农副产品综合利用与深加工技术.提取分离类(txt+pdf+epub+mobi电子书下载)


发布时间:2020-09-23 03:27:27

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作者:陈栓虎

出版社:陕西科学技术出版社

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农副产品综合利用与深加工技术.提取分离类

农副产品综合利用与深加工技术.提取分离类试读:

让惠农的阳光普照千村万户——写在《新农村书系》出版之际

长期以来,农业、农村、农民问题一直是党中央、国务院十分重视的头等大事。2007年3月,中央八部委联合下发了《“农家书屋”工程实施意见》,提出了“十一五”期间在全国建立20万家“农家书屋”的计划,进一步将服务“三农”、支持“三农”的工作引向深入。“农家书屋”工程是惠及广大农民群众,推动社会主义新农村建设的德政工程、民心工程,必将对培养社会主义新型农民,建设经济发展、生活富裕、乡风文明、管理民主的社会主义新型农村发挥积极作用。陕西省委、省政府对此项工程也高度重视,计划“十一五”期间在全省建立3000个以上农家书屋。在此背景下,陕西科学技术出版社适时策划出版了这套《新农村书系》,既体现了为广大农民普及科技知识的人文关怀,也是对陕西省“农家书屋”工程的有力助推。《新农村书系》是一套全面关注农业生产、关心农民生活、提高农民科学文化素养、促进农村发展的“三农”图书。它绝非应景之作,而是出版社经过缜密思考、精心策划的精品力作。首先,该丛书实用、适用,其高水平的专家作者队伍,使得丛书既保证了一定的科技含量,又摒弃艰深,杜绝拼凑,做到了通俗易懂,易学易记;其次,丛书门类齐全,分为新农村科学生活、新农村种植养殖技术、新农村劳动力转移培训、新农村科技能力建设四个版块,涵盖了农村生产、生活的方方面面;第三,丛书充分考虑农民的购买能力,注意控制篇幅和成本,努力降低价格,让利于广大农村读者。由于符合“买得起,看得懂,用得上”的原则,这套丛书的出版不仅为陕西省乃至我国北方地区“农家书屋”工程建设提供了基础和保障,更在一定程度上解决了农民群众买书难、借书难、看书难的问题。《新农村书系》现已被陕西省新闻出版局列入“陕西金版图书工程”。我相信,有了新闻出版主管部门和出版单位的强强联手,再汇聚其他各方的智慧和力量,《新农村书系》一定会成为受农民朋友欢迎的精品图书。更为重要的是,通过《新农村书系》的出版发行,结合其他各项惠农措施,广泛动员社会力量参与社会主义新农村建设,形成大家共同关注“三农”、支持“三农”的良好氛围,从而更好地将党中央惠农的阳光普照千村,将支农的温暖传递给万户,为构建和谐社会,建设社会主义新农村增砖添瓦。陕西省新闻出版局局长2007年5月

一、膳食纤维

近年来,随着生活水平的提高,人们对高热量、高蛋白、高脂肪食品和精细食品摄入量大大增加,而膳食纤维的摄取量相对减少,从而忽略了膳食营养的平衡性。因此,由营养过剩或不平衡引起的肥胖症、糖尿病、动脉粥样硬化、冠心病等发病率逐年增高。据不完全统计,在我国每天有15000余人死于营养过剩或营养不平衡所导致的慢性病,占全部死亡人口的70%以上。研究表明肿瘤及代谢性疾病直接与人体食物中膳食纤维摄取不足有关,因此膳食纤维对健康的促进作用受到了人们的普遍关注,有人提议将膳食纤维作为人类的第七种营养素。1997年颁布的“中国居民膳食指南”的具体内容中有两条涉及“膳食纤维”,一是食物多样,谷类为主;二是多吃蔬菜、水果和薯类。(一)膳食纤维定义

膳食纤维(dietary fiber,DF)一词最先由Hipsley提出,通常被认为是一类不能被人体消化酶类消化,主要由可食性植物细胞壁残余物(纤维素、半纤维素、木质素等)及与之缔合的相关物质组成的化合物。膳食纤维是膳食中必不可少的组成部分,对保持身体健康有重要意义。

膳食纤维根据水溶性的不同可分为水不溶性膳食纤维(IDF)和水溶性膳食纤维(SDF)两种。水不溶性膳食纤维的主要成分是纤维素、半纤维素和木质素等,它们是细胞壁的组成成分,存在于谷类和豆类种子的外皮及其植物的茎和叶中,其中木质素属于芳香族碳氢化合物,能使细胞保持一定任性;可溶性膳食纤维主要成分是果胶、瓜尔胶、藻酸钠、葡聚糖和真菌多糖等,主要存在于植物的细胞间质中,是植物细胞壁内的储存物质和分泌物。

膳食纤维按照来源可以分为:①谷物纤维,主要来源于小麦麸皮、玉米、燕麦、大麦以及米糠等谷物,且大多以水不溶性膳食纤维为主;②豆类纤维,主要来源于大豆、豌豆、绿豆等豆类植物,大多以水溶性膳食纤维为主;③水果纤维,主要来源于橘子、苹果、梨、葡萄、香蕉等水果,大多以水不溶性为主;④蔬菜类纤维,主要来源于胡萝卜、甜菜、苦瓜、油菜等蔬菜;⑤合成、半合成纤维,主要来源于葡聚糖等合成水溶性纤维;⑥其他天然纤维及微生物纤维,主要来源于甘蔗、菊芬等。来源不同的膳食纤维因其各组成成分的相对含量、分子的糖苷键、聚合度以及支链结构不同从而使其化学本质有较大的不同.(二)膳食纤维的理化特性(1)膳食纤维高持水功能和膨胀功能:膳食纤维中含有很多亲水基因,因此具有很高的持水性,可溶性膳食纤维比不溶性膳食纤维有更大的持水能力。膳食纤维可吸收相当于自身重量数倍的水,缚水后的体积对肠道有容积作用,使人产生饱腹感,从而抑制进食;同时增加大便水分与体积,刺激肠道蠕动,加速排便频率,使粪便中的有害物质特别是致癌物质能及时排出体外,大大减少肠道癌、痔疮等的发病率。(2)黏性:可溶性膳食纤维果胶等由于分子的形状、大小、空间结构不同,均可在消化道形成黏性较好的液体。其在胃中可延迟胃的排空,在小肠可阻碍消化酶与肠道内容物的混合,减慢了整个消化、吸收过程。(3)改变肠道系统中微生物群落的组成:膳食纤维可被大肠有益菌部分发酵或全部发酵,产生大量短链脂肪酸,如乙酸、乳酸等。可调节肠道pH值,改善有益菌的繁殖环境,使双歧杆菌、乳酸菌等有益菌增殖,从而使其能迅速扩大。这对抑制腐生菌生长,防止肠道黏膜萎缩和支持肠黏膜屏障功能,维持维生素代谢,保护肝脏等都是十分重要的。(4)吸附有机物:膳食纤维能吸附胆汁酸、胆固醇变异原等有机分子,抑制总胆固醇浓度升高,降低胆酸及其盐类的合成与吸收,降低人体血浆和肝脏胆固醇水平,防治冠状动脉硬化、胆石症和预防心脑血管疾病。吸附葡萄糖,使其吸收减慢;吸附人体自由基。另外,膳食纤维还有抑制升糖激素分泌的作用,可充分发挥体内胰岛素的作用,预防血糖升高与糖尿病。(5)结合交换阳离子:膳食纤维的化学结构中包含某些羧基与羧基类侧链基团,呈现弱酸性阳离子交换树脂的作用。膳食纤维表面带有很多活性基团,可以螯合胆固醇、胆汁酸及某些有毒物质,促进其排出体外。膳食纤维可与铜、铅等重金属离子进行交换,缓解重金++属中毒。更重要的是它能与肠道中的K、Na进行交换,促使尿液和++++粪便中大量排出K、Na,从而降低血液中的K与Na的比值,有助于降低血压。(三)膳食纤维与疾病(1)促进酵解,防治结肠癌 大多数动物实验和流行病学资料表明,高纤维膳食可明显降低结肠癌的发病率。但也有关于膳食纤维促进结肠癌发病的报道,这是因为膳食纤维不同组分对结肠癌的形成有不同的作用。对纤维素的研究表明:各种来源的纤维素都具有预防结肠癌的作用,半纤维素也有抗癌作用,但由于成分较复杂,目前对其单一成分的研究报道不多。

膳食纤维影响结肠癌发生的机制是肠内的一些有益细菌将膳食纤维降解产生短链脂肪酸,特别是丁酸能够降低肠内的pH值,从而抑制了腐生菌的生长。大多数不溶性膳食纤维具有抗癌作用,不溶性膳食纤维之所以能预防癌症的发生,一是它对有害物质的吸附和清除能力较强,且不易被结肠微生物降解,还能促进肠道蠕动,加速粪便排泄,使吸附的有害物质很快排出体外。另一原因是它本身携带有其他生物活性物质,如植酸、阿魏酸等,它们对癌症的形成有抑制作用。

可溶性膳食纤维对有害物质也具有束缚能力,但它们对癌症形成的抑制能力不强,有时反而促进癌症的形成,可能的原因如下:①影响胆汁酸的再吸收:由于可溶性膳食纤维的粘度较大,会减少胆汁酸的重吸收,使进入结肠中的游离胆汁酸含量增加,这些胆汁酸被某些结肠细菌作用,产生次级胆汁酸,而促进癌症形成。相反,由于结肠微生物对不溶性膳食纤维的降解率低,它们结合的胆汁酸会随粪便排出体外;②影响致癌物质酶的活性:葡萄糖醛酸是某些致癌物的解毒物质,因为它能和致癌物进行化学结合,结肠中某些细菌能产生葡萄糖醛酸酶,将结合在葡萄糖醛酸上的致癌物释放出来。不溶性膳食纤维能降低该酶的活性,而可溶性膳食纤维如果胶、瓜尔豆胶则增加该酶的活性;③可溶性膳食纤维促进结肠细胞增殖:因为这些水溶性多糖具有分子按摩作用,促进肠细胞增殖。另外,它们在结肠中易发酵,使肠道pH过低,从而促进细胞增殖。尽管较低的pH对结肠保护有利,但肠细胞的过度增殖也是提示癌症发生的危险征象,至少能增加结合致癌物的表面积。(2)降低血糖,预防糖尿病 近年来,糖尿病发病率逐年增加,并以2型糖尿病为主。大量研究显示,糖尿病发病率增高与膳食纤维摄入量低有很大关系,尤其是可溶性膳食纤维对糖尿病的病情控制是十分有效的。研究表明燕麦纤维具有显著提高大鼠糖耐量的作用。糖尿病患者在每天饮食中保持25~30g左右的膳食纤维,将有助于降低血糖水平。

膳食纤维降低血糖的机制是:膳食纤维所形成的粘液在胃中形成胶基层,降低胃的排空率。在肠内阻碍消化酶与食物的接触,减缓小肠收缩,影响葡萄糖的吸收,束缚葡萄糖,降低肠液葡萄糖的有效浓度,影响α-淀粉酶对淀粉的降解作用,降低肠液中葡萄糖的释放速度,改善末梢组织对胰岛素的感受性,降低机体对胰岛素的作用,使葡萄糖的吸收率下降。(3)预防心血管疾病 血清三酰甘油和胆固醇增高是心血管疾病的危险因素之一。膳食纤维能显著降低人体血清三酰甘油和胆固醇,具有防治动脉硬化、高血压、冠心病等心血管疾病的作用,其降低血脂的机制是:①脂肪、胆固醇在体内被膳食纤维吸附,可随粪便排出体外;②在结肠中发酵产生短链脂肪酸;③减少肝中脂肪累积和胆固醇合成。

不同组分的膳食纤维降低血脂的效果不同。小麦纤维并无明显的降血脂作用,燕麦纤维降血脂的效果非常显著,麦纤维降血脂的机制在于其在大肠内发酵产生的短链脂肪酸,燕麦纤维中含有丰富的β-(1-3,1-4)-葡聚糖,它被认为是燕麦纤维降血脂的有效活性因子。与其他膳食纤维相比,果胶降血脂的作用最明显,果胶属水溶性、黏性和胶凝性均很好的膳食纤维,它可增加小肠内容物的粘度,直接阻碍膳食胆固醇向肠壁黏膜细胞的扩散及胆汁与胆固醇的乳化作用,较大程度地干扰膳食胆固醇的吸收,降低了胆固醇的吸收率。果胶也能有效地抑制胆汁酸在肠道内重吸收,促进粪便胆汁酸的排泄,阻断胆固醇肠肝循环,因而促使更多的肝脏胆固醇向胆汁酸转化,最终降低了血胆固醇水平。燕麦麸、沙棘皮、瓜尔豆胶为主要原料研制成的复合膳食纤维能长期有效降低血胆固醇及三酰甘油水平,可用于动脉硬化和冠心病的防治。(4)预防乳腺癌

膳食纤维在乳腺癌的发生与发展中起一定作用。体外及体内实验均已表明,活性最高的雌激素雌二醇的含量与雌激素敏感型乳腺癌细胞的增殖成正相关。膳食纤维可以降低大鼠体内的雌激素水平,尤其是雌二醇的水平。不同的膳食纤维降低大鼠体内雌激素水平的作用不同,其中麦麸纤维的效果显著,其机制有两种:一是麦麸对雌激素有很强的吸附作用,它可以通过吸附较多的雌激素来减少重新入血的雌激素量;二是麦麸纤维通过增加排粪量降低肠道内微生物酶的浓度,使结合型雌激素转变为游离型雌激素的量减少,从而减少吸收入血的雌激素量。(5)减少有毒物质的吸收,有利于营养物质的合成

膳食纤维对重金属离子(如铜、铅、汞、镉等)以及亚硝胺、苯并芘等有毒物质具有很强的束缚能力,近似胃液pH条件下,含水溶性纤维较多的水果纤维的吸附能力较强。此外,膳食纤维可抑制厌氧菌的生长和繁殖,有利于肠道有益菌合成供人体利用的纤维素。(四)食纤维的开发应用

目前,人们对膳食纤维减肥、通便的功能已无异议;对其降糖、降脂与防治糖尿病和心血管疾病功能的研究结果也较一致;膳食纤维防治癌症功能的研究虽有不同的报道,但除了对果胶等几种纤维的抗癌作用仍有异议外,大部分膳食纤维均有明确的抑制结肠癌的作用。因此,将膳食纤维称为人类“第七营养素”也是名副其实的。在防治高血压、糖尿病方面,可溶性膳食纤维优于不溶性膳食纤维,但在防治癌症方面,不溶性膳食纤维比可溶性膳食纤维具有优势。因此,在摄食膳食纤维时应注意可溶性膳食纤维和不溶性膳食纤维的合理搭配,一般可溶性膳食纤维的比例应占l/4以下。燕麦纤维无论在抗癌还是在防治心血管疾病及糖尿病方面都很有效。

目前,世界各国提出的膳食纤维的适宜摄入量差异较大,一般认为15~20g/d或25~30g/d。中国营养学会结合国内营养调查数据,建议膳食纤维的适宜摄入量为30g/d。每天如摄入400~500g的蔬菜和水果及一定量的粗粮如燕麦、杂豆、玉米、小米等,即可满足人体对膳食纤维的需要。

膳食纤维资源丰富,价格低廉。国外膳食纤维食品的开发应用已较为普遍,目前我国对膳食纤维的研发尚处于起步阶段,未形成规模性的加工企业。随着我国人口的不断老龄化,心血管疾病、糖尿病、肿瘤与便秘等老年性疾病的预防迫在眉睫,因此,膳食纤维的开发应用将具有重要现实意义和广阔的市场前景。

1.小麦麸皮中膳食纤维提取工艺

麸皮为小麦的外皮,是小麦提取面粉后的副产品,约占整粒小麦的12.5%。世界小麦年加工量约2~3亿吨,我国小麦产量为7000~8000万吨。

小麦麸皮中约含有40%的膳食纤维。小麦麸皮中含有的膳食纤维具有十分重要的生理功能,如预防便秘、抗癌、降低血清胆固醇、调节糖尿病患者的血糖水平、预防胆结石、减少憩室病等。因此,膳食纤维及其食品的研究和开发越来越受到营养学界和食品科学工作者的高度重视。小麦麸皮膳食纤维主要用在生产高纤维食品中,如面包、饼干、糕点等,还可利用膳食纤维的吸水、吸油、保水等性质将其,添加到豆酱、豆腐和肉制品中,可以保鲜和防止水的渗透。

制备膳食纤维的方法有化学法、酶法和酶化学法。化学法制备的膳食纤维纯度高,但是色泽重、咸味重、口感不佳,且得率低;酶法制备的膳食纤维得率高但是纯度低,且成本高不适合大规模生产;酶化学法制备的膳食纤维持水力、溶胀性及得率都优于前两者,所得产品纯度高,成本低。目前,酶化学法提取小麦麸皮水不溶性膳食纤维的制备工艺如下:一、材料与设备

1.原料及试剂:小麦麸皮,α-淀粉酶,蛋白酶,糖化酶;氢氧化钠,无水乙醇,乙醚,盐酸,均为分析纯。

2.仪器与设备:电热保温干燥箱,恒温培养箱,电子天平,离心沉淀机,水浴恒温振荡器,水浴锅,电热鼓风干燥箱,粉碎机,双螺杆挤压机,高压均质机,pH计。二、工艺流程

1.小麦麸皮水不溶性膳食纤维

酶化学法:

双酶法:

2.小麦麸皮水溶性膳食纤维三、操作要点

1.小麦麸皮水不溶性膳食纤维

酶化学法:(1)原料预处理:先将购买的小麦麸皮过40目筛做筛选清理,除杂,备用。(2)称取20g预处理后的原料,按料液比1:10(g/ml)加入水进行浸泡煮沸,并加入0.4%α-淀粉酶于65℃下酶解40min,弃去上清液,然后加入浓度为4%的NaOH溶液,在50℃条件下水解45min;水洗至中性,过滤,真空干燥,得粗水不溶性膳食纤维,得率为32.56%。

