花生非淀粉多糖的制备、分离纯化及结构分析

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多糖是花生中重要的生物活性物质之一,具有良好的抗氧化、保护肝脏等生物活性,近年来受到广泛关注。为了全面而深入的研究花生多糖,增加花生榨油副产物的综合利用率,本文在明确了花生粕总糖组成的基础上,以脱脂冷榨花生粕为原料,采用热水提取法提取花生粗多糖,选择提取时间、提取温度和料液比三个影响因素,在单因素试验的基础上对热水提取工艺进行了优化。此外,为制备花生非淀粉多糖,同时实现多糖与多肽联产,使用蛋白酶对花生粕进行前处理,并优化热水浸提非淀粉多糖的最佳提取参数;采用淀粉酶和葡聚糖凝胶柱层析进行分离纯化,获得花生非淀粉多糖纯化组分,并初步探讨了花生非淀粉多糖的结构。主要研究结论如下:明确了花生粕中总糖的组成及各成分的含量,并优化了热水提取花生粗多糖最佳制备工艺。花生粕中的总糖含量为32.45%,包括单糖、低聚糖和多糖。其中单糖主要含有果糖和葡萄糖,含量分别为0.12%和0.19%;低聚糖中以蔗糖含量最高,含量为9.83%,此外还包括麦芽糖和水苏糖,含量分别为0.74%和0.42%,而乳糖含量不到0.1%;另外,花生粕中的淀粉含量为8.01%,粗纤维含量为3.64%。用热水法提取花生粗多糖,考察了温度、时间及料液比对花生粗多糖提取率的影响。在单因素试验的基础上,通过响应面分析法(Response Surface Methodology, RSM)优化了提取工艺。所建回归模型达到极显著水平(p<0.0001),失拟项不显著(p=0.0628>0.05),回归方程总决定系数R2=0.9538,调整决定系数R2adj=0.9217,表明该模型拟合度较好。热水提取花生粗多糖最佳工艺参数为:温度91℃、时间4h、料液比1:30(g/mL),最终花生粗多糖实际提取率为39.47±0.04%,与模型预测值相符。该工艺条件下花生粗多糖含量为83.34±0.7%,其中淀粉含量为62.47±0.55%。优化了热水提取花生非淀粉多糖的制备工艺,并对非淀粉多糖进行分离纯化获得纯化组分。选择中性蛋白酶和复合蛋白酶共同作用的处理方法对花生粕进行前处理。花生粕经蛋白酶酶解后,用热水从粕渣中提取非淀粉多糖,考察了温度、时间及料液比对花生非淀粉多糖提取率的影响。在单因素试验的基础上,通过响应面分析法优化了提取工艺。所建回归模型达到极显著水平(p<0.0001),失拟项不显著(p=0.0735>0.05),回归方程总决定系数R2=0.9995,调整决定系数R2adj=0.9987,表明该模型拟合度较好。热水提取花生非淀粉多糖最佳工艺参数为:温度85℃、时间3h、料液比1:20(g/mL),最终花生非淀粉多糖实际提取率为34.49±0.15%,与模型预测值相符。在确定热水提取最佳工艺后,对所得非淀粉多糖进行纯化。首先利用耐高温型αα-淀粉酶、糖化酶处理,经淀粉酶作用后,多糖含量为44.40%,淀粉含量仅为0.70%。经过Sephadex G-100柱层析后,获得一个纯化组分。经测定该组分的多糖含量为70.20±0.7%,蛋白质含量为2.90±0.08%。表征了花生非淀粉多糖组分的初级结构。结果表明花生非淀粉多糖的分子量为2.383×105Da,单糖组成中以葡萄糖、半乳糖、阿拉伯糖、木糖为主,含有少量的鼠李糖、半乳糖糖醛酸、葡糖糖醛酸,摩尔百分比为35.16:22.10:24.95:10.44:3.69:3.10:0.56。傅立叶红外光谱扫描分析结果表明花生非淀粉多糖具有多糖的典型特征吸收峰,是一种具有乙酰氨基的α-吡喃糖。扫描电镜(SEM)观察结果表明,经蛋白酶和淀粉酶酶解后,花生非淀粉多糖的结构有所变化,呈蜂窝状,且状态松散,分布不均匀。
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