水解向日葵盘果胶制备半乳糖醛酸的研究

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半乳糖醛酸是一种功能性单糖,在医药、食品、化工等行业被广泛应用。现有的半乳糖醛酸制备工艺产率低,纯化较困难,制约了半乳糖醛酸的工业生产。向日葵盘果胶是一种天然低酯果胶,富含半乳糖醛酸,是制备半乳糖醛酸优质原料。因此,本论文以向日葵盘为原料,利用化学法、酶解法等多种手段,探索可简单高效制备与分离半乳糖醛酸的工艺,为实现工业化生产提供理论依据。研究内容和成果如下:(1)依据实验室建立的方法,制备高含量HG型的向日葵果胶。用0.2%草酸提取向日葵盘得到向日葵盘果胶(AHP,11.34%),AHP总糖含量71.4%,糖醛酸含量60.1%,灰分含量3.1%,酯化度31.8%,分子量约7 k Da。HPLC分析表明AHP由半乳糖醛酸(Gal A)82.2%、鼠李糖(Rha)7.1%、葡萄糖(Glc)2.1%、半乳糖(Gal)4.2%和阿拉伯糖(Ara)4.4%组成。因此,AHP是一种富含半乳糖醛酸且分子量较小、酯化度低的HG型果胶,适合作为制备Gal A的原料。(2)半乳糖醛酸制备工艺优化。利用碱去酯化法、酶解法、酸水解法、乙醇醇沉法等方法组合,共设计6种Gal A制备工艺。通过对Gal A产率、纯度,制备工艺的简易性和生产成本等综合考虑,优化制备工艺为:AHP在室温下经0.05 M Na OH去酯化反应1 h,得到去酯化产物D-AHP的溶液;用HCl调D-AHP溶液p H值至7,利用3000 Da中空纤维柱除盐后,向溶液加入酸性液体果胶酶(CAS:9032-75-1),酶解8 h、煮沸、离心获得上清液(D-E-AHP)。中空纤维过滤,滤出液为半乳糖醛酸产品(D-EH-AHP),产率为80.7%,Gal A含量为99%。(3)半乳糖醛酸产品百克级制备。利用上述优化的工艺以100 g向日葵盘果胶为原料重复制备三次。结果表明,此工艺操作简单,重复性好。平均产率为79.83%,变异系数为2.32%;Gal A平均含量为98.53%,变异系数为0.82%。经检测,产品总糖含量99.1%,糖醛酸含量85.8%,且未检出核酸、蛋白、色素等杂质。由红外光谱、质谱、核磁共振碳谱可知,产品为半乳糖醛酸,酯化度为0%,纯度极高,且未检出寡聚半乳糖醛酸。综上,此Gal A制备工艺可作为工业化生产的理论参考。
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