膳食纤维得率计算公式如下:(3)膳食纤维精制:取粗膳食纤维,用50~60℃的热水与之混合(料液比1:10g/mL),加入5%HO(w/w),并分别添加0.75%三22聚磷酸钠和磷酸氢二钠作为螯合剂,调pH为10,于55℃下漂白1.5~2h后迅速取出、洗涤,用盐酸中和至中性后,用水洗涤,抽滤三次,置于60℃下干燥10h,即得精制膳食纤维。

双酶法:(1)小麦麸皮的预处理:将麸皮加水浸泡30min,洗涤至清洗液不呈现乳白色,以除去麸皮表面淀粉。收集湿麸皮,干燥箱干燥。粉碎过40目筛,放入干燥器内备用。(2)分解植酸:加入10倍(v/w)麸皮的水煮沸20min,冷却后洗涤,过滤后干燥。(3)水解淀粉:取经处理的麸皮粉20g,加入200mL水,稀盐酸调节pH为4.6,加入3%耐高温a-淀粉酶,90℃恒温水解2h,煮沸5min,冷却。(4)水解蛋白质:用稀碱溶液调节pH8.0,加入1.4%蛋白酶,60℃恒温恒pH搅拌1.5h,煮沸5min,冷却,过滤。(5)脱色:加入3%的HO(v/w),室温搅拌处理3h,过滤后用22热水洗涤,样品置于布袋中,干燥箱干燥,得率77.6%。

2.小麦麸皮水溶性膳食纤维

小麦麸皮调水分至25%后,在170℃进行挤压处理,螺杆转速为150r/min;冷却后过40目筛,用乙醚回流脱脂30min,用混合酶(混合酶用量0.5%,α-淀粉酶:糖化酶=1:3)于65℃下水解30min,然后用浓度为0.3mol/L的氢氧化钠溶液80℃下提取60min,用浓度为5%的盐酸调等电点至pH值为4.5,离心收集上清液,调pH值至7.0,浓缩后边搅拌边加入4倍体积的无水乙醇,静置沉淀9h,离心分离沉淀,将沉淀干燥粉碎过100目筛,即得小麦SDF,得率为13.8%。

2.荞麦膳食纤维提取工艺

荞麦,又名叫三角麦、乌麦,是一种耐冷冻、瘠薄环境的短季蓼科植物,植物学上主要有苦荞麦和甜荞麦两个栽培品种,是粮食作物中比较理想的填闲补种作物,具有生长期短(60~80天就能成熟)、适应性较强等特点。荞麦起源于中国和亚洲北部,世界上荞麦主要生产国是俄罗斯、中国、日本、波兰、法国、加拿大和美国等。我国是荞麦生产大国,总产量居世界第二,出口量占第一位。荞麦具有丰富的营养价值,与燕麦、食用豆类、黑色米、小米、玉米、麦麸、米糠等并称为我国八大亟待开发的保健食品。荞麦是一种医食同源的食物,具有抑制和降低血糖中胆固醇、抑制体内脂肪的蓄积、改善便秘、预防高血压等功效。随着人们生活水平的提高,荞麦食品、药品等制品正日益受到人们的青睐。

荞麦营养丰富,其蛋白质、脂肪、维生素、微量元素含量普遍高于大米、小麦和玉米,并含有其他禾谷粮食所没有的维生素P(芦丁)。荞麦中膳食纤维总含量达到1.62%,明显高于小麦和大米。而且荞麦产品的加工企业对含有生理活性成分的荞麦壳几乎没有利用,只有小部分作为肥料或枕心充填物。从荞麦壳中提取膳食纤维,可以充分利用荞麦这种农作物。一、材料与设备

1.原料及试剂:荞麦壳,α-淀粉酶(23u/mg),木瓜蛋白酶,糖化酶,双氧水,氢氧化钠,无水乙醇,盐酸,均为分析纯。

2.仪器与设备:倾斜式高速万能粉碎机,电子天平,恒温水浴锅,旋转蒸发仪,离心沉淀机,电热鼓风干燥箱,60目筛,pH计,双螺杆挤压机,60目筛等。二、工艺流程

1.碱法提取荞麦壳中膳食纤维

2.挤压处理-碱水解法提取荞麦水溶性膳食纤维三、操作要点

1.碱法提取荞麦壳中膳食纤维

准确称取荞麦壳3g于100mL锥形瓶中,按照料液比1:14g/mL,加入质量分数为4%的NaOH溶液,置于45℃恒温水浴中,边搅拌边碱解60min。离心分离,滤渣分别用20mL无水乙醇、丙酮各洗涤两次,干燥粉碎,即为水不溶性膳食纤维;

滤液用1mol/L的HCl溶液和0.5mol/L的NaOH溶液调节pH值为3.8(荞麦蛋白等电点),再次离心分离,弃去沉淀,将上清液用1mol/L的HCl溶液和0.5mol/L的NaOH溶液调至中性,浓缩,加入4倍体积95%乙醇醇沉1h,抽滤,滤渣分别用20mL无水乙醇、丙酮各洗涤两次,干燥粉碎,即为水溶性膳食纤维。

2.挤压处理-碱水解法提取荞麦水溶性膳食纤维

荞麦壳经调水分后至20%后,在170℃进行挤压处理,进行挤压处理,螺杆转速为125r/min。冷却后过40目筛,用乙醚回流脱脂30min,用混合酶(混合酶用量0.5%,a-淀粉酶:糖化酶=1:3)于65℃下水解30min,然后用浓度为0.3mol/L的氢氧化钠溶液80℃下提取90min,用浓度为5%的HCL溶液调等电点至pH值为4.5,离心收集上清液,调pH值至7.0,浓缩后边搅拌边加入4倍体积的无水乙醇,静置沉淀9h,离心分离沉淀,将沉淀干燥粉碎过100目筛,即得荞麦SDF,得率为17.9%。四、原料和成品的成分分析

淀粉含量测定,GB/T 500.9-2003;蛋白质含最测定,微量凯氏定氮法;脂肪含量测定,索氏抽提法;含水率测定,GB/T 5009.3-2003;灰分含量测定,GB/T 5009.4-2003;总膳食纤维(TDF)、水不溶性膳食纤维(IDF)和水溶性膳食纤维(SDF)含量测定,酶-重量法AOAC991.43。五、理化性质测定

1.持水力测定

称取1.0000g水不溶性膳食纤维粉放入50mL烧杯中,加入20mL蒸馏水浸泡1h,沥干后将其转移至表面皿上称重,计算持水力。

2.膨胀力测定

准确称取水不溶性膳食纤维0.1000g,置于10mL量筒中,用移液管准确吸取5mL蒸馏水加入其中,振荡均匀后在室温下放置24h,读取量筒中纤维物料体积数,计算膨胀力。六、成品性能测定结果

从荞麦壳中提取出水不溶性膳食纤维持水力为332.25%,膨胀力为6.4875mL/g。所提取膳食纤维色泽为焦黄色,可作为食品添加剂。

注:(1)膳食纤维的持水力和溶胀力(或称膨胀力)是反映其生理活性的重要参考指标,持水力大可以增加人体排便的速度和体积,缩短粪便在肠道内的滞留时间,以减少粪便中各种致癌物对肠壁的刺激,同时也可减轻泌尿系统的压力,从而可缓解肾结石膀胱炎这类疾病的症状,并能使毒物迅速排除体外。而溶胀力大就可对人体肠道产生增容作用,容易引起饱腹感,对预防肥胖症很有作用。(2)碱法提取荞麦壳中膳食纤维,采用氢氧化钠浸泡,可使其中蛋白质降解为可溶性小分子肽和游离氨基酸,也可使其中脂肪通过皂化反应,水解为甘油和脂肪酸盐类,从而更易漂洗除去,有利于提高膳食纤维纯度。

3.燕麦麸皮中水溶性膳食纤维提取工艺

燕麦是谷物中最好的全价营养食品,加工过程中能较好地保存外皮,燕麦麸皮是一种重要膳食纤维来源,其总膳食纤维含量在16%以上,其中水溶性膳食纤维占1/3以上。近年来,燕麦产品及其膳食纤维消费逐渐增长,和其他谷物膳食纤维一样,燕麦膳食纤维包括水溶性膳食纤维(SDF)和水不溶性膳食纤维(IDF)。

燕麦IDF主要包括纤维素、半纤维素和木质素;燕麦SDF主要包括β-葡聚糖。燕麦膳食纤维还包括一些微量组分,如植酸、矿物质、酚类化合物等。燕麦纤维对人体具有重要生理功能,燕麦IDF可增加消化道内容物体积,携带一些体内有害物质排出体外;燕麦SDF,特别是其中β-葡聚糖,能有效降低血中胆固醇。高浓度胆固醇与心血管疾病有关,为此,在1997年美国食品和药物管理局(FDA)就提出,每日饮食中包括有一定量燕麦食品,可减少发生心血管疾病危险性。建议每天至少要摄入3g或更多燕麦-葡聚糖水溶性膳食纤维。燕麦β-葡聚糖还具有调节血糖、增强免疫、抗感染和促进双歧杆菌增殖等多种生理功能。一、材料与设备

1.原料及试剂:燕麦麸,耐热a-淀粉酶,95%乙醇,乙醚,碘液,0.1%HCl溶液,0.1%NaOH溶液等,以上试剂均为分析纯,配制用水为二次蒸馏水。

2.仪器与设备:离心沉淀机,精密酸度计,旋转蒸发器,阿贝折射仪,粉碎机,电热鼓风干燥箱,恒温水浴锅,索氏提取器,电子天平等。二、工艺流程三、操作要点

1.粉碎:燕麦原料不同部位的水溶性膳食纤维含量不同,麸皮的加工方式不同也会造成水溶性膳食纤维含量的差别,故在试验前先将干燥燕麦麸皮置于粉碎机中粉碎,过40~60目筛后待用。

2.脱脂:原料燕麦麸中含有8.2%~12%的脂肪,会影响水溶性膳食纤维的分子量,从而影响其生理功能。因此用乙醚对40~60目之间燕麦麸进行回流脱脂,用脱脂后的燕麦麸作为提取原料。

3.水解去淀粉及水浴提取:将脱脂后的燕麦麸以料液比1:9g/mL,pH值为6.5,在65℃下进行水浴搅拌提取30min,同时加入耐热a-淀粉酶(加酶量1:200)去除淀粉。调pH值为9.0继续提取2h,以4000r/min离心分离30min,残渣二次提取(液料比1:9g/mL),合并上清液测折光率。

4.去蛋白:采用等电点沉淀法。取上清液,用体积分数为5%的HCl调等电点至pH值为4.5,静置4h,离心分离蛋白沉淀。

5.醇析:调上清液pH值为7.0,浓缩至5~10mL。边搅拌边加入4倍体积的无水乙醇,静置沉淀9h,离心分离沉淀。

6.干燥和粉碎:对上述沉淀物进行真空干燥、粉碎即得成品。四、原料和成品的成分分析

淀粉含量测定,GB/T500.9-2003;蛋白质含最测定,微量凯氏定氮法;脂肪含量测定,索氏抽提法;含水率测定,GB/T5009.3-2003;灰分含量测定,GB/T5009.4-2003;总膳食纤维(TDF)、水不溶性膳食纤维(IDF)和水溶性膳食纤维(SDF)含量测定,酶-重量法AOAC991.43.五、理化性质测定

1.水溶性膳食纤维的得率

式中m-水溶性膳食纤维质量,g

r-纤维的含水率1

G-燕麦麸的质量,g

r-燕麦麸的含水率2

2.溶胀力测定

称取1.0000g膳食纤维粉放入量筒中,读取干纤维粉的体积,然后加入20℃水使总体积达到50mL,摇匀后于20℃下放置24h,再读取量筒中纤维物料的体积数,最后将膨胀后的纤维物料体积减去干纤维物料体积,计算溶胀力。

3.持水力测定

称取1.0000g膳食纤维粉放入量筒中,然后加入20℃水,放置1h,将纤维放在滤纸上沥干后,把保留在滤纸上结合了水的纤维转移到一表面皿中称量,计算持水力。六、成品性能测定结果

成品中水溶性膳食纤维的得率为12.40%,纯度为78.56%,持水力为9.0g/g,溶胀力为8.25mL/g,均较大。

4.青稞麸膳食纤维提取工艺

青稞(Hordeum Vulgare L.var.nudum Hook.f)是西藏人民对当地裸大麦的俗称,在其他产区也称为米大麦、米麦、裸麦、裸大麦、元麦。属禾本科植物,是大麦的变种。青稞主要分布于西藏青海甘肃和四川阿坝、甘孜州。青稞是一种很重要的高原谷类作物,耐瘠薄和高寒,生长期短,高产早熟,适应性广。青稞是特别耐寒的作物,是青藏高原一年一熟的高寒河谷种植的标志性作物。在海拔4500米以上的局部高海拔高寒地带青稞是唯一可以正常成熟的作物,是谷地、湖盆种植的重要粮食作物。青稞按其棱数来分可分为二棱裸大麦、四棱裸大麦和六棱裸大麦。我国主要以四棱裸大麦和六棱裸大麦为主,其中西藏主要栽培六棱裸大麦,而青海主要以四棱裸大麦为主。

我国青稞具有“三高两低”(高蛋白、高纤维、高维生素和低脂肪、低糖)的结构组成,是谷类作物中的佳品。青稞千粒重40g左右,蛋白质平均含量11.37%,脂肪平均含量2.13%,碳水化合物平均含量59.25%,并含有丰富的矿物质、氨基酸和维生素。青稞中含有5.25%左右的-葡聚糖,在谷类作物中含量最高远远高于皮大麦、小麦和燕麦,具有抗癌、降血脂、降血糖等功效。目前除少量青稞用于加工外,绝大部分被农牧民作为口粮消费,而青稞麸皮主要用于加工饲料。若采用青稞麸皮制取膳食纤维,不仅可以解决青稞剩余的难题,而且还可以将当地的资源优势转化为经济优势,增加农牧民收入。一、材料与设备

1.原料及试剂:青稞麸,α-淀粉酶,硫酸,乙醚,氢氧化钠,硫酸,氢氧化钾,磷酸缓冲液,醋酸缓冲液,葡聚糖酶,葡萄糖苷酶,葡萄糖氧化酶。

2.仪器与设备:离心沉淀机,分光光度计,多功能漩涡混合器,箱式电阻炉,G2垂熔干过及垂熔漏斗,粉碎机,电热鼓风干燥箱,恒温水浴锅,电子天平等。二、工艺流程三、操作要点

称取一定量青稞麸于100mL锥形瓶中,向清洗过的青稞麸皮中加入10倍水,进行加热到65℃,向其中加入0.6%的a-淀粉酶,水浴搅拌,酶解取1h后,煮沸5min,冷却。将熟化灭酶后的青稞麸进行离心脱水。取出后放入烘盘中在鼓风干燥箱中80℃下进行干燥,粉碎筛分后即得膳食纤维。

注:煮沸过程不仅起熟化作用,且起到灭酶作用。四、理化性质测定

1.持水力测定

称取1.0000g青稞麸制膳食纤维粉放入50mL烧杯中,加入20mL蒸馏水浸泡1h,沥干后将其转移至表面皿上称重,计算持水力。

2.膨胀力测定

准确称取青稞麸制膳食纤维粉0.1000g,置于10mL量筒中,用移液管准确吸取5mL蒸馏水加入其中,振荡均匀后在室温下放置24h,读取量筒中纤维物料体积数,计算膨胀力。五、成品性能测定结果

本工艺制的的青稞麸膳食纤维为土黄色,80℃烘干后粉碎,过80目筛,总收率为37.5%,持水力为5.82g/g,溶胀力为1.75mL/g。主要成分为粗纤维、淀粉、蛋白质、水分、-葡聚糖和矿物质。

5.玉米膳食纤维提取工艺

玉米,亦称“玉蜀黍”、“苞谷”、“珍珠米”等。它和水稻、小麦并称为世界三大农作物。玉米是我国主要的粮食作物之一,年产l亿吨。轻工业中以玉米籽粒及其副产品为原料的加工产品有500多种,产生数百万吨玉米麸皮,可提取玉米纤维数十万吨。玉米皮一般占玉米质量的12%~14%,玉米皮膳食纤维得率可达7%以上,是生产膳食纤维的廉价易得的好材料。但目前对玉米膳食纤维资源却未能充分利用,绝大多数加工后的粗渣直接用作饲料,附加值很低,造成主产品成本高,经济效益低,玉米加工企业发展受阻。开发利用玉米加工企业的副产品玉米皮,不仅可以提高玉米深加工产品的附加值,延长产业链,而且变废为宝,解决环境污染问题,对提高人民的健康水平有现实意义。玉米膳食纤维主要由纤维素和半纤维素组成,具有降血压、预防心血管疾病、改变肠道菌群数量,减少肠道疾病发生的功效。一、材料与设备

1.原料及试剂:玉米皮,α-淀粉酶(9600u/mL),胰蛋白酶(2000u/mg),无水乙醚、无水乙醇,氢氧化钠,蒸馏水。

2.仪器与设备:分样筛,干燥箱,万能高速粉碎机,电子天平,恒温水浴锅,离心沉淀机,微波炉。二、微波法提取玉米皮中碱溶性膳食纤维

操作要点:

1.样品的制备:采用万能高速粉碎机把玉米皮粉碎并进行筛分,按不同目数进行分装,然后用无水乙醚脱脂;脱脂后玉米皮的成分为:淀粉20.8%、蛋白质16.6%、脂肪2.5%、可溶性纤维3.7%、灰分4.9%。玉米皮中的淀粉用耐高温α-淀粉酶溶液在pH6.5时水解3h,玉米皮残留物通过离心回收。除去淀粉的残留物再用水清洗2次,低温烘干。10℃下保存备用。

