菊粉的分離純化過程和功能性產(chǎn)品研究.pdf

1、菊粉是由D-果糖經(jīng)β(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。菊粉是一種非消化性的碳水化合物，能夠選擇性地促進結(jié)腸細菌的生長，提升宿主的鍵康狀況。而且，菊粉還能降低血糖濃度、維持脂類代謝平衡、提高礦質(zhì)元素的生物利用度、增強免疫力；在食品工業(yè)中，菊粉能夠改善食品質(zhì)構(gòu)、提高流變學性質(zhì)和營養(yǎng)特性，屬于功能性食品。菊粉作為一種天然功能性食品配料，已在歐美國家得到了廣泛應用。中國北方干旱少雨，菊芋適應環(huán)境能力強而得到了廣泛種植。

2、菊芋塊莖含有14～19％菊粉，可以用作制備菊粉的原料。 本論文從菊粉的分析方法入手，優(yōu)化了菊芋粉的常規(guī)浸提條件，對比研究了超聲波對菊粉浸提得率和分子結(jié)構(gòu)的影響，確定了石灰乳—磷酸除雜的條件。構(gòu)建了陰離子交換脫色的模型，并在單柱實驗的基礎(chǔ)上，完成了連續(xù)式離子交換系統(tǒng)脫色的運行試驗。最后研制了一種具有益生作用的補鈣制品羧甲基菊粉鈣。主要的研究結(jié)果如下： 1.在菊粉含量分析上采用了總糖含量減去還原糖含量的方法。總糖的測定以菊粉

3、(Wedin-P90)為標準物采用改進后的苯酚硫酸法，還原糖的測定以果糖為標準物采用3,5-二硝基水楊酸法。菊芋儲藏實驗的結(jié)果表明氣溫高于零度時一部分菊粉會轉(zhuǎn)化成還原糖，菊粉的損失明顯，所以菊芋收獲后要及時加工。 2.通過部分因子設計、最速上升路徑、中心組合設計和響應面法，優(yōu)化了菊粉的熱水浸提條件，即在自然pH值、液固比為10.56∶1(v/w)、76.7℃下熱水浸提20min，菊粉的提取率可以達到83.6％。在此條件下，進一步

4、進行了常規(guī)浸提、直接超聲波浸提、間接超聲波浸提，得出間接超聲波浸提菊粉是一種行之有效的方法。 3.通過正交實驗，石灰乳—磷酸除雜的條件可以確定為石灰乳調(diào)后的pH值為11，加磷酸后的溫度控制在80℃，pH值控制在6。離心過濾后的提取液在蠕動泵的作用下依次通過凝膠強酸性陽離子交換樹脂AmberliteFPC11Na和大孔弱堿陰離子交換樹脂AmberliteFPA54。層析過程能有效地除去菊芋粉浸提液中的色素、電解質(zhì)和蛋白質(zhì)，對菊粉的

5、影響不大。經(jīng)過蒸發(fā)濃縮和干燥后最終得到白色粉末狀菊粉。 通過超濾可以使單糖和二糖、短鏈分子、長鏈分子分開。從而制備出速溶、分子量均一的短鏈菊粉。在80℃、pH2.5下，菊粉可被酸水解為果糖糖漿。 4.選類黑色素溶液作為脫色料液，利用穿透函數(shù)法分析陰離子交換樹脂AmberliteFPA54柱脫色過程的穿透曲線，并通過數(shù)學處理，求出所需的傳質(zhì)參數(shù)。穿透曲線的雙對數(shù)擬合模型為y=1.2598x-4.3401。R2=0.9935

6、說明該模型來描述AmberliteFPA54型陰離子交換樹脂交換吸附色素的穿透曲線是合適的。 通過單柱實驗結(jié)果推導了連續(xù)式離子交換系統(tǒng)C920的運行條件。驗證試驗的結(jié)果表明ISEP系統(tǒng)的脫色效果是穩(wěn)定的，能夠滿足生產(chǎn)的需要。連續(xù)式離子交換系統(tǒng)用于脫色的方法包括同時運行的6個區(qū)段：交換吸附區(qū)、交換后洗滌區(qū)、反洗區(qū)、再生區(qū)、淋洗區(qū)、物料頂水區(qū)。 6.研制了一種具有益生作用的補鈣制品羧甲基菊粉鈣。菊粉在堿性條件下，與一氯乙酸或