CN104311695A - 一种利用冻融法提取燕麦β-葡聚糖的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种利用冻融法提取燕麦β-葡聚糖的方法。本方法包括以下步骤：1）燕麦籽粒磨碎过筛，取麸皮，水浴搅拌提取；2）离心保留上清液；3）冷冻解冻；4）去离子水和无水乙醇洗涤；5）加水复溶；6）重复冻融、洗涤；7）烘干粉粹，得到纯化的β-葡聚糖产品。本发明方法操作简单，无需使用酶制剂和有机溶剂，成本低，在冻融过程中可达到纯化β-葡聚糖的目的。
Description
技术领域
本发明涉及一种利用冻融法提取燕麦β-葡聚糖的方法。
背景技术
燕麦富含膳食纤维、蛋白质、脂肪、维生素及矿物质等营养素，营养全面，被誉为是谷类食品中最好的全价食品之一，其降低血压、降低胆固醇、防治大肠癌、防治心脏疾病的医疗价值和保健作用已被医学界所公认。
燕麦β-葡聚糖主要存在于燕麦亚糊粉层细胞壁中。高纯度β-葡聚糖呈白色粉末状，是由吡喃型葡萄糖单元通过β-(1-3)和β-(1-4)糖苷链连接而成的水溶性线型多糖。由于结构的特殊性，β-葡聚糖在溶液中具有很高的粘度，在消化道中能够很大程度地阻碍淀粉、蛋白质、脂肪等的消化吸收，因此其具有降血糖、降血脂、降胆固醇的作用。另外，它能使肠道有益菌增殖，所以具有促进肠道益生菌增殖及预防结肠癌、提高人体免疫力等多种生理功能。
目前国内外常用的燕麦β-葡聚糖提取方法有水提取、碱提取、酸提取、超声波提取等，需要对燕麦粉进行灭酶、脱脂、精制等处理，通常还需加入有机溶剂、酶制剂等化学和生物试剂，具有成本高，不易回收等缺点。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用冻融法提取燕麦β-葡聚糖的方法，步骤简单，易操作，且降低了成本。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：
1) 燕麦籽粒磨碎后过40-60目筛，取燕麦麸皮，进一步粉碎,按照重量比1:5-1:30加入去离子水混合，调节溶液pH为6-10，在40-60 °C水浴中搅拌提取1-3 h；
2) 将提取液1500-8000 r/min离心10-20 min，保留上清液备用；
3) 将上清液放入-18 °C至-20 °C冰箱中冷冻12-24 h，然后室温下水浴解冻0.5-1 h；
4) 过滤或离心，收集凝胶，分别用2-5倍体积去离子水和无水乙醇洗涤凝胶；
5) 洗涤后的凝胶置于40-60 °C鼓风干燥箱中烘干8-15 h，得到β-葡聚糖凝胶初产品；
6) 将β-葡聚糖凝胶初产品加去离子水混合，在80-100 °C水浴条件下机械搅拌溶解，待溶解完全后1500-8000 r/min离心10-20 min，保留上清液；
7) 重复3）步骤1-3次；
8) 重复4）步骤；
9) 40-60 °C鼓风干燥箱中烘干8-15 h，粉碎得到的产品即为纯化后的β-葡聚糖。
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：
1）无需灭酶。
2）不使用酶制剂，成本低。
3）步骤简单，易操作。
4）未使用有机试剂，安全环保。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细的描述。
实施例1、提取魏都莜燕麦β-葡聚糖
具体实施步骤如下：
1）燕麦麸皮的选取：选用燕麦品种魏都莜，收集50目过筛后的燕麦麸皮；
2）β-葡聚糖的提取：称取50 g燕麦麸皮，粉碎至合适粒度，加入去离子水混合后在52 °C水浴搅拌提取3 h，燕麦麸皮与去离子水的重量比为1:5；
3）分离提取液：4000 r/min离心20 min，去除麸皮，保留上清液；
4）凝胶的制备：上清液在-20 °C的条件下冷冻12 h，然后在室温下解冻1 h，得到β-葡聚糖凝胶。使用G2砂芯漏斗过滤，加入200 mL去离子水和无水乙醇分别洗涤凝胶，将凝胶置于50 °C烘箱干燥12 h；
