（生物化学与分子生物学专业论文）大豆水溶性多糖的提取与应用研究.pdf

论文摘要 大豆水溶性多糖是一种来自制造大豆分离蛋白时所产生废弃物的多糖，本文 对大豆水溶性多糖( t h es o l u b l es o y b e a np o l y s a e c h a r i d e s ) 的提取工艺、分离纯化、 理化性质及其在酸性乳饮料中的应用进行了研究。 一、大豆水溶性多糖提取条件的研究 本文以豆渣为原料，采用酸法和碱法用水作为溶剂提取多糖，通过单因素实 验确定从豆渣中提取多糖工艺参数的适合范围，并进一步通过正交实验设计进行 筛选，研究各影响因素对大豆水溶性多糖提取率得率影响的主次顺序，确定最佳 提取条件。 得到结果是酸性条件下影响大豆水溶性多糖提取率得率的四个因素中提取 d h 为最主要的因素，余下依次为固液比、提取温度和提取时间，综合结果和实 际生产得出最佳的提取条件是固液比1 ：2 0 ，提取p i t = 3 ，提取温度1 2 0 c ，提 取时间9 0 r n i n 。碱性条件下影响提取率和得率的最大影响因素是提取温度，其次 是提取时间、提取p h 和固液比。碱法提取最佳条件是：固液比1 ：2 0 ，提取p h = 1 0 ，提取温度1 2 0 ，提取时间9 0 r a i n 。 在对多糖提取液初步纯化中，确定了活性炭脱色的最佳条件为活性炭添加量 1 脱色口h = 4 ，脱色温度8 0 ，脱色时间3 0 m i n 。乙醇沉淀实验得到最大沉 淀率时的最佳条件为：p h = 7 ，多糖提取液浓缩倍数为5 倍，乙醇与多糖浓缩液 比例为l ：1 。 二、股性质分析和粘度初步研究 得到的粗多糖经过旋光仪、红外线仪、紫外仪及化学方法研究多糖的理化性 质，结果表明粗多糖主要含有膳食纤维，由阿拉伯糖、半乳糖、木糖、葡萄糖、 鼠李糖等组成：使用粘度计对多糖水溶液的流变性进行了初步研究，分析结果表 明，大豆水溶性多糖溶液的粘度随浓度的增大而增大：并且其溶液的粘度在广泛 口h 环境中具有较好的稳定性：在强酸和强碱环境中的粘度和中性环境下差别不 大；在2 5 一8 0 的范围内多糖水溶液较稳定，其粘度变化幅度较小：在l 1 0 钠盐、钾盐、钙盐的添加条件下，多糖水溶液较稳定，粘度变化小。上述实验结 果都表明大豆水溶性多糖具有较低的粘度；其溶液粘度具有很好的耐热、抗盐和 广泛的p h 耐受性。 三、大豆水溶性多糖对酸性乳饮料的稳定性研究 大豆水溶性多糖在其添加浓度低于o 4 ，高于o 1 条件下，对酸性乳饮料 具有良好的稳定作用，其稳定作用的p h 范围为3 4 4 4 。在稳定剂浓度为0 4 ，p h 4 0 的条件下，其稳定酸乳饮料的效果与果胶相似，优于阿拉伯胶、c m c 、 p g a 等常用稳定剂。 与其他稳定剂相比，添加大豆水溶性多糖的酸乳饮料粘度要远低于添加果胶 的酸乳饮料，本研究自行制备的大豆水溶性多糖效果类似日本同类产品，在保持 低粘度的同时，对酸性乳饮料具有良好的稳定作用，因此可以作为一种优良的乳 饮料稳定剂。 大豆水溶性多糖对酪蛋白及乳清蛋白纯体系的实验结果显示在0 1 - - 0 7 的 大豆水溶性多糖浓度范围内，其对乳清蛋白纯体系有着良好的稳定效果，但是添 加量小于o 5 时，对酪蛋白纯体系的稳定效果要明显差于o 5 - 0 7 的添加量。 在0 5 - - 0 7 的范围内，酪蛋白和乳清蛋白纯体系问的稳定效果相差不大。 大豆水溶性多糖添加量为0 5 时，其对酪蛋白及乳清蛋白纯体系稳定作用受 口h 的变化影响很小：在p h = 4 0 ，大豆水溶性多糖添加量为o 5 时，热处理及糖 的添加量对这两种乳蛋白纯体系的稳定性影响不大。 稳定剂添加量的允许范围内大豆水溶性多糖的浓度对酸性乳饮料的粘度影 响不大，d h 的变化对这一体系粘度的影响也不大。并且添加大豆水溶性多糖的 酸性乳饮料粘度要远远小于添加了果胶的酸性乳饮料。 