醇沉法分离大豆糖蜜中大豆低聚糖的研究.pdf

2 0 0 9 年第3 4 卷第4 期 中国油脂 C H I N AO l I _ SA N DF A T S 4 7 j 综合利用j 醇沉法分离大豆糖蜜中大豆低聚糖的研究 张丽丽1 ，张永忠1 ，一，王丽娟1 ( 1 东北农业大学理学院。哈尔滨1 5 0 0 3 0 ；2 大豆生物学教育部重点实验室，哈尔滨1 5 0 0 3 0 ) 摘要：以大豆糖蜜为原料，通过单因素试验及正交试验优化了醇沉法提取大豆低聚糖的务件，再利 用饱和石灰水纯化大豆低聚糖粗提物，得到纯度较高的大豆低聚糖。结果表明：在液料比2 5 ：l ，浸 提温度5 0 ，乙醇体积分数9 5 ，浸提时间2h 条件下，低聚糖粗提物得率为5 5 0 ，粗提物纯度 为6 6 3 ；在室温下，用饱和石灰水纯化大豆低聚糖粗提物后得到纯度为8 4 的大豆低聚糖。 关键词：大豆糖蜜；大豆低聚糖；纯化 中图分类号：T S 2 2 9 ；T Q 9 3 6 文献标志码：A 文章编号：1 0 0 3 7 9 6 9 2 0 0 9 ) 0 4 0 0 4 7 0 3 I s o l a t i o no fo l i g o s a c c h a r i d e sf r o ms o y b e a nm o l a s s e s b ya l c o h o lp r e c i p i t a t i o n Z H A N GL i l i l ，Z H A N GY o n g z h o n 9 1 ”，W A N GL i j u a n l ( 1 C o l l e g eo fS c i e n c e ，N o r t h e a s tA g r i c u l t u r a lU n i v e r s i t y ，H a r b i n1 5 0 0 3 0 ，C h i n a ； 2 K e yL a b o r a t o r yo fS o y b e a nB i o l o g y ，M i n i s t r yo fE d u c a t i o n ，H a r b i n15 0 0 3 0 ，C h i n a ) A b s t r a c t ：T h ec r u d es o y b e a no l i g o s a c c h a r i d e sw e r ee x t r a c t e dw i t he t h a n o lf r o ms o y b e a nm o l a s s e s ，a n d t h e nt h es o y b e a no f i g o s a c c h a r i d e sw e r ep u r i f i e db ys a t u r a t e dl i m ew a t e r T h ee x t r a c t i o nc o n d i t i o n sw e r e o p t i m i z e dt h r o u g hs i n g l ef a c t o ra n do r t h o g o n a le x p e r i m e n t sa sf o l l o w s ：v o l u m ef r a c t i o no fe t h a n o l9 5 r a - t i oo fs o l v e n tt or a wm a t e r i a l2 5 ：l ，e x t r a c t i o nt e m p e r a t u r e5 0 ，e x t r a c t i o nt i m e2h o u r s U n d e rt h eo p t i m a lc o n d i t i o n s ，t h ey i e l da n dp u r i t yo fc r u d es o y b e a no l i g o s a c c h a r i d e sw e r e5 5 0 a n d6 6 3 ，r e s p e c t i v e l y T h ef i n i s h e dp r o d u c tw i t ht h ec o n t e n to f8 4 s o y b e a no l i g o s a e c h a r i d e sW a f to b t a i n e db yp u r i f y i n g t h ec r u d es o y b e a no l i g o s a c c h a r i d e sw i t hs a t u r a t e dl i m ew a t e ra tr o o mt e m p e r a t u r e K e yw o r d s ：s o y b e a nm o l a s s e s ；s o y b e a no l i g o s a c c h a r i d e ；p u r i f i c a t i o n 大豆糖蜜( S o y b e a nm o l a s s o s ) 是醇法生产大豆 浓缩蛋白的副产物。