甘露糖酯的分离纯化及分析方法研究
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第五章同时反应萃取体系选择合成甘露糖月桂酸二酯5.1 前言SFAE产品往往是由单酯、二酯及少量其他多酯组成的混合物。
SFAE的功能性质与其结构和组成有着密切的关系,例如相比于单一的单酯产品,单酯与二酯的相互配合使用可以显著改善糖酯产品的起泡性和泡沫稳定性[1]。
在酶法合成SFAE中检测或者分离鉴定了二酯乃至三酯[2-4],这就为酶法合成二酯或多酯提供了可能。
本章将建立一种新的酶催化反应体系,以实现对二酯的选择性合成。
在以往的研究中,鉴于酶法催化合成糖酯是一个热力学可逆的反应过程,因此往往使用非水单相体系作为反应介质,如有机溶剂[5-6], 离子盐/液体[7-8],超临界流体[9], 或者无溶剂体系[10]以提高酶催化效率。
近年来,一种基于水相-有机相的两相分配生物反应器(two-phase partitioning bioreactor,TPPB)被用于酶催化反应中[11-12]。
其可以改变反应进程,使得本来热力学不利的反应能向着目标产物方向进行。
在糖酯的酶促催化合成过程中,两相体系也被用于增加反应的转化率,所应用的体系组成包括水-有机体系[13-15],水-离子液体体系[16], 离子液体-有机体系[17]及离子液体-超临界二氧化碳体系[18],但是目前的这些体系都只用于增加单酯的转化率。
在利用Novozym 435催化合成甘露糖月桂酸酯合成的研究中,发现单酯与二酯因结构上的差异,对不同的溶剂表现出不同的溶解性。
本文利用这种差异建立一种全新的反应体系——同时反应萃取体系(Simultaneous Reaction-Extraction system,SRE),利用不同性质的有机相分别作为酶促催化的反应介质和产物萃取富集介质,以提高二酯的选择性和转化率,用于二酯的选择性合成。
5.2 实验材料固定化脂肪酶Novozym 435购于诺维信(中国)生物技术有限公司;D-甘露糖、月桂酸、正己烷、乙腈购于中国医药集团上海化学试剂公司;甲醇(色谱纯)购于美国Tedia 公司;3 Å、4 Å 1/16分子筛购于上海环球分子筛有限公司(UOP)。
提取和纯化植物中的甘露醇甘露醇是一种甜味物质,广泛存在于植物中。
它具有很高的溶解度,甚至在低温下也能快速溶解,所以在许多食品和饮料中都被用作甜味剂和稳定剂。
然而,从植物中提取和纯化甘露醇是一项具有挑战性的任务。
本文将介绍一种常用的方法,即温和的甘露醇提取和纯化方法。
一、甘露醇的提取甘露醇提取是将甘露醇从植物组织中分离出来的过程。
常用的提取方法包括溶剂提取、超临界流体提取和酶解法。
其中,溶剂提取是最常用的方法之一。
1.1 溶剂提取法溶剂提取法是通过选择适当的溶剂将甘露醇从植物组织中溶解出来。
常用的溶剂有乙醇、甲醇和水等。
提取条件包括温度、时间和溶剂的浓度等,需要根据不同的植物物种和需求来确定。
1.2 超临界流体提取法超临界流体提取法是利用超临界流体的特性将甘露醇从植物中提取出来。
超临界流体是一种介于气体和液体之间的状态,具有较高的溶解能力和较低的粘度。
常用的超临界流体有二氧化碳和乙烷等。
1.3 酶解法酶解法是利用酶的作用将植物中的多糖分解为单糖,进而提取甘露醇。
常用的酶有纤维素酶、木聚糖酶等。
酶解条件包括温度、pH值和酶的浓度等。
二、甘露醇的纯化甘露醇提取后还需要进行纯化,以去除杂质和提高甘露醇的纯度。
常用的纯化方法包括晶体分离、电解法和渗透蒸馏等。
2.1 晶体分离法晶体分离法是通过调节甘露醇的溶解度和结晶条件,使甘露醇晶体从溶液中析出。
晶体分离的关键是选择适当的溶剂、溶解温度和冷却速度等。
2.2 电解法电解法是利用电解现象将甘露醇从溶液中转移到电极上,从而实现纯化的过程。
通过调节电解条件和电解槽的结构,可以提高甘露醇的纯度。
2.3 渗透蒸馏法渗透蒸馏法是利用甘露醇和其他成分在蒸馏塔中的不同渗透性,通过连续蒸馏来纯化甘露醇。
该方法操作简单,能够实现对甘露醇的高效纯化。
三、甘露醇的应用甘露醇具有广泛的应用前景。
由于其低热值和不引起龋齿的特点,被广泛用作食品和饮料中的高强度甜味剂和稳定剂。
此外,甘露醇还用于制造药品、化妆品和口腔卫生用品等。
苷类化学成分提取和分离的一般工艺流程下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
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在进行苷类化学成分的提取和分离前,首先需要对植物样品进行准备工作。
