專利名稱：用膜分離技術(shù)從谷物麩皮中提取β-葡聚糖的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于生物化工技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種(3-葡聚糖的提取方法，尤其涉 及一種采用膜分離技術(shù)從青稞、莜麥和燕麥等谷物的麩皮中提取(3-葡聚糖的方法。
背景技術(shù)：
研究表明，(3-葡聚糖具有調(diào)解血糖、提高免疫力、抗腫瘤等作用。目前生 物醫(yī)學(xué)界及營(yíng)養(yǎng)學(xué)界普認(rèn)為(3-葡聚糖的生理作用主要有4個(gè)方面清腸作用、 調(diào)解血糖、降低膽固醇、提高免疫力。據(jù)資料介紹，青稞/燕麥/莜麥等谷物的籽粒均中含有大量的蛋白質(zhì)和(3-葡 聚糖，其中青稞的蛋白質(zhì)含量10~15%左右，(3-葡聚糖含量3.5 8.6%左右；燕 麥的蛋白質(zhì)含量最高可達(dá)17.92%，最低為8.7%，多數(shù)在10% 15%之間，(3-葡聚糖含量為2.0% 7.5%;莜麥蛋白質(zhì)含量在11.35% 19.94%， (3-葡聚糖含量 為3% 6%。 (3-葡聚糖主要存在于谷物得麩皮中，其化學(xué)名稱為(1-3) (1-4) -卩-D-葡聚糖，是一種非淀粉多糖，按其溶解性分可為水溶性和水不溶性兩目前工業(yè)制備(3-葡聚糖的方法，多為化學(xué)法、酶法提取水溶性|3-葡聚糖， 而水不溶性(3-葡聚糖隨廢料棄去，造成了水不溶性卩-葡聚糖得流失；同時(shí)耗 水量較大，廢水處理量大。膜分離是一種很新的分離方法，其具有能耗低，單級(jí)分離效率高，分離過(guò) 程簡(jiǎn)單，不污染環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于生物制備和醫(yī)藥生產(chǎn)中的分離、濃 縮和純化。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種利用膜分離技術(shù)從谷物麩皮中提取P-葡聚糖 的方法。本發(fā)明采用膜分離技術(shù)從青稞、莜麥和燕麥等谷物麩皮中提取卩-葡聚糖 的方法，包括以下步驟 ① 將谷物麩皮用2~10倍體積的50%~90%乙醇，在50。C 8(TC下回流提取 2 4個(gè)小時(shí)，使谷物麩皮中醇溶(3-葡聚糖溶解，同時(shí)滅活谷物麩皮中各種酶； 冷卻至25 35。C，過(guò)濾，收集濾液l;過(guò)濾后的濕麩皮用2 10倍體積量的無(wú)水 乙醇繼續(xù)提取5 20分鐘，過(guò)濾，收集濾液并與濾液1合并；濾渣于1(TC 6(TC 下減壓干燥10~35小時(shí)，使麩皮中的乙醇完全揮發(fā)而達(dá)到脫溶目的。② 將脫溶的谷物麩皮加入到2~10倍體積量的水中攪拌混勻形成溶液，并 用0.5 5mol/L氫氧化鈉溶液調(diào)至pH 8 10，于10。C 6(TC下攪拌10~40分鐘， 使谷物麩皮中水溶(3-葡聚糖溶解；冷卻至10 4(TC，離心分離，收集濾液2; 將離心分離所得沉淀繼續(xù)加入到2~10倍體積量的水中攪拌混勻形成溶液，用 0.5 5mol/L氫氧化鈉溶液調(diào)至pH8 10，于10 6(TC下攪拌10 40分鐘，冷卻、 離心分離，并將濾液與濾液2合并。③ 合并步驟①和②的濾液，采用膜濃縮分離設(shè)備濃縮濾液至原體積的 1/8 1/15，再用0.5 5mol/L鹽酸溶液調(diào)節(jié)濾液pH至2 5，離心分離，沉淀于 1(TC 6(TC下減壓干燥10~35小時(shí)以達(dá)到脫溶的目的；然后過(guò)100~500|im篩， 得粗卩-葡聚糖；④ 將粗P-葡聚糖加入到5~10倍體積的去離子水中，加熱至30°C~50°C， 攪拌溶解，然后加入同體積的異丙醇，于3(TC 5(TC攪拌10 30分鐘，離心分 離；沉淀于1(TC 6(TC下減壓脫容10 35小時(shí)，過(guò)100 500pm篩，得精制(3-葡聚糖。