2.碱溶性膳食纤维的制取:用微波专用杯取备用的玉米皮,按照料液比1:13g/mL加入浓度为8.4%的NaOH水溶液、在微波功率为599W条件下微波提取4.3min。将处理完的物料溶液进行离心,上清液以浓醋酸或6mol/LNaOH溶液中和至pH7。然后低温浓缩提取液至10mL左右,搅拌提取物并注入4倍体积的无水乙醇,储存过夜。分离沉淀物,60℃干燥24h即得到碱溶性膳食纤维,提取率为65.6%。三、超声波法提取玉米皮中水溶性膳食纤维

工艺流程

操作要点:

1.样品的制备:选取无霉变、无污染、干燥的玉米皮,用万能高速粉碎机粉碎,并采用80目的筛子进行筛分。用无水乙醚脱脂,脱脂后玉米皮的成分含量为:淀粉20.8%,蛋白质16.6%,脂肪2.5%,可溶性纤维3.7%、灰分4.9%。玉米皮中的淀粉用耐高温a-淀粉酶溶液在pH6.5时水解3h,玉米皮残留物通过离心回收。除去淀粉的残留物再用水清洗2次,低温烘干。10℃下保存备用。

2.水溶性膳食纤维提取:取一定量玉米皮粉,按照料液比1:13g/mL加入浓度为13%的NaOH水溶液、在80℃、超声功率为500w条件下提取40min。将处理完的物料溶液离心水洗3~5次,洗至澄清,将沉淀物在60℃恒温烘干,得到水溶性膳食纤维,提取率为45.3%。四、直接水提法提取玉米皮中水溶性膳食纤维

工艺流程

操作要点:

称取粉碎后的玉米皮放入烧杯中,按料液比1:10(g/mL)加入蒸馏水并调pH值至5,然后放入80℃恒温水浴锅中提取70min。将提取后的溶液在3000r/min条件下离心20min,取上清液。于旋转蒸发仪75℃对上清液进行真空浓缩到适当体积。按1:4体积比加入无水乙醇并静置2h,然后用烘干至恒重的砂芯漏斗进行真空抽滤,并用乙醇反复洗涤滤饼。在80℃下鼓风干燥至恒重,粉碎,并过孔径为380μm筛,即为天然水溶性膳食纤维,提取率为57.1%。五、双酶法提取玉米皮膳食纤维

操作要点:

1.原料预处理:玉米皮经水洗2遍,低温干燥,粉碎过80目筛。无水乙醚脱脂后,低温干燥,备用。

2.膳食纤维的制备:预处理后的玉米皮在pH6.0、55~60℃温度条件下,用浓度为15u/g的蛋白酶水解反应1h;然后升温至70~80℃,加入浓度为20u/g的淀粉酶水解反应1h;将提取后的溶液在4000r/min条件下离心15min,沉淀经低温干燥,既得膳食纤维。

3.成品性能测定结果:玉米皮膳食纤维的产率为59.4%,膳食纤维的蛋白质量分数为0.82%,淀粉质量分数为1.42%,灰分为0.4%,水分为8.6%,持水力为5.9g/g。六、酶化学法提取玉米苞叶水不溶性膳食纤维

工艺流程

操作要点:

1.酶解反应:称取干燥的50g样品加入烧杯中,放入恒温水浴(62~70℃)中,待呈糊状时,加淀粉酶0.15g,搅拌,水解半个小时后加胰蛋白酶0.15g,搅拌,控制温度在40~50℃,保持2h。滴少许碘液,变蓝,说明淀粉还没有除去;滴少许茚三酮试剂,不变色,说明蛋白质已经除去。

2.膳食纤维提取:向(1)中所得的渣中加入盐酸溶液,并在80℃恒温水浴中浸泡90min,蒸馏水漂洗至中性,过滤,烘干。滴少许碘液,不变蓝,证明淀粉已经除去。所得纤维为膳食纤维(脂肪含量少于10%,无需脱脂)。称重为24.18g。将经过酶化学法提取后的膳食纤维磨细,过180目筛。

3.成品性能测定结果:玉米苞叶膳食纤维的产率为48.4%,持水力为3.72g/g,溶胀力为1.72mL/g。玉米苞叶膳食纤维易粉碎,过180目筛后加水至糊状,品尝,无粗糙感,口感良好,颜色为棕黄色,可广泛应用于糕点、饼干、面包等食品中,是新型的食品添加剂,由广大的市场开发前景。

6.糯玉米皮渣中膳食纤维提取工艺

一、材料与设备

原料及试剂:糯玉米皮渣,淀粉酶,糖化酶,碱性蛋白酶,无水乙醇,质量分数50%的醋酸,质量分数50%的蔗糖溶液,质量分数10%的NaCl溶液(均为自制),亚氯酸钠。二、工艺流程三、操作要点

1.糯玉米皮渣的预处理:糯玉米皮渣是糯玉米提取支链淀粉后的副产物,除膳食纤维外,还含有少量淀粉和一定量的蛋白质以及少量的脂肪和灰分。必须将其粉碎通过40目筛以便于酶解,为了去除少量脂肪和蜡质,需用无水乙醇浸泡洗涤。

2.混合酶解:将上述滤渣按料液比1:8(g/mL)进行调配,于50℃维持3h后加入混合酶制剂(α-淀粉酶:糖化酶=1:3)0.4%,酶解时间60min,酶解温度65℃。

3.蛋白质酶解:将上述经混合酶酶解后的浆液调pH值至9.6,再调温度为50℃,加入碱性蛋白酶(酶:底物=1:30),酶解时间为3h,过滤脱色(按100mg/kg浓度的HO脱色100min。灭菌灭酶后,烘干22称重为32.5g,粗膳食纤维得率为65.0%,色白,味淡,感官良好。

4.浸碱:向上述所得的膳食纤维中按渣液比1:8g/mL加入质量分数15%NaOH溶液,浸泡12h后过滤。

5.半纤维素分离:将(4)中的滤液用6mol/LHCl,50%的醋酸调pH6~7后用离心机于3500r/min,离心10min后,烘干称重得水不溶性半纤维素为4.8g,色白,味淡;离心液冷冻干燥得水溶性半纤维素为19.3g,红褐色,焦糖味。

6.纤维素的提取:将(4)中的滤渣用水洗去碱液后,加醋酸调pH值至6~7,加热至75℃,并维持1h,冷却至室温,进行过滤,得滤渣和滤液,滤渣烘干称重得纤维素6.9g,色白,味淡;滤液烘干称得木质素4.8g,色白,味淡。四、成品性能测定结果

本工艺制得的膳食纤维含量为62.%.其中纤维素占13.8%,半纤维素占38.6%(水溶性占29.0%,水不溶性占9.6%),木质素占9.6%,淀粉含量为2.0%,蛋白质低于0.05%.

7.玉米芯中膳食纤维提取工艺

玉米芯是我国一种巨大的可再生资源,可广泛应用于食品、化工等方面,很有开发前景。玉米芯纤维成分有调整肠胃,通便防癌;降低胆固醇,控制肥胖;消除外源有害物质等作用。从玉米芯中提取高膳食纤维添加粉,原料成本低廉,制备工艺简便,便于进行控制。成品膳食纤维含量极高,可广泛用于面食、糕点、方便食品等多种食品行业中,对改善饮食结构,防治糖尿病、冠心病等疾病有着不可低估的作用。

玉米芯主要由纤维素和木质素组成。据测定,玉米芯含粗蛋白2%~6%,粗脂肪0.5%,可溶性无氮物52.9%,粗纤维33.1%,灰分3.2%,水分7.7%。

操作要点:

1.样品的制备:红色、干燥的玉米芯通过小型电动粉碎机粗粉碎至1~3mm的细颗粒,然后再通过80目筛,备用。

2.样品的酸煮:准确称取上述样品5g置于提取装置中,向其中加入2~3倍体积的提前煮沸的2%硫酸溶液,保持微沸40min。

3.第1次过滤:将上述已经酸沸煮过的样品趁热迅速转入到玻璃坩埚中,抽滤。

4.第1次洗涤:抽滤完毕后用事先烧好的温度为95℃的不少于300mL热水分数次冲洗玻璃坩埚中的残留物,直至用石蕊试纸检其呈中性即pH值为7。

5.样品的碱煮:将上述处理后的残留物在尽量无损失的前提下再次转入到提取装置中,再向其中加入2.3倍体积提前煮沸的1.5%氢氧化钠溶液,保持微沸60min。

6.重复步骤(3)和(4):然后放入真空干燥箱干燥,称重粉碎,得玉米芯膳食纤维,提取率为37.86%。

成品性能测定结果:

洗涤前膳食纤维黄褐色、清香、微涩;洗涤后膳食纤维白色、气味和口感均无味。添加3%的玉米芯膳食纤维基本上不影响蛋糕的品质,消费者可接受。作为一种营养物质,膳食纤维也可添加于冷食之中。但是经洗涤之后使得一些可溶性膳食纤维流失,产量极低,成本教育。

8.米糠中膳食纤维提取工艺

稻谷是我国第一大粮食作物,米糠是稻谷加工成大米的副产品之一,它是在糙米轧制成精白米过程中产生的。米糠由果皮、种皮、糊粉层和部分胚芽等成分混合而成,占糙米质量的8%~10%。米糠除了含有丰富的油酸、亚油酸等不饱和脂肪酸以外,还含有B族维生素、维生素E、膳食纤维、蛋白质、氨基酸等多种营养成分,在营养学上是十分优良的原料,对改善心脑血管功能.预防高血脂、高血压、高血糖、恶性肿瘤和便秘均有较好的疗效。

由于米糠的外观差、有异味和缺乏可食性等原因,使得米糠至今未得到充分利用。目前,我国每年加工稻谷后副产品米糠有1000多万吨,大部分作为饲料使用,小部分用于制作肥料。国外已经成功地在稳定化米糠的基础上开发出了多种米糠保健食品和休闲食品,并取得了良好的经济效益。因此,借鉴国外的经验,加大我国米糠的深度开发和综合利用,在为人类提供更多的食物营养资源和医药资源的同时,还可获得可观的经济效益。

米糠膳食纤维的制备品有米糠不溶性膳食纤维粉、米糠半纤维素B(Rice Bran HemiceUulose B,以下简称RBHB)、稳定化米糠、米糠半纤维素A和米糠纤维素等5种形式,稳定化米糠虽然制备工艺简单,但成分复杂,所含膳食纤维量相对较低,并且其中的抗营养成分植酸盐未被除去,故不适宜作膳食纤维营养强化剂使用,米糠半纤维素A提取时,常与米糠蛋白相混纯度很难提高,并且在米糠中的量很少,它同米糠纤维素一样不溶于水,物化性能和生理活性都较差,因此后三者开发应用价值不大。一、材料与设备

原料及试剂:脱脂米糠,耐高温糖化酶,α-淀粉酶,木瓜蛋白酶。

设备:离心机,旋光仪,酸度计,振荡器,氮气瓶,高速粉碎机,透析袋(界限分子量8000)二、操作要点

1.米糠水不溶性膳食纤维粉的制备

称取100g脱脂鲜米糠,加水1000mL,悬浮2h后,用稀硫酸调pH至5.0~5.4,55℃保温搅拌持续4h后以NaOH液调pH至6.0左右,并升温至65℃,加入0.8%(w/w)α-淀粉酶,消化1.5h后,加入固体NaOH使其浓度为1%,再升温至95~100℃,蒸发15min并不停搅拌,亚麻布过滤,并多次清洗,直至滤液为中性,最后放入烘箱中60℃下干燥16h,取出后细磨得22g60目到300目之间的水不溶性米糠膳食纤维粉。

2.可溶性脱脂米糠半纤维素B的制备

将100g脱脂米糠溶于含0.6%(v/v)耐高温糖化酶的2~5L0.2mol/L乙酸-乙酸钠缓冲液(pH4.8)中,60℃下保持24h,离心后将残渣置于含1%(w/v)木瓜蛋白酶的2~5L的0.2mol/L乙酸-乙酸钠缓冲液(pH6)中,60℃下保持3h,过滤洗涤后重复一遍此操作,再加入2~5L4%NaOH溶液,在N流下室温振荡碱提18h,离心后将2提取液用乙酸中和使溶液pH为5.0,离心将残渣去除后,将分离液流水透析3d后,加入剩下透析液4倍体积的95%乙醇沉淀,最后将沉淀在60℃下干燥16h,细磨后得6.5g的脱脂米糠半纤维素B制备品.三、成品性能测定结果

本工艺制得的脱脂米糠半纤维素B外观较好,为白色粉末,褐变程度小,总膳食纤维为93.57%,持水力为5.2g/g,溶胀力为6.1mL/g。而且,其粘度很低,浓度为2%的的脱脂米糠半纤维素B溶液为7.8mPa.s,仅比同条件下蒸馏水(1mPa.s)高6.8mPa.s,这点有利于其在饮料工业中的推广。

9.大豆膳食纤维提取工艺

我国是世界上种植大豆的主要国家,大豆的产量很高,豆制品加工方兴未艾。然而在豆制品加工过程中,作为副产品的豆渣和豆皮却没有得到有效的利用,占原料量的30%。这些副产物富含膳食纤维,但由于其含水量高、贮藏期短、色暗味腥、口感发涩、结构粗糙、组织状态差,所以若不加以处理,难以直接添加入食品中。此外,人们对豆渣的营养价值缺乏了解,也使豆渣和豆皮的利用受到限制。

大豆膳食纤维主要是指大豆中那些不能为人体消化酶所消化的高分子糖类的总称,主要包括纤维素、果胶质、木聚糖、甘露糖等。它属于水溶性膳食纤维,易于被人体利用,具有良好的乳化性和增稠性,可提高食品的持水性和保形性,具有明显的生理和医疗功能,包括显著降低血液中的胆固醇含量;促进血糖和胰岛素保持正常水平;对防治糖尿病效果显著;促进肠胃蠕动可预防便泌与结肠癌。

大豆膳食纤维主要来自大豆皮和大豆渣。其中大豆外表皮的和总量约占全豆总重量的8%,在豆乳和豆粉加工过程中,为了保证产品的质量和口感,必须对大豆进行干法或湿法脱皮处理,得到约占大豆总量12%的豆皮。经测定,其组成成分(以干基计)为:粗蛋白8.8%,粗脂肪1.2%,碳水化合物及纤维86%,灰分4%。豆渣是大豆脱皮后经过钝化、加水粗磨、细磨,使大豆部分蛋白质和淀粉溶于水中而剩余的固形物,其组成成分(以干基计)为:蛋质白19~23%,脂肪16~21%,膳食纤维50~57%。一、豆渣膳食纤维粉制取工艺

1.材料与设备(1)原料及试剂:新鲜豆渣,胰蛋白酶(2000u/mg)NaOH。(2)仪器与设备:胶体磨,低速大容量离心机,电热鼓风干燥箱,旋风式粉碎机,原子荧光光谱仪。

2.操作要点

新鲜豆渣用清水冲洗去除杂质后,用胶体磨均质处理,按原料重量的5.5%(w/w)加入浓度为5%的NaOH溶液,加热至80℃,保温60min后,将温度降至50℃左右,用NaOH调pH值至8.5。加入原料重0.3%(w/w)的胰蛋白酶在温度45~50℃保温、酶解3小时,用离心机分离,去除水分,再用清水洗涤滤渣,甩干去水,收集滤渣,于80~85℃烘干。粉碎机粉碎,过70目筛,得大豆膳食纤维粉产品。

3.产品的成分分析

蛋白质含量测定采用GB5009.5-85方法;脂肪含量测定采用GB5009.6-85方法;水分含量测定采用GB5009.4-85方法;纤维素含量测定采用GB5009.10-85方法;维生素指标测定采用GB4789.2.3.4.5.10.11-94方法;有害元素Pb、Hg、As测定采用原子荧光光谱法。

4.理化性质测定

1.产品感官指标:豆渣膳食纤维素为乳白色,微细粉末,无异味,遇水膨胀,但不溶于水。

2.产品微生物指标测定结果:豆渣膳食纤维产品的细菌微生物指标,均符合食品添加剂有关规定,结果如下:菌落总数:20个/g;大肠菌群:<30个/g;致病菌:未检出。

3.产品有害元素的测定结果:豆渣膳食纤维产品中Pb(0.210mg/kg)、Hg(0.003mg/kg)、As(0.050mg/kg)等有害元素的含量,均在食品添加剂规定的安全限量范围之内。

4.本豆渣膳食纤维是一种较理想的食品添加剂。二、豆渣水溶性膳食纤维提取工艺

1.材料与设备(1)原料及试剂:新鲜豆渣,纤维素霉,中性蛋白酶(80万u/g)。(2)仪器与设备:低速大容量离心机,电热鼓风干燥箱,单螺杆挤压机,纳米级超高压均质机,胶体磨,喷雾干燥器,微射流等。

2.操作要点

机械-酶结合法:(1)豆渣预处理(2)水溶性膳食纤维:

豆渣粉调节水分后至16.8%后,在100℃进行单螺杆挤压处理,螺杆转速为150r/min,粉碎得到挤压豆渣粉。称取一定量的脱脂挤压豆渣粉于反应器中,按照料液比1:15(g/mL)加入水,同时加入50L纤维素酶液,酶解1.5h,加热到85℃,10min灭酶,降温。再加入中性蛋白酶酶液(反应温度60℃,pH值6.0,加酶量50L)酶解1.5h,离心过滤,滤液浓缩,以4倍无水乙醇沉淀,静置,离心过滤,得到沉淀,干燥称重,得豆渣水溶性膳食纤维,提取率为22.8%。

醇沉法:

豆渣经粉碎后,用水反复洗涤以去除所含的蛋白质。称取脱除蛋白质后的干粉样品5g,加入50mL水,调节pH至6.0,用高压灭菌锅120℃下加压预处理1.5h,以改变纤维结构,促使其糖苷键等水解,使得可溶性物质比率增加。然后加入质量分数为4.0%的碳酸钠溶液,调节pH至12,在90℃下回流提取1.5h后过滤,滤液用4倍体积乙醇作沉淀剂进行沉淀。沉淀蒸发溶剂,于90℃下干燥得水溶性膳食纤维,提取率为44.3%。

