从大麦中提取β葡聚糖的新工艺研究
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β-葡聚糖保健食品批文申报研发报告30产品研发报告;一.产品的研发思路;β-葡聚糖就是禾谷类植物籽粒胚乳与糊粉层细胞壁的主;燕麦作为世界8大粮食作物之一,也就是我国北方各省的;目前,燕麦β-葡聚糖的结构已被确认,它就是由β(1;β-葡聚糖在增强免疫力方面的作用已经被大量学者实;此外,从燕麦中提取的β-葡聚糖目前已被证实在以下;1.抑制肿瘤,防止癌变;2.降血脂;3.降血糖;目前,增强免疫力类功能食品就是产品研发报告一. 产品的研发思路β-葡聚糖就是禾谷类植物籽粒胚乳与糊粉层细胞壁的主要成分。
近20年来,围绕着从禾谷类植物中提取的β-葡聚糖,国内外学者进行了大量的的人体与动物试验,发现其在增强免疫力、加快人体免疫反应、降血脂及血清胆固醇、控制由胰岛素引起的糖尿病等方面均具有良好的效果。
燕麦作为世界8大粮食作物之一,也就是我国北方各省的重要的小杂粮作物。
医学研究证明,长期服用燕麦,有增强免疫力、降血脂、降血糖与减少心血管疾病的作用。
而燕麦的保健功能,都归功于其中的主要功效成分,可溶性膳食纤维——β-葡聚糖。
目前,燕麦β-葡聚糖的结构已被确认,它就是由β(1-3), β(1-4)糖苷键连接组成的线性β-葡聚糖,相对分子质量为2、62×106 。
β-葡聚糖在增强免疫力方面的作用已经被大量学者实验并验证。
早在1982年,图伦大学医学院研究表明,以β-葡聚糖免疫的小白鼠在经过高浓度的大肠杆菌注射后数小时内,不论死亡率还就是血液中细菌浓度都较未处理者低得多,证明β-葡聚糖的确具有免疫保护功能。
上海第三军医大学郭波等进行的动物实验,结果证明,β-葡聚糖可明显提高小鼠的特异性IgG、IgG2a、IgG1抗体应答,具有促进抗体产生的作用[1]。
加拿大的YUN CH等用感染了艾美球虫的大鼠实验同样证明,燕麦中提取的β-葡聚糖(oat-glucan)可明显提高大鼠血清中总IgG, IgG1, IgG2a, IgM 与 IgA抗体水平【2】。
燕麦中可溶性膳食纤维(β-葡聚糖)的提取燕麦是世界八大粮食作物之一,也是我围北方各省重要的小杂粮作物.燕麦〔oats〕不但营养价值高,而且医学研究证明,常吃燕麦有降血脂,降血糖和减少心血管疾病的作用.所以美国食品和药物管理局许可在商标或广告上宣传燕麦的降低胆固醇,预防心脏病的作用.国内外科学研究认为,燕麦的保健功能主要归功于燕麦中可溶性燕麦纤维——β-葡聚糖.它是对人体健康十分有益的—种可溶性膳食纤维(SDF), 这种可溶成分在燕麦麸中的含量远高于燕麦胚乳,在燕麦麸中为6.6%~11.3%.在去皮的燕麦粉中为3.0%~5.4%.燕麦麸中的β—葡聚糖含量在4%~10%之间,且可溶部分占65%~90%.由于目前国内对燕麦β—葡聚糖的提取研究不多.大量的燕麦麸仅作为饲料用,经济效益不高.因此积极开展对燕麦麸的深加工利用,进行β—葡聚糖的提取和研究,有着重大的现实意义和良好的应用前景.因此.如果将过去认为是废物的燕麦麸进行深加工利用,对开发保健食品或功能食品具有十分广阔的前景.1 实验方法1.1 原料的预处理1.1.1可溶性膳食纤维物质(β-葡聚糖)的富集提取燕麦中的可溶性膳食纤维或β-葡聚糖,关键是要明确β-葡聚糖位于燕麦籽粒中的部位.国外Wood and Fulcher.《燕麦,化学和工艺》中表明β-葡聚糖主要存在于胚乳细胞壁中,在次糊粉层中大量浓缩.这就说明可以对燕麦经过研磨,将富集可溶性膳食纤维物质(β-葡聚糖)的麸皮分离出来.但在除去胚乳时必须小心防止次糊粉层的胚乳细胞壁过多地随面粉分离出去.1.1.2 研磨燕麦粉燕麦→清理→研磨→燕麦麸皮用布勒试验磨粉机装置对燕麦进行研磨,制成60%的燕麦粉和40%的燕麦麸皮,麸皮中富集β-葡聚糖.1.2 燕麦麸中可溶性膳食纤维(β-葡聚糖)的提取工艺燕麦麸→粉碎→过筛(60目)→加水搅拌提取(调pH9.0,70℃)→离心收集上清液→去蛋白(搅拌下调pH至4.5并静置)→离心收集上清液→醇析(调pH至7.0,80%酒精沉淀)→离心收集沉淀,干燥→β—葡聚糖粗品提取后的物质溶于水,不溶于乙醇.