本發(fā)明所采用的谷物麩皮為青稞、燕麥或莜麥等卩-葡聚糖含量較大的麩皮。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)1、 本發(fā)明利用卩-葡聚糖在堿性、近常溫時(shí)，溶解度最大，并可在酸性條 件下析出的原理，分別用乙醇和水提取谷物麩皮中的醇溶P-葡聚糖和水溶卩-葡聚糖，提取液經(jīng)離心分離，濾液采用膜分離技術(shù)進(jìn)行富集后酸沉后，再進(jìn)行 醇沉，離心分離，并將沉淀進(jìn)行脫溶后采用濾膜過(guò)濾，得精制P-葡聚糖。本發(fā)明制備的(3-葡聚糖純度高，用"燕麥、大麥和纖維樣品中混聯(lián)(3-葡聚糖含量 測(cè)定方法"測(cè)定，(3-葡聚糖的含量在60 90%，得率較高(為5% 15%)。2、 本發(fā)明的膜分離濾液可作為工藝用水循環(huán)使用，大大降低了耗水量和 廢水處理量。3、 本發(fā)明的工藝簡(jiǎn)單，操作易于控制，成本低，易于工業(yè)化。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例l:從青稞中提取(3-葡聚糖的方法① 將青稞籽粒凈選，淘洗，去除雜質(zhì)及泥沙后，進(jìn)行干燥，并控制水分在 <8%;② 將干燥后的青稞籽粒采用物理方法使麩皮從籽粒表面脫離，并收集青稞 麩皮；③ 將青稞麩皮用2 10倍體積的50%~90%乙醇，在50。C 8(TC下回流提取 2 4個(gè)小時(shí)，使青稞麩皮中醇溶p-葡聚糖溶解，同時(shí)滅活麩皮中各種酶；冷卻 至25 35"C，過(guò)濾，收集濾液l;將離心分離所得濕麩皮繼續(xù)用體積2 10倍量 的無(wú)水乙醇提取5 20分鐘，過(guò)濾，濾液與與濾液1合并；濾渣于10 3(TC下 減壓干燥10 35小時(shí)，使麩皮中的乙醇完全揮發(fā)而達(dá)到脫溶目的。④ 將脫溶的青稞麩皮加入到2 10倍體積量的水中攪拌混勻形成溶液，并 用0.5 5mol/L氫氧化鈉溶液調(diào)至pH 8 10，于10 60'C下攪拌10 40分鐘，使 青稞麩皮中水溶性(3-葡聚糖溶解；冷卻至10 4(TC，離心分離(1000 5000轉(zhuǎn) /分)，收集濾液2;將離心分離所得沉淀繼續(xù)加入到2 10倍體積量的水中攪拌 混勻形成溶液，用0.5 5mol/L氫氧化鈉溶液調(diào)至pH8 10，于10 6(TC下攪拌 10 40分鐘，冷卻、離心分離(1000~5000轉(zhuǎn)/分)，提取液與濾液2合并。⑤ 合并濾液1、濾液2，采用膜濃縮分離設(shè)備(濾膜的孔徑為200~50(Vm) 濃縮濾液至原體積的1/8~1/15，再用0.5 5mol/L鹽酸溶液調(diào)節(jié)濾液pH至2 5， 離心分離，沉淀于1(TC 6(TC下減壓干燥10 35小時(shí)以達(dá)到脫溶的目的；然后 過(guò)100 500^im篩，得粗(3-葡聚糖；⑥ 將粗P-葡聚糖加入到5 10倍體積的去離子水中，加熱至30 5(TC，攪 拌溶解，然后加入同體積的異丙醇，于30 5(TC攪拌10 30分鐘，離心分離(1000 5000轉(zhuǎn)/分)；沉淀于10。C 6(TC下減壓脫容10~35小時(shí)，過(guò)100~500, 篩，得精制卩-葡聚糖。經(jīng)"燕麥、大麥和纖維樣品中混聯(lián)(3-葡聚糖含量測(cè)定方法"分析，測(cè)定 該精制P-葡聚糖的純度為60 卯％,得率為5 15%。實(shí)施例2、從莜麥中提取(3-葡聚糖的方法① 將莜麥籽粒凈選，淘洗，去除雜質(zhì)及泥沙后，進(jìn)行干燥，并控制水分在<8%;② 將干燥后的莜麥籽粒采用物理方法使麩皮從籽粒表面脫離，并收集莜麥麩皮；