酶-碱结合法:(1)工艺流程(2)操作要点

清洗:将豆渣用清水漂洗,除去水溶性杂质,并使之软化。

酶解:将一定的木瓜蛋白酶按酶用量22万u添加到10%浓度豆渣溶液中酶解55min。

碱解:将配制好的浓度为0.6%的碱液按料液比l:15(干基)加入豆渣中,并在搅拌的条件下于65℃恒温水浴碱解90min。

酸解:将配制好的对应碱液浓度的酸液按料液比l:15(干基)加入到清洗至中性的豆皮纤维中,调pH4.5左右,恒温水浴加热,在搅拌条件下充分反应。

漂洗:用清水将处理后的豆皮纤维洗至中性。

胶体磨:将豆渣溶液经过胶体磨,处理2~3次。

超高压:物料经20、40MPa处理后,上超高压Microfluidizer微射流均质,均质压力为140MPa。

离心:经140MPa均质压力处理的物料以1800r/min离心分离,取上清液。

喷雾:上清液进行喷雾干燥,进风温度控制在210~218℃,出风温度控制在85~90℃,得产品。

检测:可溶性膳食纤维含量、不可溶性膳食纤维含量及总膳食纤维含量的检测按AOAC法。(3)成品性能测定结果:水溶性膳食纤维产品外观为米黄色,持水力为10.70g/g、膨胀率为830%、溶解度为22.38g/100mL。三、微生物发酵法制取高活性大豆膳食纤维:

1.材料与设备(1)原料及试剂:豆渣,菌种(自制混合菌曲A),脱脂奶粉。(2)仪器与设备:高速离心机,干燥器,高压灭菌锅,喷雾干燥器,均质机等。

2.发酵剂的制备

取合格的脱脂奶粉、豆渣、蔗糖等调配均匀,分装于试管中,置于高压灭菌锅中,在0.1MPa下灭菌15min,选择自制混合菌曲A,接种于上述培养基,在38℃恒温培养2~3代,每代培养24h,然后扩大培养制成生产发酵剂。

3.工艺流程

4.操作要点(1)选料:选择新鲜的豆渣,已发酸、发霉的豆渣不能用。(2)磨浆:用捣碎机打浆,水与原料按质量比3:1混合,捣碎呈浆状即可。(3)调料:往原浆中加入脱脂奶粉和白砂糖,搅拌溶解,混合均匀。(4)灭菌:将混合均匀的原浆(调料浆)装入瓶中,放入不锈钢锅或水浴锅中,用95℃水浴加热灭菌15min。(5)接种:在无菌室中,以接种量为2~3%向料液中加入生产发酵剂。(6)发酵:在38~42℃温度范围内选择恒温培养,培养时间选择为8~12d,要求发酵产酸,pH为3.9~4.1,培养完毕取出。(7)漂洗:将发酵好的原料浆过滤,发酵豆渣用流动水漂洗1~2次,然后用2%的NaCO溶液将pH调至中性(pH6.6~6.8)。23(8)一级均质:漂洗至中性的发酵豆渣,按料液比1:3(g/mL)加入热开水。搅拌调和均匀进行均质。工艺条件为:温度:65~70℃;均质压力:25~30Mpa。按上述工艺条件均质两次。(9)二级均质:工艺条件为:温度:65~70℃;均质压力:35~40Mpa。按上述工艺条件均质两次。(10)喷雾干燥:进风温度为230℃,出风温度为80~100℃,流量视出风温度而定。(11)包装:采用铝箔塑料袋,抽真空封口,真空度为0.085~0.098Mpa,抽真空时间为3.5~4min。

5.成品性能测定结果

该法得到的水溶性膳食纤维无豆渣中原有的豆腥味、臭味等不良气味,产品具有淡淡的特殊香味。

10.花生壳中膳食纤维提取工艺

花生亦名落花生,长生果,豆科,是我国主要的油料作物和经济作物之一。花生除花生仁营养丰富外,花生壳、花生茎叶等也富含营养和功能物质,具有巨大的开发潜力。花生壳是花生果的荚果外壳,是一种复杂有机化合物的组合体。作为世界花生生产大国,我国花生年总产量达1450万吨以上,占世界总产量的42%,每年约产生450万吨花生壳。这些花生壳除了少部分被用作饲料、燃料、制造胶合剂、人造板以及塑料填料外,大部分被扔掉,造成资源的极大浪费。

花生壳中富含膳食纤维,含量约65.7~79.3%,因此,以花生壳为原料制取膳食纤维具有巨大发展潜力。一、花生壳水溶性膳食纤维提取工艺

1.材料与设备(1)原料与试剂:花生壳(洗净、烘干、粉碎后过50目筛),柠檬酸,木糖,半乳糖醛酸、咔唑、地衣酚、苯酚、无水乙醇。(2)设备:电子分析天平,鼓风干燥箱,植物粉碎机,恒温水浴振荡器,真空旋转蒸发器,真空干燥箱,紫外/可见分光光度计。

2.工艺流程

3.操作要点

挑选无虫、无霉烂的花生壳,用流水清洗干净,在鼓风干燥箱中于80℃下干燥3h。干燥后的花生壳用植物粉碎机粉碎,粉碎物过50目筛,收集筛下物作为原料。原料与质量分数为3%的柠檬酸提取液以料液比1:12(g/mL)混合均匀,90℃恒温水浴振荡120min,反应混合物真空抽滤,保留抽滤液。抽滤后的残渣再加入相同体积的提取液以相同条件再提取一次,真空抽滤,合并2次抽滤液,残渣留作提取水不溶膳食纤维的原料。抽滤液经60℃真空旋转蒸发得到浓缩液。向浓缩液中加入4倍体积的无水乙醇得到絮状沉淀,再经离心,弃去上清液,收集沉淀,真空干燥得到水溶性膳食纤维产品,提取率为7.36%。二、酶法提取花生壳膳食纤维

1.材料与设备(1)原料与试剂:花生壳,纤维素酶(40000u/g),木瓜蛋白酶。(2)设备:倾斜式高速万能粉碎机,离心机,精密pH计,恒温水浴锅,循环水多用真空泵。

2.工艺流程

3.操作要点

将花生壳清洗去杂,置于105℃鼓风干燥箱内烘3h,粉碎过60目筛。用适量乙醚在室温下浸泡3h,用蒸馏水清洗残留的有机溶剂,抽滤烘干,得脱脂样品。称取一定量脱脂花生壳粉,按照料液比1:20(g/mL),在温度为50℃、pH6.0条件下添加0.4%纤维素酶及0.4%木瓜蛋白酶,酶解2.5h,之后高温灭酶,将酶解后的花生壳膳食纤维置于6%HO溶液中,调节pH为10.0,在70℃条件下脱色3h,漂洗数22次至中性,抽滤烘干后粉碎,过100目筛,得膳食纤维成品。

4.理化性质测定

1.蛋白质水解率测定

式中M-水解前蛋白质重量,g

M-水解后残留蛋白质重量,g1

2.结合水力测定

称取1.0000g膳食纤维浸泡于50mL、4℃的蒸馏水中,8000r/min离心1h,小心去除上清液。残留物置于多空玻璃上静置1h,称重,计为m,然后在120℃下干燥2h后再称重,计为m,两者差值计为结12合水的重量。

5.成品性能测定结果

该品产率为81.5%,蛋白质水解率为70.2%。该品外观呈淡黄色,口味清淡,适合添加到面制品、焙烤制品、肉制品中。此条件下制得的花生壳膳食纤维持水力为3.94g/g,膨胀力为5.05mL/g,结合水力为2.87g/g,说明提取的花生壳膳食纤维生理活性良好,在有效控制体重,防治便秘,防治结肠癌等方面具有积极的作用.

11.花生麸中膳食纤维提取工艺

一、材料与设备(1)原料与试剂:花生麸,淀粉酶,胰蛋白酶。(2)设备:电热恒温干燥箱,电子天平,恒温水浴锅,循环水多用真空泵。二、操作要点(1)花生麸的预处理

将市售花生麸放于干燥箱中,105℃烘3h,粉碎,过40目筛。然后用适量乙酸乙酯在室温下浸泡3小时,用蒸馏水清洗残留的有机溶剂,抽滤,烘干得脱脂样品。(2)花生麸水溶性膳食纤维的提取

称取3g脱脂样品,按料液比1:5(g/mL)加蒸馏水,调pH值至7,在100℃水浴中加热提取15min,过滤,滤液以4倍体积的95%乙醇处理,静置30min,通过已烘干至恒重的砂芯漏斗进行抽滤,将漏斗及沉淀物置于100℃烘箱中烘干至恒重,产率为7.04%。

所制得产品无粗糙感,口感良好,颜色为浅褐色,可广泛应用于糕点、饼干、面包等食品中,是新型的食品添加剂。(3)花生麸水不溶性膳食纤维的提取

称取5g脱脂样品,用NaOH溶液(pH=12)浸泡50min,过滤,洗至中性,再用盐酸溶液(pH=2)浸泡90min,洗至中性,过滤,烘干,磨细得水不溶性膳食纤维,产率为67.4%,其持水力为3.25g/g,膨胀力为3.59mL/g

12.苹果渣中膳食纤维提取工艺

我国是世界最大的苹果生产国,苹果榨汁后留有大量的苹果渣,约占苹果鲜重的25%,其中主要含有7.6%的还原糖、24%的粗纤维、6.4%的粗蛋白和60%的水分。苹果渣由果皮、果梗、苹果籽和部分果肉组成,其中果皮、果肉占96.2%,果梗占0.2%,果籽占3.1%。而苹果渣中除了少量果籽、果梗为木质素成分外,果肉、果皮多为半纤维素和纤维素。

苹果是制备膳食纤维的良好资源,而且苹果膳食纤维中水溶性与不溶性膳食纤维的比例适当,具有较高的吸水性和持水性,功能作用明显,添加到食品中,还会对食品的品质起到改善的作用。一、材料与设备(1)原料与试剂:苹果渣,无水乙醇,盐酸,95%乙醇,NaOH溶液。(2)设备:电热恒温干燥箱,电子天平,恒温水浴锅,循环水多用真空泵,多孔玻璃漏斗。二、工艺流程三、操作要点

1.酸溶性膳食纤维的提取

称取20g苹果渣,90℃热水冲洗2~3次,料液比1:15(g/mL),以盐酸调pH值至1.0,在90℃温度条件下加热处理60min,过滤,滤液减压浓缩至原体积的1/3后,加入4倍体积的95%乙醇沉淀,抽滤,沉淀用无水乙醇反复洗涤至中性,真空干燥得酸溶性膳食纤维,并测定纤维素提取率,提取率为17.19%。

2.碱溶性膳食纤维的提取

提取酸溶性膳食纤维后的残渣水洗后加入质量分数为2%的NaOH溶液,料液比1:2(g/mL)。在90℃温度条件下加热处理90min,过滤。滤液减压浓缩至原体积的1/3后,加入4倍体积的95%乙醇沉淀。抽滤,沉淀用无水乙醇反复洗涤至中性,真空干燥得碱溶性膳食纤维,提取率为16.93%。

3.不溶性膳食纤维提取

提取完可溶性膳食纤维的残渣水洗至中性后。再干燥粉碎,过筛,即得不溶性膳食纤维四、理化性质测定

1.纤维素感官色泽测定:参照《食品分析》色泽直观观测法。

2.持水力测定

不溶性纤维:称取1.0000g膳食纤维粉放入100mL烧杯中,加入75mL蒸馏水,在25℃下电磁搅拌24h后,离心分离,在3000~4000r/min的转速下离心0.5h,取出,倾去上层清液,甩干水分称重,计算持水力。

水溶性纤维:称取1.000g膳食纤维粉放入100mL烧杯中,加入100mL蒸馏水,在25℃下电磁搅拌24h后,加入4倍体积无水乙醇沉淀,抽滤,称重,按照上述公式计算持水力。

3.膨胀力测定

不溶性纤维:称取0.1000g膳食纤维粉放入10mL量筒中,记录干品体积。用移液管准确吸取5mL蒸馏水加入其中,振荡均匀后在室温下放置24h,读取量筒中纤维物料体积数,计算膨胀力。

水溶性纤维:称取0.1000g膳食纤维粉放入10mL量筒中,记录干品体积。用移液管准确吸取5mL蒸馏水加入其中,振荡均匀后在室温下放置24h,加入4倍体积无水乙醇沉淀,读取液体中沉淀的膳食纤维的体积,用上述公式计算溶胀性。五、成品性能测定结果

感官色泽:酸溶性膳食纤维:黄褐色,持水力43.42g/g,溶胀度:178.44mL/g;碱溶性膳食纤维:黑色,持水力23.99g/g,溶胀度:67.42mL/g;不溶性膳食纤维:红褐色,持水力:5.92g/g,溶胀度:178.44mL/g.

13.香蕉皮中膳食纤维提取工艺

香蕉属巴蕉科巴蕉属,是热带和亚热带最重要的水果之一。香蕉皮是香蕉加工企业主要副产物之一,皮重约占果实重量的30%左右。香蕉皮中营养丰富,含有大量膳食纤维,对香蕉皮利用的开发,既可以变废为宝,又可提高香蕉加工企业的经济效益。

目前,从香蕉皮中提取膳食纤维的方法主要有碱法和酶法两种。碱法的工艺过程主要是先用淀粉酶将淀粉及水溶性糖类物质分解。其次用碱分解蛋白类物质,再加入适量的酸进行中和。干燥后即可得到总的膳食纤维;酶法主要是经过两次酶解分解掉淀粉等糖类物质和蛋白质类物质,用过滤方法分离水不溶性膳食纤维和水溶性膳食纤维,水溶性膳食纤维再用乙醇沉淀的方法获得。研究发现。酶法和碱法均可用于从香蕉皮中提取膳食纤维,酶法比碱法具有很大的优势。酶法提取的膳食纤维水溶性膳食纤维(SDF)和不溶性膳食纤维(IDF)成分比约为1:4.比较接近理想的膳食纤维成分(SDF:IDF比例为l:3)。一、材料与设备(1)原料与试剂:市售香蕉,α-淀粉酶,木瓜白酶,浓盐酸,95%乙醇,氢氧化钠。(2)设备:电热恒温干燥箱,电子天平,恒温水浴锅,粉碎机,离心机。二、工艺流程

1.碱法工艺流程

2.酶法工艺流程三、操作要点

1.碱法(1)香蕉皮预处理:用热水把香蕉煮沸3min。(2)粉碎:把煮过的香蕉皮切成1cm长小段,用粉碎机粉碎。(3)α-淀粉酶恒温酶解:加入0.2%-淀粉酶,搅拌均匀,置于70℃恒温水浴中酶解40min。(4)恒温碱解:恒温水浴降温到碱解温度45℃,加入适量的10%NaOH溶液,边搅拌边进行碱解30min。(5)盐酸中和:用5%HCl进行滴定至完全中和。(6)干燥:用电热恒温鼓风干燥箱干燥至恒重,即为总膳食纤维。(7)成品性能测定结果:最高提取率是8%(湿基),其产品色泽为深褐色,产品质地硬结,表面显现白色盐霜。

2.酶解(1)原料处理同碱法,其中碱法中(1)~(3)。(2)木瓜蛋白酶酶解:恒温水浴降温到45℃,向其中加入0.1%的木瓜蛋白酶,酶解40min。(2)过滤:将酶解后的香蕉皮进行过滤。(3)IDF制备:所得滤渣接着用乙醇洗涤,洗涤后的滤渣为水不溶性膳食纤维IDF,用电热恒温鼓风干燥箱干燥,得到IDF产品。(4)SDF制备:滤液用乙醇沉淀1h,然后过滤,所得滤渣用95%乙醇洗涤后,用电热恒温鼓风干燥箱干燥,得到SDF产品。(5)回收乙醇:滤液进行蒸馏回收乙醇。(6)成品性能测定结果:其最高提取率可达10.7%(湿基),其水溶性膳食纤维SDF产品色泽近白色,质地疏松;而水不溶性膳食纤维IDF产品色泽为浅褐色,产品质地疏松。而且SDF:IDF约为4:1,比较接近理想的膳食纤维成分。

14.柚皮中膳食纤维提取工艺

柚子(Citrusgrandis),又称文旦,是芸香科柑橘属水果,有沙田柚、蜜柚、胡柚、葡萄柚、文旦柚、枰山柚等数种。它原产于中国、印度、马来西亚一带,在我国沿海的浙江、福建、广东、广西都有种植。柚子果肉汁甜味美,具有较高的营养价值和药用价值,我国古代医药学典籍中均有记载。李时珍的《本草纲目))中指出:“柚,功能消食,解酒毒,去肠胃中恶气,长发滋燥,疗妊妇不思食口淡”。据测定,每100mL柚果汁中含Vcl20-137mg,比橙、桔高2~4倍,可溶性固形物含量为13.0~15.9%;柠檬酸含量为0.321%,还含有蛋白质、脂肪、及维生素B、B、E和P等人体中不可缺少的营养元素。12

柚皮占整个柚子的43%~48%(实测),除含有水分、维生素、矿物质这些人体必需的营养素外,还含有多种对人体健康有益的非营养性生理活性成分,如膳食纤维、黄酮类化合物、类柠檬苦素、香精油、天然色素等,这些成分高于柚果实。中医认为,柚皮具有止咳、化痰、理气、抗炎、止痒等功效。现代医学研究表明,柚皮提取物具有抗氧化、抗微生物、抗癌、抑酶、抗衰老、降血糖、降血压、预防动脉粥样硬化等活性,如将其丢弃既污染环境又浪费资源。一、碱浸提法

1.材料与设备(1)原料:原料为柚皮提取果胶后的残渣,水洗至中性,干燥,备用。(2)试剂:无水乙醇,醋酸,氢氧化钠,过氧化氢脱色剂。(2)设备:电热恒温干燥箱,电子天平,恒温水浴锅,强力电动搅拌机,离心机,马弗炉,精密pH计,循环水式多用真空泵。