第30卷第2期化㊀学㊀研㊀究Vol.30㊀No.22019年3月CHEMICAL㊀RESEARCHMar.2019酵母来源甘露聚糖的提取纯化及其对水果保鲜侯亚彬1,徐梦晨2,武佩贤2,尚思宇2,高兰芳2,吴文敬2,李婉君2,刘学颖2,杨生玉2,张彭湃2∗(1.河南大学实验室与设备处,河南开封475004㊀2.河南大学生命科学学院,河南开封475004)收稿日期:2019-01-31.基金项目:河南省高等学校重点科研项目资助计划(17A530001),河南省科技攻关项目(162102210025)作者简介:侯亚彬(1975-),男,高级实验师,研究方向为生物化学,∗通讯联系人,E⁃mail:bio_apai@163.com.摘㊀要:以市售酵母细胞壁为原料,考察不同提取工艺条件下酵母甘露聚糖的得率.结果表明,最佳提取条件为:料液比1ʒ60,115ħ,浸提90min,此时甘露聚糖最大得率可达到18.71%,影响因素的重要性依次为:料液比>浸提温度>浸提时间.对甘露聚糖进行初步纯化,结果显示PolarMC60⁃Q型预装纯化柱的多糖损失率较低(38.21%),而蛋白去除率最高(90.97%),显示出较好的纯化效果.经初步纯化的甘露聚糖涂膜处理苹果显示出较好的抗褐变性能;保鲜剂组分为0.2%甘露聚糖㊁0.3%丙酸钙㊁0.3%抗坏血酸时,对葡萄进行涂膜处理,测得五日失重率为3.95%,较对照组降低19.70%,五日好果率77.78%,该配方保鲜效果明显优于其他测试组.关键词:酵母;甘露聚糖;提取纯化;水果保鲜中图分类号:TS201.3文献标志码:A文章编号:1008-1011(2019)02-0197-05ExtractionandpurificationofmannanfromyeastanditusedforfruitpreservationHOUYabin1 XUMengchen2 WUPeixian2 SHANGSiyu2 GAOLanfang2 WUWenjing2 LIWanjun2LIUXueying2 YANGShengyu2 ZHANGPengpai2∗1.LaboratoryandEquipmentAdministration Henan University Kaifeng475004 Henan China2.SchoolofLifeSciences HenanUniversity Kaifeng475004 Henan ChinaAbstract Withcommercialyeastcellwallsasrawmaterials,theyieldofmannanwasinvestigatedunderdifferentextractionprocess.Whenthesolid⁃liquidratiowas1ʒ60,theextractiontemperaturewas115ħ,andlastedfor90min,themaximumyieldofmannanwas18.71%,thefactorsarragnedinimportantorderasthefollows:solid⁃liquidratio>extractiontemperature>extractiontime.TheresultsshowedthatthePolarMC60⁃Qtypepre⁃loadpurificationsystemcausedlowerrateofpolysaccharidesloss(38.21%),andthehighestrateofproteinremoval(90.97%)inthepreliminarypurificationofmannan.Itshowedgoodanti⁃browningwhencoatingthepreliminarypurifiedmannanontheapplesurface.Keepingthepreservativecomponentsas0.2%mannan㊁0.3%calciumpropionate㊁0.3%ascorbicacid,thefive⁃dayweightlossrateofthegrapewas3.95%,19.70%lowerthanthecontrolexperiment,andtherateofgoodfruitafterfivesdayswas77.78%,indicatinggoodpreservationeffect.Keywords:yeast;mannan;extractionandpurification;fruitpreservation㊀㊀甘露聚糖是一类功能性多糖物质,广泛存在于多种生命形式中,在酵母细胞中,甘露聚糖存在于其细胞壁外层,以共价键形式与蛋白质连在一起,占细胞壁干重的40%左右[1].甘露聚糖具有抗肿瘤㊁抗辐射㊁抗氧化等功能,能显著增加机体免疫力,刺激肠道益生菌群的生长,广泛应用于医药㊁化妆品及生物能源等行业[2-6].此外,甘露聚糖无色㊁无毒㊁无异味,也是一种天然的食品防腐剂[7];其水溶液可在果蔬表面形成一层薄膜,可有效阻止空气氧化㊁减少水分蒸发㊁抑制果蔬表面病害微生物的生长繁殖,从而起到果蔬保鲜的作用[8].本实验拟采用高温浸提法对酵母细198㊀化㊀学㊀研㊀究2019年胞壁中的甘露聚糖进行提取,并采用离子交换柱对多糖浸提液初步纯化,继而分析纯化的甘露聚糖与丙酸钙㊁抗坏血酸的复合处理对水果保鲜的效果,以期开发出一种具有良好保鲜效果的保鲜剂配方,为水果绿色保鲜剂开发研究提供参考.1㊀材料与方法1.1㊀材料㊁试剂及实验仪器香蕉㊁巨峰葡萄,酵母细胞壁,市售;甘露聚糖,购自Sigma⁃Aldrich公司,纯度ȡ95%;甘露糖㊁NaOH㊁浓硫酸㊁NaCl㊁H3BO3㊁考马斯亮蓝G⁃250㊁丙酸钙㊁抗坏血酸,购自上海生工,分析纯.仪器主要有:磁力加热搅拌器㊁恒温水浴锅㊁真空干燥箱㊁回转式恒温摇床㊁紫外分光光度计㊁高压灭菌锅㊁高速冷冻离心机㊁分析天平㊁超净工作台.