关键词：大豆水溶性多糖，提取，酸性乳饮料 a b s t r a c t s o y b e a r ls o l u b l ep o l y s a c c h a r i d ef s s p s ) i st h ep o l y s a c c h a r i d ee x t r a c t e df r o m t h er e s i d u ea f t e ro i la n dp r o t e i ne x t r a c t i o nf r o ms o y b e a r l w e i n v e s t i g a t e d t h e e x t r a c t e dt e c h n o l o g y , c h e m i s t r yq u a l i t y , p h y s i c sa n di t s a p p l i c a t i o ni na c i d i c m i l k b e v e r a g eo f s s p s t h em a i n e x p e r i m e n t r e s u l t sw e r ea sf o l l o w s ： 1w e i n v e s t i g a t e dh o wh e a t i n gs s p s e x t r a c t e df r o mr a wm a t e r i a lu n d e ra c i d i ca n d a l k a l i n ec o n d i t i o n b a s e do nt h es i n g l ef a c t o re x p e r i m e n t ，t h eo p t i m u mp a r a m e t e r s a n d s c o p e sa r ee n s u r e db y t h em e t h o do f o r t h o g o n a ld e s i g na n d t h ee g r e s s i o ne q u a t i o n i se s t a b l i s h e d a c c o r d i n g t ot h es t u d y , t h ee x t r a c t i o nt e m p e r a t u r e ，t i m e p ha n dt h er a t i oo f s o l i dt o l i q u i d w e r et h em a i nf a c t o r st h a ta f f e c tt h ee x t r a c t i o na n d y i e l d o f p o l y s a c c h a r i d eu n d e r a c i d i cc o n d i t i o n t h eo p t i m u mp a r a m e t e r sw e r ea sf o l l o w s ：t h e e x t r a c t i o nt e m p e r a t u r ei s 1 2 0 ，p h = 3 ，t i m ei s9 0 r a i n ，t h er a t i oo fs o l i dt ol i q u i d i s i ：2 0 ；u n d e ra l k a l i n ec o n d i t i o n ，t h ee x t r a c t i o nt e m p e r a t u r e ，t i m ea n dt h er a t i oo f s o l i d t ol i q u i dw e r et h em a i nf a c t o r st h a ta f f e c tt h ee x t r a c t i o nr a t eo f p o l y s a c c h a r i d e t h e o p t i m u mp a r a m e t e r s w e r ea sf o l l o w s ：t h ee x t r a c t i o n t e m p e r a t u r e i s 1 2 0 ， p h = 1 0 ，t i m e i s9 0 m i n ，t h er a t i oo f s o l i dt ol i q u i di s l ：2 0 d e f i n i n gt h a t t h eo p t i m u mc o n d i t i o nt h a tt h ea c t i v ec a r b o nd e c o l o u r si sf o r a d o p t i n g a c t i v ec a r b o na d d i n g1 ，t h ep h = 4 ，8 0 ，a n d3 0 m i nd e c o l o u r si nd r a y i n g t h ei n i t i a lp u r i f i c a t i o no f l i q u i dt ot h ep o l y