菊芋多糖工業(yè)提取和除雜方法的研究

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1、菊芋多糖工業(yè)提取和除雜方法的研宄摘要：該文以新疆菊芋為研究對象，以熱水浸提法對菊芋中的菊糖進行提取，并以Ca(OH)2-CO2法對浸提液進行除雜。在熱水浸提試驗中，以浸提溫度、時間和料水比作為因素進行了單因素實驗并在其基礎(chǔ)上進行了正交試驗，結(jié)果分析表明熱水浸提的最佳工藝參數(shù)為：浸提溫度90°C、時間50min、料水比1:30，在此條件下菊糖得率為最高達到77.99%。在除雜試驗中，以Ca(0H)2溶液調(diào)節(jié)的pH值、C02回調(diào)的pH值以及澄清溫度作為因素進行了單因素實驗并在其基礎(chǔ)上進行了正交試驗，結(jié)果分析表明除雜的最佳工藝參數(shù)為：Ca(OH)2溶液調(diào)節(jié)pH為10.0,

2、C02回調(diào)pH至6.0,澄清溫度為80°C,澄清時間15min,在此條件下菊糖的得率為71.21%、透光率為87.36%。關(guān)鍵詞：菊芋菊糖熱水浸提除雜中圖分類號：TQ461文獻標(biāo)識碼：A文章編號:1674-098X(2015)04(b)-0019-04菊芋(Jerusalemartichoke),又名洋姜，是菊科多年生草本植物，耐貧瘠和干旱，對氣候和土壤條件要求不高，適應(yīng)性很強，廣泛種植于我國很多省區(qū)，一次種植收獲，畝產(chǎn)可達3000?5000kg，是一種急待開發(fā)的半野生資源［1］，菊芋塊莖中含多種營養(yǎng)物質(zhì)，經(jīng)濟價值很高。鮮菊芋的菊糖含量可占濕重的15%?20%、干重

3、的80%左右，是加工生產(chǎn)菊糖及其制品的良好原料。目前，菊芋被國內(nèi)外高度重視并開發(fā)其功能性食品添加劑__菊糖、蛋白質(zhì)、果膠、有機酸、纖維素及其他成分［2］。菊糖（Irwlin），又名菊粉、土木香粉，是由D-果糖經(jīng)（1—2）糖苷鍵連接而成的鏈狀多糖，末端常含有一個葡萄糖基。菊粉的分子式表為GFn，其中G代表終端葡萄糖單位，F(xiàn)代表果糖分子，n代表果糖的單位數(shù)［3］。菊粉的聚合度為2-60平均分子量在5500左右。菊芋生長適應(yīng)性強，宜種植于十年九旱多大風(fēng)的山區(qū)、丘陵地帶和土壤瘠薄，氣候溫涼地域；另外，種植菊芋可固沙、防沙塵暴，改善生態(tài)環(huán)境［4］。生產(chǎn)菊粉和低聚果糖的過程中，

4、不產(chǎn)生有害氣體和廢酸、廢渣等，對環(huán)境不會造成污染。菊芋（洋姜、地姜）是目前的蔬菜中品種優(yōu)異，具有多種保健功效的重要品種資源，是發(fā)展?fàn)I養(yǎng)、保健、療效食品的理想原料，它的開發(fā)利用有著廣闊的前景。菊芋在我國只有零星種植，多年來加工腌菜食用，附加值低，利用量小。在內(nèi)蒙古、甘肅、新疆等地雖有幾家菊芋深加工企業(yè)，但因技術(shù)落后，缺少競爭力，與歐洲同類產(chǎn)品差距很大。盡管國際市場需求旺盛，國內(nèi)產(chǎn)品卻缺少市場，甚至我國目前食品產(chǎn)業(yè)使用的高純度菊粉、高純度低聚果糖相當(dāng)程度依靠進口，目前年使用量約有10000t，并有迅速上升的趨勢［5］?，F(xiàn)國內(nèi)有山東奇力公司、青海威德公司、湖北潛江等地也在

5、大力種植加工。但如能實現(xiàn)國產(chǎn)化，切實降低成本，提高技術(shù)含量，我國每年對一些高純度原料總需求量在40萬t以上。目前，國際上菊芋菊粉及相關(guān)產(chǎn)品的生產(chǎn)已經(jīng)成為很大的一個產(chǎn)業(yè)，因為菊粉水解可得到果糖和低聚果糖，它們具有不同的保健功能［6］。我國菊粉純化多采用熱水提取、菊粉微波提取等方法，工藝方法比較粗糙，菊粉含量與品質(zhì)都不高，且多以菊苣為原料生產(chǎn)，很少對以菊芋作為原料生產(chǎn)的菊粉進行系統(tǒng)深入地研宄。本項目研宄菊芋中菊糖的提取分離、純化方法，篩選出可操作性強且產(chǎn)率高、適合工業(yè)化生產(chǎn)的工藝方法，旨在為能源植物菊芋的幵發(fā)利用及實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)提供科學(xué)依據(jù)，同時也為菊粉進一步加工生產(chǎn)更

6、高附加值的果糖和低聚果糖奠定了基礎(chǔ)。1材料與方法1.1主要材料和儀器主要實驗材料如下：菊芋，由新疆冠農(nóng)果茸集團股份有限公司提供；其他試劑為國產(chǎn)分析純或色譜純。主要實驗儀器如下：ENK-PRO型酶標(biāo)儀，美國Bioteck公司；旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，上海亞榮生化儀器公司；Ultrospec-5300型紫外分光光度儀，美國Amersham公司；真空冷凍干燥系統(tǒng)，日本SHIMADZU;其余均為實驗室常規(guī)儀器。1.2實驗方法1.2.1菊芋中菊糖含量的測定由于菊芋極易褐變和霉變，應(yīng)及時預(yù)處理，實際生產(chǎn)中應(yīng)將鮮菊芋快速凍干保存，使用時再進行熱燙滅酶處理。之后加如適量水，粉碎機粉碎成勻漿，即

7、為菊芋提取液。(1)總糖標(biāo)曲曲線的繪制。量取果糖對照品溶液(濃度1mg/mL)0.0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2、1.4mL。分別置于10mL具塞試管中，加蒸餾水補充至2.0mL，加5%苯酚液1.0mL，混勻，迅速加入濃硫酸5.0mL，密塞搖勻，室溫放置10min,40°C水浴15min，迅速冷卻至室溫，在490nm處測定吸光度值［7］。濃度為橫坐標(biāo)，吸光度值為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。(1)還原糖標(biāo)曲曲線的繪制。量取果糖對照品溶液0.0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2mL,加蒸餾水至2.0mL,各加DNS試液2.0mL,沸水浴7