大豆糖蜜性状黏稠，色泽较深。 脱水大豆糖蜜中一般含有6 - 8 粗蛋白( 脂蛋白、 糖蛋白、胰蛋白酶抑制剂) 、5 - 8 脂类物质( 包括 甘油酯、磷脂和植物甾醇) 、7 - 9 灰分、6 一1 5 大豆皂苷、1 5 一2 5 大豆异黄酮、4 6 酚酸 以及果胶质、阿拉伯半乳糖等，大豆低聚糖为其主要 成分，约为5 9 一6 2 。大豆低聚糖是大豆中可溶 收稿日期：2 0 0 8 1 0 2 9 基金项目：大豆生物学教育部重点实验室主任基金资助项目 ( S B 0 5 A I M ) 作者简介：张丽丽( 1 9 8 1 ) ，女，在读硕士，主要从事食品科学 方面的研究工作。 通讯作者：张永忠 性糖的总称，主要包括蔗糖、棉籽糖和水苏糖，其中 蔗糖占6 5 ，棉籽糖占5 一7 ，水苏糖占3 0 一 3 2 。棉籽糖和水苏糖为功能性低聚糖，具有增殖 双歧杆菌的作用J 。 据统计，国内的大豆加工企业平均每生产4t 醇法大豆浓缩蛋白就有lt 大豆糖蜜生成，全国每 年大约会产生3 5 万t 大豆糖蜜。大豆糖蜜大多 作为废液排放或以低廉的价格( 每吨约几百元) 作 为饲料或发酵工业的原料出售。若能将大豆糖蜜加 以综合开发利用，对于降低企业生产成本，变废为 宝，减少环境污染等都具有重要意义心J 。 大豆低聚糖是多羟基的醛或酮，可溶于水，但是 在低聚糖水溶液中加入乙醇会破坏低聚糖与水形成 的氢键，从而降低低聚糖在水中的溶解度，使低聚糖 以沉淀的形式析出。利用低聚糖溶于水而不溶于高 万方数据 中国油脂 C H I N AO I L SA N DF A T S 2 0 0 9V 0 1 3 4N o 4 浓度乙醇的性质可使低聚糖沉淀出来得到大豆低聚 糖粗提物p 1 。 石灰的化学组成是C a O ，它容易与水生成 C a ( O H ) ：。C a ( O H ) ：是中等强度的碱，容易离解出 O H 一而成为C a O H + 和C a “，它们可以和各种阴离 子结合形成钙化合物HJ 。蔗糖有很弱的酸性，在强 碱性溶液中能电离出H + ，并和金属离子结合成蔗 糖盐。在含有适量蔗糖和石灰的清液中加入乙醇， 即析出蔗糖化一钙沉淀，再通人C O ：将蔗糖化一钙 沉淀分解为蔗糖以及碳酸钙“ J 。本文即利用此特 点对大豆低聚糖粗提物进行纯化。 l 材料与方法 1 1 材料、仪器 大豆糖蜜( 固形物含量6 9 5 ) ，黑龙江双河松 嫩大豆生物工程有限责任公司馈赠；9 5 乙醇、氢氧 化钠、氢氧化钙、盐酸、葡萄糖、蒽酮、硫脲、考马斯亮 蓝G 一2 5 0 、8 5 浓磷酸、浓硫酸、牛血清蛋白等均为 分析纯。 P H S 一3 C 型精密p H 计，D Z S 一6 0 3 2 型真空干 燥箱，B S l 2 4 S 型电子天平，T U l 9 0 1 双光束紫外可见 分光光度计，Z F Q 8 5 A 型旋转蒸发仪。 1 2 试验方法 1 2 1 原料指标分析总糖含量的测定，见参考文 献 6 。蛋白质含量的测定，见参考文献 7 。水分 含量的测定，采用1 0 0 1 0 5 烘干法( G B5 5 1 2 1 9 8 5 ) 。灰分的测定，采用灼烧法( G B5 0 0 9 4 1 9 8 5 ) 。 1 2 2 低聚糖的提取及纯化 1 2 2 1 低聚糖的提取准确称取大豆糖蜜 1 0 0 00g 于圆底烧瓶中，加入一定量不同体积分数 的乙醇溶液，在不同条件下搅拌提取，分离沉淀，并 将沉淀物置于真空干燥箱中，在5 0 下干燥5h ，得 大豆低聚糖粗提物。将真空干燥后的大豆低聚糖粗 提物直接放人干燥器中，冷却至室温后称重，按下式 计算大豆低聚糖粗提物得率： 大豆低聚糖粗提物得率= 沉淀物的质量原料 的质量1 0 0 1 2 2 2 低聚糖粗提物的纯化称取一定量的低 聚糖粗提物于烧杯中，用饱和氢氧化钙溶液将其溶 解并调节p H 为1 0 ，放到搅拌电热套反应3 0m i n 后 加入等体积的9 5 乙醇进行沉淀，放置1 夜后，将 沉淀用蒸馏水溶解后通入C O ：，然后过滤、减压浓 缩、真空干燥，得到纯度较高的大豆低聚糖产品。 2 结果与分析 2 1 原料组成 大豆糖蜜中主要成分的含量见表l 。 