s a c c h a r i d e t h eo p t i n n l m c o n d i t i o n o f e t h y l a l c o h o lp r e c i p i t a t e si s ：p h = 7 ，p o l y s a c c h a r i d ed r a w st h a tt h el i q u i dc o n c e n t r a t e st h e m u l t i p l es e r v ea s5t i m e s ，a n d t h ee t h y la l c o h o lc o n c e n t r a t e st h el i q u i dp r o p o r t i o nf o r 1 ：1w i t ht h ep o l y s a c c h a r i d e 2t h et h i c kp o l y s a c c h a r i d et h a tg e t sa sar e s u l to ft h eo p t i c a l l ya c t i v el i g h ta p p a r a t u s ， i n f r a r e dr a ya p p a r a t u sa n dp u r p l ep h y s i c sa n dc h e m i s t r yq u a l i t yt h a to u t e ra p p a r a t u s a n dc h e m i s t r ym e t h o d w a ss t u d i e dt h e p o l y s a c c h a r i d e i n d i c a t et h a tt h et h i c k p o l y s a c c h a r i d ec h i e f l yc o n t a i n st h em e a l sf i b e r sa tl a s t ，b ya l a b a l 。ss u g a ra n dh a l f m i l k s u g a r , w o o d e ns u g a r , g l u c o s e a n dm o u s e p l u m f o r m s b ys u g a re t c ； u s i n g t h ef l o w i n gd e n a t u r a t i o nt op o l y s a c c h a r i d ea q u e o u ss o l u t i o no f v i s c o m e t e r t oh a v ec a r r i e do ni n i t i a lr e s e a r c h ，t h ea n a l y s i sr e s u l ti n d i c a t e s ，a n dt h ev i s c o s i t yo f s s p ss o l u t i o na l o n gw i t l le n l a r g i n go fc o n s i s t e n c y ；a n dt h ev i s c o s i t yo f h i ss o l u t i o n p o s s e s s e sb e t t e rs t a b i l i t yt o e x t e n s i v ep h ，d o w nt h ed i f f e r e n c ei sn o tv e r yw i t ht h e n e u t r a le n v i r o n m e n tt ot h ev i s c o s i t yi n s 拄o n g a c i da n dt h ea l k a l i e n v i r o n m e n t ； p o l y s a c c h a r i d ea q u e o u ss o l u t i o ni sm o r e s t a b l ei nt h es c o p eo f2 5 。