③ 將莜麥麩皮用2 10倍體積的50% 90%乙醇，在50。C 8(TC下回流提取 2 4個(gè)小時(shí)，使莜麥麩皮中醇溶(3-葡聚糖溶解，同時(shí)滅活麩皮中各種酶；冷卻 至25 35X:，過(guò)濾，收集濾液l;將離心分離所得濕麩皮繼續(xù)用體積2 10倍量 的無(wú)水乙醇提取5 20分鐘，過(guò)濾，濾液與濾液1合并；濾渣于10 30。C下減 壓干燥10 35小時(shí)，使麩皮中的乙醇完全揮發(fā)而達(dá)到脫溶目的。④ 將脫溶的莜麥麩皮加入到2~10倍體積量的水中攪拌混勻形成溶液，并 用0.5 5mol/L氫氧化鈉溶液調(diào)至pH8 10，于10 60'C下攪拌10~40分鐘，使 莜麥麩皮中水溶性卩-葡聚糖溶解；冷卻至10 4(TC，離心分離(1000 5000轉(zhuǎn) /分)，收集濾液2;將離心分離所得沉淀繼續(xù)加入到2 10倍體積量的水中攪拌 混勻形成溶液，用0.5 5mol/L氫氧化鈉溶液調(diào)至pH8 10，于10 60。C下攪拌 10~40分鐘，冷卻、離心分離(1000-5000轉(zhuǎn)/分)，提取液與濾液2合并。⑤ 合并濾液1、濾液2，采用膜濃縮分離設(shè)備(濾膜的孔徑為200 500)im) 濃縮濾液至原體積的1/8 1/15，再用O.5~5mol/L鹽酸溶液調(diào)節(jié)濾液pH至2 5， 離心分離，沉淀于1(TC 6(TC下減壓干燥10 35小時(shí)以達(dá)到脫溶的目的；然后 過(guò)100 500|im篩，得粗P-葡聚糖；(D將粗(3-葡聚糖加入到5 10倍體積的去離子水中，加熱至30 5(TC，攪 拌溶解，然后加入同體積的異丙醇，于30 5(TC攪拌10 30分鐘，離心分離 (1000 5000轉(zhuǎn)/分)；沉淀于10。C 6(TC下減壓脫容10 35小時(shí)，過(guò)100 500jim 篩，得精制(3-葡聚糖。經(jīng)"燕麥、大麥和纖維樣品中混聯(lián)(3-葡聚糖含量測(cè)定方法"分析，測(cè)定 該精制(3-葡聚糖的純度為60~90%，得率為5~15%。實(shí)施例3:從燕麥中提取(3-葡聚糖的方法① 將燕麥籽粒凈選，淘洗，去除雜質(zhì)及泥沙后，進(jìn)行干燥，并控制水分在<8%;② 將干燥后的燕麥籽粒采用物理方法使麩皮從籽粒表面脫離，并收集谷物 麩皮；③ 將燕麥麩皮用2~10倍體積的50% 卯％乙醇，在50。C 8(TC下回流提取 2 4個(gè)小時(shí)，使燕麥麩皮中醇溶(3-葡聚糖溶解，同時(shí)滅活麩皮中各種酶；冷卻 至25 35'C，過(guò)濾，收集濾液l;將離心分離所得濕麩皮繼續(xù)用體積2 10倍量 的無(wú)水乙醇提取5 20分鐘，過(guò)濾，濾液與與濾液1合并；濾渣于10 30。C下 減壓干燥10 35小時(shí)，使麩皮中的乙醇完全揮發(fā)而達(dá)到脫溶目的。④ 將脫溶的燕麥麩皮加入到2~10倍體積量的水中攪拌混勻形成溶液，并 用0.5 5mol/L氫氧化鈉溶液調(diào)至pH8 10，于10 60。C下攪拌10-40分鐘，使 燕麥麩皮中水溶性p-葡聚糖溶解；冷卻至10 4(TC，離心分離(1000 5000轉(zhuǎn) /分)，收集濾液2;將離心分離所得沉淀繼續(xù)加入到2 10倍體積量的水中攪拌 混勻形成溶液，用0.5 5mol/L氫氧化鈉溶液調(diào)至pH8 10，于10 6(TC下攪袢 10 40分鐘，冷卻、離心分離(1000 5000轉(zhuǎn)/分)，提取液與濾液2合并。