1、吉林化工學(xué)院生物分離工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)報(bào)告 課程類型： 生物分離工程實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)類型： 設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn) 學(xué)年學(xué)期：2015-2016學(xué)年第一學(xué)期 試驗(yàn)時(shí)間： 2015.10.8-2015.11.20 班 級(jí)： 學(xué) 號(hào)： 實(shí) 驗(yàn) 者： 合 作 者： 指導(dǎo)教師： 提交日期：2015年11月29日吉 林 化 工 學(xué) 院Jilin Institute of Chemical Technology從脫脂豆粕中提取大豆低聚糖的工藝研究實(shí)驗(yàn)摘要：介紹了從脫脂豆粕中提取大豆低聚糖的制備工藝，通過(guò)多次實(shí)驗(yàn)確定了浸提、活性炭脫色和離子交換脫鹽等過(guò)程的較優(yōu)工藝參數(shù)，同時(shí)對(duì)成品低聚糖粉末的成分進(jìn)行了測(cè)定。關(guān)鍵詞：大豆低聚糖；浸提

2、；脫色；脫脂豆粕前言：大豆低聚糖是大豆籽粒中可溶性寡糖的總稱，主要成分是水蘇糖、棉子糖和蔗糖等。長(zhǎng)期以來(lái)，由于人們把食用大豆制品引的腸胃氣脹現(xiàn)象歸咎于大豆中所含的低聚糖，從而否定了大豆低聚糖的利用價(jià)值。而從對(duì)低聚果糖的介紹以及產(chǎn)品功效研究表明，大豆低聚糖并非是鼓腸作用的物質(zhì)，更為重要的是，人們通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，大豆低聚糖是與人體的生長(zhǎng)、機(jī)體的新陳代謝乃至生老病死都息息相關(guān)的雙歧桿菌的最好增殖物質(zhì)。在人體內(nèi)的雙歧桿菌一旦得到增殖即能發(fā)揮一系列獨(dú)特的生理功能，如減少有毒發(fā)酵產(chǎn)物及有害細(xì)菌酶的產(chǎn)生、防止腹瀉、防止便秘、改善血清脂質(zhì)、降低血壓、增加免疫力、抗腫瘤等，是一類非常有利于人體健康的具有特殊生理活

3、性的物質(zhì)。大豆低聚糖是一種低甜度、低熱量的甜味劑，具有一系列有益人體健康的生理功能，試驗(yàn)表明，它具有促進(jìn)腸道內(nèi)雙歧桿菌增殖，抑制腸內(nèi)有害細(xì)菌，改善腸道生態(tài)環(huán)境，調(diào)節(jié)血壓，增強(qiáng)免疫力，降低血清膽固醇，保護(hù)肝臟等多種作用1。是一種極具市場(chǎng)潛力的功能性保健品，可以廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥和飼料添加劑中，故其開發(fā)和應(yīng)用具有廣闊的發(fā)展前景，日益受到人們的重視2-8 。日本、美國(guó)及歐洲對(duì)大豆低聚糖的研究比較深入，工業(yè)化程度較高，尤其是日本，對(duì)大豆低聚糖的開發(fā)和應(yīng)用位居世界前列，其開發(fā)的大豆低聚糖產(chǎn)品在1988年就已推向市場(chǎng)，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于飲料、酸奶、果醬、糕點(diǎn)和面包等食品中，成為全球大豆低聚糖產(chǎn)業(yè)化規(guī)模最大的

4、國(guó)家9。我國(guó)對(duì)大豆低聚糖的研究開發(fā)始于20 世紀(jì)90 年代，1998年黑龍江天菊集團(tuán)建立了日處理800噸大豆乳清的全套生產(chǎn)線，年產(chǎn)大豆低聚糖2280噸。我國(guó)是大豆的故鄉(xiāng)，也是大豆制品的發(fā)源地之一，大豆中含有大約10%左右的低聚糖，如能充分利用大豆榨油后的副產(chǎn)品資源開發(fā)大豆低聚糖，就可以進(jìn)一步提高副產(chǎn)品的應(yīng)用價(jià)值，對(duì)提高消費(fèi)者的健康水平具有積極作用。目前，一般工業(yè)生產(chǎn)大豆低聚糖是以大豆乳清為原料，在大豆加工中同時(shí)進(jìn)行綜合利用10-11。本研究以脫脂豆粕為原料，從中提取大豆低聚糖。1 材料與方法1.1 材料與試劑脫脂豆粕 市購(gòu)；粉末狀活性炭（分析純） 沈陽(yáng)沈一精細(xì)化學(xué)品有限公司；732型陽(yáng)離子交換