预装离子交换柱(5mL装):赛分PolarMC60⁃CM(弱阳离子交换)㊁PolarMC60⁃SP(强阳离子交换)㊁PolarMC60⁃Q(强阴离子交换)㊁PolarMC60⁃DEAE(弱阴离子交换).1.2㊀实验方法1.2.1㊀甘露聚糖及蛋白质含量测定采用NaCl⁃H3BO3法测定甘露糖含量,并换算为甘露聚糖浓度[9],并采用考马斯亮蓝法测定浸提液中蛋白质含量,绘制相应的标准曲线,文中所有数据均为三次测定后的平均值.1.2.2㊀甘露聚糖的提取方法取1g酵母细胞壁,分别溶于30㊁45㊁60mL水中,高温浸提其中的甘露聚糖,考察不同料液比㊁浸提温度及浸提时间对提取效果的影响,设计L9(33)正交实验表如表1所示,通过实验确定最适提取条件.表1㊀正交实验设计Table1㊀Orthogonalexperimentaldesign料液比浸提温度/ħ浸提时间/min水平11ʒ3010030水平21ʒ4511560水平31ʒ60121901.2.3㊀甘露聚糖的初步纯化对比赛分PolarMC60⁃CM弱阳离子交换预装柱㊁PolarMC60⁃SP强阳离子交换预装柱㊁PolarMC60⁃Q强阴离子交换预装柱㊁PolarMC60⁃DEAE弱阴离子交换预装柱对甘露聚糖浸提液的纯化效果,评价指标为多糖损失率及蛋白去除率.纯化过程为:采用10倍柱体积的0.2mol/L磷酸盐缓冲液(pH5.8)平衡预装柱,然后将甘露聚糖浸提液过柱,2倍柱体积0.5mol/LNaOH溶液洗脱,收集洗脱液,柱子采用1mol/L的NaCl溶液再生;过柱线速度2cm/min;操作压力上限<100Bar.1.2.4㊀甘露聚糖水果保鲜感官效果取纯化效果较好的预装柱纯化甘露聚糖浸提液,并将初步纯化的甘露聚糖溶液浓度调整至0.2%,对苹果㊁香蕉等易褐变的水果进行涂膜处理,观察不同时间的褐变情况.1.2.5㊀保鲜剂配方初步实验为增强甘露聚糖的水果保鲜效果,采用丙酸钙与抗坏血酸与甘露聚糖复合使用,复合处理方式及保鲜剂中各组分浓度如表2所示.考察不同处理方式对水果失水率及好果率的影响.表2㊀保鲜剂处理方式Table2㊀Treatmentsoffruitpreservative甘露聚糖丙酸钙抗坏血酸对照组---方式10.2%(标准品)--方式20.2%(初步纯化)--方式30.2%(初步纯化)0.3%-方式40.2%(初步纯化)-0.3%方式50.2%(初步纯化)0.3%0.3%1.2.6㊀评价保鲜效果的指标失水率:采用称重法计算水果的失重,称量保鲜处理前水果的重量和保鲜处理后水果重量,所得差值与初始值之比即为失水率[9].好果率:依据感官评价对水果样品进行分级,其中1级果标准为:新鲜完好㊁无褐斑㊁无霉点㊁果肉色泽和风味正常;2级果标准为:褐斑面积小于1/2,无霉点㊁果肉色泽和风味正常;据此计算好果率[10].好果率=1级果+2级果总果数ˑ100%2㊀结果与分析2.1㊀甘露糖及蛋白质标准曲线的绘制市售酵母细胞壁主要成分为甘露聚糖㊁β⁃葡聚糖和蛋白质.采用NaCl⁃H3BO3法绘制甘露糖标准曲线如图1所示,采用考马斯亮蓝法测定蛋白质含量,绘制蛋白质标准曲线如图2所示.通过计算可知甘露聚糖占细胞壁总重的29.46%.2.2㊀甘露聚糖提取条件的正交实验结果根据表1中的正交实验设计方案开展实验,所第2期侯亚彬等:酵母来源甘露聚糖的提取纯化及水果保鲜初探199㊀图1㊀甘露糖标准曲线Fig.1㊀Standardcurveofmannosecontent图2蛋白质含量标准曲线Fig.2㊀Standardcurveofproteincontent得正交实验结果如表3所示,甘露聚糖浸提的最优条件组合为:料液比1ʒ60,浸提温度115ħ,浸提时间为90min,此条件下甘露聚糖的得率达到18.71%.根据极差R值可知,影响因素的重要性次序为:料液比>浸提温度>浸提时间.表3㊀正交实验结果Table3㊀Theorthogonalexperimentalresults料液比浸提温度/ħ浸提时间/min多糖得率/%11ʒ301003010.5121ʒ301156011.7431ʒ301219010.2241ʒ451009012.9151ʒ451153012.8061ʒ451216011.1771ʒ601006018.0181ʒ601159018.7191ʒ601213012.14k110.8313.8111.82k212.2914.4213.64k316.2911.1813.94R5.463.242.12㊀㊀实验结果表明,料液比对甘露聚糖的提取最为重要,较低的料液比,可能导致提取液粘稠,传热不充分而影响最终提取效果;浸提温度对甘露聚糖得率的影响很大,这在之前的实验结果中已有所体现[11],继续升高温度,得率与温度之间关系出现先升高,后降低的趋势,这可能是过高的温度可能会导致未知反应的发生,降低参与NaCl⁃H3BO3法反应的甘露糖量,从而使表观得率降低;此外,更高温度亦有可能造成多糖糖苷键的断裂,从而影响甘露聚糖相对分子质量分布,故选择115ħ为最优的浸提温度.浸提时间的实验结果提示需要继续考察90min以上提取效果,以确定最适的浸提时间,故后续验证实验结合浸提时间而开展.2.3㊀甘露聚糖提取的验证实验结果在确定料液比为1ʒ60,浸提温度115ħ条件下,考察浸提时间延长(30㊁60㊁90㊁120min)对甘露聚糖得率的影响,结果如图3所示.