统保湿剂透明质酸(HA),锁水保湿功能,7天相对水保留率高于68%,且生产成本较低。此外,本专利技术制备得到的多糖纳米颗粒可以吸附其他活性分子,促进其他活性分子在水相中的溶解度和渗透性,在保湿配方中可以起到良好的协同作用。
附图说明
[0027]图1为本专利技术实施例1制备得到的谷物源多糖和透明质酸的在相对湿度(RH)43%环境中的保湿变化图。
具体实施方式
[0028]下面结合实施例和附图,对本专利技术作进一步的详细说明,本专利技术的实施方式及其说明仅用于解释本专利技术,但不限定对本专利技术的范围。
[0029]本专利技术根据以下方法对谷物源多糖的理化性质进行测定:
[0030]分子量测定:称取多糖粉末配置成0.2%的溶液后向高效凝胶排阻色谱系统(HPSEC)进样,其中以0.1mol/L的NaNO3溶液为流动相,流速设为0.6mL/min;多角度激光散射检测器中光源波长λ设定为632.8nm;多糖的折光指数增量d
n
/d
c
=0.138,并利用Astra软件对色谱图中的单个色谱峰计算得到重均分子量M
w
,数均分子量M
n
及旋转半径R
z
,多分散系数分及散分子密度的计算如下:
[0031]多分散系数=M
w
/M
n
;
[0032]分散分子密度=M
w
/R
z3
。
[0033]表面电位:称取多糖粉末配置成0.1%溶液,超声20min后取1ml加入电位池中。在室温条件下利用Zeta电位/粒径仪测定颗粒表面的电位。
[0034]多糖的相对水保留率测定:本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种具有高保湿功效的谷物源多糖的加工方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:(1)取适量的谷物于0-4℃粉碎,按质量体积比1:5-1:7于水中均质处理,后离心并收集上清液,调节所得上清液pH至4.5-5.0并置于80-100℃加热处理20-60min,离心并收集上清液;(2)将步骤(1)所得上清液采用双膜连续分级,即先后通过截留孔径为0.1-0.5μm和10-30nm的滤膜进行纯化,收集第二级滤膜截留液,醇沉干燥处理;(3)将步骤(2)干燥后所得粉末溶于磷酸盐缓冲液,添加100-500U/g底物的表面切稀糖酶后在30-60℃反应0.1-4h,继续调节体系pH至7-12,添加占反应底物质量0.1-10%电荷改性试剂,反应2-12h后干燥即得谷物源多糖;其中,所述表面切稀糖酶包括α-淀粉酶、糖化酶、β-淀粉酶、普鲁兰酶、新普鲁兰酶、麦芽糖淀粉酶中的任一种或上述的组合。2.根据权利要求1所述的加工方法,其特征在于,所述谷物包括玉米、水稻、高粱、燕麦、大麦中的任一种或上述的组合。3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述电荷修...
【专利技术属性】
技术研发人员:缪铭,陈一枚,李赟高,张涛,杨玉琪,
申请(专利权)人:江南大学,
类型:发明
国别省市:
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