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(gè)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(jìn)結(jié)腸細(xì)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(qiáng)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(xué)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(yīng)用。中國北方干旱少雨，菊芋適應(yīng)環(huán)境能力強(qiáng)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(duì)比研究了超聲波對(duì)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(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，完成了連續(xù)式離子交換系統(tǒng)脫色的運(yùn)行試驗(yàn)。最后研制了一種具有益生作用的補(bǔ)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?？偺堑臏y(cè)定以菊粉

3、(Wedin-P90)為標(biāo)準(zhǔn)物采用改進(jìn)后的苯酚硫酸法，還原糖的測(cè)定以果糖為標(biāo)準(zhǔn)物采用3,5-二硝基水楊酸法。菊芋儲(chǔ)藏實(shí)驗(yàn)的結(jié)果表明氣溫高于零度時(shí)一部分菊粉會(huì)轉(zhuǎn)化成還原糖，菊粉的損失明顯，所以菊芋收獲后要及時(shí)加工。 2.通過部分因子設(shè)計(jì)、最速上升路徑、中心組合設(shè)計(jì)和響應(yīng)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(dá)到83.6％。在此條件下，進(jìn)一步

4、進(jìn)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(shí)驗(yàn)，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(dòng)泵的作用下依次通過凝膠強(qiáng)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(duì)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(xué)處理，求出所需的傳質(zhì)參數(shù)。穿透曲線的雙對(duì)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(shí)驗(yàn)結(jié)果推導(dǎo)了連續(xù)式離子交換系統(tǒng)C920的運(yùn)行條件。驗(yàn)證試驗(yàn)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(shí)運(yùn)行的6個(gè)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(bǔ)鈣制品羧甲基菊粉鈣。菊粉在堿性條件下，與一氯乙酸或