图3甘露聚糖浸提效果随温度的变化规律Fig.3㊀Effectofmannoseextractionwithchangedtemperatures实验结果显示浸提90min,多糖得率18.59%,与正交设计中的最优实验结果(18.71%)相差不大;继续延长浸提时间,得率不升反降,因而选择最优浸提时间为90min.2.4㊀甘露聚糖的纯化结果分析对比PolarMC60⁃CM弱阳离子交换预装柱㊁PolarMC60⁃SP强阳离子交换预装柱㊁PolarMC60⁃Q强阴离子交换预装柱㊁PolarMC60⁃DEAE弱阴离子交换预装柱对甘露聚糖浸提液纯化处理后的多糖损失率及蛋白去除率,结果如表4所示.表4㊀甘露聚糖的纯化结果分析Table4㊀Analysisofmannanpurificationresults柱子型号蛋白质去除率/%甘露聚糖损失率/%甘露糖浓度/(mg/L)未纯化--26PolarMC60⁃CM16.3134.617PolarMC60⁃SP3.6244.3915PolarMC60⁃Q90.9738.2116PolarMC60⁃DEAE90.1572.717㊀㊀赛分PolarMC60离子交换填料以亲水性聚甲基丙烯酸酯为基质,粒径60μm,孔径800nm,具有良好200㊀化㊀学㊀研㊀究2019年的物理和化学稳定性.填料表面经特殊修饰而高度亲水,最大程度地避免了与生物类样品的非特异性吸附.PolarMC60系列是在亲水的聚甲基丙烯酸酯表面键合不同的离子交换官能团从而得到不同填料,其中SP为表面键合磺酸基团的强阳离子交换基质,CM为表面键合有羧酸基团的弱阳离子交换基质,Q为表面键合有季铵基基团的强阴离子交换基质,DEAE为表面键合有二乙胺基基团的弱阴离子交换基质.PolarMC60⁃Q与PolarMC60⁃DEAE填料均显示出良好的蛋白质去除效果,其效果远高于PolarMC60⁃SP和PolarMC60⁃CM,但PolarMC60⁃DEAE的甘露聚糖损失率过高,而其余三种填料多糖损失率相差不大,综合比较而言PolarMC60⁃Q不仅具有较高的蛋白去除率,多糖损失率也比较低,是初步纯化的首选填料.2.5㊀甘露聚糖水果保鲜感官效果取纯化效果较好的PolarMC60⁃Q预装柱纯化甘露聚糖浸提液,并将初步纯化的甘露聚糖溶液浓度调整至0.2%,对苹果切片进行涂膜处理,观察存放3d后的褐变情况,如图4所示.左:对照未经甘露聚糖处理,中:甘露聚糖粗提物处理,右:纯化的甘露聚糖处理.图4㊀苹果切面褐变情况对比Fig.4㊀Comparisonofbrowningonapplecuttingsurface㊀㊀苹果果皮虽可有效阻止氧化及水份散失,但切开后的苹果表面却容易迅速发生褐变反应,尤其是制备苹果浓缩汁时,会加深果汁颜色,图4显示的结果也验证了这一点,比较涂膜处理与对照的保鲜效果,涂膜处理褐变明显弱于未经涂膜处理的苹果表面,而经过保鲜处理的对比结果也显示出经纯化后的甘露聚糖的保鲜效果获得进一步提升.2.6㊀保鲜剂配方初步实验结果采用丙酸钙或抗坏血酸与甘露聚糖复合使用,可能会增强甘露聚糖的水果保鲜效果.依据表2,考察不同复合处理方式对葡萄失水率及好果率的影响,初步判断合适的保鲜剂配方.1)失水率比较经纯化的甘露聚糖提取液质量浓度含量为0.276%,将其浓度调整为0.2%浓度,依照表2处理方式,测定不同保鲜剂配方处理5d后葡萄的失重率,结果如表5所示:表5㊀不同处理方式下的失重率Table5㊀Weightlossrateunderdifferenttreatments对照组0.2%(标)甘露聚糖0.2%甘露聚糖丙酸钙复合处理抗坏血酸复合处理三种物质复合处理4.92%4.60%4.74%4.45%4.55%3.95%㊀㊀随着放置时间的延长,各处理组葡萄均有不同程度的失水,但经过保鲜剂涂膜处理的葡萄失水率明显小于未经保鲜处理的对照组,其中:甘露聚糖㊁丙酸钙与抗坏血酸三种物质复合处理保鲜效果最优,甘露聚糖与丙酸钙或抗坏血酸的复合处理效果好于单纯甘露聚糖处理效果;这显示出了复合处理的优越性.2)好果率比较测定不同保鲜剂处理方式5d后的葡萄的好果率,每组果数均为9个,结果见表6,结果显示,涂膜组与对照组水果的好果率差异显著.对照组放置3d后好果率迅速降低,而复合涂膜组表6㊀各处理组好果率Table6㊀Resultsofgoodfruitratewithdifferenttreatments对照组0.2%/标甘露聚糖0.2%/纯甘露聚糖丙酸钙复合处理抗坏血酸复合处理三种物质复合处理1级果/个0222342级果/个433433好果率/%44.4455.5655.5666.6766.6777.78第2期侯亚彬等:酵母来源甘露聚糖的提取纯化及水果保鲜初探201㊀放置5d时好果率仍较高,优于其他复合涂膜组和对照组.复合保鲜处理后,葡萄失水率降低,好果率维持在较高水平,其机理可能在于:复合处理进一步减弱了水果的蒸腾作用和呼吸作用,从而使水分散失和有机物消耗量相对减少;涂膜后在水果表面形成的薄膜减弱了氧气对果皮表面的氧化过程,或是抑制了水果的呼吸作用[9],故好果率增加.