c s 一8 0 a n di t i ss m a l l e rt h a th i sv i s c o s i t yc h a n g e st h er a n g e ；a t1 1 0 s o d i u ms a l ta n du n d e rt h e s y l v i ea n dc a l c i u ms a l tc o n d i t i o n ，s o l u t i o ni sm o r es t a b l e ，a n dt h ev i s c o s i t yc h a n g e i s s m a l l m e n t i o n e da b o v e ( 1 ”a l li n d i c a t et h a ts s p sp o s s e s s e st h eg o o dl o w v i s c o s i t y ； i t ss o l u t i o nv i s c o s i t yp o s s e s s e sp h st o l e r a n c eo fv e r yg o o dh e a tr e s i s t i n ga n dr e s i s t e d s a l ta n de x t e n s i v e 3s s p sa d d st h a tt h ec o n s i s t e n c yi sl o w e rt h a no 4 t ob em o r et h a nu n d e ro 1 a n d p h 3 斗4 4c o n d i t i o n , a n d t op o s s e s st h eg o o ds t a b i l i t yi na c i d i cm i l kb e v e r a g e u n d e r t h i sc o n d i t i o nt h a ta ts t a b i l i z e rc o n s i s t e n c ys e r v ea st h eo 4 ，p h 4 0 ，t h es t a b i l i t yo f a c i d i cm i l kb e v e r a g ei s s u p e r i o rt o o t h e rs t a b i l i z e r ss u c ha sg u ma r a b i c ，c m ca n d p g a e t c b e i n gc o m p a r e d 、i t l lo t h e rs t a b i l i z e r s 。v i s c o s i t yo f a e i d i c m i l k b e v e r a g et h a t a d d ss s p sw i l lf a rb el o w e rt h a nt h a ta c i d i cm i l k b e v e r a g e t h a ta d d s p e c t i n w h e nc o n c e n t r a t i o no fs s p si so 1 - 4 ) 7 ，s s p sc a ns t a b l ep r o t e i ni np u r es y s t e m o f p r o t e i n i th a sg o o d s t a b l ee f f e c tt ot h en e w b o i t i p u r es y s t e mo f e g g w h i t es e t t l e d ， b u ti ss m a l l e rt h a no 5 d u r i n ga d d i n gc a p a c i t y , s t a b l ee f f e c tt ot h ep u r es y s t e mo f j u n k e te g gw h i t ew i l lt h ea d d i n ge a p a c i t yi n o 5 - - 9 7 o fc l e a rd i f f e r e n c e 。