2.工艺流程

3.操作要点

称取一定量的已提取果胶的柚皮残渣,用温水泡软,按照料液比1:10(g/mL)加入浓度为5%的氢氧化钠溶液(提取剂),在室温下浸泡4h,并适当搅拌;过滤,将所得固体滤渣用水洗至中性,然后加入2倍体积浓度为5%的过氧化氢脱色剂溶液,在75℃温度条件下,用醋酸调节pH值至4.8左右,搅拌,恒温放置lh进行漂白,自然冷却至室温,过滤,弃去滤液。滤渣先用水洗涤至中性。再用95%乙醇洗涤,干燥,粉碎,得水不溶性膳食纤维,回收乙醇。

4.成品性能测定结果

水不溶性膳食纤维得率为46%左右。所得产品颜色浅,质量较好。二、酸浸提法

1.材料与设备(1)原料:柚中果皮粉:将除去黄色色柚外果皮后的白色中果皮烘干、粉碎、过20目筛而成。(2)设备:电热恒温干燥箱,电子天平,水浴振荡器,。

2.操作要点

向15g柚中果皮粉中加入其质量30倍的盐酸溶液(pH2.0),65℃下浸泡lh后加热至90℃,并在搅拌条件下保持70min,使柚皮中水溶性纤维充分溶出。抽滤,将滤渣用温水反复洗涤,沥干后加入无水乙醇,将所得沉淀物于60℃下真空干燥,得柚中果皮水不溶性膳食纤维(IDF)样品。

3.成品性能测定结果

柚中果皮水不溶性膳食纤维(IDF)成片状或粉末状、粗糙、粒径不均匀,淡黄色;具有柚子的清香,味苦涩。柚皮IDF具有良好的持水和膨胀特性,其持水力和膨胀力分别为19.12g/g和20.88mL/g。

注:若将柚皮IDF作为食品添加剂应用于食品中,需要对其进行脱苦和脱涩处理。

15.梨渣中膳食纤维提取工艺

梨渣指以香梨鲜果为原料,经榨汁工艺提取果汁后余下的废弃物,主要是梨果实的胞壁组织,还包括一定数量的果核及果柄,总量约为原果重量的40%~50%。以年产10000吨天然梨汁企业为例,每年产生的梨渣约达2000~3000吨,不仅产生大量的废弃物,而且易造成环境污染。从梨渣中提取水溶性膳食纤维不仅可以提高梨深加工产品的附加值,延长产业链,而且变废为宝,解决环境污染问题,对提高人民的健康水平具有极其深远的现实意义。一、梨渣中水溶性膳食纤维的制取

1.材料与设备(1)原料与试剂:库尔勒香梨渣(梨渣经干燥粉碎过40目筛,以利于水溶性成分的溶出),食用柠檬酸,95%乙醇,无水乙醇,氢氧化钠。(2)设备:电热恒温干燥箱,电子天平,恒温水浴锅,粉碎机,调速离心机YXJ-3型,循环水式多用真空泵。

2.工艺流程

3.操作要点

漂洗:香梨渣放在16层纱布上,用清水反复洗涤至洗出的水接近无色,除去其中可溶性糖分及部分色素物质。

酸浸提:香梨渣淋干水后,按料液比1:15(g/mL)加水,用食用柠檬酸调节pH至2,于80℃水浴中恒温提取90min。

抽滤:对提取好的梨渣进行真空抽滤,得滤液,取出滤饼还可再利用。

真空浓缩:对利用旋转蒸发仪滤液进行真空浓缩,温度为80℃,转速最大。

醇析及洗涤:上述步骤所得上清液,加入4倍体积的95%乙醇沉析1h,抽滤,滤饼用无水乙醇复洗涤。

干燥粉碎:在35℃左右真空干燥至水分含量8%左右,粉碎,过筛。

检验:对产品进行各项检验及评价。

4.成品性能测定结果

水溶性膳食纤维外观呈淡黄色,无味,口感微酸、细腻、润滑。持水力:10.4g/g,溶胀度:17.5mL/g。二、梨渣中水不溶性膳食纤维的制取

操作要点

取一定量的干果渣,水洗2~3次后挤干水分,按料液比1:12(g/mL)加入稀硫酸溶液,调节料液pH值为1.5,于85℃下浸提1.5~2.0h,趁热过滤,热水洗涤滤渣,合并滤液用于提取果胶。滤渣水洗至中性,按料液比1:12(g/mL)加入浓度为1mol/L的NaOH溶液,40℃浸提90min,过滤,滤液除去杂质后,用醋酸调节料液的pH值为6~7,离心分离提取碱溶性半纤维素;滤渣水洗后加入一定量的过氧化氢溶液,调节料液的pH值为9~11,反应一定时间后水洗、醇洗,压干后真空干燥至水分小于15%,粉碎过筛后即得梨渣膳食纤维。

提取得到的膳食纤维持水力为10.23g/g,溶胀性为0.71mL/g;产品无涩味,无粗糙感,色泽良好,可广泛应用于面包、饼干等多种食品中。

16.芹菜中膳食纤维提取工艺

芹菜属伞形花科一年生或二年生草本植物。芹菜中含有大量纤维。我国芹菜种植面积大、产量多,近年来已建成多条芹菜深加工生产线。如芹菜汁饮料的生产、黄酮类物质的提取等。随着芹菜深加工量的增加,产生的下脚料——芹菜渣也越来越多。这些下脚料通常作为废弃物倒掉,这不仅污染环境,也对资源造成浪费。因此,利用芹菜渣制备膳食纤维,必将大大提高芹菜利用的附加值。芹菜作为药食两用且广泛栽培的一类植物,对它的开发利用将有着更为广阔的发展前景。一、材料与设备(1)原料与试剂:芹菜,纤维素酶(酶活性为1104u/g),蛋白酶K,乙醚,无水乙醇,冰醋酸,氢氧化钠。(2)设备:电热恒温干燥箱,电子天平,pH计,恒温水浴锅,中药粉碎机。二、操作要点

1.原料制备及预处理

芹菜经筛选和人工除杂后。切成小段。用4倍样品的无水乙醚浸泡2h.置于托盘中自然风干一段时间后,用鼓风干燥箱干燥后经粉碎机粉碎,密封后置于冰箱中备用。

2.酶解法提取膳食纤维

称取一定量预处理过的芹菜干粉末加入蒸馏水浸泡,用1moℓ/L的冰醋酸溶液调pH至5.0(用pH计测定),加10%纤维素酶,搅拌,100℃水浴中灭酶10min;用10%氢氧化钠调pH值至7.5,再加入5%蛋白酶于50℃水浴箱中保温2h后,100℃水浴灭酶10min。酶解液冷却至室温;取上述酶解液于离心机中离心。滤渣用水洗至中性后干燥,得到水不溶性膳食纤维(IDF)粗产品,收率为61.7%;取滤液定容至50mL,加4倍无水乙醇,室温沉淀24h后离心,抽掉上清溶液,取滤渣干燥后即得水溶性膳食纤维(SDF)粗产品,收率为9.2%。

注:南芹SDF含量为9.4%,南芹中根SDF含量为7.0%,茎为6.4%,叶为9.3%;北芹SDF含量为7.6%。

17.莴苣皮中膳食纤维提取工艺

莴苣又名莴笋,是较适于鲜切加工的蔬菜品种。在商品化处理过程中,占原料质量30%~40%的莴苣皮被作为废弃物随意丢弃,在很大程度上造成了资源浪费与环境污染。从莴苣皮中提取膳食纤维,既可为鲜切蔬菜加工产业化和副产物的综合利用开辟新途径,又可提高莴苣利用价值,为生产膳食纤维提供新的原料源。一、材料与设备(1)原料:市售新鲜莴苣,清洗后削皮,再经漂洗后沥干备用。(2)设备:电热恒温干燥箱,电子天平,pH计,恒温水浴锅,低速离心机,粉碎机,自动旋光仪,阿贝折射仪。二、莴苣皮中水溶性膳食纤维的提取

操作要点

干燥粉碎:将莴苣皮置于90~100℃鼓风式干燥箱内干燥4h左右,用粉碎机粉碎,然后过40目筛。

浸提:在90℃条件下,将过40目筛的莴苣皮粉用水浸泡20min,取上清液。

沉淀与离心分离:用4倍体积的无水乙醇处理,静置24h,以3000r/min离心分离,弃去上清液。

干燥:将上述沉淀物在105℃条件下烘干至恒重,称量,得水溶性膳食纤维,提取率为6.96%。三、莴苣皮中水不溶性膳食纤维的提取

1.样品处理:称取2g经过处理的莴苣皮粉,用4倍体积于样品的乙酸乙酯在25℃条件下浸泡3h,用蒸馏水清洗出残留有机溶剂,抽滤、清洗,得到脱脂样品。

2.莴苣皮中水不溶性膳食纤维的提取:取一定量脱脂样品,按照料液比1:17(g/mL)向其中加入浓度为0.5mol/L的NaOH溶液,在65℃温度条件下浸泡2h(以分解样品中的蛋白质);然后常压过滤,用蒸馏水漂洗至中性,向其中加入浓度为0.01mol/L的盐酸溶液,在80℃恒温水浴中浸泡90min(用以分解样品中的淀粉),蒸馏水漂洗至中性,过滤,在105℃条件下烘干至恒重,称重,粉碎,得0.9524g水不溶性膳食纤维,提取率为47.62%。

注:提取过程中可以通过滴加少许碘液判断淀粉有没有去除完全(变蓝,说明淀粉还没有去除完全);滴少许茚三酮试剂判断蛋白质有没有去除完全(不变色,说明蛋白质已经除去)。

18.荸荠果皮中膳食纤维提取工艺

荸荠在长江流域及其南部各省都有栽培,品种繁多。每年我国种植的荸荠除一部分食用外,大部分荸荠被加工成荸荠果脯、荸荠清水罐头、荸荠果肉饮料等。伴随着国际市场对各种荸荠产品需求的增加和国内荸荠产量的迅猛增长,必然会在加工过程中产生大量荸荠果皮废弃物。如果将这些废弃的荸荠果皮作为饲料或者直接排放到环境中,都不能达到对资源充分利用的目的。

在荸荠加工中产生的荸荠果皮中含有丰富的膳食纤维,而膳食纤维在食品中有着广泛的应用。膳食纤维具有预防肥胖症、防止糖尿病、预防结肠癌、抑制有害菌等作用。对这些荸荠果皮进行再加工,在提高原料利用率、减少浪费和创造经济效益都具有重要的意义。

一、荸荠果皮中水溶性膳食纤维的提取

操作要点

1.在加热温度为95℃的电热鼓风干燥箱中放置3min,对果胶酶进行灭酶处理3。进行这一步骤的目的是除去果胶酶,因为果胶酶会对果胶进行分解,降低荸荠果皮中果胶的含量。

2.在加热温度为45℃的电热鼓风干燥箱中干燥至恒重。使用多功能食品加工机对干燥后的荸荠果皮进行粉碎,时间为1min,过40目筛备用。

3.脱色处理:对荸荠果皮进行初次漂白处理,以95%乙醇为脱色剂。按照料液比1:8(g/mL)加入95%乙醇,温度40℃,脱色时间100min。此步骤的目的是为了尽量减少果胶提取后的杂质含量。

4.盐酸溶液提取:取30g脱色过的荸荠果皮粉(过40目筛),按照料液比1:15(g/mL)向其中加入浓度为0.7mol/L的盐酸溶液,在水浴温度80℃条件下提取1.5h。

5.醇析:过滤,滤液使用旋转蒸发仪进行浓缩到50mL。使用4倍体的无水乙醇进行沉淀,沉淀lh以后,轻轻除去上清液,使用真空干燥箱,在50℃下干燥至恒重,即得水溶性膳食纤维。二、荸荠果皮中水不溶性膳食纤维的提取

操作要点

将提取水溶性膳食纤维时经过滤所得滤渣置于烧杯中,按料液比1:10(g/mL)向其中加入浓度为4%的氢氧化钠溶液,水浴温度40℃条件下浸泡1h。用滤布过滤,流动水反复漂洗至中性。过滤,滤渣于45℃真空干燥箱中干燥至恒重,得不溶性膳食纤维,提取率为84.5%。

19.牛蒡渣中膳食纤维提取工艺

牛蒡又名白肌人参,属菊科,是年生草本耐盐植物,全国各地均有分布,多生于山野或路旁,其干燥成熟果实(牛蒡子)为临床用中药,具有疏散风热、解毒利咽等功能。牛蒡根中含有大量菊糖、微量元素和膳食纤维,在国外作为一种日常蔬菜使用。研究表明,牛蒡具有抗肿瘤、抗癌、抗菌、清除自由基、防衰老和降血糖等作用,是非常理想的天然保健食品。

牛蒡渣系用牛蒡根提取菊糖后的废弃物,含有大量可以利用的优质膳食纤维,从牛蒡渣中提取膳食纤维,添加到食品中,既增加了产品的保健功能,改进了产品风味,同时也提高了牛蒡的附加值,具有广阔的开发前景。一、材料与设备(1)原料:牛蒡渣,为生产牛蒡菊糖后的废渣。(2)设备:电热恒温干燥箱,电子天平,恒温水浴锅,旋转蒸发仪,粉碎机。二、工艺流程三、操作要点

1.废渣预处理

牛蒡渣于60℃干燥,机械粉碎,过40目筛,备用。

2.水溶性膳食纤维的提取

将牛蒡渣用流动水漂洗干净,淋干水后置于烧杯中,按料液比1:10(v/v)加水,用食用柠檬酸调至pH2.0,于80℃水浴中恒温提取90min。以双层滤布过滤,将残渣再加5倍体积水,以相同条件再抽提1次,合并滤液。将滤液在4000r/min条件下离心15min,取上清液,弃去沉淀。上清液经减压浓缩至原体积的1/3,再加入4倍体积的体积分数为95%乙醇沉析,抽滤,沉淀用无水乙醇反复洗涤,于40℃、真空度为0.085MPa下干燥,经粉碎得水溶性膳食纤维。

3.水不溶性膳食纤维的提取

将提取水溶性膳食纤维时经过滤所得滤渣置于烧杯中,按料液比1:5(v/v)加水,用5mol/LNaOH液调至pH12,浸泡30min,用滤布过滤,流动水反复漂洗至中性。再加2倍体积水,用5mol/L盐酸调至pH=2.0,60℃水浴恒温提取1h,过滤,滤渣漂洗至中性。加入1倍体积的质量分数40%NaOH溶液进行漂白脱色,用水浸泡过夜,反复漂洗至中性后,过滤,滤渣于40℃、真空度为0.085MPa下干燥,经粉碎得水不溶性膳食纤维。

成品性能测定结果:水不溶性膳食纤维外观呈白色,表现出蜂窝状结构,气味淡。持水力:7.2g/g,溶胀度:6.5mL/g。

20.芜菁中膳食纤维提取工艺

芜菁是人们普遍食用的一种蔬菜,它根茎扁圆,肉质根中含有大量的V、V、V及多种糖类、氨基酸、钙、铁、磷等矿物质,干物ABC质含量也较高,一般为9.5~12.0%。芜菁榨汁后剩下的滤渣中营养成分虽然已经大大减少,但若废弃或作为动物饲料,不仅降低了利用率,还造成了极大的浪费。若对芜菁中的膳食纤维加以提取利用,则极大地增加了产品的附加值。一、材料与设备(1)原料:芜菁,氢氧化钠,α-淀粉酶。(2)设备:电热恒温干燥箱,电子天平,恒温水浴锅。二、工艺流程三、操作要点

1.选料:选择新鲜、无虫蛀、无霉斑变质、成熟度较高的芜菁。

2.芜菁的预处理:将芜菁清洗后,破碎成直径约3mm的颗粒,加8倍于芜菁重量的清水,加热煮沸15min。

3.淀粉酶水解:加入0.3%的α-淀粉酶,65℃恒温搅拌60min,以除去芜菁中的淀粉。

4.碱水解:在酶水解后的芜菁中加入质量分数为7%的NaOH,于60℃温度条件下水解45min,以除去芜菁中的蛋白质。

5.后处理:用蒸馏水洗涤至中性,放入干燥箱进行干燥,即可得较纯净的膳食纤维,提取率为6.5%。

6.成品性能测定结果:成品呈浅黄色,气味淡,且生理活性好,溶胀性高达5.6mL/g,持水力为7.80g/g,蛋白质及淀粉残留量均符合标准。

21.鼠尾藻膳食纤维提取工艺

鼠尾藻在系统分类学上隶属于褐藻门、圆子纲、墨角藻目、马尾藻科、马尾藻属,为我国沿海常见野生种。生活在中潮带和低潮带的岩石上,或高、中潮带的水陆或石沼中。鼠尾藻藻体暗褐色,固着器为扁平的圆盘状或圆锥状,上生一条主干,主干顶部长有多条初生枝条、形常因枝的长度和节间距离的变化而不同。鼠尾藻的主要利用价值有:提取凝集素、提取抗细菌、抗真菌的活性物质、多糖类物和膳食纤维。一、材料与设备(1)原料:鼠尾藻,纤维素酶(酶活力15000u/g),胰蛋白酶(酶活力2500u/g)。(2)设备:恒温水浴摇床,电热恒温干燥箱,电子天平,研磨机。二、工艺流程三、操作要点

称取2g左右的鼠尾藻粉末加入锥形瓶中,加入复合酶(蛋白酶:纤维素酶为30:1),在pH5的条件下放入温度为40℃的水浴锅中进行酶解2h后,过滤,加入20mL浓盐酸溶液在常温下处理2h,去除鼠尾藻中的蛋白质、淀粉等非膳食纤维成分,洗净、沥去水分,然后加入20倍浓度为l.5%的氢氧化钠溶液,在55℃条件下浸提1h,用过氧化氢溶液漂白30min。洗净,用适量的95%乙醇脱水、挤干,放入50℃的干燥箱中干燥、称量,得鼠尾藻膳食纤维粗品,产率为15%左右,颜色为米黄色。