表1 大豆糖蜜的主要成分含量 2 2 醇沉法提取低聚糖粗提物的单因素试验 2 2 1 乙醇体积分数对低聚糖粗提物得率的影响 在液料比2 0 ：1 ，浸提温度4 0 ，浸提时间1 5h 条件下，考察乙醇体积分数对提取效果的影响，结果 见图l 。 乙醇体积分数 图1乙醇体积分数对低聚糖粗提物得率的影响 由图1 可以看出，随着乙醇体积分数的增加，低 聚糖粗提物得率逐渐增加，当乙醇体积分数达到 9 5 时，低聚糖粗提物得率达到最大。考虑到经济 成本和后续工艺，选择了9 5 乙醇。 2 2 2 浸提温度对低聚糖粗提物得率的影响在 液料比2 0 ：1 ，浸提时间1 5h ，乙醇体积分数9 5 条件下，考察浸提温度对提取效果的影响，结果见图 2 。 图2 浸提温度对低聚糖粗提物得率的影响 由图2 可以看出，随着浸提温度的升高，低聚糖 粗提物得率先增加后降低，6 0 时得率最高。这可 能是因为加入乙醇破坏了低聚糖与大豆糖蜜中的水 形成的氢键，使低聚糖以沉淀的形式析出。随着温 度的上升，分子运动速度加快，加速了破坏低聚糖水 溶液中氢键的趋势，因此出现了低聚糖粗提物得率 增加的现象。当浸提温度达到6 0 以上时，低聚糖 粗提物得率呈缓慢下降趋势，这可能是因为大豆糖 万方数据 2 0 0 9 年第3 4 卷第4 期 中国油脂 C H I N AO I L SA N DF A T S 4 9 蜜中有些物质在温度升高时，更易溶于醇溶液中，导 致沉淀减少，最终导致得率降低。 2 2 3 浸提时间对低聚糖粗提物得率的影响在 液料比2 0 ：1 ，浸提温度6 0 ，乙醇体积分数9 5 条 件下，考察浸提时间对提取效果的影响，结果见图 3 。 零 静 驶 图3 浸提时间对低聚糖粗提物得率的影响 由图3 可以看出，随着浸提时间延长得率呈下 降趋势。这可能是因为增加浸提时间，大豆糖蜜中 某些物质可能会分解生成更易溶于乙醇的物质。 2 2 4 液料比对低聚糖粗提物得率的影响在浸 提温度6 0 ，浸提时间1 5h ，乙醇体积分数9 5 条 件下，考察液料比对提取效果的影响，结果见图4 。 图4 液料比对低聚糖粗提物得率的影响 由图4 可以看出，随着液料比的增加，低聚糖粗 提物得率呈下降趋势，当液料比在2 5 ：1 3 0 ：1 时得 率基本不变。其原因是随着乙醇用量的增加，大豆 糖蜜中的醇溶性物质充分溶人乙醇中，导致沉淀减 少，当醇溶性物质达到由固相到液相间的传质平衡 时，沉淀就会保持不变。 2 3醇沉法提取低聚糖粗提物的正交试验 在单因素试验基础上，对影响低聚糖粗提物得 率的因素进行L 兮( 3 4 ) 正交试验，因素水平见表2 ，试 验结果见表3 。 由表3 可见，影响低聚糖粗提物得率的因素主 次顺序为C B A D ，最佳组合为A 2 8 1 c 3 D 3 ，即 液料比2 5 ：1 ，浸提温度5 0 c c ，乙醇体积分数9 5 ， 浸提时间2h 。 表2 正交试验因素水平表 水平液盒比浸提嘉度乙醇体囊分彬浸提品间h 试验号 ABCD 低聚糖粗提物得率 2 4 验证试验 按正交试验确定的条件进行验证试验，平行提 取3 次，结果表明低聚糖粗提物得率为5 5 0 ，纯 度为6 6 3 。 2 5纯化试验 大豆低聚糖粗提物中含有水溶性大豆蛋白等一 些杂质，除去后可以进一步提高产品纯度。在室温 下，选择生石灰进行纯化，可得到纯度为8 4 的大 豆低聚糖产品。 3 结论 通过单因素试验和正交试验，确定醇沉法提取 低聚糖粗提物的最佳工艺参数为：液料比2 5 ：1 ，浸 提温度5 0 ，乙醇体积分数9 5 ，浸提时间2h 。最 佳条件下低聚糖粗提物得率为5 5 O ，纯度为 6 6 3 。在室温下，用饱和石灰水纯化大豆低聚糖粗 提物后可得到纯度为8 4 的大豆低聚糖。 参考文献： 1 C E G L A P r o c e s sf o rt h ep r o d u c t i o no fs o y b e a ns u g a r sa n d t h ep r o d u c tp r o d u c e d t h e r e o f ：U S ，6 9 1 3 7 7 1 P 2 0 0 5 一 0 7 0 5 2 蒋丽华，华欲飞超滤技术纯化大豆糖蜜中低聚糖的研 究 J 中国油脂，2 0 0 7 ，3 2 ( 6 ) ：5 8 6 1 3 李宏燕，樊君大枣多糖的水提醇沉工艺研究 J 宁夏 工程技术，2 0 0 5 ，4 ( 3 ) ：2 6 5 2 6 7 4 西林石灰在水中和在糖液中的异常溶解度 M 制糖 译丛：第二辑北京：轻工业出版社，1 9 5 6 ：7 0 万方数据 中国油脂 C H I N AO l L SA N DF A “ IS2 0 0 9V 0 1 3 4N o 4 2 豁盒利属 油茶籽多糖微波辅助提取及纯化 王瑾，周建平 ( 湖南农业大学食品科技学院，长沙4 1 0 1 2 8 ) 摘要：对油茶籽多糖微波辅助提取和纯化条件进行了研究。