s t a b l e e f f e c tb e t w e e nt h eu n m i x e dp u r es y s t e mo fe g gw h i t eo f j u n k e te g gw h i t ea n db r e a s t d i f f e r sn o tv e r yi nt h es c o p eo fo 5 0 7 s s p sa d d i n gc a p a c i t yw a sf o ro 5 t i m e a n di ti sv e r ys m a l lt h a tt h ec h a n g eo f t h ep h i n f l u e n c eb e c a u s eo f i nh i sp a i ro f j u n k e t e g gw h i t ea n dt h eb r e a s ts t a b l e e f f e c to fu n m i x e dp u r es y s t e mo fe g gw h i t e ；t h e a d d i n gc a p a c i t yo f h e a tt r e a t m e n ta n ds u g a ri sn o tv e r yt ot h es t a b i l i t yi n f l u e n c eo f t h e s et w ok i n d sp u r es y s t e m so fn e w b o r ne g gw h i t et os o yb e a nw a t e rd i s s o l v i n g n a t u r ep o l y s a c e h a r i d ea d d i n gc a p a c i t yf o ro 5 t i m ea tp h = 4 0 t h ec o n s i s t e n c yo fs s p si sn o tv e r yt ot h ev i s c o s i t yi n f l u e n c eo fa c i d i cm i l k b e v e r a g ei n s i d et h es c o p ep e r m i r i n g o fs t a b i l i z e ra d d i n gc a p a c i t y , a n dt h ec h a n g eo f p h i sa l s on o tv e r yt ot h ei n f l u e n c eo ft h i ss y s t e mv i s c o s i t y a n da d d i n gv i s c o s i t yo f t h ea c i d i t yo fs s p sw i l lb es m a l l e rt h a nt h ea c i d i cm i l kb e v e r a g ea d d i n gp e c t i nf a r a w a y k e y w o r d ：s o y b e a n s o l u b l e p o l y s a c c h a r i d e ，e x t r a c t i o n ，a c i d i c m i l k b e v e r a g e 奎座硕士学位论文答辩委员会成员名单 姓名职称单位备注 朱振勤木教授华东师范大学主席 鲁心安副教授华东师范大学成员 黄秀琴副教授华东师范大学成员 常忠义讲师华东师范大学秘书 学位论文独创性声明 本人所呈交的学位论文是我在导师的指导下进行的研究工作及 取得的研究成果据我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文 不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果对本文的研究做出重 要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示谢意 作者签名：垄血日期： 盘= ! 学位论文授权使用声明 本人完全了解华东师范大学有关保留、使用学位论文的规定，学 校有权保留学位论文并向国家主管部门或其指定机构送交论文的电 子版和纸质版有权将学位论文用于非赢利目的的少量复制并允许论 文进入学校图书馆被查阅有权将学位论文的内容编入有关数据库进 行检索有权将学位论文的标题和摘要汇编出版保密的学位论文在 解密后适用本规定 学位论文作者签名：零砖 导师签名： 矍至堕蔓三! 三! 里螋! 墼堡主堡壅圭堡塞 盔星坐整丝墨整塑量墼芝鏖旦墅窒 第一章综述 大豆起源于我国，是中国饮食生活的传统食品之一，富含天然的植物蛋白 和不饱和脂肪酸。大豆营养丰富，含4 0 左右的蛋白质，2 0 左右的脂肪，2 0 左右的碳水化合物。1 k g 大豆所含的蛋白质相当于2 k g 牛肉或4 5 k g 猪肉。 多年来，研究人员通过对大豆多种成分的研究分析，发现大豆不仅具备食品所 必须的第j 第二功能，而且还具有多种满足特殊要求的特定功能。