一種酶法制備得到的脂溶性竹葉抗氧化物及其用圖
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及食品添加劑領(lǐng)域，具體是指以酶法催化的方式實(shí)現(xiàn)水溶性竹葉抗氧化 物（AOB-W)的酯化，產(chǎn)物脂溶性竹葉抗氧化物（eAOB-0)在食品工業(yè)中主要作為油脂抗氧化 劑，并可同步抑制高溫加工過(guò)程中美拉德反應(yīng)伴生危害物丙烯酰胺（AA)和晚期糖基化終 末產(chǎn)物（AGEs)的形成，尤為適合于高溫用油（如煎炸油、焙烤油、脫膜油）以及需經(jīng)熱加工 處理的高脂食品（如油炸薯類制品和曲奇）。
【背景技術(shù)】
[0002] 油脂氧化是導(dǎo)致食品品質(zhì)劣化的一個(gè)重要因素。油脂氧化會(huì)降低營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)、縮短 貨架期、甚至產(chǎn)生新的危害物，對(duì)消費(fèi)者的健康與安全造成威脅。直接在油脂中添加抗氧化 劑是阻止或延緩油脂氧化變質(zhì)、延長(zhǎng)食品貨架壽命最為行之有效的方法。合成的食品抗氧 化劑雖然抗氧化效果良好且價(jià)格低廉，曾在食品工業(yè)中應(yīng)用廣泛，但存在一定的安全隱患， 其使用已逐漸受限。如美國(guó)國(guó)家衛(wèi)生研究院的報(bào)告認(rèn)為丁基羥基茴香醚（BHA)是一種人類 可疑的致癌物，美國(guó)已將其從GRAS(公認(rèn)安全）名單中刪除，在日本BHA只準(zhǔn)用于棕櫚油和 棕櫚仁油。又如在日本、瑞典、澳洲等國(guó)，2, 6-二叔丁基-4-甲基苯酚（BHT)被明令禁止添 加于食品中，在美國(guó)也只被允許添加于某些食品。盡管特丁基對(duì)苯二酚（TBHQ)是合成品中 安全性最高、性能最好的一種，但由于缺少足夠的長(zhǎng)期安全性試驗(yàn)數(shù)據(jù)，其致突變性不能排 除，故在EEC所屬的國(guó)家（歐洲國(guó)家和日本等）還未批準(zhǔn)TBHQ的使用。天然抗氧化劑如迷 迭香提取物（Rosemaryextract,RE)在油脂抗氧化方面表現(xiàn)出良好的效果，但是其脂溶性 有限、且價(jià)格較昂貴，并具有特殊的氣味，在一定程度上限制了其在油脂工業(yè)中的大規(guī)模應(yīng) 用。
[0003] 事實(shí)上，天然抗氧化劑主要來(lái)源于植物，大多為多羥基物質(zhì)，親水性良好，而親脂 性較弱，無(wú)法充分與油脂混合，進(jìn)而影響其抗氧化作用的發(fā)揮。對(duì)天然抗氧化劑進(jìn)行分子 修飾是改善其脂溶性的重要途徑，酯化的手段包括化學(xué)法和酶法。目前通過(guò)化學(xué)法修飾得 到的油脂抗氧化劑有維生素C棕櫚酸酯（AP)、脂溶性茶多酚（OTP)及油溶性竹葉抗氧化物 (cAOB-o)，它們分別是維生素C、茶多酚、竹葉抗氧化物與脂肪酸的酯化產(chǎn)物，可作為脂溶性 抗氧化劑和/或營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑添加于油脂或食品中。