22.麒麟菜膳食纤维提取工艺

麒麟菜属红藻门、红翎菜科,广泛分布在我国南海海域,其性苦、咸,味平,有清热、消痰的功效,主治气管炎、痰结、痔疾。

麒麟菜含有丰富的营养成分,其中碳水化合物是构成麒麟菜的主要成分。印尼和海南麒麟菜的碳水化合物含量分别为77.97%和76.99%,均高于海带和紫菜中碳水化合物的含量,其中粗纤维含量分别为7.31%和12.58%,均高于海带粗纤维含量。麒麟菜的碳水化合物主要为卡拉胶,粗纤维等,淀粉和可溶性还原糖微量而未测出,因此,麒麟菜中的绝大部分碳水化合物不能被人体消化吸收,可称为膳食纤维,占麒麟菜藻体的70%以上,可谓很好的膳食纤维源,同时还是一种高纤维、低脂肪、低热能的保健食品原料。然而,麒麟菜民间不能直接使用,为非食用海藻,几乎全部用作生产卡拉胶的原料,但是目前卡拉胶供过于求,产品滞销,价格下降,影响了卡拉胶生产企业的经济效益。因此,有必要改变麒麟菜的加工方法,从麒麟菜中提取成本低其富有保健作用的高活性膳食纤维,进一步提高麒麟菜的利用价值,增加麒麟菜的加工利用方法。一、材料与设备(1)原料:麒麟菜,-淀粉酶(酶活力2000u/g),木瓜蛋白酶(酶活力100万u/g),95%乙醇。(2)设备:恒温水浴摇床,电热恒温干燥箱,电子天平,研磨机。二、工艺流程三、操作要点

1.预处理:实验前除去原料中的泥沙和其他杂物,

2.浸泡:采用常温浸泡,加水量以浸没藻体为宜,浸泡时间一般5~8h,藻体充分吸水后以便漂白和提胶。

3.漂白:pH7时,按照料液比1:10(g/g)加入浓度为2g/L的次氯酸溶液,对浸泡过的麒麟菜进行漂白处理40min后,排去漂白液,并将藻体充分水洗至无味。

4.水煮:将漂白过的麒麟菜加水煮沸,一般加水量为原料重的40倍,保持微沸状态60min后,停止加热,使其自然降温。

5.酶解:待水煮液降温到60~65℃时,加入0.15%的蛋白酶,在此温度下恒温搅拌60min后,煮沸灭酶,然后自然降温至60~65℃时加入0.1%的α-淀粉酶,同样在此温度下恒温搅拌30min后煮沸灭酶。

6.过滤:将灭酶后的混合液冷却至70℃左右时,用200目的尼龙丝滤布过滤,分别收集滤渣和滤液。

7.凝胶:待滤液冷却至室温后,在搅动条件下向滤液中加入一定量的酒精,酒精加入量一般为滤液体积的3倍,搅拌均匀后,静置使胶体充分沉淀。

8.过滤:待胶体充分沉淀后,用滤布过滤,挤干水分,收集滤渣。

9.烘干和粉碎:分别将两次收集到的滤渣,在55~60℃的恒温鼓风烘箱中烘干,再经超微粉碎机粉碎至80~100目的粉状,即得麒麟菜膳食纤维,产率为39.06%。四、成品性能测定结果

感官色泽:外观呈白色,持水力22.76g/g,溶胀度:48.6ml/g。同时,麒麟菜膳食纤维中含钙量较高(0.71%),不仅可以补充人体对钙的需求,还可以包埋膳食纤维中的羟基和羧基等侧链基团,避免这些基团影响人体肠道内矿物质的代谢平衡。此外,麒麟菜膳食纤维中含钾量很高(6.37%),可以改善人体Na/K比,因此,麒麟菜膳食纤维有望在预防高血压等方面发挥重要功能。

23.薇菜水不溶性膳食纤维提取工艺

薇菜,学名紫萁,俗称野豌豆,属紫萁科紫萁属多年生草本植物,其嫩茎叶可鲜食,也可加工成干菜。因其生长于荒山野岭之中,无污染,且味美爽口,营养丰富,并具润肺理气,清热解毒的药用功效,被国内外营养学家誉为绿色保健食品,成为深受国内外消费者欢迎的“林海山珍”,不仅国内市场看好,而且国际市场需求量也日益增加。薇菜中富含多种营养素,尤其富含膳食纤维,是一种很好的膳食纤维源。一、材料与设备(1)原料:薇菜,98%浓硫酸,乙酸乙酯等。(2)设备:低速台式大容量离心机,精密pH计,粉碎机。二、工艺流程三、操作要点

1.原料的预处理:用乙酸乙酯在室温下浸泡干燥实验样品3h,后用蒸馏水清洗残留的有机溶剂,抽滤,烘干得脱脂样品。

2.酸液水解:按料液比1:9(g/mL)加入稀硫酸溶液,调节pH为1.5~2.0,放到恒温水浴锅水解2h,后趁热过滤,并用热水洗涤滤2~3次,直到滤渣呈中性。

3.碱浸工艺:按料液比1:10(g/mL)加入0.5mol/L的氢氧化钠溶液,65℃下浸提1h,后进行过滤,洗涤滤渣直至滤渣呈中性。

4.干燥:将产品放到恒温干燥箱将温度调至50~60℃烘制5h,最后将干燥的产品进行磨碎即为水不溶性膳食纤维。四、成品性能测定结果

该品产率为41.81%,将其粉碎过40目筛,测定其持水力为6.28g/g,膨胀力为5.67ml/g。

24.海带膳食纤维提取工艺

海带是冷水性的大型经济海藻,其主要分布在北太平洋与大西洋沿海地区。海带不仅是一种营养成分丰富的海洋食蔬,同时其富含的褐藻胶、纤维素、半纤维素、甘露醇、碘、盐藻多糖等物质,可作为提取高活性膳食纤维的优质原料。一、材料与设备(1)原料:海带,中性蛋白酶,纤维酶,高活性干酵母。(2)设备:干燥箱,真空泵,水浴锅,电子天平,凯氏定氮仪,粉碎机。二、工艺流程三、操作要点

1.预处理:海带泡发后,选深褐色或深绿色优质海带,经挑选去除杂质,并将海带的黄白边梢除去,洗净。在60~70℃条件下,用干燥箱干燥,粉碎,过80目筛,备用。

2.酶解:在pH4~5,温度46~50℃的条件下,用纤维酶(添加量为100u/g)和蛋白酶(添加量为2000u/g)对海带粉酶解1h,然后加入0.3%的盐酸溶液处理2h。

3.稀酸处理:加入10倍量的0.1mol/LHCl溶液处理2次,每次1h,洗至中性后挤去水分。

4.稀碱处理:在60~65℃下用5倍的10g/LNaCO溶液消化2h,23加入适量水稀释后过滤。滤液用稀盐酸调节pH至中性,加入6倍量的100g/LCaCl溶液凝胶30min。滤渣分别用5倍质量的10g/LNaOH溶液2和5倍质量的10g/LHCl溶液煮沸处理30min,洗净。合并胶体和滤渣即得海带膳食纤维胶体。

5.海带膳食纤维脱腥:海带本身有一股较大腥味,腥臭味的产生主要是海带表皮上面所覆盖的胶质层及其含有的甲硫醚、菇类化合物所致,这种特有的气味影响了海带的食用。在30℃条件下酵母发酵0.5h或2%花茶煮沸30min脱腥。

6.功能活化方法:提取的海带膳食纤维胶体,以0.5%NaCl作为活化剂,对膳食纤维中的钙进行置换20min。将活化后胶体洗净,离心过滤,用适量95%乙醇脱水,挤干,即成为活化膳食纤维。活化的程度直接影响到膳食纤维的膨胀力和最后产率。本实验以不同氯化钠浓度对膳纤维进行离子交换,以提高膳食纤维的生理活性。

7.干燥:在干燥箱里,保持温度在50℃左右,烘干9h,使产品表面不硬结,不变色,保证终产品的得率和感官质量。四、成品性能测定结果

活化后的海带膳食纤维的干基含量达到70%以上,钙含量为6%左右,持水力大于30g/g,膨胀力大于1.60mL/g。改善时纤维具有膨胀力大、产率高、风味良好等特点。

二、生物碱

生物碱(alkaloid)一般是指存在于植物中的碱性含氮化合物,大多数具有含氮杂环,有旋光性和明显的生理活性,是许多中草药及药物植物的有效成分,也是现代药物的最主要的来源之一。生物碱的发现起始于19世纪初,是人类研究最早最多的一类天然有机化合物,大多数分布在植物界,且大多数分布在双子叶植物中,如豆科、毛莨科等。生物碱在植物中的分布往往集中在某一部分或某一器官,如黄柏的树皮,三颗针的根皮。另外,植物在不同的生长阶段所含生物碱的量与种类也可能有差异,所以人们可以根据植物的生长规律在有效成分含量最多的年限与季节采收其要用部分。

生物碱具有多种生物活性,在植物体内还具有良好的分布和较强的输导能力,是高效、低毒、无污染、对人畜安全的天然产物,在医药和农药领域有广阔的应用前景。然而,生物碱在植物中含量一般都较低,大多少于1%,长春花中的长春新碱含量只有百万分之一。而中草药所含成分十分复杂,既有有效成分,又有无效成分和有毒成分。为了提高中草药的治疗效果,就要尽最大限度提取有效成分,去除无效成分及有毒成分。因此,如何从天然产物中提取与分离生物碱,吸引了人们的广泛关注,其提取与分离方法也不断地改进和发展。(一)生物碱分类

生物碱的分类方法较多,按其植物来源可分为茄科生物碱、毛莨科生物碱、百合科生物碱、罂粟科生物碱等;按其生理作用可分为降压生物碱、驱虫生物碱、镇痛生物碱、抗疟生物碱等;按其性质可分为挥发碱、酚性碱、弱碱、强碱、水溶碱、季铵碱等。但是,最常用的分类方法是按其化学结构进行分类,结构已经研究清楚的生物碱可分为如下主要类型:

①吡啶衍生物类,如烟碱、金雀花碱等;②吡咯啶衍生物类,如红古豆碱、野百合碱等;③莨菪烷衍生物类,如阿托品、古柯碱等;④异喹啉衍生物类,如小檗碱、罂粟碱、吗啡等;⑤菲啶衍生物类,如白屈菜碱、石蒜碱等;⑥吲哚衍生物类,如长春花碱、麦角新碱、利血平等;⑦吡嗪衍生物类,如川芎碱等;⑧喹唑酮衍生物类,如常山碱;⑨嘌呤衍生物类,如咖啡碱等;⑩喹啉衍生物类,如茵芋碱、奎宁、喜树碱等;咪唑衍生物类,如毛果芸香碱等;有机胺类,此类生物碱的化学结构特点是氮原子在环外侧链上,如麻黄碱、秋水仙碱、益母草碱等;甾体生物碱,此类生物碱包括甾类生物碱和异甾类生物碱,氮原子大多数在甾环中,有的以与低聚糖结合的形式存在,如藜芦碱、茄碱、贝母碱等;萜类生物碱,其氮原子在萜的环状结构中或在萜结构的侧链上,如关附甲素、乌头碱等;大环生物碱,大多数具有内酯结构,故亦成为大环内酯类生物碱,如美登木碱等;其他,如哈林通碱等。(二)生物碱的药用价值

生物碱大多具有明显的生物活性,且往往是许多药用植物的有用成分,其药用作用主要表现在如下几个方面:

1.抗肿瘤作用:从石蒜科几种植物中分离得到的20余种生物碱,其中伪石蒜碱具有抗肿瘤活性;从豆科植物苦豆子根茎中获得的槐果碱也有抗癌作用。从喜树中分离出的喜树碱、喜树次碱等对白血病和胃癌具有一定的疗效。掌叶半夏在民间用于治疗宫颈癌,其中含葫芦巴碱,对动物肿瘤有一定疗效。

2.作用于心血管:从茜草科钩藤植物滇钩藤中分得的四氢鸭木碱具有舒张血管平滑肌的作用。苦参总碱对兔、大鼠等动物的心脏有明显的抑制作用,可使心肌收缩力减弱、心输出量减少等。莲心中的莲心碱和甲基莲心碱季铵盐有降压作用;马兜铃和广玉兰叶中的广玉兰碱有显著的降压作用;从钩藤中得到的钩藤碱,有降血压、安神和镇静的作用。

3.作用于神经系统:附子生物碱也有较强的镇痛作用。苦参碱类生物碱具有镇静镇痛、解热降温等中枢抑制性作用。蛇足石杉所含生物碱石杉碱甲和石杉碱乙具有很强的抑制胆碱酯酶活性,石杉碱甲对治疗重症肌无力和早老性痴呆有显著疗效,已被国际上列为第二代的乙酰胆碱酯酶抑制剂之一。从山莨菪中分离得到的樟柳碱,虽然其抗胆碱作用比东莨菪碱及阿托品稍弱,但毒性较小,对偏头痛型血管性头痛、视网膜血管痉挛和脑血管意外引起的急性瘫痪都有较好的疗效,同时它还可用作中药符合麻醉剂。

4.抗菌消炎作用:川贝母醇提物对金黄色葡萄球菌和大肠菌有明显抑制作用;贝母碱对卡他球菌、金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、克雷佰氏肺炎杆菌有抑制作用;去氢贝母碱和鄂贝定碱对卡他球菌、金黄色葡萄球菌有抗菌活性,且鄂贝定碱作用最强;黄连小檗碱可用于治疗流行性脑脊髓炎、大叶肺炎、肺脓肿、滴虫性阴道炎、皮肤感染性炎症等;苦豆子中所含生物碱对治疗菌痢、肠炎具有显著疗效;从黄藤中得到的棕榈碱,对白色念珠菌有明显的抑制作用。

5.抗疟作用:从菊叶三七中分离得到的菊三七碱具有抗疟作用,除此而外,昆明山海棠所含的总碱能治疗类风湿型关节炎。(三)生物碱提取方法

生物碱的提取方法较多,按照所用溶剂或提取条件的不同,均可分为不同的几类:

1.按所用溶剂的不同进行分类(1)水提取法(以水作溶剂)

直接以水作为溶剂,此法操作简便,成本较低,但提取次数多,水用量大。(2)酸水提取法

对于那些碱性较弱能直接溶解于水的生物碱的提取,可采用偏酸性的水溶液,使生物碱与酸作用生成盐而得到提取。具有碱性的生物碱在植物体中多以盐的形式存在,而弱碱性或中性生物碱则以不稳定的盐或游离碱的形式存在.故常用0.5%~1%的乙酸、盐酸等为溶剂。(3)有机溶剂提取法

乙醇提取法在生物碱的提取中应用较为普遍,对游离生物碱及其盐类一般采用乙醇提取法。也可根据相似相容原理,对不同性质的生物碱选取最佳的有机溶剂来进行提取。可采用单一有机溶剂进行分步提取,用不同溶剂提取不同成分;也可采用混合溶剂、反应溶剂进行提取。

2.按提取条件的不同进行分类(1)冷浸提法:对于不宜热浸,特别是从含淀粉较多的物质中提取生物碱,一般采用冷浸提法,如从苦豆子种子中提取生物碱,就是在冷的稀盐酸水中浸出来的。(2)回流提取法:即通过加热回流来提取生物碱的一种方法。使用的回流溶剂一般有水、醇及混合溶剂。此法操作简便,但是效率不够高,有时可能不能一次完全提取生物碱,要反复回流提取。(3)索氏提取法:本法一般作为生物碱的辅助提取法,单纯采用超声波法提取并不多见。一般采用超声辅助浸提可大大提高生物碱的提取收率,缩短浸提时间,并且能很好地保持生物碱的特性和品质。(4)膜提取法:膜提取分离是一门高新技术,在对中草药的提取浓缩、生物碱的提取分离及其他有效成分的提取分离中,具有不存在相转换、操作条件温和、提取分离效率高、不必添加化学试剂、不损坏热敏感物质、可极大地简化提取工艺等优点,具有传统方法无可比拟的优势。(5)超临界提取法:超临界提取法包括超临界流体萃取法和超临界流体色谱等方法。超临界流体萃取是20世纪80年代发展起来的一项新的提取技术,即利用超临界流体为萃取剂,从液体或固体中萃取出待测组分。

超临界流体是介于气体和液体之间的流体,同时具有气体和液体的双重特性。利用其在临界点附近体系温度和压力的微小变化使物质溶解度发生几个数量级的突变特性,来实现其对物质的提取分离。通过改变压力或温度来改变超临界流体的性质,可以达到选择性提取各种类型化合物的目的。

在众多超临界流体中,以二氧化碳最为常用。超临界二氧化碳的超临界温度低、可在常温下操作,多大部分物质呈化学惰性,可有效防止热敏性和化学不稳定性成分被高温破坏和氧化,无色、无味、无毒、不残留于萃取物上,无溶剂污染,廉价易得,且易制成高纯度气体,不易燃烧,使用安全。从提取到分离可一步完成,操作费用低;选择性好,通过调节温度和压力,可有针对性地萃取有效成分。(四)生物碱分离方法

生物碱的分离方法很多,既有经典的分离方法如溶剂萃取法、蒸馏法、沉淀法、盐析法、结晶法、膜渗透升华法等;也有较为现代的、先进的分离方法,如色谱分离法。(1)柱硅胶色谱分离法

硅胶柱色谱分离法主要是利用二氧化硅作为填料,是较为常用的柱色谱分离方法.硅胶是中性无色颗粒,其性能稳定.硅胶层析柱适用范围广,既能用于非极性生物碱也能用于极性生物碱,且成本低,操作方便,是常见的生物碱的分离方法(2)大孔树脂分离法

大孔树脂是一类有机高聚物吸附剂,是一种非凝胶型、注有致孔剂、不含交换基团、含空隙结构的“纯聚合物”。其平均孔径在30~100A,具有比表面积大,吸附容量大,选择性好,再生处理方便,吸附速度快等特点,特别适合于从水溶液中分离化合物。它的吸附作用与表面吸附、表面电性或形成氢键等有关。(3)离子交换树脂分离法