此外,数据还显示经初步纯化的甘露聚糖与标准品的保鲜效果相差不大,这为采用粗纯化甘露聚糖开发商业化果蔬保鲜剂的可行性提供了有力的技术支持.3㊀结论从酵母细胞壁中提取甘露聚糖最适条件为:料液比1ʒ60,浸提温度115ħ,浸提时间90min,得率可达18.71%;初步纯化采用PolarMC60⁃Q,不仅具有较高的蛋白去除率,多糖损失率也比较低;初步配方实验结果显示,0.2%甘露聚糖㊁0.3%的抗坏血酸及0.3%的丙酸钙的复合保鲜效果较好,葡萄5d失水率降低为3.95%,好果率维持在77.78%,表明采用甘露聚糖复合保鲜剂对水果进行涂膜处理,可有效抑制水分蒸发及空气氧化,从而实现水果保鲜的目的.参考文献:[1]刘红芝,王强,周素梅.酵母甘露聚糖分离提取及功能活性研究进展[J].食品科学,2008,29(5):465-468.LIUHZ,WANGQ,ZHOUSM.Researchprogressonextractionandactivatedfunctionofyeastmannan[J].FoodScience,2008,29(5):465-468.[2]LISARH,HENDRIKJ.P,AMANDAP,etal.Dietaryyeast⁃derivedmannanoligosaccharideshaveimmune⁃modulatorypropertiesbutdonotimprovehighfatdietinducedobesityandglucoseintolerance[J].PLOSONE,2018,(315):e0196165.[3]杨学山,祝霞,李颍,等.正交试验优化葡萄酒泥酵母甘露聚糖提取工艺及其体外抗氧化作用[J].食品科学,2015,18(18):69-74.YANGXS,ZHUX,LIY,etal.Optimizationofextractionprocessandinvitroantioxidantactivitiesofmannanfromwastewineyeast[J].FoodScience,2015,18(18):69-74.[4]王碌碌,王莹,杨少华,等.甘露聚糖复合抗菌膜对鸡胸肉的保鲜效果[J].食品工业科技,2016,9(9):318-323.WANGLL,WANGY,YANGSH,etal.Effectofmannanantimicrobialmembraneonthepreservationofchickenbreast[J].ScienceandTechnologyofFoodIndustry,2016,9(9):318-323.[5]季小莉,赵国群,刘金龙.酿酒酵母甘露聚糖的理化性质及吸湿保湿性[J].2018,2(2):284-290.JIXL,ZHAOGQ,LIUJL.Physicochemicalproperties,hygroscopicityandmoisturizingperformanceofmannanfromsaccharomycescerevisiae[J].FineChemicals,2018,2(2):284-290.[6]ISHIIJ,OKAZAKIF,DJOHANAC,etal.Frommannantobioethanol:cellsurfaceco⁃displayofβ⁃mannanaseandβ⁃mannosidaseonyeastSaccharomycescerevisiae[J].BiotechnologyforBiofuels,2016,9:188.[7]XIEF,YUANS,PANH,etal.Effectofyeastmannantreatmentsonripeningprogressandmodificationofcellwallpolysaccharidesintomatofruit[J].FoodChemistry,2017,258:509-517.[8]李坚斌,刘继栋,郭海蓉,等.葡甘露聚糖改性复合膜在荔枝常温涂膜保鲜应用[J].食品工业,2015,36(1):153-156.LIJB,LIUJD,GUOHR,etal.Applicationofkonjacglucomannan 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总第22卷256期2020年12月大众科技Popular Science&TechnologyVol.22No.12December2020D・甘露糖的制备技术及应用研究进展柳春(中国科技开发院广西分院,广西南宁530022)【摘要】D-甘露糖是一种简单的还原性单糖,其广泛存在于自然界。
同时D-甘露糖在动物体内也是一种重要的糖类化合物,具有多种生理功能,近些年关于其应用的报道也是越来越多,目前D-甘露糖主要应用于食晶、医学、养殖、化学合成以及日化产业等。
现制备D-甘露糖的方法有提取法、化学合成法、生物法等。
