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低聚木糖活性炭及定性分析

來源:網絡|發布時間:2021-03-03|瀏覽次數:
低聚木糖活性炭及定性分析本文作者:馮昕 陶靜 王吉中 張帥 何培新 單位:鄭州輕工業學院食品與生物工程學院

中國是小麥生產大國,每年僅小麥加工的副產品麥麩就高達約2000萬t。麥麩中阿拉伯木聚糖(Arabinoxylan,AX,又稱戊聚糖)含量豐富,達到干基的20%以上[1]。戊聚糖經生物降解得到的低聚木糖是高附加值的功能性生理活性物質[2-4]。低聚木糖(xylooligosaccharide)也稱木寡糖,是由2~7個D-木糖以β-1,4-木糖苷鍵結合而成,部分還含有阿拉伯糖、葡萄糖醛酸等側鏈[5-6]。其中以木二糖為主要成分,木二糖含量越多,其產品質量越好[7]。是目前己知最好的、用量最少的一種功能性低聚糖,己被廣泛應用于食品、醫藥和飼料工業[8-9]。近年來,國內外對低聚木糖的研究主要側重于以干玉米芯為原料制備低聚木糖,而在中國,麩皮主要用于作畜禽飼料、發酵培養基等,價格低廉,所以對于許多大型的面粉生產和加工企業來說,尋求麩皮的其他利用途徑和提高麩皮的利用價值意義重大[10]。目前我國的低聚木糖產量和純度與國外相比還有很大的差距,最主要的技術難題之一就是低聚木糖的分離純化[11],因此急切需要找出一種既經濟又有效的分離純化方法,基于此,本試驗采用活性炭法柱層析法和聚丙烯酰胺凝膠層析法來分離純化麥麩低聚木糖,并采用薄層層析方法來對分離的低聚木糖組分進行定性分析,旨在為麥麩低聚木糖產品的分離純化提供參考方法,也為麥麩低聚木糖資源的研究開發提供理論參考。

1材料與方法

1.1材料與儀器研究探討小麥麩皮,鄭州金苑面粉廠提供,烘箱中120℃滅酶2h低溫冰箱保存備用;麥麩低聚木糖液,自制粗產品,糖度Brix為23%;HC-303型活性炭,山東萊陽活性炭廠;戊聚糖酶、木瓜蛋白酶、耐高溫α-淀粉酶等,其他試劑均為分析純。層析柱(26mm×800mm),上海達豐玻璃儀器廠;HL-2B型數顯恒流泵、DBS-100型自動部份收集器,上海滬西分析儀器廠產品;GF254型硅膠板,Merck公司產品;UV-2000型紫外可見分光光度計,上海尤尼柯有限公司提供;HH-S數顯恒溫水浴鍋、GL-22M冷凍離心機、PHS-2C型實驗室精密pH計、WZ113/ATC型手持糖度計、電熱恒溫鼓風干燥箱、索氏抽提器、RE-52A旋轉蒸發儀等。

1.2試驗方法

1.2.1麥麩中低聚木糖粗產品的制備麥麩經木瓜蛋白酶50℃酶解1.5h去蛋白,95℃滅酶糊化,耐高溫α-淀粉酶90℃酶解1.5h去淀粉后,烘干,得到去蛋白去淀粉麥麩;然后用2.5%的NaOH溶液(按1:20料液比),70℃下浸提2.5h過濾后得到戊聚糖提取液;調其pH5.0,溫度45℃下添加戊聚糖酶(加酶量3g/L),震蕩酶解5h后再以4000r/min離心20min,取上清液,再經旋轉蒸發儀濃縮定容后即為低聚木糖粗提液(糖度Brix為23%)。

1.2.2活性炭預處理及裝柱采用顆粒狀活性炭,用蒸餾水漂洗去除細顆粒,裝柱(26mm×800mm),裝填高度600mm,用脫氣去離子水大量沖洗碳柱數小時后,備用。

1.2.3聚丙烯酰胺凝膠的預處理及裝柱

1.2.3.1預處理稱取適量的干凝膠(Bio-GelP-2)倒入裝有緩沖液的燒杯中水化潤脹5h左右,轉入吸濾瓶脫氣10min,使凝膠顆粒都沉于瓶底,抽吸掉上清液,重復抽吸5次,以充分除去凝膠中的細小顆粒。

1.2.3.2裝柱固定好層析柱(26mm×800mm),先緩慢加入已脫氣緩沖液,然后將攪拌均勻的凝膠緩慢倒入層析柱中,使柱中樹脂盡可能緊密均勻、無氣泡,裝柱高度720mm左右,連接好整個層析系統,調節流速0.4mL/min,先平衡2~3個柱體積后即可上樣,脫氣去離子水洗脫,全自動部分收集器進行收集。

1.2.4低聚木糖的定性分析采用薄層層析法對低聚木糖進行定性分析,選用的展開劑為乙腈和水80:20,顯色劑為5%的硫酸乙醇溶液,樣品點樣量約10μL,成都實驗室裝修www.vnnu.cn,薄層層析板沒入展開劑5mm左右,一次展開,顯色條件為顯色劑用猴頭噴霧器均勻潤濕后120℃烘箱中顯色10min。

1.2.5還原糖的測定方法采用DNS法[12]測定還原糖,具體方法為:取出提取液若干,加蒸餾水稀釋至1mL,然后加1mLDNS試劑,搖勻,沸水浴15min后,立即加入1mL質量分數為40%的酒石酸鉀鈉,搖勻,冷卻10min,在波長550nm下測其吸光度,代入標準方程,計算其含量。