5、樹脂 中國(guó)醫(yī)藥上海化學(xué)試劑公司；717型陰離子交換樹脂 沈陽(yáng)市新西試劑廠；無(wú)水碳酸鈉（分析純） 沈陽(yáng)化學(xué)試劑廠；磷酸（分析純） 沈陽(yáng)第一試劑廠；無(wú)水乙醇（分析純） 沈陽(yáng)化學(xué)試劑廠；葡萄糖（分析純） 沈陽(yáng)市東興試劑廠；蒽酮（化學(xué)純） 北京朝陽(yáng)西會(huì)化工廠；3,5二硝基水楊酸（化學(xué)純） 中國(guó)醫(yī)藥上海化學(xué)試劑公司。1.2 儀器與設(shè)備0622-108型標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)篩 浙江省上虞市沙篩廠；LD4-2型低速離心機(jī) 北京醫(yī)用離心機(jī)廠；D1008型數(shù)顯定時(shí)蠕動(dòng)泵 上海青浦滬西儀器廠；HH-4型數(shù)顯恒溫水浴鍋 國(guó)華電器有限公司；DDS-11A型電導(dǎo)率儀 上海理達(dá)儀器廠；PHS-25型數(shù)顯酸度計(jì) 上海天達(dá)儀器有限公司；

6、722-2000型可見光分光光度計(jì) 山東高密彩虹分析儀器有限公司。1.3 方法1.3.1 大豆低聚糖的提取與純化以脫脂豆粕為原料，通過(guò)浸提和純化工藝制備大豆低聚糖。經(jīng)過(guò)優(yōu)化試驗(yàn)，確定各步驟最佳工藝條件。1.3.1.1 浸提工藝流程脫脂豆粕烘干（60烘箱內(nèi)烘5h）粉碎（過(guò)40目篩子）碳酸鈉溶液浸提離心分離上清液沉淀蛋白離心分離浸提液。 大豆蛋白1.3.1.2 純化工藝流程浸提液活性炭脫色離子交換樹脂脫鹽減壓蒸餾大豆低聚糖漿乙醇沉淀離心烘干大豆低聚糖粉末。1.3.2 分析方法1.3.2.1 還原糖含量測(cè)定還原糖含量的測(cè)定采用3,5-二硝基水楊酸比色法12。1.3.2.2 總糖含量測(cè)定總糖含量的測(cè)定

7、采用蒽酮法，在620nm下測(cè)量蒽酮葡萄糖復(fù)合體的吸光度值，以標(biāo)準(zhǔn)葡萄糖溶液作標(biāo)準(zhǔn)曲線，再根據(jù)待測(cè)樣品的吸光度值從標(biāo)準(zhǔn)曲線方程中算出總糖含量。1.3.2.3 脫色率測(cè)定吸光度法 以蒸餾水作參比，在350nm下測(cè)定脫色前糖液的吸光度值，經(jīng)脫色后，再以同樣方法測(cè)定脫色糖液的吸光度值。脫色率按式（1）計(jì)算。脫色率%=(A0-A) 100 /A0 （1）A0 脫色前測(cè)定的吸光度值；A -脫色后測(cè)定的吸光度值。1.3.2.4 電導(dǎo)率測(cè)定將電導(dǎo)率儀的“校正-測(cè)量”開關(guān)置于“校正”，然后接通電源，讓儀器預(yù)熱10min。將電導(dǎo)電極和溫度電極分別浸入被測(cè)糖液中，調(diào)節(jié)“常數(shù)”旋鈕使顯示數(shù)與使用電極的常數(shù)標(biāo)稱值一致。