文章综述了D-甘露糖的制备技术以及应用方面的研究【关键词】D-甘露糖;制备技术;应用;研究进展【中图分类号】TQ28【文献标识码】A【文章编号】1008-1151(2020)12-0041-04Research progress on preparation technology and application of D-mannoseAbstract:D-mannose is a simple reducing monosaccharide,which is widely found in nature.The methods for preparing D-mannose are extraction method,chemical synthesis method,biological method and the like.At the same time,D-mannose is also an important saccharide compound in animals,and has many physiological functions.In recent years,there have been more and more reports on its ^plication.At present,D-mannose is mainly used in food,medicine,aquaculture,chemical synthesis and daily chemical industries.This paper reviews the research progress in the preparation technology and application of D-mannose.Key words:D-mannose;preparation technology;application;research progress引言自20世纪初的蛋白质与核酸的研究热潮之后,糖类的研究得到了快速的发展。
甘露糖醇催化还原法实验报告1.生产工艺D-甘露糖醇是第一个从自然界发现的结晶糖醇,也是目前唯一从自然界植物提取具有工业价值的精醇。
D-甘露糖醇广泛存在于自然界的海藻、水果、植物的叶和杆中,它最早发现存在于南瓜、洋葱、蘑菇以及褐海藻中。
1806年,普鲁斯特(Proust)首先从甘露蜜树(manna ash)中分离得到,甘露醇由此得名,也由此开创了用热乙醇或其他可选溶媒从以树汁或其他天然原料中提取甘露醇的先例。
[2] D-甘露糖醇的生产方法颇多,但大部分产物都不是纯净物,是山梨醇和甘露醇的混合物,如果要得到单一产品,必须经过分离提纯。
2.海带提取法其工艺过程:将提碘后的海带浸泡、加碱中和,经电渗析、蒸发浓缩、冷却结晶、分离,除去无机盐得粗品。
再溶解、脱色、过滤、离子交换、精过滤、蒸发浓缩、冷却结晶、分离干燥得到成品。
原料海带可生产三种化工产品:海参藻酸钠、精制碘、甘露醇。
甘露醇是在前两种产品加工完后,在废液中进一步提取而制成,约10t海带可得1t 甘露醇。
3.葡萄糖电化学还原以葡萄糖为原料,将葡萄糖电解,再中和、蒸发、除盐、结晶、精制、干燥得到甘露醇,此法电解转化率为98%-99.6%。
4.蔗糖水解催化氢化法蔗糖与水1:1比例投入溶解锅,加热溶解,用盐调pH至2.5-4.0,然后继续加热至沸,温度控制在90-105℃下1-2小时(预处理),冷却备用。
经预处理后的糖水经阴、阳离子交换树脂提纯,再进入氢化釜。
以雷尼镍为催化剂,用量为投料量的5-10%,在氢气压力为4.0MPa、温度100-150℃、pH值为6-8的条件下进行氢化反应,反应时间1-2小时。
分离出催化剂后的反应物料,再经阴-阳离子交换树脂净化,以除去残余的催化剂和反应生成的色素,然后进入真空浓缩器将物料浓缩至60-70%,送至第一结晶釜结晶,结晶温度控制在10-30℃,时间10-16小时,然后离心分离,结晶为粗甘露醇;母液即为工业山梨醇。
将上述第一次结晶的粗甘瞎醇投人二次结晶釜,加水配成50-60%浓度进行第二次结晶,结晶条件与第一次相同,母液为山梨醇和甘露醇混合液,并人第一次结晶物料,得到的晶体在90-105℃温度下烘干,即得工业级甘露醇。
6-磷酸甘露糖的制备
磷酸甘露糖(G6P)是一种重要的生化标志物,参与碳水化合物代谢、酶催化和信号转导等多个生物过程。
其制备方法手段多样,包括酶法、化学法和生物法等,其中最常用的是磷酸化酶法。
酶法生产磷酸甘露糖的原理是将D-葡萄糖通过酶的作用转化成D-葡萄糖-6-磷酸再转化为D-磷酸甘露糖。
具体反应方程式为:
D-葡萄糖+ ATP → D-葡萄糖-6-磷酸 + ADP
其中,酶作用的催化产物是D-磷酸甘露糖,可以轻松地通过各种纯化方法进行回收。
其中,磷酸化试剂可以是氯化亚砷酸钠、三氧化磷、磷酸二乙酯等化学试剂。
但是化学法制备的磷酸甘露糖质量不稳定,可能产生各种变形和异构体,因此其应用性受到严格限制。
生物法制备磷酸甘露糖的方法包括微生物发酵、植物提取和动物组织培养等。
例如,微生物发酵方法中可以选用酵母菌、乳酸菌等微生物菌种,在适宜的培养基和环境条件下发酵产生磷酸甘露糖。
植物提取方法中,则可以采用各种磷酸转移酶活性丰富的植物组织进行提取和纯化。
总的来说,磷酸甘露糖的制备方法多样,不同方法具有不同应用领域和技术难度。
在制备过程中,需要严格控制反应条件和催化剂的质量,以保证所得产品的纯度和稳定性。
同时,磷酸甘露糖的应用领域也不断拓展,未来的研究重点将聚焦于其在代谢与疾病、生物能源和药物研发中的应用。
生物技术进展 2023 年 第 13 卷 第 2 期 210 ~ 219Current Biotechnology ISSN 2095‑2341进展评述Reviews甘露糖赤藓糖醇脂生产及应用研究进展邱思元 , 徐晶雪 * , 段育阳 , 赵金玉 , 赵文婧 , 张莉欣 , 任国领大庆师范学院生物工程学院,黑龙江 大庆 163712摘 要:甘露糖赤藓糖醇脂(mannosylerythritol lipids, MELs )是一种生物表面活性剂,除具有可降解、毒性低、生物兼容性好等优点,还因其特有的代谢、合成途径与结构特性,而具有基因转染、广谱抗菌、皮肤修复等多种功能。