目前来源 于大豆的新型食品添加物日趋丰富，已经从单一的大豆蛋白发展到包括大豆蛋 白、大豆多肽、大豆低聚糖、大豆磷脂、大豆纤维和大豆异黄酮在内的多种食 品工业基料。随着对大豆功能性成分越来越深入的研究，大豆的综合开发利用 价值受到世界各国的关注。 1 大豆水溶性多糖概述 多糖一般是指聚合度超过1 0 以上的多聚糖，其分子量通常在数万至数百 万，多糖纯品实质是一定分子量范围内的均一组分，它的分子量只代表相似链 长的平均配布。按构成多糖的糖基的化学结构种类来分，有同型和异型多糖两 大类。所谓同型多糖是指多糖化学结构中的糖苷基单体只有一种，以不同的糖 苷键连接而成的不同的多糖。所谓异型多糖也称杂多糖，是指由两种以上的不 同的糖苷基单体构成的多糖。其中又有中性多糖和酸性多糖之分。中性多糖是 由两种以上不含有机酸的不同的糖基单体构成的聚合物；酸性多糖在组成成分 和结构上要比中性多糖复杂。除含两种以上的糖基单体外，还有一种或两种以 上的糖醛酸单体，因而酸性多糖的结构繁杂多样。 1 1 大豆水溶性多糖概述 大豆水溶性多糖是一种从大豆中提取和精制的水溶性多糖，其英文缩写为 大豆水溶性多糖。1 9 9 3 年f u j i o i l 公司成功的开发了提取自大豆分离蛋白副产 物一o k a r a 的大豆水溶性多糖，并将其商品命名为“大豆纤维一s ”。大豆纤维 s 主要由大豆膳食纤维构成，它是一种酸性多糖，结构类似果胶，含有由半 乳糖醛酸组成的酸性糖主链和阿拉伯糖基组成的中性糖侧链。其分子量范围在 5 0 0 0 一l ，0 0 0 ，0 0 0 之间【2 1 ，在水溶液中具有相对的低粘度和高稳定性。 在制造大豆分离蛋白、豆奶、豆腐的过程中，产生了蛋白抽提后的不溶性 物质残渣，即豆渣【3 4 1 。这种豆渣富含膳食纤维，影响肠道的调解【5 _ 6 1 。因此可 以用于不同类型的食物。包括色拉、汤、调味汁、烘烤类产品、甜品、香肠等 【7 q 】。但是因为其高含水率( 高达8 0 ) ，容易变质，许多豆渣未被有效利用而 视为工业废物 2 1 。 大豆水溶性多糖具有不同的功能，例如作为分散剂、乳化剂、稳定剂、黏 附剂【9 1 叭。因而它不仅仅可以作为纤维强化食物的膳食粗原料，也可以作为制 药或工业上的添加剂及许多其他类食品添加剂。 1 华东师范大学2 0 0 5 级硕士研究生论文 大豆水溶性多糖的提取与应用研究 1 ，2 大豆水溶性多糖的研究历史 早在1 9 6 1 年k a w a m u r a 和n a r a s a k i 就在碱性条件下提取了大豆水溶性多糖 】；m o r i t a 于1 9 6 5 年在1 0 0 热水中提取了大豆水溶性多糖 12 1 ；a s p i n a l l 等人 于1 9 6 7 年从大豆中提取了多糖类物质，并对其结构进行了初步研究【”1 ，此后 国外陆续报道过一些大豆水溶性多糖的提取方法。在这些掇道中有些是关于在 中性p h 热水中提取多糖，使用或不使用螯合剂，或者是在碱性热水中抽提【1 2 1 5 1 。还有一些是关于作为发酵食品，例如，大豆酱油制作中多糖的提取【1 6 - 2 1 1 。 h i d e f u m i 则研究了六偏磷酸盐对大豆胶质多糖提取的影响1 22 】：h i t o s h i 等系统 的研究了酸性条件下大豆水溶性多糖的提取p ”。m o r i t a 等指出3 8 的大豆水溶 性多糖可用沸水从纯化的大豆子叶中提取【i2 j ；k a w a m u r a 等指出3 2 的大豆水 溶性多糖可通过在9 0 热水中逐步加入草酸铵和0 5 n a o h 的方法提取得到 2 4 1 ：丽m a t t 等人在1 9 8 3 年【25 i ，s h o r e w 等人于1 9 8 5 年对这种多糖的生理功能 进行了研究 2 6 1 ；t h o m p s o n 等人在1 9 8 7 年【2 ”，h f u r u t a 等人于1 9 9 9 年【2 8 】对大 豆水溶性多糖的粘度分别进行了研究。 而国内对大豆水溶性多糖的研究要远远落后于国外，黄玉珍【29 】探讨了膳食 纤维的制各方法，包括有大豆皮膳食纤维、多功能纤维以及高纯度高活性大豆膳 食纤维的制作方法；黄晓青p0 1 等研究了大豆膳食纤维的提取方法，并对其生理 功能进行了初步研究；姚惠源、陈正行等人研究了从豆腐废水提取水溶性多糖 l 弘1 ，但是并没有对大豆水溶性多糖的提取、性凄和应用等方西做进一步的深入 研究。 