燕麦β-葡聚糖提取、纯化及中试工艺的研究

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燕麦β—葡聚糖是主要存在于燕麦籽粒的亚糊粉层细胞壁的一种非淀粉多糖,含量可达3-7%。裸燕麦是我国特产的优质燕麦,本论文以山西产裸燕麦麸皮为原料,主要对燕麦β—葡聚糖的测定方法、提取、分离纯化以及中试工艺进行了研究。以刚果红分光光度法快速测定β—葡聚糖含量,并对该方法的测定条件、准确度及精密度进行了研究。确定最佳测定条件为:pH8.0,温度20℃,反应时间30min,最大吸收波长545nm。实验证明该测定方法的准确度和精密度均较高,是一种简便、高效可行的测定方法。分别研究了提取溶剂、浸提温度、反应时间、提取液pH、固液比、浸提次数对β—葡聚糖得率的影响。在此基础上进行三因素二次通用旋转回归试验对关键影响因子(pH、温度和时间)进行优化,确定采用水提取燕麦麸中β—葡聚糖的最佳工艺条件为:提取液pH10.0,温度70℃,时间60min,固液比1:15,提取次数2次,在此条件下燕麦β—葡聚糖的得率可以达到最大值8.47%。对提取液进行了淀粉酶除淀粉、脱蛋白、脱色以及溶剂沉淀等处理。结果表明,耐高温α—淀粉酶去淀粉的最佳用量为40U/50mL提取液;等电点法脱蛋白效果最佳,蛋白质去除率为80.60%,β—葡聚糖保留率为81.58%;确定采用AB-8大孔吸附树脂脱色以及用乙醇作为沉淀剂沉淀多糖,醇沉最终浓度为60%时效果最佳。采用聚酰胺柱层析和Sepharose C1-4B琼脂糖凝胶过滤柱层析对燕麦β—葡聚糖粗体物进行逐步分级纯化,得到组分POG-1和POG-2。对组分POG-1和POG-2分别进行紫外扫描纯度鉴定,结果表明,POG-2是不纯的燕麦β-葡聚糖,POG-1较纯。POG-1经HPLC进一步分析为均一组分,其相对分子质量为678297。根据实验室最佳优化工艺并结合实际生产的可实施性,设计了中试工艺流程并对燕麦β—葡聚糖进行了大量的提取。经中试实验所得的β—葡聚糖粗品纯度较高可达68.72%,每千克的生产成本约为50元。该工艺适合工业化生产。
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