离子交换树脂对吸附质的作用主要通过静电引力和范德华力,达到分离纯化化合物的目的。该技术设备简单、操作方便、生产周期短、能耗低、产品纯度高、不吸潮、不加辅料就可成型,它的应用将日益广泛。(4)高速逆流色谱分离法

高速逆流色谱(high speed counter current chromatography,HSCCC)分离法是一种新的分离技术其原理是基于组合在旋转螺旋管内的相对移动而互不混溶的两相溶剂间分布不同而获得分离。其中固定相不需要载体,因而完全消除了气、液色谱中由于使用载体而带来的吸附现象。该法特别适于制备性的分离,每次进样体积较大,进样量也较多,因此其应用前景引人注目。

1.金不换总生物碱的提取工艺

金不换是防已科千金藤属植物,是华南和西南地区的民间常用药,又名“地不容”、“山乌龟”、“地不荣”、“地芙蓉”、“一文钱”、“解毒子”等,具有清热解毒,健胃止痛,散瘀消肿等功效,可治外感咳嗽,咽痛,口舌生疮,呕吐腹泻,痢疾,胃痛,痈疽肿毒,跌打损伤等。一、材料与设备

1.原料及试剂:金不换块根,无水乙醇,甲醇,氯仿,浓氨水,浓盐酸。

2.仪器与设备:真空干燥箱,循环水真空泵崩,高速万能粉碎机,旋转蒸发仪,80目标准检验筛。二、操作要点

1.样品炮制:将金不换块根洗净泥沙刮去粗皮,切片后放在室内通风处阴干,再于60℃的恒温鼓风干燥箱内干燥4h,用粉碎机粉碎,过80目筛,得金不换粉末。

2.无水乙醇回流提取法:称取金不换粉末40g放入干燥的500mL圆底烧瓶中,加300mL95%乙醇,室温浸泡1h,加热回流2h,抽滤。剩余残渣加入200mL无水乙醇加热回流1h,抽滤。合并两次滤液,滤液用旋转蒸发器减压浓缩至膏状,放冷,加3%HCl液溶解,抽滤除去不溶物。

向提取液中加入100mL氯仿,用浓氨水调pH10,然后置于分液漏斗中萃取,共萃取5次,每次均用100mL氯仿萃取1h,合并萃取液后用旋转蒸发器减压蒸干,回收溶剂,用少量甲醇将容器壁上的萃取物溶解,移入已称重的西林瓶中,放入50℃烘箱内,待甲醇基本挥发干后,将提取物置于真空干燥箱中干燥,待提取物烘干后称重,即得总生物碱质量。

2.苦参生物碱的提取工艺

苦参又名苦骨、川参、凤凰爪、牛参、地槐、野槐等,为豆科多年生落叶亚灌木植物舌参的根,采挖后去芦头及须根晒干切片入药,全国各地均产,功能主要为清热、燥湿、杀虫等,主治热毒血痢、肠风下血、黄疸、赤白带下、小儿肺炎、急性扁桃体炎等多种炎症和痔漏、疥癞恶疮、皮肤瘙痒、阴疮湿痒等疾病。苦参的根含有多种生物碱,如氧化苦参碱、羟基苦参碱、甲基野靛碱、臭豆碱、赝靛叶碱、脱氢苦参碱(槐果碱)等多种生物碱及黄酮类化合物。

苦参碱是从豆科植物苦参、苦豆子、山豆根中分离出来的生物碱,是上述3种传统中草药的主要活性成分之一,是苦参类生物碱的代表。《中国药典》2000年版一部中,是以苦参碱的含量作为苦参药材的质量控制指标;2005年版一部中,苦参碱的含量也是苦参药材的质量控制指标之一。苦参碱是白金雀儿碱的异构体,属于喹喏里西啶类衍生物,由2个喹喏里西啶环骈合而成,有2个氮原子,一个是叔胺氮,一个是酰胺氮,其分子式为CHNO,分子量为245.37。苦参15242碱有4种形态:α-苦参碱为针状或柱状结晶,熔点为76℃;β-苦参碱为斜方晶状,熔点为87℃;γ-苦参碱为液体,沸点为223℃;δ-苦参碱是柱状结晶,熔点为84℃。常用的是α-苦参碱,其结构见图1。苦参碱能溶于水、苯、氯仿、甲醇、乙醇,微溶于石油醚。因为苦参碱具有多方面的药理作用,如抗肿瘤作用、抗癌作用、抗病毒作用,所以对苦参总碱的提取与分离具有重要的意义。一、材料与设备

1.原料及试剂:苦参,无水乙醇,乙酸,氯仿,NaOH,大孔吸附树脂,硅胶G,盐酸,纤维素钠,苦参碱对照品和氧化苦参碱对照品。

2.仪器与设备:电子天平,超声波振荡器,电炉,旋转蒸发仪等。二、操作要点

1.水煎法提取

首先用植物粉碎机粉碎苦参,并称取苦参粉100g加水1000mL用电炉煮沸,煎煮1.5h,过滤收集药液。再加水800mL,电炉煮沸,煎煮1h,过滤收集药液。第3次加水600mL,电炉煮沸,煎煮30min,过滤收集药液.弃药渣合并三次药液,用纱布过滤冷却,并于3000r/min离心5min,得上清液,于4℃冰箱冷藏备用。

旋转蒸发仪浓缩药液至50mL左右,并过大孔吸附树脂(5mL/min)洗脱分离,得流出液,用80%的乙醇对大孔吸附树脂进行洗脱(2mL/min)。再将流出液与洗脱液分别用氯仿、乙酸乙酯溶液萃取3次(8h/次),用硅胶薄层层析,经显色鉴定表明流出液含有黄酮、洗脱液含有生物碱。然后再用荧光显色鉴定,并与标准品对照,发现洗脱液中得到的生物碱至少含有3种。

2.苦参碱的分离(1)准备吸附柱:①取20AB-8树脂用清水浸泡15min;②取中小型柱子,洗净干燥,填入玻璃纤维;③将浸泡好的树脂与水一起转入柱子内,打开阀门排出多余水份;④用80%乙醇、5%盐酸溶液浸泡树脂过夜,再排出。再第二次将上诉溶液加入柱子,浸泡4h;⑤用清水洗净,直到洗后溶液pH值为7为止;⑥用蒸馏水浸泡待用.(2)薄层层析:①将5g羧甲基纤维素钠加入1000mL水溶解煮沸;②将上诉溶液与硅胶G以3:1的体积比调匀,并于105℃下干燥40min;③取一载玻片,将干燥后的稠状液体均匀涂抹于上面,干燥待用;④在制备好的薄层上画一条基线,于中心点样药品原液数次;⑤生物碱的展开剂为三氯甲烷、甲醇、氨水混合液,其中三氯甲烷:甲醇:氨水=5滴:0.6滴:6滴;对黄酮的展开剂为三氯甲烷和甲醇混合液,三氯甲烷:甲醇=8.5滴:1.5滴.⑥用碘化铋钾对生物碱显色,发现有3个有色斑点.⑦用5%三氯化铁对黄酮显色,发现没有有色斑点;(3)让原药液流过吸附柱(速度为5mL/min),再用80%乙醇洗脱(速度为5mL/min),得到2部分溶液(流出液、洗脱液)。分别对这2部分进行薄层层析,发现都有生物碱的存在.说明生物碱在树脂上的吸附效果不好,准备调整pH值及树脂进行再次吸附。(4)用旋转蒸发仪对洗脱液进行浓缩,再用氯仿、乙酸乙酯分别进行萃取,得2部分溶液.再对2部分溶液进行薄层层析,发现氯仿萃取的部分有生物碱的存在,而乙酸乙酯萃取的部分其中虽然有物质的存在,但是既不是黄酮也不是生物碱,需要进一步鉴定分析。

3.莲子心总生物碱的提取工艺

莲子心为睡莲科植物莲的成熟种子中的干燥幼叶及胚根。莲子心为常用中药,传统医学认为其具有清心安神、交通心肾、涩精止血之功效。现代研究表明,莲子心治疗心血管疾病的有效部位为生物碱类成分。其中甲基莲心碱、异莲心碱、莲心碱等3种双苄基异喹啉类生物碱具有显著的抗心律失常、抗心肌缺血、降压等药理活性,已成为现代中医药研究的热点之一。一、材料与设备

1.原料及试剂:莲子心药材,层析用硅胶等。二、操作要点

1.莲子心总生物碱的提取

取莲子心粉末50kg,加入含1%盐酸的80%乙醇溶液500L,浸泡1h,搅拌1h,第2次加入400L溶剂,浸泡1h,第3次同样加入400L溶剂,搅拌30min,过滤,回收乙醇至无乙醇味,离心,取上清液,加2mol/LNaOH的溶液调pH值至8~9,离心,取沉淀,干燥,得到莲子心总生物碱约500g。

2.莲子心总生物碱的分离鉴定

取上述干燥至恒重的总生物碱100g,进行硅胶柱层析,三氯甲烷-二乙胺梯度洗脱,99:1梯度下得到化合物Ⅰ,97:3梯度下得到化合物Ⅱ,95:5梯度下得到化合物Ⅲ。

化合物I粗品1g溶于1%盐酸,三氯甲烷反复萃取,取酸水层用氨水调节pH值至8~9,三氯甲烷萃取,回收三氯甲烷,残渣用无水乙醇反复重结晶得到淡黄色无定形粉末180mg,为甲基莲心碱。

化合物Ⅱ粗品500mg,溶于热的无水乙醇,加入稍过量的4%盐酸,放置析晶。将结晶溶于3%氢氧化钠溶液,加入氯化铵直到析出乳白色沉淀为止,用三氯甲烷反复提取,蒸馏水洗涤,无水硫酸钠脱水,得松散的黄白色无定形粉末98mg,为异莲心碱。

化合物Ⅲ粗品1g,溶于适量的无水乙醇中微热溶解,在冰水冷却下,滴加稍过量的70%高氯酸,使溶液呈酸性,置冰箱过夜,析出黄色颗粒状结晶,过滤,用冷却无水乙醇洗涤得白色颗粒状结晶化合物Ⅲ的高氯酸盐。取该高氯酸盐溶于3%NaOH溶液中,加入适量固体氯化铵,直到析出乳白色沉淀为止,依次用三氯甲烷、水提取洗涤,无水硫酸钠干燥,得松散的白色无定形粉末100mg,为莲心碱。

4.魔芋总生物碱的提取工艺

魔芋又名蒟蒻,为天南星科魔芋属的多年生草本植物,主要分布在东南亚和非洲等地,尤其是印度、中国、日本和印度尼西亚等国具有丰富的魔芋资源,美洲和欧洲目前还没有种植的记载。日本有1500多年的种植和食用历史,有100多年的精粉加工历史。我国虽有2000多年的民间栽种历史,但真正的精粉加工还只是20世纪80年代中期才开始的。

魔芋是一种医疗保健价值和经济价值极高的草本宿根植物,含具有生物活性和生理功能的魔芋葡甘露聚糖(KGM)和生物碱。《本草纲目》等古书记载,魔芋性寒、味平、其生物碱有毒,具有化痰散积、行瘀消肿之功效,中医用于治疗痰嗽、积滞、疟疾、跌打损伤、消肿去毒、痈肿风毒和螺病结块等。我国民间常用于治疗毒蛇咬伤、无名肿痛、疗疮、淋巴结核、乳痈、烫伤等。长期试验表明,魔芋具有很高的药用价值,能够调节胆固醇代谢,对动脉硬化、胆结石、虚血性心脏病、便秘、糖尿病和肥胖症等都具有显著的疗效,坚持食用魔芋食品,还能大大减少冠心病的发病率。而且,魔芋中的生物碱属于纯天然产物的提取药物,能够迅速降解,无生态环境污染问题,有较高的选择性,对人畜安全且不产生抗性,具有无药害、对作物生长有刺激作用、可兼治病虫害、提高植物的免疫功能等优点,在生物医药、农业等领域都具有良好的应用和开发前景。一、材料与设备

1.原料及试剂:魔芋加工副产物魔芋飞粉,95%乙醇,乙醚,氨水,碘化铋钾,硫酸,氯化钠,均为分析纯。

2.仪器与设备:旋转蒸发仪,电子分析天平,分液漏斗,烘箱,水浴锅。二、操作要点

称取原料150g放于250ml三角瓶中,加入95%酒精100ml,在50℃水浴中提取1h,然后过滤分离原料和提取液;二次提取时加酒精60mL,在50℃水浴中提取1h;第三、四次提取同第二次提取操作。合并四次提取液,回收乙醇,浸膏用10%HSO溶解,过滤;滤24液用氨水调节pH至10后用氯化钠饱和;然后,以氯仿为萃取剂萃取5次,每次氯仿用量为滤液体积的1/5;合并氯仿萃取液,再用以氯化钠饱和的10%HSO提取5次,每次10%HSO用量为氯仿体积的24241/5;合并5次萃取液,以氨水调节pH至10,再用氯仿萃取5次,合并氯仿液,转至80℃下已恒重的烧瓶中,回收氯仿。在80℃下干燥恒重,魔芋粉末中总生物碱含量为5.01%。

注:由于魔芋生物碱在加工过程中被富集于飞粉中,因此飞粉将作为生物碱提取的主要原料。

5.半夏生物碱的提取工艺

半夏为天南星科植物半夏的块茎,是一种重要的中药材,被收载入1990年版的《中国药典》。其药理作用有燥湿化痰,降逆止呕,消痞散结;外用可治急性乳腺炎、急慢性化脓、中耳炎等。近年来研究发现,半夏还具有抗肿瘤、抗生育、降血脂、护肝和治疗冠心病等多种重要作用。生物碱在半夏众多的化学成分中具有明显的生物活性,是半夏药理作用的主要有效成分。药材中生物碱含量的多少是评价药材质量好坏的重要指标之一。半夏生物碱中包括L-麻黄碱、胆碱(HOCHCHN(CH))OH、烟碱等多种生物碱。其中L-麻黄碱含2233量最多。一、材料与设备

1.原料及试剂:半夏、氨水、氯仿、浓硫酸、乙醚、无水碳酸钠。

2.仪器与设备:超声波清洗器二、操作要点

1.原料预处理:将半夏块茎去皮、洗净105℃烘箱中烘4h后置于60℃烘箱中烘至恒重,碎后过60目筛,将过筛的粉末置于干燥器中备用。

2.提取工艺

氯仿提取法:

密称取3.1517g半夏粉末,加入12%的氨水将材料搅拌至湿润,加入18倍体积的氯仿浸提25h,浸出液用硫酸提取,然后用乙醚提取,无水碳酸钠振荡脱水,低温回收至愠重,得生物碱1.45mg,得率为0.0456%。

超声波辅助提取法:

称取3.1504g半夏粉末,加入12%的氨水将材料搅拌至湿润,加入18倍体积的氯仿,冷浸3h后,冰浴超声提取1h,过滤,残渣以氯仿洗涤过滤3次,合并滤液,80℃下回收氯仿并蒸干,得生物碱1.44mg,得率为0.0451%。

注:超声提取半夏生物碱时,一定要采用冰浴超声波提取,否则生物碱提取率不稳定,提取率低。

6.胡椒总生物碱的提取工艺

胡椒为胡椒科常绿藤本植物胡椒的接近成熟或成熟果实。它只能生长在年降水量2500mm的热带地区,生长期中还需要一段干热的间隔期,现广泛栽培于热带国家,在我国福建、广东、海南,云南均有栽培。其未成熟果实干后,去皮皱缩为黑,称之为黑胡椒,味淡;成熟果脱皮而白,称之为白胡椒,味浓。调味与药用均以白胡椒为佳。胡椒主要含生物碱,挥发油为其辛辣刺激成分,其中以生物碱为主要生物活性物质。胡椒生物碱均为酰胺结构,总碱含量达10%,主要成分是胡椒碱,胡椒高碱A、B、C,胡椒次碱,胡椒新碱等。其中,胡椒碱为白色结晶体,味烧灼感,碱性极弱,对石蕊试纸则呈中性反应,也不宜和酸结合成盐,与强无机酸如盐酸,氢溴酸等作用能生成不稳定的盐。胡椒碱几乎不溶于水,易溶于氯仿、乙醇,可溶于苯或醋酸,微溶于乙醚。胡椒味辛,性热。药理研究表明,胡椒碱能抑制胃粘膜损伤,使胃液分泌减少,胃酸和胃蛋白酶活性降低,具有明显的抗溃疡作用,同时还具有对中枢神经系统的抑制作用、抗炎作用、保肝作用以及促进小肠吸收,抗菌杀虫,使皮肤血管扩张,产生温热感等作用。一、材料与设备

1.原料及试剂:白胡椒、乙醇、盐酸、浓氨水等。

2.仪器与设备:超声波细胞粉碎机。二、操作要点

称取40目白胡椒粉50g于1000mL圆底烧瓶中,加入500mL75%乙醇溶液,加入盐酸调pH值至3.5,浸泡1h,先进行超声波提取60min,然后再进行沸水浴回流提取1h,收集滤液,残渣继续超声、回流提取1次,溶剂用量减半。合并2次提取滤液,加入浓氨水调pH值至9左右。放置过夜,抽滤,得黄褐色结晶,干燥,得总生物碱5.87g。

注:(1)光或热严重影响胡椒中总生物碱的稳定性,因此,提取所得的生物碱应当放在阴凉处保存;(2)胡椒碱属于酰胺类衍生物,碱性极弱,反应中为使总碱的提取完全,应在乙醇中加入适量酸,使药品中的总生物碱尽可能多的溶于乙醇溶剂中;(3)胡椒中树脂的存在会影响滤液中总碱的沉淀结晶,因树脂呈酸性,故滤液中可加入少量氨水,使树脂溶于氨水中,同时,加入氨水使滤液呈碱性,有利于总碱的沉淀结晶,可使更多的生物碱析出。

7.蚬壳花椒总生物碱的提取工艺

蚬壳花椒,中药名为单面针,属芸香科花椒属木质藤本植物,其根、茎均供药用,具有祛风活络、散瘀止痛、解毒消肿、抗菌消炎之功效,民间用于治疗腰腿痛、关节肿痛、跌打损伤等症状。蚬壳花椒中富含生物碱,其中的白藓碱和茵芋碱都具有抗菌、消炎、止痛之功效,4-甲氧-1-甲基-2-喹诺酮具有与抗老年痴呆活性相关的内酰氨结构。一、材料