2 大豆水溶性多糖性质、结构、功能与应用 2 1 物质基本性质和特征 ( 1 ) 含高膳食纤维 据m a e d a 2 1 所著书中提到提取自o k a r a 的大豆水溶性多糖通过a o a c 官方 方法测得躇食纤维含量超过6 0 ，函此与其他膳食纤维一样，大豆水溶性多糖 具有相同的生理上的功能。研究发现大豆水溶性多糖经肠道微生物的交替作用 转变为有机酸和发生部分形变，在冒与肠的运输时间有效的缩短 3 2 1 。 大豆膳食纤维主要取之于豆渣。经化验分析豆渣含碳水化合物和膳食纤 维素7 0 3 ，蛋白质1 9 6 ，脂肪6 3 ，水分3 8 。以豆渣为原料制取的膳食纤 维奶油纤维和蛋白质含量高，无热量( 或低热量) ，对预防糖尿病、心脑血管病、 预防便秘和防止肠癌的发生、防治高血压都能起到良好的作用 3 3 1 。人们可以放 心她享用而不登再担心因脂肪摄入过多而引起发胖。 医学研究表明，大豆膳食纤维的主要生理功能是通过延缓胃排空，改变大 肠运转时间而在肠内形成凝胶，延缓肠道对葡萄糖的吸收：还可通过减少肠激 华东师范大学2 0 0 5 级硕士研究生论文 大豆握培性多糖的提取与应用研究 素( 抑制胃多肽或胰岛血糖素分泌) 改善胰岛素释放，使葡萄糖代谢加强，达 到降低血糖的目的，所以被全世界公认为功能性食品。 ( 2 ) 高溶解性和抗热、酸、盐的稳定粘性 大豆水溶性多糖可溶解于热或冷水中而不发生凝胶，表现出较其他胶和稳定 荆( 例如华豆胶) 更低的糙度，其牯度表现出牛顿流变学行为。在2 0 可配制 成高浓度的( 超过3 0 ) 水溶液 3 4j ；1 0 的大豆水溶性多糖溶液在5 8 0 不 产生凝胶现象【川；大豆水溶性多糖的结构虽然类似果胶，但是与多价阳离子的 相互作用极其微小，这点是不同于低酯果胶和藻酸钠的 3 4 】；1 0 的大豆水溶性 多糖在p h 6 0 和6 0 的糖条件下并不发生凝胶化，这点是不同于高酯果胶的【弘】； 并且溶液的粘度不会受到酸、热、盐类太大影响【3 “，这暗示着大豆水溶性多糖 可以用于含盐和糖的食品液体中而不用担心流变性的改变。 ( 3 ) 优秀的胶着性及薄膜形成特性 大豆水溶性多糖有很强的胶着力，根据j i s 标准k 6 8 4 8 1 9 8 7 和k 6 8 5 1 1 9 7 6 检测其胶着强度，发现其胶着强度等于或优于普鲁兰。普鲁兰这种胶着剂通常 被认为具有很高的胶着强度 35 1 。利用此特性，大豆水溶性多糖可以作为胶着剂， 不仅用于干性食品，例面条及谷物，亦可用于纸类、木材或玻璃上。 除此以外在张力测试里，大豆水溶性多糖形成的薄膜不加任何添加剂表现出 和普鲁兰一样高的张力抗性。利用其形成薄膜的特性可让我们容易制成无色透 明水溶性可食薄膜，也可利用于某些食品，例如作为锭剡或其他物料表面的覆 盖物【3 5 】。 ( 4 ) 抗氧化性 已确定大豆水溶性多糖具有防止油、香油氧化的功能。推测可能是由于它的 胶质多糖有助于自由基的稳定。大豆纤维s - l a 2 0 0 对豆油抗氧化影响已被发展 用于调味粉。阿拉伯胶未显示出类似大豆纤维s 一样的抗氧化作用 3 6 1 。 2 ，2 大豆水溶性多糖的结构 大豆水溶性纤维有不圉的类型，多数类型的组成性糖为半乳糖、阿拉馆糖、 半乳糖醛酸，也包括其他糖，如鼠李糖、海藻糖、木糖、葡萄糖。大豆纤维一s 不同的类型里。每种对糖的修饰都会使其具有特殊的功能，例如有一种大豆多 糖的粗蛋白含量就少于5 j 。 从大豆中分离蛋白和油后得到的残渣，包含水溶和水不溶膳食纤维这些纤 维来自大豆子叶。来自大豆子叶的水搭性膳食纤维，它的糖成分和序列已经被 报道，但是它结构方面完全的认识还是缺乏的 通过h p l c 凝胶过滤层析分析大豆水溶性多糖可珞知它具有三种组分，分 子量分别是5 5 0 ，0 0 0 ；2 5 ，0 0 0 ：5 ，0 0 0 。其中具有重要应用价值的是分子量 几十万的组分。近来，n a k a m u r a 3 】等鉴定了大豆水溶性多糖中具有5 5 0 ，0 0 0 华东师范大学2 0 0 5 级硕士研究生论文 大豆水溶性多糖的提取与应用研究 分子量组分的最主要的化学结构。发现这种大豆水溶性多糖主要具有3 种结构： 半乳糖醛酸主链骨干上存在着聚鼠李糖半乳糖醛酸长链和同型半乳糖醛酸短 链；同型的半乳糖基和阿拉伯糖基中性糖侧链通过鼠李糖与鼠李糖半乳糖醛酸 结合，比半乳糖醛酸主链骨干更长 2 1 。