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马铃薯淀粉制备磷酸寡糖的研究

杨文军

   磷酸寡糖(Phosphorylated oligosaccharides,POs)是指麦芽低聚糖中的葡萄糖残基与磷酸根通过共价键连接的一种新型功能性低聚糖,由麦芽三糖至麦芽六糖组成。具有抗龋齿、抗淀粉老化等多种特性,其最突出的生理功能是抑制不溶性钙盐的形成,促进人体对钙质的吸收,它是一种天然安全、应用广泛的新型糖类。磷酸寡糖的概念最早是由日本学者Kamasaka,H等于1995年提出的,目前日本已有磷酸寡糖的商业化产品问市,而我国对其重视较晚,当前对其生产制备研究尚属空白,因此,完善制备磷酸寡糖的相关理论研究,具有重要的现实意义。 本研究以马铃薯淀粉为原料,采用全酶法并借以喷射液化工艺制备低DE值的麦芽低聚糖浆,采用高效阴离子交换色谱法(HPAEC-PAD)测定所制备样品的糖分组成,离子树脂交换法从中分离制备磷酸寡糖,最后,采用薄层层析法和HPAEC-PAD法对其进行定性分析,红外光谱法进行结构分析。通过对其制备工艺的研究,为早日实现磷酸寡糖的工业化生产奠定坚实的理论依据。 本文通过低压蒸汽喷射液化技术制备低DE值的麦芽低聚糖浆,具体操作过程为:在配料罐里注入水,投入淀粉搅拌到浆料浓度为10 oBe,然后加入0.6~0.7 kg CaCl2做为酶活促进剂,将浆料调至pH值为5.4,加入100 mL新型耐高温α-淀粉酶。料液搅拌均匀后,用泵将物料泵入喷射液化器,在喷射器中进行喷射液化,喷射温度110℃,并维持4~8 min,控制出料温度为95~97℃。喷射液化后的料液进入层流罐,在95℃条件下保温30 min,碘试反应显碘本色时,通蒸汽灭酶。将液化液进行一次板框压滤,开始压力应不低于0.6 MPa,待滤饼形成阻力增大时再增加压力,但以不超过2 MPa为宜。将料液冷却至60℃进行糖化操作,向糖化罐中加入100 mL真菌淀粉酶和50 mL普鲁兰酶,调节pH值为5.2,反应2~4 h,然后通入高压蒸汽100℃条件下灭酶2~3 h。糖化后糖液随着管道进入脱色罐,脱去糖液所含的色素以及部分无机盐,随后活性碳随同糖液一并进入板框压滤机,经过压滤除去活性碳。通过HPAEC-PAD法测定所制备的低聚糖浆的糖分组成,结果表明:样品中含有葡萄糖及麦芽二糖至麦芽七糖,其中葡萄糖含量甚微,以麦芽二糖至麦芽五糖居多,说明该工艺所制备的低聚糖浆符合分离制备磷酸寡糖对糖组分的要求。 本课题在分离操作过程中,考察了D201大孔强碱性苯乙烯系阴离子交换树脂、D315大孔弱碱性丙烯酸系阴离子交换树脂以及201×4强碱性苯乙烯系阴离子交换树脂三种树脂对磷酸寡糖的分离效果。结果表明:在一定的洗脱条件下,D201、D315及201×4对磷酸寡糖的洗脱收率分别为65.4%、76.3%和89.4%,201×4强碱性苯乙烯系阴离子交换树脂对磷酸寡糖的分离效果最好。通过考察不同洗脱剂浓度及洗脱速率对磷酸寡糖分离效果的影响,确定了最佳洗脱条件:经去离子水洗脱中性糖后,以0.4 mol/LNaCl为洗脱液洗脱磷酸寡糖,洗脱速度为1.4 mL/min进行洗脱,并通过苯酚-硫酸法进行检测,收集出峰管,即为所要磷酸寡糖粗品。 采用薄层层析(TLC)及HPAEC-PAD法对所制备磷酸寡糖进行定性分析,证实磷酸寡糖为结合有磷酸根的麦芽低聚糖混合物,聚合度为2~7,以麦芽三糖至麦芽六糖组分居多。最后采用红外光谱法对其进行基团结构分析,经过对谱图进行分析,结果表明该物质为结合有磷酸根的寡糖类物质,即磷酸寡糖。……   
[关键词]:磷酸寡糖;制备;分离;定性分析;结构分析
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:安徽农业大学2010年