[0004] 利用化學(xué)法對(duì)天然抗氧化劑進(jìn)行結(jié)構(gòu)修飾能在一定程度上滿足脂溶性的需求，如 發(fā)明人前期公開(kāi)的一種利用氧酰化法制備脂溶性竹葉抗氧化物的方法（CN103005007A)。然 而，化學(xué)酰化選擇性較低，反應(yīng)條件劇烈，過(guò)程不易控制，常伴隨大量副產(chǎn)物的生成，給后續(xù) 分離純化工作帶來(lái)困難，同時(shí)制造過(guò)程產(chǎn)生大量的廢液，如處理不當(dāng)會(huì)污染環(huán)境。而酶法 酰化可實(shí)現(xiàn)對(duì)底物的定向修飾，且反應(yīng)條件溫和，副產(chǎn)物少。如CN102747117A公開(kāi)了一種 酶法合成脂溶性茶多酚的方法，有機(jī)溶劑為反應(yīng)介質(zhì)，利用脂肪酶催化茶多酚與脂肪酸乙 烯酯合成脂溶性茶多酚，與其他化學(xué)合成法（CN101255151和CN101270108)相比具有一定 優(yōu)勢(shì)。又如CN102787146A公布了一種微波輔助脂肪酶催化合成改性表沒(méi)食子兒茶素沒(méi)食 子酸酯（EGCG)的方法，該方法在CN102747117A基礎(chǔ)上，可顯著加快反應(yīng)速度，提高反應(yīng)產(chǎn) 率，縮短反應(yīng)時(shí)間。然而，脂肪酸乙烯酯中目前僅有月桂酸乙烯酯被允許在膠基糖果作為基 礎(chǔ)劑物質(zhì)及其配料使用（GB2760-2011)，其他食品領(lǐng)域均未被批準(zhǔn)使用。同時(shí)，與脂肪酸相 t匕，脂肪酸乙烯酯的沸點(diǎn)、閃點(diǎn)均大大降低，過(guò)程中往往需添加穩(wěn)定劑，且價(jià)格較昂貴，具有 顯著的局限性。CN103131741A公開(kāi)了一種活性植物多酚類物質(zhì)的生物修飾法，以有機(jī)溶劑 為介質(zhì)，在固定化脂肪酶催化下，使植物多酚的單體化合物與C2-C18的脂肪酸或脂肪酸乙 烯酯反應(yīng)得到植物多酚的脂肪酸酯。但是，天然來(lái)源的抗氧化劑往往是多組分的復(fù)雜體系， 其分子修飾的難度較單體物質(zhì)要復(fù)雜得多，酯化對(duì)產(chǎn)品性能的影響也更具不確定性。如何 實(shí)現(xiàn)天然抗氧化劑的酯化修飾并確保其抗氧化活性是問(wèn)題的關(guān)鍵所在。
[0005] 就酰化反應(yīng)的體系而言，有機(jī)溶劑是常用試劑，但其具有易揮發(fā)、易燃的特點(diǎn)，對(duì) 過(guò)程管理及生產(chǎn)環(huán)境帶來(lái)一定影響，且溶劑殘留問(wèn)題也尚未得到很好解決。離子型液體具 有不可燃、熱穩(wěn)定性好、可溶解的物質(zhì)范圍廣以及可設(shè)計(jì)性等特點(diǎn)，正逐漸成為食品工業(yè)中 一種綠色、環(huán)保的新型溶劑，應(yīng)用前景廣闊。解決溶劑殘留最徹底的方法是采用無(wú)溶劑催化 反應(yīng)體系，然而許多反應(yīng)在無(wú)溶劑狀態(tài)下則無(wú)法進(jìn)行。
[0006] 綜上所述，本領(lǐng)域尚缺乏一種能夠抑制和延緩煎炸油在高溫下的氧化變質(zhì)、控制 食品中內(nèi)源性化學(xué)污染物的產(chǎn)生的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的第一方面，提供了一種脂溶性竹葉抗氧化物（eAOB-o)，所述脂溶性竹 葉抗氧化物包括以下特征性成分：對(duì)香豆酸、和一種或多種5, 7-二羥基-4H-1-苯并吡 喃-4-酮衍生物被?；揎椀漠a(chǎn)物；其中，所述的5, 7-二羥基-4H-1-苯并吡喃-4-酮衍生 物為取代的5, 7-二羥基-4H-1-苯并吡喃-4-酮；