5）β-葡聚糖凝胶的纯化：烘干后的样品加入适量去离子水在80 °C水浴中搅拌溶解，然后4000 r/min离心10 min，将上清液保留，重复冻融步骤和洗涤干燥步骤，必要时可增加冻融次数便于洗涤过滤；
6）烘干12 h，得到β-葡聚糖产品，经酶法试剂盒测定产品纯度为83.39%，得率为1.78%。
实施例2、提取时间对冻融法提取燕麦β-葡聚糖的影响
为了比较提取时间对凝胶形成的影响，将实例1中步骤2）的提取时间改为1 h，解冻后未形成凝胶，重复冻融两次后形成凝胶，其余步骤同实例1。纯化后得到的产品经酶法试剂盒测定，β-葡聚糖纯度为80.83%，得率为1.34%。
经分析，此现象与燕麦β-葡聚糖的分子量有关。随提取时间增加，内源酶作用时间相应增加，所得的燕麦β-葡聚糖分子量减小，形成凝胶的速度加快。不同提取时间所得燕麦β-葡聚糖的分子量分布范围如表1所示：
表1 不同提取时间下β-葡聚糖的分子量分布范围
实施例3、冻融次数对冻融法提取燕麦β-葡聚糖的影响
为了比较冻融次数对凝胶形成和β-葡聚糖纯度的影响，按照实例1的操作步骤，验证不同冻融次数的情况下所得燕麦β-葡聚糖的纯度和得率。结果如表2所示：
表2 不同冻融次数β-葡聚糖的分子量分布
| 提取时间 | 冻融次数 | β-葡聚糖纯度 | β-葡聚糖得率 |
| 3 h | 1 | 83.39% | 1.78% |
| 3 h | 3 | 81.80% | 2.44% |
由上述结果可知，同等条件下，增加冻融次数，β-葡聚糖纯度基本不变，得率有所提高。
实施例4、提取晋燕14燕麦β-葡聚糖
为了验证此方法对提取不同品种的燕麦中β-葡聚糖的适用性，将实例1中的燕麦品种更换为晋燕14，具体步骤如下：
1）燕麦麸皮的选取：选用燕麦品种晋燕14，收集50目过筛后的燕麦麸皮；
2）β-葡聚糖的提取：称取50 g燕麦麸皮，粉碎至合适粒度，加入去离子水混合后在52 °C水浴搅拌提取3 h，燕麦麸皮与去离子水的重量比为1:5；
3）分离提取液：6000 r/min离心10 min，去除麸皮，保留上清液；
4）凝胶的制备：上清液在-18 °C的条件下冷冻24 h，然后在室温下解冻0.5 h，得到β-葡聚糖凝胶。使用G2砂芯漏斗过滤，加入300 mL去离子水和无水乙醇分别洗涤凝胶，将凝胶置于50 °C烘箱干燥15 h；
5）β-葡聚糖凝胶的纯化：烘干后的样品加入适量去离子水在100 °C水浴中搅拌溶解，然后6000 r/min离心10 min，将上清液保留，重复冻融步骤和洗涤干燥步骤，必要时可增加冻融次数便于洗涤过滤；
6）烘干15 h，得到β-葡聚糖产品，经酶法试剂盒测定产品纯度为75.16%，得率为1.64%。
Claims (1)
1.一种利用冻融法提取燕麦β-葡聚糖的方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
1）燕麦籽粒磨碎后过40-60目筛，取燕麦麸皮，进一步粉碎,按照重量比1:5-1:30加入去离子水混合，调节溶液pH为6-10，在40-60 °C水浴中搅拌提取1-3 h；
2）将提取液1500-8000 r/min离心10-20 min，保留上清液备用；
3）将上清液放入-18 °C至-20 °C冰箱中冷冻12-24 h，然后室温下水浴解冻0.5-1 h；
4）过滤或离心，收集凝胶，分别用2-5倍体积去离子水和无水乙醇洗涤凝胶；
5）洗涤后的凝胶置于40-60 °C鼓风干燥箱中烘干8-15 h，得到β-葡聚糖凝胶初产品；
6）将β-葡聚糖凝胶初产品加去离子水混合，在80-100 °C水浴条件下机械搅拌溶解，待溶解完全后1500-8000 r/min离心10-20 min，保留上清液；
7）重复3）步骤1-3次；
8）重复4）步骤；
9）40-60 °C鼓风干燥箱中烘干8-15 h，粉碎得到的产品即为纯化后的β-葡聚糖。
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