2結果與分析

2.1活性炭初步分離純化低聚木糖液低聚木糖液上樣量10mL,先用脫氣去離子水預洗脫100mL,再用30%(體積分數)的乙醇溶液洗脫,洗脫速度0.5mL/min,自動部分收集器以10mL/管收集。活性炭柱層析乙醇洗脫曲線見圖1。由圖1可以看出,洗脫至20管時,流出液中還原糖成分含量開始迅速升高,當洗脫至45管時,基本上洗脫完全,由圖1也可看出,洗脫曲線峰形較窄而且很對稱,分離效果較好。

2.2聚丙烯酰胺凝膠層析的進一步分離純化選取活性炭柱層析過程中還原糖含量較高的26~35管的層析收集液(處于峰值的是31管),混合后,去除乙醇后濃縮定容至20mL,進行聚丙烯酰胺凝膠層析的進一步分離純化。考慮到樣品進樣量對分離效果影響比較大,為了取得較好的試驗效果,主要對進樣量進行了進一步分析。一般說來,進樣量越少,層析分辨率越高。但是,當用于樣品的制備和脫鹽時,進樣量應在保證一定層析分辨率的前提下盡量增大,以提高分離效率。由于本試驗的目的在于分離純化制備低聚木糖各組分樣品,所以樣品進樣量既要考慮層析分辨率,又要考慮層析分離效率。根據層析柱體積,進樣量我們分別選用5mL和10mL,將活性炭柱分離過程的層析收集濃縮液直接作為上樣液,上至已平衡好的26mm×800mm凝膠柱上端。以脫氣去離子水做為洗脫液,流速為0.4mL/min的條件下進行洗脫。8h后開始每隔10min收集一次洗脫液,洗脫時間與洗脫液中DNS還原糖濃度的關系如圖2所示。由圖2可以看出,在進樣量10mL時,幾乎找不到分離效果較好的峰形,低聚木糖液中各分離純化組分的分離效果不是很好。改進分離條件,將進樣量調整為5mL,其他分離條件不變,其洗脫分離結果如圖3所示。由圖3可以看出,進樣量5mL時圖中顯示可以分離得到6個明顯的單峰曲線,分離效果較好。根據后面的薄層色譜圖我們可以初步推斷,自右向左的峰依次為木糖、木二糖、木三糖、木四糖、木五糖、木六糖。

2.3低聚木糖的定性分析結果為了進一步分析活性炭及聚丙烯酰胺凝膠層析分離純化出的糖液的具體成分,我們分別對活性炭柱層析洗脫濃縮液和進樣量5mL時聚丙烯酰胺凝膠層析分離純化出的處于峰值的6個管(第19、26、33、39、45、54管,圖中依次對應2、3、4、5、6、7),分別進行薄層層析來對比并確定其具體成分。從圖4的薄層色譜圖譜中可以看出,活性炭柱層析洗脫濃縮液中主要含有木二糖、木三糖、木四糖、木五糖、木六糖及少量的木糖,由圖推測可能還含有木七糖、木八糖等低聚木糖,需要進一步分析鑒定;聚丙烯酰胺凝膠層析處于峰值的6個管中,第一個峰值洗脫液(圖中2)中主要是木六糖,第二個峰值洗脫液(圖中3)中主要是木五糖,第三個峰值洗脫液(圖中4)中主要是木四糖,第四個峰值洗脫液(圖中5)中主要是木三糖,第五個峰值洗脫液(圖中6)中主要是木二糖,第六個峰值洗脫液(圖中7)中主要是木糖,還可能還含有阿拉伯糖。

3結論與討論

對低聚木糖粗提液進行了活性炭柱層析,采用脫氣去離子水及30%乙醇溶液洗脫,洗脫速度0.5mL/min,洗脫曲線峰形較窄而且很對稱,且通過活性炭柱層析可以得到以木二糖~木六糖為主的低聚木糖產品,分離效果較好,因此,活性炭柱層析可以有效地分離純化麥麩低聚木糖糖液。并且以聚丙烯酰胺凝膠(Bio-GelP-2)為介質,選用26mm×800mm的層析柱,分離活性炭柱層析洗脫濃縮液,潔凈室www.hrjhgs.com,對影響分離效果的進樣量進行分析后表明,在采用進樣量5mL,洗脫速度0.4mL/min,脫氣去離子水洗脫時,可以分離得到6個明顯的單峰曲線,分離效果較好,根據后面的薄層色譜圖可以初步推斷,自右向左的峰依次為木糖、木二糖、木三糖、木四糖、木五糖、木六糖,可以看出該法能較好的分離純化出低聚木糖液的各個單一組分。從薄層層析圖譜中可以看出不足之處在于木二糖~木六糖的純度并不是很高,為了獲得理想的標樣,必須進一步提高分離樣品的純度,凈化工程www.schrjh.com,建議可以從這幾個方面來改進,如裝柱時凝膠柱要裝的均勻無氣泡,而且凝膠盡量裝得高一些,以盡可能提高柱效;降低洗脫流速;縮小取樣范圍,盡量在峰頂端取樣等。推測如果按峰收集分離樣品,再把收集的樣品分別在此層析柱上進行二次分離,應該能得到純度較高的木二糖~木六糖的單一組分,這還需要進一步的試驗驗證。結果為麥麩低聚木糖產品的分離純化提供了參考方法,同時也為利用麥麩低聚木糖中各單一組分標樣的制備提供了理論依據。 在线看日本免费不卡资源,日本免费网址大全在线观看,日本不卡免费一区二区

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