草石蚕水苏糖制备工艺的研究

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1、0_'¨，一，¨屯-；r，点g}，‘l黼，舅二．’’，§《，尹摘要水苏糖(Stachyose)是自然界中存在的一种功能性低聚四糖，其结构清晰、稳定性高、低甜度、低热量，具有促进肠道双歧杆菌增殖，难以被人体消化吸收(低热量)，预防龋齿，防治便秘等一系列的生理功效而日益受到世晃各国的广泛关注，水苏糖市场需求量大，前景广阔。本文以我国特色植物草石蚕(鲜基水苏糖含量10％．15％)为原料，重点研究工业化高效制备高纯度水苏糖的关键技术，对产品进行应用开发，并针对原料品质和水苏糖含量的关系进行相关探讨。(1)采用薄层层析法和高效液相色谱法分别定性和定量测定水苏糖，

2、确定其检测条件为：薄层层析(TLC)法展开剂选择乙酸乙酯：甲醇：水：冰醋酸=3：2：l：2，显色剂采用二苯胺．苯胺一磷酸(1g二苯胺+1mL苯胺+50mL丙酮+10mL85％磷酸)，该条件下水苏糖Rf值为0．47，显色点为棕黄色，斑点清晰，与其他糖分分离良好。高效液相色谱(HPLC)法采用示差折光检测器(舳)，选用KromasilNH2柱，色谱条件设定流动相为乙腈／水(55／45，v／v)，柱温为30℃，流速为1．0mL／min，该条件下水苏糖峰出峰对称性好，时间较短(9．5min)，并可以与其它组分达到基线分离。(2)根据草石蚕质脆、含水量高的质构特

3、点，采用鲜品匀浆法高效提取水苏糖，确定其最佳工艺参数为：以水为溶剂，料液比l：20(w／v)，转速10000r·min"1，提取时间2min，提取一次，该条件下水苏糖提取率达91．62％。此法不仅使物料破碎和有效成分的提取同步进行，快速、充分、高效，而且操作简便、生产成本低，为工业高效提取水苏糖提供了理论参考。(3)通过不同脱色树脂的筛选、脱色工艺的优化及动态吸附特性的研究，确定水苏糖最佳脱色条件为：AB一8树脂，pH值5．O，温度30℃，该条件下提取液的脱色率达86．7％，水苏糖的保留率83．4％；最佳洗脱流速为1．5BV／ll，此条件下可处理3BV

4、的料液并保持脱色率80％以上。(4)采用超滤除去脱色液中的蛋白等大分子杂质，利用反渗透进行高效浓缩，依据水苏糖不溶于醇的性质醇沉水苏糖，除去反渗透浓缩液中无机盐、单糖等小分子杂质。最后将水苏糖经活性炭柱层析，以不同浓度配比的水．乙醇溶液为洗脱剂进行梯度洗脱得到高纯度水苏糖。结果表明，在室温下超滤，保持进口压力0．5MPa、出口压力0．4MPa、料液温度45℃及pH6时超滤分离效果好，水苏糖透过率81．3％，水苏糖纯度达84．07％；反渗透浓缩时保持进口压力0．6MPa、出121压力O．5MPa、料液温度30℃及pH6时体积浓缩比(VCR)为4。将提取液

5、浓缩至一定体积后，选择85％乙醇作为水苏糖沉淀剂，于4℃下静置沉淀24h，12000r-rain"1离心10min，收集沉淀于60℃烘干得水苏糖粉，经HPLC检测其水摘要苏糖纯度达93．08％。最后采用活性炭层析柱吸附糖液，当洗脱剂中乙醇浓度达到10％时可将水苏糖洗脱下，经喷雾干燥得水苏糖白色粉末，纯度高达96．1％。(5)针对水苏糖进行产品开发。以水苏糖、双歧杆菌菌粉、乳酸杆菌菌粉、碳酸钙和维生素D3为主要配料组分，开发一种兼具补钙和调节肠道微生态的水苏糖咀嚼片。(6)此外，针对草石蚕采收的季节性特点，为保持工业化生产周期的连续性，对草石蚕的贮藏进行

6、了相关研究。结果表明，原料在不同温湿度贮藏条件下的生理代谢、质构变化和水苏糖含量也各不同，从水苏糖的代谢和流失两方面分析得出原料最佳贮藏条件为：温度O'C，湿度40‰60％，此条件下植物自身代谢缓慢，水苏糖保存率高。同时，对原料的干燥方式进行比较研究，结果表明，微波干燥与热风干燥组合干燥方式效果好，最佳干燥参数为，热风干燥(温度80℃，风速3m／s)，水分转换点50％，微波功率600W干燥至水分含量3％以下，此时水苏糖保存率可达85％以上。该研究成果适合大规模处理草石蚕原料，有利于提高原料的品质和贮藏性能，为水苏糖可控制化及连续化生产提供理论依据。关键

7、词：草石蚕；水苏糖；检测；提取；脱色；纯化；贮藏IIAbstractStachy’oseisanaturaloccurringfunctionaloligosaccharide，withaclearstructure，11ighstability,lowsweetnessandcalories．Itpossessedfunctionofpromotingtheproliferationofintestinalbifidobacteriaanditisdifficulttodigest．Becauseofitsvariousphysiologicalad

8、vantages，nowadaysstachyosedemandhasgrownincreas