MELs 在医疗、日化、食品、农业、生态修复等各领域应用前景巨大,被公认为是现今最有潜力的生物表面活性剂。
然而,不同种属所生产的MELs 之间结构差异性大且生产方式较落后,合成与作用机制尚不清晰,因而无法实现规模商业化生产。
从结构特性、生产纯化、应用途径等方面重点阐述了MELs 相关研究进展,以期阐明其结构与功能的多样性,为实现靶向MELs 的定制生产,降低生产成本,加快实现其规模化应用提供参考。
关键词:甘露糖赤藓糖醇脂;生物表面活性剂;微生物DOI :10.19586/j.2095‑2341.2022.0131中图分类号:Q549, TQ423 文献标志码:AResearch Progress on Production and Application of Mannosylerythritol LipidsQIU Siyuan , XU Jingxue * , DUAN Yuyang , ZHAO Jinyu , ZHAO Wenjing , ZHANG Lixin ,REN GuolingCollege of Bioengineering , Daqing Normal University , Heilongjiang Daqing 163712, ChinaAbstract :As a type of biosurfactant , mannosylerythritol lipids (MELs ) have merits with biodegradability , low toxicity and good biocompatibility. Due to its distinct structural , metabolic , and synthetic features , it also performs a wide range of other tasks , including skin restoration , gene transfection , and broad -spectrum antibacterial activity. MELs has a promising future in a numberof industries , including medicine , daily chemicals , food , agriculture , and ecological restoration , which is widely recognized as one of the most promising biosurfactants. However , because of the great structural heterogeneity , backward manufacturing styleof MELs generated by various species , hazy synthesis and uncertain mechanism of action , it is hard to carry out large -scale commercial production. The paper aimed to clarify the diversity of its structure and function , so as to provide reference for the realization of customized production targeting MELs. By focusing on the aspects of structural characteristics , production purification ,application path and so on , the paper was hoped to help reduce the production cost and accelerate the realization of its large -scale application.Key words :mannosylerythritol lipids ; bio -surfactants ; microorganism生物表面活性剂是一种两亲性产物,相对于化学表面活性剂更易降解,对环境更友好。
甘露醇分离细胞亚结构《甘露醇分离细胞亚结构》甘露醇分离细胞亚结构是一项重要的生物学研究领域,它在解析细胞的结构和功能方面起着关键作用。
甘露醇是一种多羟基醇,可以通过不同的实验方法与分析技术来分离细胞亚结构,从而深入了解细胞的组织构成以及不同器官的特征与功能。
甘露醇分离技术的原理是利用甘露醇的特性来差异化细胞组成,以实现对细胞亚结构的分离。
这一技术主要包括三个步骤:细胞裂解、分离和纯化。
首先,将细胞放入缓冲液中,经过超声裂解或低温破碎等手段破坏细胞膜,使细胞内的亚结构暴露出来。
然后,通过离心的方法将细胞的不同组分分离开来,其中甘露醇的性质能够使它在离心过程中定位到特定的位置。
最后,通过脱色、洗涤和纯化等步骤,最终获得纯粹的甘露醇组分。