见图1 1 t - 弋2 r h a l 一4 g a l a l 寸一4 g a l a l 开2 r h a l 一4 g a l a i ) ，1 m a i nb a c kb o n e ) 4 g a l a 6 寸1a r a 5 ) o i ： g a l 中 1 g a l a 4 ，一s i d e c h a i n ) ( 4 g a l r 1g a l a 4 再邵i d ec h a i n ) 经过酶的逐级降解，发现它具有胶质类似结构，如图 3 s 】 图1 2 大壶汞诸性多糖结构 f i g 1 2 s t r u c t u r a lm o d e lo fs s p s 4 华东师范大学2 0 0 5 级硕士研究生论文大豆水溶性多糖的提取与应用研究 从图1 2 看出，其主干由聚半乳糖醛酸( g n ) 和聚鼠李糖半乳糖( r g ) 组 成：聚半乳糖醛酸由一4 ) 一a d g a l a 一( 1 一构成；聚鼠李糖半乳糖由糖苷重复单 位构成即4 ) 一d ，d ，g a l a 一( 1 2 ) q - l r h a - ( 1 。g n 的聚合程度估计约4 1 0 个g a l a 残基，g a l a r h a 重复单位数量在l5 ，2 8 ，1 0 0 个3 8 39 1 。1 3 1 ，4 。半乳 糖侧链的聚合程度估计约为4 3 4 7 个残基，并有海藻糖和阿拉伯糖残基和它相 连。a 1 ，3 和a 1 ，5 阿拉伯糖基链在c 一4 位置和鼠李糖侧链相连。些半乳糖 醛酸在c 一3 位点通过木糖低聚糖修饰( 聚合程度4 或7 个残基) ，这种低聚木 糖由b 1 ，4 和b 1 ，2 木糖残基组成【4 。 2 3 大豆水溶性多糖功能和应用 下表显示了大豆水溶性多糖的功能与应用，不同类型的大豆水溶性多糖具有 不同的功能，用于不用的领域。 表1 1 大豆水溶性多糖的功能与应用 2 1 t a b l e1 1 f u n c t i o n sa n da p p l i c a t i o n so fs s p s 大豆水溶性多糖介于上面的特性可以用作乳化剂、分散剂、稳定剂等，下 谣分别介绍大豆水溶性多糖的几个主要应用领域。 2 3 1 酸性条件下对蛋白颗粒分散稳定性的影晌 在酸性条件下，大豆水溶性多糖可以阻止蛋白颗粒凝结和沉降。它与高酯果 胶这种常用于酸乳饮料的稳定剂不同之处在于，大豆水溶性多糖在没有提高浓 度，低p h 条件下具有良好的稳定蛋白颗粒的能力。羧甲基纤维素钠( c m c ) 和丙烯乙二醇藻酸盐( p g a ) 也是酸乳饮料常用的稳定剂，但是这类水状胶体 有个基本特征就是趋向于使最终产品具有高粘度，而这些最终产品通常是指酸 s 华东师范大学2 0 0 5 级硕士研究生论文 大豆水溶性多糖的提取与应用研究 性乳饮料，它们要求低粘度，清爽口感及没有牙齿粘着感。 h i t o s h i 等人的研究显示大豆水溶性多糖作为稳定剂比高酯果胶作稳定剂时 酸奶饮料的粘度要低。在低p h ( p h r b r a ，即：影响多糖粗品提取率和得率的实验因素主次顺序 为：c ( 提取温度，) 、d ( 提取时间) 、b ( 提取p h ) 、a ( 固液比) 。最高提取率的条件是c 3 d 2 8 2 a 3 ， 即固液比i ：3 0 ，提取p h = 1 0 ，提取温度1 2 0 c ，提取时间9 0 r a i n ：最高得率的条件是： 固液比1 ：2 0 ，提取p h = 1 0 ，提取温度1 2 0 c ，提取时间9 0 m i e n 。综合提取率和得率的 正交实验可知，影响提取率和得率的最大影响因素是提取温度，其次是提取时间、提取 p h 和固液比。所以碱法提取最佳条件是：固液比1 ：2 0 ，提取p t - i = 1 0 ，提取温度1 2 0 。 3 3 活性炭脱色实验结果 3 3 1 不同种类活性炭的脱色效果 表2 6 不同活性炭脱色前后o d 变化 t a b l e 2 6o d c h a n g e so fd e c o l o r i n gb yd i f f e r e n ta c t i v a t e dc a r b o n 活性爱咖值 脱色前 脱色后o d 下降百分率( ) 颗粒状0 4 1 30 3 9 83 6 3 粉末状o 4 1 3o 0 8 18 0 3 9 从表2 6 可以看出颗粒状活性炭几乎没有脱色效果，推测可能是因为色素分子量小， 颗粒活性炭的孔径相对大，使色素可以吸附停留在内部。而粉末状活性炭的脱色效果要 远远优于颗粒状活性炭。因此选取粉末状活性炭进行后续实验。 3 3 2 不同活性炭用量的脱色效果 根据上述实验，选择粉末状活性炭进行后续实验。不同活性炭用量对脱色效果影响 很大，表2 7 给出不同用量活性炭的脱色效果。 表2