结果表明，微波辅助提取方法优于单纯 热水提取法，其最佳提取条件为：料液比1 ：5 ，微波功率6 0 0W ，提取时间9m i n ，p H6 。较佳的纯化 条件为：将提取得到的粗多糖1 0 0g 溶于1 0 0m L 热水中配成多糖溶液，采用三氯乙酸对其进行脱 蛋白，双氧水进行脱色处理。6 三氯乙酸脱蛋白，添加量为多糖溶液体积的2 0 ；3 0 双氧水脱 色。添加量为多糖溶液体积的2 。 关键词：油荼籽多糖；微波；提取；纯化 中图分类号：T S 2 2 9 文献标志码：A 文章编号：1 0 0 3 - 7 9 6 9 ( 2 0 0 9 ) 0 4 - 0 0 5 0 0 4 M i c r o w a v e a s s i s t e de x t r a c t i o na n dp u f f f i c a t i o no f c a m e l l i ap o l y s a c c h a r i d e s W A N GJ i n Z H O UJ i a n p i n g ( C o l l e g eo fF o o dS c i e n c ea n dT e c h n o l o g y ，H u n a nA g r i c u l t u r a lU n i v e r s i t y ，C h a n g s h a4 1 0 1 2 8 ，C h i n a ) A b s t r a c t ：T h ec o n d i t i o n so fe x t r a c t i n gc a m e l l i ap o l y s a c c h a r i d e sb ym i c r o w a v ea n dt h ew a yo fp u r i f y i n g p o l y s a c c h a r i d e sw e r es t u d i e d T h er e s u l t ss h o w e dt h a tt h em i c r o w a v e a s s i s t e de x t r a c t i o nm e t h o dW a sb e t - t e rt h a nt h ep u r eh e a tw a t e re x t r a c t i o nm e t h o d T h eb e s tc o n d i t i o n so fm i c r o w a v e a s s i s t e de x t r a c t i o nw e r e a sf o U o w s ：r a t i oo fs o l i dt ol i q u i dl ：5 ，m i c r o w a v ep o w e r6 0 0W ，e x t r a c t i o nt i m e9m i n u t e s ，p H6 T h ec a - m e l l i ap o l y s a c c h a r i d e ss o l u t i o no b t a i n e db yd i s s o l v i n g1 ge r o d ec a m e l l i ap o l y s a c c h a r i d e si n t o1 0 0m L h e a tw a t e rw a st r e a t e db yr e m o v i n gp r o t e i nw i t ht r i c h l o r o a c e t i ea c i d ( T C A ) a n dd e c o l o r i n gw i t hh y d r o g e n p e r o x i d e T h er e s e a r c hp r o v e dt h a ti tW a sg o o df o rt h ep u r i f i c a t i o no fp o l y s a e c h a r i d e sb ya d d i n g2 0 ( b a s e dO i lt h ev o l u m eo fp o l y s a c e h a r i d es o l u t i o n ) T C Aw i t ht h ec o n c e n t r a t i o no f6 a n d2 ( b a s e do n t h ev o l u m eo fp