故可以用乙醇进行醇析.1.3 可溶性膳食纤维的定测方法实验中使用可溶性膳食纤维的测定方法.1.4 β-葡聚糖的测定方法:50mg试样中加入1m180%酒精润湿,之后再加入20m1醋酸钠缓冲液(pH5.5),沸水浴溶解;取出后50水浴中恒温10min,加入40Uβ—葡聚糖酶反应1h;冷却到室温,定容至100m1,取0.1m1(两份),加入0.2Uβ—葡萄糖苦酶,50℃反应10min;葡萄糖氧化酶法测定葡萄糖含量,推算β—葡聚糖含量,由此求得葡聚糖纯度.2 实验结果分析2.1 各因素对β—葡聚糖提取率的影响2.1.1 粉碎粒度对提取率的影响麸皮粒度对提取率有一定的影响,粒度越大,大部分β—葡聚糖尚被颗粒所包裹,不能被提取出来;但粒度太小,澄清困难,粗品中淀粉含量多,色泽不佳.故选择其粒度为40~60目.2.1.2 料水比对提取率影响根据液固萃取基本理论,增大提取液的量将有利于溶质的溶出.但过大的液固比对实际生产过程来说是没有意义的,不仅增加水的消耗及后续的浓缩成本,而且容易导致加工过程中溶质的丢失.本实验研究60℃,pH9.0,提取时间1h条件下,料水比在1:9—1:21之间提取情况.料液比1:91:121:151:20得率3.13.33.43.52.1.3 提取温度对提取率影响液固比,pH,提取时间分别固定为15,7.0,1h,研究提取温度的变化对提取率影响.温度40506070得率1.52.53.24.22.1.4 pH对提取率和色泽的影响在50℃下提取1h,液固比为15的条件下研究pH对提取率影响一般在稀碱条件下进行提取,这是由β—葡聚糖本身的碱溶性质决定的.随着pH的升高,提取率也增加,同时提取液颜色也逐渐加深. 选择PH值为9.02.1.5 蛋白的去除麸皮中存在大量蛋白会造成制品纯度不高,选择等电点沉淀法去除蛋白.在搅拌下调pH至4.5并静置,用离心法去除沉淀.2.2 粗品的纯化2.2.1 淀粉的检测准确称取NSP样品0.1g,加水定容至100ml,取一滴于白瓷扳上,加碘液1滴,如碘液不显蓝色,表明样品中不含淀粉,可直接进行纯化.若碘液呈显蓝色,则表明混有淀粉,需进行纯化预处理.2.2.2 纯化的预处理由于在热水浸提过程中,随着淀粉在提取液中的糊化,导致它和多糖一起提取出来,因此有必要在制备过程中用酶法除去淀粉.淀粉的去除效果以碘液与提取液反应所产生的颜色变化作为评判标准,颜色越浅表示淀粉残余含量越低,若无颜色变化,即可认为淀粉已水解完全.将提取液用O.1mol/L Na0H调pH至5.5~6.O,于恒温水浴上加热至92℃,加lml α-淀粉酶溶液恒温酶解,并经常搅拌,酶解过程中淀粉检测,直至没有蓝色为止.二,β-葡聚糖的功能性1,β一葡聚糖降血糖功能:研究结果表明:用含5%燕麦可溶性膳食纤维饲料喂养的实验组大鼠,其血糖含量明显低于对照组,仅为对照组的68.9%.该结果与国外文献相关报道一致.该结果表明:NSP是莜麦中降低血糖的主要有效成份之一,它能使高血糖大鼠体内血糖明显降低.该结果也为阐明莜麦血糖指数最低的原因提供了有益的参考:由于莜麦中所含的NSP是富强粉的9.0倍,大量NSP的存在而使得莜麦粉的血糖指数很低oNSP降低血糖的原因可能是因为NSP的存在增加了胃内容物的粘滞性,使得胃排空延迟,从而防止了爱后血糖急剧上升,同时可镕性膳食纤维进人小肠,又使小肠内不搅水层加厚而降低了糖的吸收,因此阳P具有降低血糖的功能.2 β一葡聚糖降血脂作用β一葡聚糖对高血脂人群有明显的降低胆固醇作用. 可以用四种代谢机制来解释这一作用结果:(1)这种可溶性淀粉在肠道内与胆酸结合,使循环至肝的胆酸量减少.