[0008] 所述的取代指苯并吡喃環(huán)被以下取代：苯并吡喃環(huán)的苯環(huán)部分上的任意一個(gè)氫原 子被一個(gè)糖基所取代，且苯并吡喃環(huán)的2位被具有1-3個(gè)羥基取代基的苯基取代；
[0009] 其中，所述的?；揎椫杆鎏腔系牧u基被C8-C18的?；揎椈揎棧磺宜?述5, 7-二羥基-4H-1-苯并吡喃-4-酮衍生物與?；揎椈哪柋葹?:0. 5-2。
[0010] 在另一優(yōu)選例中，所述5, 7-二羥基-4H-1-苯并吡喃-4-酮衍生物與酰基修飾基 的摩爾比為1:0. 8-1. 2。
[0011] 在另一優(yōu)選例中，所述的脂溶性竹葉抗氧化物的對(duì)香豆酸含量為> 〇. 5%，較佳地 為 0? 51%~0? 80%。
[0012] 在另一優(yōu)選例中，所述的脂溶性竹葉抗氧化物的總酚含量為> 20%，較佳地為 20. 1%~28. 0%。
[0013] 在另一優(yōu)選例中，所述的脂溶性竹葉抗氧化物的乙酸乙酯溶解度> 3g/100mL，較 佳地為3. 5g/100mL~6. 3g/100mL(以脂溶性竹葉抗氧化物在IOOmL乙酸乙酯中的溶解質(zhì) 量計(jì)算）。
[0014] 在另一優(yōu)選例中，所述的脂溶性竹葉抗氧化物是淡黃色至黃棕色的固體，較佳地， 所述的脂溶性竹葉抗氧化物是淡黃色至黃棕色的粉末、顆?；蚱瑺罟腆w。
[0015] 在另一優(yōu)選例中，所述的脂溶性竹葉抗氧化物具有以下性能：可抑制高溫加工過(guò) 程中丙烯酰胺（AA)和/或晚期糖基化終末產(chǎn)物（AGEs)的形成。
[0016] 在另一優(yōu)選例中，所述的晚期糖基化終末產(chǎn)物為羧甲基賴氨酸（CML)和/或羧乙 基賴氨酸（CEL)。
[0017] 在另一優(yōu)選例中，所述的脂溶性竹葉抗氧化物對(duì)丙烯酰胺形成的抑制率為 彡20 %，較佳地為彡25 %，更佳地為彡27 %。
[0018] 在另一優(yōu)選例中，所述的脂溶性竹葉抗氧化物對(duì)丙烯醛途徑形成丙烯酰胺的抑制 率為彡50 %，較佳地為彡70 %，更佳地為彡80 %。
[0019] 在另一優(yōu)選例中，所述的脂溶性竹葉抗氧化物可以完全抑制丙烯醛途徑形成的丙 烯酰胺。
[0020] 在另一優(yōu)選例中，所述5, 7-二羥基-4H-1-苯并吡喃-4-酮衍生物被?；揎椀?產(chǎn)物選自下組：A. 1、A. 2、A. 3、A. 4、B. 1、B. 2、B. 3、B. 4、C. 1、C. 2、C. 3、C. 4 ;
[0021]
[0022] 其中，所示的R基團(tuán)是C8-C18的?；?。
[0023] 在另一優(yōu)選例中，所述的C8-C18的?；窩8-C18的脂肪酸脫去羥基后形成的基 團(tuán)，較佳地，所述的脂肪酸選自下組：辛酸、癸酸、月桂酸、肉豆蘧酸、棕櫚酸、油酸、亞油酸、 硬脂酸，或其組合。
[0024] 在另一優(yōu)選例中，所述的脂溶性竹葉抗氧化物是通過(guò)以下方法制備的：
[0025] 在酶催化下，使水溶性竹葉抗氧化物（AOB-w)與C8-C18的脂肪酸反應(yīng)，進(jìn)行單羥 基?；玫街苄灾袢~抗氧化物；
[0026] 較佳地，所述的方法包括步驟：在酶催化下，用水溶性竹葉抗氧化物與C8-C18的 脂肪酸在40°C~80°C下進(jìn)行?；磻?yīng)，得到脂溶性竹葉抗氧化物。