⑤合并濾液1、濾液2，采用膜濃縮分離設(shè)備(濾膜的孔徑為200 500^im) 濃縮濾液至原體積的1/8 1/15，再用O.5~5mol/L鹽酸溶液調(diào)節(jié)濾液pH至2 5， 離心分離，沉淀于1(TC 60。C下減壓干燥10 35小時(shí)以達(dá)到脫溶的目的；然后 過(guò)100 500|im篩，得粗(3-葡聚糖； 將粗(3-葡聚糖加入到5 10倍體積的去離子水中，加熱至30 5(TC，攪 拌溶解，然后加入同體積的異丙醇，于30 5(TC攪拌10 30分鐘，離心分離 (1000 5000轉(zhuǎn)/分)；沉淀于1(TC 6(TC下減壓脫容10~35小時(shí)，過(guò)100~500(im 篩，得精制(3-葡聚糖。經(jīng)"燕麥、大麥和纖維樣品中混聯(lián)P-葡聚糖含量測(cè)定方法"分析，測(cè)定 精制P-葡聚糖的純度為60 90%，得率為5 15%。
權(quán)利要求
1、 一種采用膜分離技術(shù)從谷物麩皮中提取(3-葡聚糖的方法，包括以下步驟① 將谷物麩皮用2 10倍體積的50% 90%乙醇，在50。C 8(TC下回流提取 2 4個(gè)小時(shí)，冷卻至25 35t:，過(guò)濾，收集濾液l;濾渣于1(TC 60。C下減壓 脫溶10 35小時(shí)；② 將脫溶的谷物麩皮加入到2~10倍體積量的水中攪拌混勻形成溶液，并 用O.5~5mol/L氫氧化鈉溶液調(diào)至pH 8 10，于1CTC 6(TC下攪拌10~40分鐘， 冷卻至10 40"C，離心分離，收集濾液2;③ 合并濾液1、濾液2，采用膜濃縮分離設(shè)備濃縮濾液至原體積的1/8 1/15， 再用0.5 5mol/L鹽酸溶液調(diào)節(jié)濾液pH至2 5，離心分離，沉淀于10°C~60°C 下減壓脫溶10-35小時(shí)，過(guò)100 500(im篩，得粗(3-葡聚糖； 將粗(3-葡聚糖加入到5~10倍體積的去離子水中，加熱至3(TC 5(TC， 攪拌溶解，然后加入同體積的異丙醇，于30。C 5(TC攪拌10 30分鐘，離心分 離；沉淀于10。C 60。C下減壓脫容10 35小時(shí)，過(guò)100 500|im篩，得精制卩漏 葡聚糖。
2、 如權(quán)利要求1所述從谷物麩皮中提取卩-葡聚糖的方法，其特征在于 所述谷物麩皮為青稞、燕麥或莜麥的麩皮。
3、 如權(quán)利要求1所述從谷物麩皮中提取(3-葡聚糖的方法，其特征在于 步驟③所述得膜濃縮分離設(shè)備濾膜的孔徑為200 500pm。
4、 如權(quán)利要求l所述從谷物麩皮中提取P-葡聚糖的方法，其特征在于 所述離心分離的轉(zhuǎn)速為1000-4000轉(zhuǎn)/分。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種采用膜分離技術(shù)從谷物麩皮中分離β-葡聚糖的方法，該方法利用蛋白質(zhì)在堿性、近常溫時(shí)溶解度最大，并可在酸性條件下析出的原理，分別用乙醇和水提取谷物籽粒中的醇溶蛋白和水溶蛋白，提取液經(jīng)離心分離，濾液采用膜分離技術(shù)進(jìn)行富集后酸沉后，再進(jìn)行醇沉，離心分離，并將沉淀進(jìn)行脫溶后采用濾膜過(guò)濾，得精制β-葡聚糖。本發(fā)明制備的β-葡聚糖純度高(一般在60～80％)，得率高(一般在5～15％)。本發(fā)明的工藝簡(jiǎn)單，操作易于控制，成本低，易于工業(yè)化；而且膜分離濾液可作為工藝用水循環(huán)使用，大大降低了耗水量和廢水處理量。
文檔編號(hào)A23L1/09GK101120776SQ20071001823
公開日2008年2月13日 申請(qǐng)日期2007年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月23日
發(fā)明者巴桑卓瑪 申請(qǐng)人:西藏宇妥藏藥研究有限公司