这样,可促使胆固醇分解胆酸,来满足内源代谢和循环的需要.只有一小部分胆固醇与胆酸结合随粪便一起排外,所以,经粪便排除并不是降低胆固醇的主要原因.(2)可溶性淀粉在肠内微生物菌丛的作用下发酵产生短链脂肪酸(SCFAs)——乙酸,丙酸和丁酸.这些SCFAs经过门静脉被吸收,通过抑制HMG—CoA(胆固醇生物分解作用的限速酶)的活力,可以阻止肝胆固醇的合成,提高LDL—C的分解作用.但是,据最新研究结果表明.只有SCFAs之丙酸有作用.(3)可溶性淀粉可以减缓胃的排空,这样可以减少由于多食引起的血中胰岛素的提高.这一作用可以减少通过HMG—COA合成肝胆固醇.(4)燕麦可溶性淀粉可提高肠道内粘度,从而抑制膳食中脂肪的吸收,其中包括胆固醇.当粘度增加后,食物含有过量的水,从而减缓了其运动速度.植物蛋白质提取的三种protocols1. TCA/丙酮法:(1)取4g果肉,用液氮在研钵中将其研磨成粉。
β-葡聚糖生产工艺
β-葡聚糖(beta-glucan)是一种重要的多糖类化合物,具有多种生物活性和药用价值。
它被广泛应用于食品、医药和化妆品等领域。
β-葡聚糖的生产工艺对其品质和产量具有重要影响,因此,研究和优化β-葡聚糖的生产工艺具有重要意义。
β-葡聚糖的生产工艺主要包括原料准备、微生物发酵、提取和精制等步骤。
首先,选择合适的原料是生产β-葡聚糖的关键。
常用的原料包括大麦、麦麸、酵母等,这些原料中含有丰富的β-葡聚糖前体物质。
其次,微生物发酵是生产β-葡聚糖的核心步骤。
选择高产菌株和优化发酵条件对提高β-葡聚糖的产量和纯度至关重要。
在发酵过程中,控制发酵温度、pH值、氧气供应等参数,可以有效地提高β-葡聚糖的产量和质量。
提取和精制是β-葡聚糖生产工艺中的关键环节。
传统的提取方法包括热水提取、酸碱提取等,但这些方法存在提取效率低、耗能高等问题。
近年来,超声波提取、酶解提取等新技术逐渐应用于β-葡聚糖的生产中,大大提高了提取效率和产品质量。
此外,精制过程中的膜分离、活性炭吸附等技术也对β-葡聚糖的纯化起到重要作用。
总的来说,β-葡聚糖的生产工艺涉及到多个环节,包括原料选择、发酵条件优化、提取和精制技术等。
通过不断的研究和创新,可以提高β-葡聚糖的产量和质量,推动其在食品、医药等领域的广泛应用。
随着生产工艺的不断完善,相信β-葡聚糖将在未来发展中发挥更加重要的作用。
燕麦β—葡聚糖提取、纯化及中试工艺的研究的开
题报告
一、研究背景和意义
燕麦β—葡聚糖是一种从燕麦中提取得到的多糖类物质,具有许多保健功效,如降血脂、调节免疫、抗氧化等。
因此,燕麦β—葡聚糖在食品、医药等领域具有广泛的应用前景。
目前,燕麦β—葡聚糖的研究主要针对其生物活性和结构特征等方面,而在燕麦β—葡聚糖的提取、纯化及中试工艺方面的研究相对较少。
因此,本研究旨在探究燕麦β—葡聚糖的提取、纯化及中试工艺,为其开发利用提供技术支持。
二、研究内容和方法
1. 燕麦β—葡聚糖的提取方法研究:采用不同的提取方法(如水浸
提法、乙醇提取法)对燕麦β—葡聚糖进行提取效果的比较,并优化最优提取条件。
2. 燕麦β—葡聚糖的纯化方法研究:采用不同的纯化方法(如酸水解、碱解、酸碱复合解等)对粗提取液进行纯化,并评价其纯化效果。
3. 燕麦β—葡聚糖的中试工艺研究:在已确定的最优提取和纯化条
件下,利用中试设备对燕麦β—葡聚糖进行中试生产,并考察其产品质量、产量等指标。
研究方法主要包括实验室小试、大试和实地调查等方法,通过对试
验数据进行分析和综合比较,确定最优的提取、纯化和中试工艺条件。
三、研究预期结果和贡献
1. 确定了最优的燕麦β—葡聚糖提取、纯化和中试工艺条件。
2. 为燕麦β—葡聚糖的工业化生产提供技术支持和参考。
3. 为开发和利用燕麦β—葡聚糖产品提供技术路径和可操作性依据。
总之,本研究的开展有重要的理论和实践意义,对于推动燕麦β—葡聚糖的应用和产业化发展具有重要的推动作用。