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燕麦β-葡聚糖的提取纯化及功能特性研究

申瑞玲

  燕麦β-葡聚糖是主要存在于燕麦籽粒的亚糊粉层细胞壁的一种非淀粉多糖,含量可达3-7%。通过研磨在麸皮中富集。裸燕麦是我国特产的优质燕麦,本论文以裸燕麦麸皮为原料进行β-葡聚糖的提取、分离纯化、结构和功能特性以及对肠道功能的影响研究。以山西产的裸燕麦麸皮为原料进行常规水提和微波辅助提取β-葡聚糖的工艺研究,通过正交实验对提取工艺参数进行了优化。比较了两种提取工艺对燕麦β-葡聚糖提取物的得率、提取率和纯度的影响,结果表明,微波辅助提取不仅省时,而且可以提高β-葡聚糖的得率、提取率和纯度,是一种有效的提取燕麦β-葡聚糖的方法。燕麦β-葡聚糖粗提物组成分析表明,其中含有蛋白质、阿拉伯糖等杂质。采用硫酸铵沉淀法、DEAE Sepharose CL-6B离子交换柱层析和Sepharose CL-4B凝胶过滤柱层析方法对燕麦β-葡聚糖粗提物进行逐步分级纯化,得到组分POG-1A。GC分析POG-1A单糖组成主要为葡萄糖,经荧光光谱分析和高效液相色谱进行纯度鉴定,证明POG-1A为均一组分,HPLC分析相对分子质量为2.62×106。采用凝胶过滤柱层析方法研究了提取溶剂、提取温度、提取时间以及特异性酶水解对燕麦β-葡聚糖相对分子质量分布的影响,分析了影响β-葡聚糖相对分子质量分布的原因。结果表明,不同条件下提取的燕麦β-葡聚糖相对分子质量分布范围在3.4×105-2.6×106之间。用紫外光谱、红外光谱、核磁共振、原子力显微镜观察等现代分析手段以及特异性β-葡聚糖酶水解,研究了组分POG-1A的结构特性。结果表明,POG-1A是由D-吡喃葡萄糖残基通过β-(1→3)和β-(1→4)糖苷键连接成的线性均一多糖,其中β-(1→3)和β-(1→4)键的比例为1:2.4;特异性β-葡聚糖酶水解后主要的酶解产物为纤维三糖和纤维四糖,它们占90.91%;原子力显微镜观察推测POG-1A的高级结构为复杂的网络状结构,酶解以后POG-1A的网络结构被破坏。研究了燕麦β-葡聚糖的流变特性和凝胶特性,并比较了燕麦β-葡聚糖和常用食品胶体(瓜儿胶、黄原胶、CMC)的表观粘度及胶体的复配特性。分析了燕麦β-葡聚糖凝胶的形成条件及影响因素。结果提示燕麦β-葡聚糖可以在食品中用作增稠剂和凝胶剂。研究了浓度、温度和pH对燕麦β-葡聚糖提取物的乳化性和起泡性及其稳定性的影响。比较了燕麦β-葡聚糖和其他胶体(阿拉伯胶、卡拉胶、瓜儿胶、黄原胶、CMC)的乳化性及乳化稳定性。测定了燕麦β-葡聚糖在油-水界面的界面张力和在水-空气界面的表明张力,燕麦β-葡聚糖的高粘度和较低的界面张力是影响乳化性和起泡性的主要因素。所有这些特性都表明了燕麦β-葡聚糖在食品中的潜在应用价值。首次从相对分子质量分布的角度考察了燕麦β-葡聚糖对小鼠粪便和肠道菌群以及肠道功能的影响。结果发现,不同相对分子质量的燕麦β-葡聚糖(OG2600, OG340和OG5)均能使小鼠粪便和肠道双歧杆菌和乳酸杆菌增值,而使大肠杆菌减少,结果表明燕麦β-葡聚糖可以作为益生元。作用效果与β-葡聚糖相对分子质量和剂量有关,分子越小,作用效果越好,……   
[关键词]:裸燕麦麸皮;β-葡聚糖;提取纯化;结构;功能特性;肠道菌群;短链脂肪酸
[文献类型]:博士论文
[文献出处]:江南大学2005年