[0027] 本發(fā)明的第二方面，提供了一種脂溶性竹葉抗氧化物的制備方法，包括步驟：在酶 催化下，使水溶性竹葉抗氧化物與C8-C18的脂肪酸反應(yīng)，進(jìn)行單羥基?；玫街苄灾?葉抗氧化物；
[0028] 較佳地，所述的方法包括步驟：在酶催化下，用水溶性竹葉抗氧化物與C8-C18的 脂肪酸在40°C~80°C下進(jìn)行酰化反應(yīng)，得到脂溶性竹葉抗氧化物。
[0029] 在另一優(yōu)選例中，所述的脂溶性竹葉抗氧化物是如本發(fā)明第一方面所述的脂溶性 竹葉抗氧化物。
[0030] 在另一優(yōu)選例中，所述步驟的反應(yīng)時(shí)間為4h~48h;較佳地為6h~24h。
[0031] 在另一優(yōu)選例中，所述步驟中，水溶性竹葉抗氧化物與脂肪酸的質(zhì)量比為1 :1~ 30 ;較佳地為1:5~15。
[0032] 在另一優(yōu)選例中，所述方法的收率為40~100%，較佳地為50~100%，更佳地為 60 ~100%。
[0033] 在另一優(yōu)選例中，所述方法還包括步驟：反應(yīng)完成后，用乙腈-正庚烷溶液對(duì)反應(yīng) 液進(jìn)行萃取，得到含有脂溶性竹葉抗氧化物的下相；較佳地，所述的乙腈-正庚烷溶液的體 積比為乙腈：正庚烷=2:5。
[0034] 在另一優(yōu)選例中，所述方法還包括步驟：對(duì)所述萃取得到的下相用乙酸乙酯-水 溶液進(jìn)行二次萃取，得到含有脂溶性竹葉抗氧化物的上相；較佳地，所述的乙酸乙酯-水溶 液的體積比為乙酸乙酯：水=3:5。
[0035] 在另一優(yōu)選例中，所述方法還包括：在進(jìn)行萃取前，對(duì)待萃取液進(jìn)行濃縮。
[0036] 在另一優(yōu)選例中，所述方法還包括步驟：反應(yīng)完成后，用乙腈-正庚烷溶液對(duì)反應(yīng) 液進(jìn)行萃取，得到含有脂溶性竹葉抗氧化物的下相；較佳地，所述的乙腈-正庚烷溶液的體 積比為乙腈：正庚烷=2:5。
[0037] 在另一優(yōu)選例中，所述方法還包括步驟：對(duì)上述萃取得到的下相用乙醇水溶 液-石油醚進(jìn)行二次萃取，得到含有脂溶性竹葉抗氧化物的下相；較佳地，所述的乙醇水溶 液-石油醚的體積比為乙醇水溶液：石油醚=2:5。
[0038] 在另一優(yōu)選例中，所述的步驟在無(wú)溶劑條件下進(jìn)行，或所述的步驟在有機(jī)溶劑或 離子型溶劑中進(jìn)行；
[0039] 較佳地，所述的有機(jī)溶劑選自下組：叔戊醇（優(yōu)選為水飽和叔戊醇）、丙酮、乙酸乙 酯、叔丁醇，或其組合；
[0040] 所述的離子型溶劑為陽(yáng)離子和陰離子組成的鹽，其中，所述的陽(yáng)離子為未取代或 被C1-C8的烷基取代的咪唑，且所述的陰離子選自下組：BF4、PF6、TFSI，或其組合。
[0041] 在另一優(yōu)選例中，所述AOB-W與有機(jī)溶劑的用量比為Ig:25~250mL。
[0042] 在另一優(yōu)選例中，所述的酶選自下組：南極假絲酵母脂肪酶、枯草桿菌蛋白酶、米 黑根毛霉脂肪酶、假單胞菌脂肪酶、疏棉狀嗜熱絲孢菌脂肪酶，或其組合；優(yōu)選南極假絲酵 母脂肪酶；和/或
[0043] 所述的C8-C18的脂肪酸選自下組：辛酸、癸酸、月桂酸、肉豆蘧酸、棕櫚酸、油酸、 亞油酸、硬脂酸，或其組合。
[0044] 在另一