8、然后將開關(guān)扳到“測(cè)量”位置，選擇適當(dāng)量程，待讀數(shù)顯示穩(wěn)定后，即為糖液的電導(dǎo)率。 2 結(jié)果與分析2.1還原糖標(biāo)準(zhǔn)曲線葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)液濃度1mg/ml123456樣品還原糖葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)液（ml）00.20.40.60.81.02水（ml）10.80.60.40.20葡萄糖（mg）00.20.40.60.81.0OD00.0470.3240.6071.0451.0981.320樣品中還原糖含量：將樣品的OD值帶入線性方程：1.320=1.1078x=1.19mg樣品中還原糖含量：1.19mg/2ml=0.595mg/ml2.2總糖標(biāo)準(zhǔn)曲線葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)液濃度100ug/ml123456樣品總糖葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)液（m

9、l）00.20.40.60.81.01水（ml）1.00.80.60.40.20葡萄糖（ug）020406080100蒽酮（ml）4444444OD00.0590.2020.3220.6140.6360.482將樣品測(cè)得的OD值帶入總糖的線性方程：y=0.00642x0.482=0.00642x x=75.08ug 樣品濃度為：75.08ug/2ml=37.54ug/ml,樣品稀釋了500倍，所以樣品總糖濃度為：37.54ug/ml2.3脫色率脫色率%= A0 脫色前測(cè)定的吸光度值；A -脫色后測(cè)定的吸光度值A(chǔ)0=1.862，A=1.17脫色率（%）=2.4低聚糖含量離心管重：15.8g烘干后

10、樣品與離心管總重：17.2g低聚糖重：17.2-15.8=1.4g3討論分析(1)以低溫脫脂豆粕粉為原料，用乙醇溶液提取大豆低聚糖的研究，提取的最佳工藝條件:乙醇溶液為30%，提取溫度為40，提取時(shí)間為1.5h，液固比為81，得率為16.1%。(2)對(duì)活性炭脫色進(jìn)行研究，用活性炭脫色的較優(yōu)化工藝條件是:活性炭用量1.93%，脫色溫度61.7，吸附時(shí)間44min，pH值為3.58，脫色率為30.19%，經(jīng)過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證所得產(chǎn)品中，脫色率為31.25%，與預(yù)測(cè)值相當(dāng)。(3)活性炭脫色后，過(guò)濾，調(diào)pH值至中性，提取液經(jīng)脫溶除去乙醇溶劑，加入適量水，經(jīng)同樣體積正丁醇萃取后，取下層溶液進(jìn)行離子交換脫鹽，離子

11、交換脫鹽的較優(yōu)條件為:溫度5060，流速35m3糖液/m3樹脂·h。真空濃縮(溫度控制在60左右)，研磨，可以制得總糖含量為68.94%的大豆低聚糖粉g。參考文獻(xiàn)1 楊繼遠(yuǎn), 袁仲. 大豆低聚糖保健功能及其在食品工業(yè)中的應(yīng)用J, 食品工業(yè)科技, 2008, 29(10): 291-294. 2 郭盡力. 大豆低聚糖的提取工藝研究J. 煙臺(tái)大學(xué)學(xué)報(bào): 自然科學(xué)與工程版, 2004, 17(4): 298-302. 3 劉峰, 楊海軍. 低聚糖國(guó)內(nèi)外應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)J. 發(fā)酵科技通訊, 2009, 38(4): 53-56.4 張麗麗, 楊薇薇, 張永忠. 從大豆糖蜜中分離大豆低聚糖的研究J. 食品工業(yè)科技, 2009, 30(4): 258-260.5 潘麗紅. 大豆低聚糖提取工藝研究J. 北方藥學(xué), 2012, 9(6): 24.6 張立峰, 劉慶富, 寧海鳳. 活性炭對(duì)大豆低聚糖脫色效果研究J. 糧食與油脂, 2013, 26(1): 51-53.7 吳素萍. 大豆低聚糖功能特性在發(fā)酵食品中的應(yīng)用J. 中國(guó)釀造, 2013, 32(7): 11-15.8 褚漢男, 王秋實(shí), 郭銘, 等. 超聲波輔助提取豆清水中低聚糖J. 產(chǎn)業(yè)與科技論壇, 2014(9): 62-63.9 刁小琴, 關(guān)海寧. 大豆低聚糖的開發(fā)及應(yīng)用前景J. 中國(guó)食物與營(yíng)養(yǎng), 2008,