一種超聲波協同復合酶法從菊芋中提取高純度菊糖的方法
【專利摘要】本發明涉及菊芋加工利用領域，具體為一種超聲波協同復合酶法從菊芋中提取高純度菊糖的方法，解決現有從菊芋中提取菊粉的提取、純化工藝分別存在諸多缺陷的問題，包括提取工序：將菊芋塊莖切片、烘干、粉碎，加水溶解，然后再加入復合酶，放入超聲波清洗機中超聲提取；滅酶、過濾，得到菊粉粗提液；純化工序：將樹脂D280與D151構成動態串聯樹脂層析柱；菊粉粗提液先經過樹脂D280，再經過樹脂D151，收集流出液；將收集液分別經截留分子量為10KDa的超濾膜和截留分子量為500Da的納濾膜，將截留液烘干、磨粉即可。菊糖得率大大提高，提取時間與溫度明顯縮短與降低，菊粉收率高，產品性能和質量穩定，實現了規模化生產，產率高、品質優的目的。
【專利說明】一種超聲波協同復合酶法從菊芋中提取高純度菊糖的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及菊芋加工利用領域，具體為ー種超聲波協同復合酶法從菊芋中提取高純度菊糖的方法。
【背景技術】
[0002]菊芋(Jerusalem Artichoke)俗名洋姜、鬼子姜,屬多年生菊科向日葵屬，為食用地下塊莖的薯芋類蔬菜。菊糖在菊芋中占有很大比例，它是ー種聚合度一般在2?60的混合物。菊糖有很多功能性作用，如可以預防糖尿病人的低血糖以及促進腸道雙歧桿菌的生長，因此可以作為糖、脂肪替代物而大量用于低熱量、低糖、低脂肪食品中，并能顯著改善無脂或低脂食品的ロ感和質感。研究表明，每日攝食2 g菊芋多糖對控制人體的質量，改善腸道功能，防止機體失調以及老年性疾病很有幫助。由于菊粉獨特的理化性質和生理功能，在食品、飲料、保健品、醫藥等領域具有廣泛應用價值，已被世界上40多個國家批準作為食品的營養增補劑。·
目前，從菊芋提取、純化菊粉的方法，主要エ藝包括提取、純化和干燥，其中提取エ藝有超聲波提取、熱水提取、微波提取、浸提法等，在提取過程中所得的粗提液中會含有大量的蛋白質、果膠、色素等雜質，使粗提液呈棕褐色。在生產菊粉時，為了得到純的菊粉，還需要對菊粉粗提液進行脫色、脫蛋白等純化過程。通常提取エ藝采用単一的方法，提取效果不是很好，通常為熱水浸提法，該方法耗時長并且長時間的高溫加熱容易破壞菊芋中其它的活性成分；脫除色素的方法主要是活性炭吸附法，活性炭能夠較好的吸附色素，但因為其顆粒小難以除去，増加了多糖純化的后處理的麻煩，并且解吸率較差，多糖損失率較高，也有采用離子交換樹脂，但由于所選用離子交換樹脂的型號、運行參數不恰當，一是會導致提取液中雜質含量高，對后序的膜分離污染嚴重；ニ是會導致提取液中的有色物質異味去除不徹底，最終產品在ロ感、氣味等方面都會受到影響；脫蛋白主要是Sevage法、三氯こ酸法、He I法、石灰乳法等，脫蛋白的方法目前主要采取化學除蛋白方法，化學方法使多糖的損失率增カロ，而且會増加后續除鹽負擔。
【發明內容】
[0003]本發明為了解決現有從菊芋中提取菊粉的提取、純化工藝分別存在上述諸多缺陷的問題，提供ー種超聲波協同復合酶法從菊芋中提取高純度菊糖的方法。
[0004]本發明是采用如下技術方案實現的:一種超聲波協同復合酶法從菊芋中提取高純度菊糖的方法，包括以下步驟:
步驟一:提取エ序
(I)將菊芋塊莖切片，在溫度為45?55°C的條件下烘干，然后粉碎，過80目篩，得到菊芋粉末；(2)將菊芋粉末加水溶解，料液比為1:15?25，同時調PH值為5.3?5.7 ; (3)然后再加入復合酶，攪拌均勻，每克菊芋粉末中的加酶量為100?140呢，復合酶是由纖維素酶和果膠酶以1:4的重量比混合而成；(4)將步驟(3)得到的混合物放入超聲波清洗機中，超聲功率為200?250W，時間為22?28分鐘，溫度保持在48?53°C ；(5)滅酶、過濾，得到菊粉粗提液；
步驟ニ:純化工序
(I)將經預處理的樹脂D280與D151按照質量比2:1分別裝入層析柱中，構成動態串聯樹脂層析柱；(2)調節菊粉粗提液的PH值為6.0?6.5，使菊粉粗提液先經過樹脂D280，再經過樹脂D151，菊粉粗提液經過層析柱時的流速為3.19ml/min，收集流出液，當收集液的脫色率和脫蛋白率都不大于90%吋，停止收集；(3)將得到的菊粉收集液先經截留分子量為10 KDa的超濾膜，操作壓カ為0.1?0.16MPa，再經截留分子量為500Da的納濾膜，操作壓カ為0.22?0.25MPa ； (4)將分子量在500Da?IOKDa的截留液，50°C下烘干、磨粉，即得到本發明所述的高純度菊粉。
