菊芋多糖工业提取和除杂方法的研究

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1、菊芋多糖工业提取和除杂方法的研宄摘要：该文以新疆菊芋为研究对象，以热水浸提法对菊芋中的菊糖进行提取，并以Ca(OH)2-CO2法对浸提液进行除杂。在热水浸提试验中，以浸提温度、时间和料水比作为因素进行了单因素实验并在其基础上进行了正交试验，结果分析表明热水浸提的最佳工艺参数为：浸提温度90°C、时间50min、料水比1:30，在此条件下菊糖得率为最高达到77.99%。在除杂试验中，以Ca(0H)2溶液调节的pH值、C02回调的pH值以及澄清温度作为因素进行了单因素实验并在其基础上进行了正交试验，结果分析表明除杂的最佳工艺参数为：Ca(OH)2溶液调节pH为10.0,

2、C02回调pH至6.0,澄清温度为80°C,澄清时间15min,在此条件下菊糖的得率为71.21%、透光率为87.36%。关键词：菊芋菊糖热水浸提除杂中图分类号：TQ461文献标识码：A文章编号:1674-098X(2015)04(b)-0019-04菊芋(Jerusalemartichoke),又名洋姜，是菊科多年生草本植物，耐贫瘠和干旱，对气候和土壤条件要求不高，适应性很强，广泛种植于我国很多省区，一次种植收获，亩产可达3000〜5000kg，是一种急待开发的半野生资源［1］，菊芋块茎中含多种营养物质，经济价值很高。鲜菊芋的菊糖含量可占湿重的15%〜20%、干重

3、的80%左右，是加工生产菊糖及其制品的良好原料。目前，菊芋被国内外高度重视并开发其功能性食品添加剂__菊糖、蛋白质、果胶、有机酸、纤维素及其他成分［2］。菊糖（Irwlin），又名菊粉、土木香粉，是由D-果糖经（1—2）糖苷键连接而成的链状多糖，末端常含有一个葡萄糖基。菊粉的分子式表为GFn，其中G代表终端葡萄糖单位，F代表果糖分子，n代表果糖的单位数［3］。菊粉的聚合度为2-60平均分子量在5500左右。菊芋生长适应性强，宜种植于十年九旱多大风的山区、丘陵地带和土壤瘠薄，气候温凉地域；另外，种植菊芋可固沙、防沙尘暴，改善生态环境［4］。生产菊粉和低聚果糖的过程中，

4、不产生有害气体和废酸、废渣等，对环境不会造成污染。菊芋（洋姜、地姜）是目前的蔬菜中品种优异，具有多种保健功效的重要品种资源，是发展营养、保健、疗效食品的理想原料，它的开发利用有着广阔的前景。菊芋在我国只有零星种植，多年来加工腌菜食用，附加值低，利用量小。在内蒙古、甘肃、新疆等地虽有几家菊芋深加工企业，但因技术落后，缺少竞争力，与欧洲同类产品差距很大。尽管国际市场需求旺盛，国内产品却缺少市场，甚至我国目前食品产业使用的高纯度菊粉、高纯度低聚果糖相当程度依靠进口，目前年使用量约有10000t，并有迅速上升的趋势［5］。现国内有山东奇力公司、青海威德公司、湖北潜江等地也在

5、大力种植加工。但如能实现国产化，切实降低成本，提高技术含量，我国每年对一些高纯度原料总需求量在40万t以上。目前，国际上菊芋菊粉及相关产品的生产已经成为很大的一个产业，因为菊粉水解可得到果糖和低聚果糖，它们具有不同的保健功能［6］。我国菊粉纯化多采用热水提取、菊粉微波提取等方法，工艺方法比较粗糙，菊粉含量与品质都不高，且多以菊苣为原料生产，很少对以菊芋作为原料生产的菊粉进行系统深入地研宄。本项目研宄菊芋中菊糖的提取分离、纯化方法，筛选出可操作性强且产率高、适合工业化生产的工艺方法，旨在为能源植物菊芋的幵发利用及实现工业化生产提供科学依据，同时也为菊粉进一步加工生产更

6、高附加值的果糖和低聚果糖奠定了基础。1材料与方法1.1主要材料和仪器主要实验材料如下：菊芋，由新疆冠农果茸集团股份有限公司提供；其他试剂为国产分析纯或色谱纯。主要实验仪器如下：ENK-PRO型酶标仪，美国Bioteck公司；旋转蒸发仪，上海亚荣生化仪器公司；Ultrospec-5300型紫外分光光度仪，美国Amersham公司；真空冷冻干燥系统，日本SHIMADZU;其余均为实验室常规仪器。1.2实验方法1.2.1菊芋中菊糖含量的测定由于菊芋极易褐变和霉变，应及时预处理，实际生产中应将鲜菊芋快速冻干保存，使用时再进行热烫灭酶处理。之后加如适量水，粉碎机粉碎成匀浆，即

7、为菊芋提取液。(1)总糖标曲曲线的绘制。量取果糖对照品溶液(浓度1mg/mL)0.0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2、1.4mL。分别置于10mL具塞试管中，加蒸馏水补充至2.0mL，加5%苯酚液1.0mL，混匀，迅速加入浓硫酸5.0mL，密塞摇匀，室温放置10min,40°C水浴15min，迅速冷却至室温，在490nm处测定吸光度值［7］。浓度为横坐标，吸光度值为纵坐标，绘制标准曲线。(1)还原糖标曲曲线的绘制。量取果糖对照品溶液0.0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2mL,加蒸馏水至2.0mL,各加DNS试液2.0mL,沸水浴7