甘露醇的分离不仅可以帮助我们了解细胞的结构组成,还能揭示细胞的功能机制。
例如,在研究细胞凋亡(程序性细胞死亡)时,甘露醇的分离可以帮助我们找到与凋亡相关的细胞器或分子,进而深入研究凋亡的发生机制。
此外,甘露醇分离还可用于研究具有亲水性的细胞组分,如质膜、核糖体和线粒体等。
甘露醇分离细胞亚结构的研究方法多种多样,如离心、染色、电子显微镜等。
同时,随着分析技术的不断发展,新的方法和工具也在不断涌现。
比如,最近出现的基于光学的甘露醇分离方法,通过利用光学相位调制技术,可以在非标记情况下实现对细胞亚结构的高分辨率成像和定位。
在细胞生物学的研究中,《甘露醇分离细胞亚结构》是一本不可或缺的重要参考书。
它既介绍了甘露醇的性质和应用,也详细解释了甘露醇分离技术的原理和方法。
通过阅读这本书,我们可以更全面地了解细胞的组成和功能,为细胞生物学研究提供有力的支持。
中国生物工程杂志China Biotechn〇l〇gy,2〇2〇,4〇(l l):90-95DOI:10. 13523/j.cb.2007038甘露寡糖分离纯化研究进展+潘炳菊张宛怡申会涛刘婷婷李中媛罗学刚宋亚囝M(天津科技大学生物工程学院天津300457)摘要甘露寡糖具有润肠通便、降血脂、抗结肠炎症、增强免疫及调节肠道菌群等生理功能,在食品药品等领域具有广阔的应用前景。
水解法制得的甘露寡糖含有单糖、未分解聚糖、不同聚合度寡糖及盐离子等杂质,还需要进一步分离纯化。
综述了近年来国内外甘露寡糖的主要纯化方法包括柱层析法、膜分离法、乙醇沉淀法和微生物发酵法等。
总结了各种方法的原理、应用范围和应用实例,并对不同方法的优缺点进行了分析。
关键词甘露寡糖分离纯化中图分类号Q-1甘露寡糖又称甘露低聚糖,聚合度通常为2 ~ 10, 其主链由甘露糖或者甘露糖与葡萄糖通过糖苷键相连 接,有些具有半乳糖等残基构成的侧链。
研究表明甘露寡糖具有降血脂m、调节肠道菌群[2]、提高动物机体 免疫力[3]、替代抗生素[4]、润肠通便[5]、抗氧化[6]、抗结 肠炎症~等功能,在动物词料添加剂、食品、饮料和医 药等领域应用前景广阔[8]。
甘露寡糖是以甘露聚糖如魔芋粉[9]、槐豆胶[1°]、咖 啡渣[n]等为原料制备而得。
目前甘露寡糖的制备方法 有酶解法、化学法、物理法。
水解后的寡糖溶液中具有 不同聚合度的甘露寡糖、甘露糖、大分子蛋白质、未反 应完全的甘露聚糖和盐离子等杂质,在一定程度上会影响甘露寡糖功能的发挥,因此必须对产品进行纯化,此外有研究表明,分离于同一甘露寡糖溶液,不同聚合 度的甘露寡糖具有不同的生理功能[12];不同的益生菌 对不同聚合度的甘露寡糖利用率也不同[13]。
因此,为 了更好地探究不同聚合度的甘露寡糖的生理功能,发 挥最大的益生效果,对制得的甘露寡糖溶液进行分离纯化制备纯度较高的单一聚合度甘露寡糖显得尤为重 要。
酿酒科技!""#年第$期(总第%&"期)·!"#$%&’()*"+,-."/+./01/.2+%!%,3!""#’()$*+(,)%&"-甘露糖蛋白的提纯及分子量测定张玉香,尹卓容(山东轻工业学院食品与生物工程学院,山东济南!#"%"")摘要:用酶法从啤酒酵母中提取的甘露糖蛋白,经乙醇沉淀和./0123/4567#层析柱提纯,样品中含多糖889,含蛋白质%!9,薄层层析表明单糖组分中只有甘露糖。
葡聚糖凝胶柱层析分析表明此糖蛋白为均一物质,相对分子质量为&!:32。
关键词:甘露糖蛋白;提纯;分子量中图分类号:+.!;!)#;+.!;%)%;+.!;%)$文献标识码:<文章编号:%""%6=!8;(!""#)"$6""7!6"&!"#$%$&’($)*)%+’**),-./0&)1#)(-$*’*2+-’,"#-3-*()%4(,+)/-&"/’#5-$67(>?@’5AB64C2DE 2D3AF’>1B(6G(DE(H((3I <C(/DECD//GCDE J(,,/E/(K .12D3(DE LCE1M FD3BNMGO FDNMCMBM/,PCQD2D ,.12D3(DE !#"%"",J1CD2)89,(#’&(R S2DD(N/E,OT(0G(M/CD ,3CNMC,,/3KG(U V//G O/2NM VO /DWOU/U/M1(3,X2N 0BGCKC/3VO 2,T(1(,3/0(NCMC(D 2D3./0123/4567#T1G(U2M(EG201O)+1/N2U0,/N T(DM2CD/38890(,ON2TT12G(N/2D3%!90G(M/CD).2U0,/N VO M1CD6,2O/G T1G(U2M(EG201O NBEE/NM/3M12M M1/U(D(N2TT12GC3/T(U0(NCMC(DN (D,O T(DM2CD/3U2DD(N/2D3N2U0,/N VO N/0123/N T(,BUD T1G(U2M(EG201O NBEE/NM/3NBT1E,OT(0(GM/CD X2N /Y/D NBVNM2DT/XCM1G/,2MCY/U(,/TB,2G X/CE1M 2N &!:32)(+G2D)VO AZ[A2DE ):-0;)#2,R U2DD(N/E,OT(0G(M/CD ;0BGCKCT2MC(D ;U(,/TB,2G X/CE1M甘露糖蛋白是由甘露糖聚合物共价连接在蛋白质骨架上构成的,位于细胞壁最外层,是组成酵母细胞壁的主要成分之一。