[0005]所述提取エ序中，最佳料液比為1:20，溫度為51.(TC，每克菊芋粉末中的加酶量為120呢，超聲功率為240W，時間為25分鐘，在此エ藝條件下，菊糖得率可達到72.2%。
[0006]為了得到上述エ藝條件及最佳エ藝參數，本發明進行了以下一系列優化實驗:
一、提取エ序
A、實驗方法 1.1可溶性總糖的測定
1.1.1可溶性總糖標準曲線的制作
準確稱量在105°C條件下干燥至恒重的葡萄糖lOOmg，加水溶解，配制得0.lmg/ml葡萄糖標準溶液。
[0007]取標準液2、4、6、8、10、12mL稀釋到IOOml容量瓶中，得到所需濃度為20、40、60、80、100、120mg/l的工作液。取蒸餾水Iml及各系列工作液1ml，置于1_7號試管中，加入5ml蒽酮試劑，搖勻后，蓋上塞子，置沸水中準確加熱IOmin.取出放入冷水浴中冷卻，避光20min,在波長620nm下測吸光度，重復3次，求平均值。以吸光度為縱坐標，葡萄糖質量濃度為橫坐標，作可溶性總糖標準曲線。
[0008]1.1.2菊芋中可溶性總糖的測定
取Iml菊芋粗提液于試管中，同繪制標準曲線相同步驟，在波長620nm下測吸光值，多次測量，求平均值。
1.2還原糖的測定
1.2.1還原糖標準曲線的制作[5]
取0、0.2,0.4,0.6,0.8、1.0ml葡萄糖標準液加入20mL的比色管中，分別加入蒸餾水使其體積為1.0ml，然后加入DNS 3ml，搖勻，沸水浴煮15min，冷卻，用蒸餾水稀釋至20ml，在波長520nm下測吸光度，重復3次，求平均值。以吸光度為縱坐標，葡萄糖質量濃度為橫坐標,作還原糖標準曲線。
[0009]1.2.2菊芋中還原糖的測定
取ImL菊芋粗提液于試管中，同繪制標準曲線相同步驟，在波長520nm下測吸光值，多次測量，求平均值。
[0010]1.3菊芋中菊糖含量
【權利要求】
1.一種超聲波協同復合酶法從菊芋中提取高純度菊糖的方法，其特征是包括以下步驟: 步驟一:提取エ序 (1)將菊芋塊莖切片，在溫度為45?55°C的條件下烘干，然后粉碎，過80目篩，得到菊芋粉末； (2)將菊芋粉末加水溶解，料液比為1:15?25，同時調PH值為5.3?5.7 ; (3)然后再加入復合酶，攪拌均勻，每克菊芋粉末中的加酶量為100?140呢，復合酶是由纖維素酶和果膠酶以1:4的重量比混合而成； (4)將步驟(3)得到的混合物放入超聲波清洗機中，超聲功率為200?250W，時間為22?28分鐘，溫度保持在48?53°C ； (5)滅酶、過濾，得到菊粉粗提液； 步驟ニ:純化工序 (1)將經預處理的樹脂D280與D151按照質量比2:1分別裝入層析柱中，構成動態串聯樹脂層析柱； (2)調節菊粉粗提液的PH值為6.0?6.5，使菊粉粗提液先經過樹脂D280，再經過樹脂D151，菊粉粗提液經過層析柱時的流速為3.19ml/min，收集流出液，當收集液的脫色率和脫蛋白率都不大于90%時，停止 收集； (3)將得到的菊粉收集液先經截留分子量為10KDa的超濾膜，操作壓カ為0.1?0.16MPa，再經截留分子量為500Da的納濾膜，操作壓カ為0.22?0.25MPa ；(4)將分子量在500Da?IOKDa的截留液，50°C下烘干、磨粉，即得到本發明所述的高純度菊粉。
2.根據權利要求1所述的ー種超聲波協同復合酶法從菊芋中提取高純度菊糖的方法，其特征是提取エ序中，料液比為1:20，溫度51.(TC，每克菊芋粉末中的加酶量為120呢，超聲功率為240W，時間為25分鐘。
【文檔編號】C08B37/18GK103435721SQ201310413180
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年9月12日 優先權日:2013年9月12日
【發明者】范三紅, 李晨, 王亞云 申請人:山西大學