蚬壳花椒干燥茎、标准品白藓碱dictamnine。二、操作要点

1.原料预处理:蚬壳花椒干燥茎,粉碎后过40目筛得粉末,装入广口瓶,储于干燥处备用。

2.总生物碱的提取:称取10g的蚬壳花椒粉末,按料液比1:25(g/mL)加入体积分数为75%的乙醇100mL,用盐酸调pH值为2,超声波提取1h,浸泡48h,然后70℃热回流提取2h,过滤;将滤渣按原浓度加入100mL的溶剂,再提取过滤,合并滤液,减压浓缩,用1%的盐酸100mL溶解浸膏浸泡过夜,过滤后再用等量氯仿除脂肪等杂质,然后用浓氨水调pH值至10,用等量氯仿萃取多次至反应微弱,合并多次萃取液,减压浓缩至浸膏状,在干燥箱中干燥称重,得率为5.68%。

注:蚬壳花椒茎内总生物碱的含量较高。

8.藜蒿生物碱的提取工艺

藜蒿,学名蒌蒿,又名水蒿、水艾、柳蒿、芦蒿、狭蒿等,为菊科蒿属的多年生草本植物。匍匐地下根茎肥大、粗壮、色白,是营养物质的主要贮藏器官。地上茎直立、无毛,初时绿褐色,后为紫红色。单叶互生,具柄,绿色、无毛,背面密生灰白色丝状平贴的绒毛。下部叶通常在花期枯凋。中部叶密集,呈羽状深裂,裂片条状披针形或条形,先端渐尖,边缘常具浅锯齿;上部叶与苞片叶指状三深裂或不分裂。头状花序多数,呈钟形。花黄色,内层心花两性,外层边花雌性,花果期7~10月。以其地上嫩茎叶和地下肥大肉质的匍匐茎供食用,是南方地区清明前后食用的传统时令野菜之一。

藜蒿按叶型可分为大叶蒿(即柳叶蒿)、碎叶蒿(即鸡爪蒿)和复合型蒿(嵌叶型蒿,即同一植株上,有两种以上叶型)。大叶蒿叶片羽状3裂,耐寒,萌发早;碎叶蒿叶片羽状5裂,耐寒力弱,萌发迟。藜蒿按嫩茎的颜色则可分为白藜蒿(属大叶蒿)、青藜蒿(属碎叶蒿)和红藜蒿。

藜蒿广泛分布于西伯利亚、朝鲜、日本,我国从东北的大兴安岭南麓至长江流域的江河湖泊地区都有藜蒿零星分布。主要生长在低洼潮湿的水沟边、山坡、荒滩、沼泽、淡水湖草滩地。明代李时珍的《本草纲目》对其描述,曰:“味平甘,主五脏邪气,风寒湿痹,补中益气,长毛发令黑,疗心悬,少食长饥;久服轻身耳目聪明不老。”有利膈、开胃、行水和解毒等功效。全草具有特异香气,既可食用又可药用,是一种开发前景较好的野生植物资源。一、材料与设备

1.原料及试剂:野生藜蒿。

2.仪器与设备:恒温水浴锅、烘箱、旋转蒸发仪、循环水式多用真空泵、台式离心机、薄层层析板、层析用滤纸。二、操作要点

1.药材处理:将野生藜蒿样品洗净、放置于60℃烘箱中烘干,切碎,目数在10目左右,保存好备用。

2.回流提取:取100g样品,加10倍量溶剂,85%乙醇,4%硫酸,浸泡30min,100℃回流提取2h,过滤。滤渣再重复上一步骤,共回流提取2次。将所得滤液60℃减压浓缩,用0.1mol/L的稀盐酸定容至100mL。将所得酸性水溶液在10000r/min的离心机中,4℃低温离心15min,真空抽滤,除去不溶性杂质。

3.萃取:向上述处理液中加入浓氨水数滴,pH调至9~10,在转速为10000r/min的离心机中、于4℃低温离心15min,真空抽滤,再用氯仿分5次萃取,真空抽滤,除去脂类物质。每次萃取均按同一标准操作进行,即振摇1min,再静置3min,待溶液充分分层后,再收集下层氯仿溶液。45℃减压回收氯仿,干燥得浸膏为藜蒿生物碱。

4.藜蒿总生物碱的化学鉴别方法(1)碘化铋钾试剂:碘化铋钾试剂在酸性溶液中与生物碱反应生成桔红色沉淀[ALk.KI.(BiI),]Alk为生物碱。此反应很灵3n敏。(2)碘化钾碘试剂:在酸性溶液中与生物碱反应生成棕红色沉淀。(3)薄层层析检测:用毛细管取样2μL点于硅胶G板上行展开,用展开剂(氯仿:乙酸乙酯=5:2)上行展开,再用365nm紫外灯照射,看是否有颜色变化,根据颜色可判断存在生物碱,然后晾干,用碘化铋钾试剂显色。

注:操作过程中先经过8000r/min低温离心处理,再过滤,可明显去除大量杂质。

9.黄连生物碱的提取工艺

黄连为多年生草本植物毛莨科植物黄连、三角叶黄连或云连的干燥根茎。含有多种生物碱,其中含量最高的为盐酸小檗碱,又名黄连素,含量可达5%~8%,属异喹啉生物碱,具有抗菌、抗病毒、抗心律失常、保护缺血心肌、降血压、降血糖、抗胃溃疡、抗肿瘤及抗HIV等药理作用,临床上广泛应用。一、材料与设备

1.原料及试剂:黄连药材、乙腈为色谱纯、其它试剂均为分析纯。

2.仪器与设备:恒温水浴锅、烘箱、循环水式多用真空泵、旋转蒸发仪、超声清洗器。二、操作要点

乙醇回流提取:

称取黄连粗粉30g,置圆底烧瓶中,用70%乙醇回流提取2次,每次1h,加10倍量乙醇,过滤,合并滤液,浓缩,干燥成干膏,出膏量为25.67%,盐酸小檗碱量为2.3610g,总生物碱量为4.0054g。

酸水煎煮提取:

称取黄连粗粉30g,用2%盐酸溶液加热煎煮提取2次,每次1h,加10倍量浓度为2%的盐酸溶液,过滤,合并滤液,浓缩,干燥成干膏,出膏量为25.61%,盐酸小檗碱量为2.2487g,总生物碱量为3.8009g。

乙醇渗漉提取:

称取黄连粗粉30g,加70%乙醇溶胀1h,上柱后浸泡48h,用大约600mL同浓度乙醇,以1.5mL/min的渗漉速度渗漉,收集渗漉液,浓缩,干燥成干膏,出膏量为23.33%,盐酸小檗碱量为2.1044g,总生物碱量为3.5560g。

注:盐酸小檗碱遇高温易被破坏,并且受热时间延长,可致黄连中其他生物碱分解,因此,在处理样品全过程中应尽量避免高温。低温时,生物碱较稳定,室温贮藏一段时间后总生物碱含量基本保持不变

10.益母草生物碱的提取工艺

益母草为唇形科植物益母草的干燥地上部分,是常用中药,临床上用其流浸膏或复方制剂治疗月经不调、痛经、阴道炎症等妇科常见病。已知益母草中所含有效成分为总生物碱,主要包括益母草碱和水苏碱等,这些生物碱具有活血调经、利尿消肿的活性。一、材料与设备

1.原料与试剂:益母草药材、乙醇、盐酸、硫氰酸铬铵、盐酸水苏碱化学对照品。

2.设备与仪器:电子天平、紫外光分光光度计、医用超声波清洗器。二、操作要点

1.总生物碱的提取(1)阳离子交换树脂的前处理:取新732阳离子交换树脂,用清水浸泡,洗去破碎的树脂,用质量分数为10%的氯化钠水溶液浸泡24h,装柱,然后依次用质量分数为5%的盐酸溶液洗涤,蒸馏水洗,质量分数为5%的氢氧化钠溶液洗涤,再以质量分数为5%盐酸溶液洗涤,最后用纯化水洗至中性。(2)总生物碱提取:称取过筛益母草饮片500g,快速淋洗后置提取筒中,加14倍量水煎煮1h,保持微沸,过滤,重提2次,合并滤液;冷藏过夜,浓缩至密度为1.10g/mL;加适量的乙醇使其乙醇体积分数达80%,冷藏过夜,抽滤,浓缩至250mL;加酸调pH至3,用干燥的漏斗过滤,滤液上离子交换树脂柱;用水冲洗至不显Molish反应;加2mol/LHCl洗脱,洗脱液用固体NaOH中和,回收至干。所得固体物加体积分数为95%的乙醇超声提取,过滤,残渣重提3次,合并滤液回收至干,得总生物碱粗品。把所得粗品重新加10倍量无水乙醇溶解,过滤,浓缩即得益母草总生物碱。

2.雷氏盐剩余比色法测定总生物碱含量

精密称取105℃干燥至恒重的盐酸水苏碱对照品0.0424g,用0.1mol/L的盐酸定容至50mL。精确移取定容后的盐酸水苏碱溶液2,4,6,8,10mL,再用0.1mol/L盐酸稀释到10mL;分别加入活性炭0.5g,轻轻摇匀,置水浴加热0.5min,滤过;滤液分别置25mL量瓶中,用0.1mol/L盐酸溶液10mL分别洗涤烧杯和滤器数次,洗液并入滤液中。另取一25mL量瓶,加0.1mol/L盐酸溶液20mL作为空白溶液,各精确加入新制的质量分数为2%的硫氰酸铬铵溶液3mL(精确称取0.5912g硫氰酸铬铵,加水28.9688mL,用0.1mol/L盐酸溶液稀释至刻度,摇匀。置冰浴中放置1h,用干燥滤纸滤过,弃去初滤液,取续滤液,照分光光度法在520nm的波长处分别测定吸收度,以吸光度的差值(Y)为纵坐标,以25mL溶液中测定的总碱质量分数(X)为横坐标,计算得标准曲线Y=0.0243X+0.0024,相关系数r=0.999,在0.0892~0.3568μg/mL的范围内,其线形关系良好。

取1(2)中提取的总生物碱0.01g,用0.1mol/L盐酸溶液10mL溶解,平行作3份,照标准曲线制备项下方法操作,测定吸收度,由回归方程求出稀液中总生物碱平均质量分数为52.08%。

注:(1)益母草总生物碱为水溶性成分,易吸潮,见光分解,不易保存;(2)益母草醇提液上树脂柱后需要用大量水冲洗去处杂质(主要为糖)直至Molish反应为阴性,如果杂质未能洗脱完全,则总生物碱不易干燥且影响纯度。(3)硫氰酸铬铵亦水溶液在室温下不稳定,分解速度随温度升高而加快,见光可加速分解;故测定时温度不可太高(0.2%的试剂在15℃可稳定一定时间)并6min内测定,可避免试剂分解而影响结果。

11.太白米甾体生物碱的提取工艺

太白米为百合科假百合属假百合Notholirion bulbuliferum stearn的干燥小鳞茎,主产于我国秦岭及西南高山地区。本品性温,味辛,微甘苦。具有宽胸理气、健胃、镇痛等功效,临床用于治疗胃腹胀痛,呕吐,咳嗽等症。近年来,用于治疗胃癌、食道癌,取得了较好的效果。据报道,本品含有甾体生物碱及其苷类成分一、材料与设备

1.原料与试剂:太白米Notholirion bulbuliferum stearn干燥小鳞茎、柱色谱硅胶(200~300目)、硅胶H及硅胶GF254。

2.设备与仪器:显微熔点测定仪、电子天平。二、操作要点

太白米的干燥小鳞茎6.3kg,用10倍量的95%乙醇60℃温浸,过滤,滤液减压浓缩,得浸膏800g,将浸膏混悬于500mL水中,依次用石油醚、氯仿、乙酸乙酯、正丁醇萃取(2000mL×5),减压浓缩,得石油醚萃取物((100g)、氯仿萃取物(21g)、乙酸乙酯萃取物(10g)、正丁醇萃取物(120g)。正丁醇萃取物采用大孔树脂柱处理,先以水洗脱,除去糖、氨基酸等杂质,再以甲醇洗脱,收集甲醇洗脱液,浓缩得浸膏80g。甲醇洗脱物(30g)经硅胶柱色谱分离,氯仿-甲醇-水(7:1:0.2到5:1:0.2)梯度洗脱得化合物Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的粗品,再经SephadexLH-20柱色谱纯化,得化合物Ⅰ(20mg,)、Ⅱ(40mg)、Ⅲ(50mg)。

化合物Ⅰ:无色颗粒状结晶(95%乙醇),mp240~244℃。

化合物Ⅱ:白色粉末(甲醇),mp282~285℃。

化合物Ⅲ:白色粉末(80%2-丙醛),mp272~274℃。

12.黄果茄果实生物碱的提取工艺

黄果茄是一种常用的中草药,在长江中下游分布广泛,其果实中生物碱含量高达5.96%,从而为植物灭螺剂提供了丰富的药源保障。一、原料

新鲜黄果茄果实晾晒后,用不锈钢挤干菜馅机搅碎,然后置电热鼓风干燥箱60℃烘干,经中草药粉碎机粉碎,过150μm筛,置电热鼓风干燥箱60℃除湿后,再经超音速气流粉碎机粉碎成13~150μm原粉,60℃除湿后装袋密封,置冰箱冷藏备用。二、操作要点

称取新鲜黄果茄果实原粉100g,按照料液比1:10加入水,用乙酸调至一定酸性(pH=3.0),在20℃中水浴浸提15h后,减压抽滤分离,得水浸提液。用25%氨水将酸性浸提液调pH值至10,待大量白色沉淀显现后过滤回收,沉淀用适量1%乙酸溶解后再用氨水调至碱性,沉淀过滤后再用适量乙醇溶解,在乙醇溶液中加入适量水后,用氨水调至碱性,3500r/min离心15min,收集沉淀(黄果茄果实总提取物),风干后称重,得率为10.18%。

13.天茄子生物碱的提取工艺

天茄子是旋花科植物丁香茄的种子,是一味未收入我国国家药典的中药。天茄子可以用作蛇药和泻药(菲律宾),治疗跌打损伤(忻城,故又称跌打豆)、小儿疳积等症状。在广西省,使用该药治疗小儿肺炎已经有几十年的历史,疗效很好。研究表明天茄子的生物碱粗提物具有明显的抗微生物活性。一、操作要点

1.提取工艺:

天茄子3kg,粉碎后用80%乙醇35L渗漉提取,经浓缩干燥后,得到浸膏260g。将漫膏溶于甲醇,拌2倍量硅藻士后干燥,粉碎。然后,依次用石油醚、乙醚、甲醇和水回流提取,得到石油醚漫膏12mL、乙醚浸膏64g、甲醇浸膏166g和水浸膏2.8g。

2.分离鉴定:

乙醚浸膏50g经硅胶柱层析,依次用石油醚(1~20份)、石油醚-丙酮(4:1,21~50份)、石油醚-丙酮(3:2,51~80份)和石油醚-丙酮(3:7,81~100份)洗脱。每500mL收集为一组分。组份23~32合并,经过硅胶柱层析(氯仿-甲醇6:1)和碱性氧化铝柱层析(氯仿-甲醇9:1),用硅胶薄层层析检测(展开剂氯仿-甲醇4:1,R=0.74,Dragendorff显色剂),收集生物碱组份,最后得到186mg化f合物Ⅰ。组份76~84合并,经硅胶柱层析(甲苯-甲醇4:1)和制备性薄层层析(氯仿-甲醇4:1,R=0.26),得到160mg生物碱粗品。f经过高效液相色谱分离,得到2个生物碱单体Ⅱ和Ⅲ。

甲醇浸膏50g经过硅胶柱层析,依次用丙酮(1~20)、丙酮-水(3:1,21~50份)、丙酮-水(1:2,51~100份)洗脱,收集方法同上。得到的组份25~76含有生物碱,合并后干燥,得到7.6g。1.0g经过硅胶柱层析(甲醇-水,4:1)、Sephedex LH-20层析(甲醇洗脱,254nm检测)得到生物碱IV。

化合物Ⅰ为白牵牛碱:白色固体,mp146~147℃,分子式CHON,MW229。显色反应:碘化铋钾反应阳性,三氯化铁-铁氰1519+化钾反应阳性。(+)ESI-MSm/z230(MH),m/z230形成的二级质谱++是m/z188(MH-CH),三级质谱m/z186(MH-CH-2H),m/3636--z170(MH-CH-HO)和m/z160(MH-CH-CO)。362362

化合物Ⅱ为华佗豆丙碱:白色固体,mp>300℃,分子式+-[CHON]Cl,MW226(阳离子)。显色反应:碘化铋钾反应阳性,1516三氯化铁-铁氰化钾反应阳性。(+)ESI-MSm/z226(阳离子),m/z226形成的二级质谱是m/z198(阳离子-CO),m/z198的三级质谱为m/z183(阳离子-CO-CH)。3

化合物Ⅲ为华佗豆丁碱:白色固体,mp>195℃(碳化),分子+-式[CHON]Cl,MW388.1729u(FAB-HRMS,阳离子)。显色反

21255应:碘化铋钾反应阳性,三氯化铁-铁氰化钾反应阳性。(+)ESI-MSm/z338(阳离子),二级质谱m/z226(阳离子-Glc),三级质谱m/z198(阳离子-Glc-CO)。

化合物IV为isoipomine:白色固体,146~147℃,分子式CHNO,MW537。显色反应:碘化铋钾反应阳性,三氯化铁-铁30358氰化钾反应阳性。(+)ESI-MSm/z538(MH+),二级质谱m/z230(ipalbidine+H+),三级质谱m/z188(ipalbidine+H+-CH)。36

14.毛果甘青乌头中生物碱的提取工艺

乌头属植物属于毛莨科,主要分布于北温带,全世界约350种,我国约170种,是该属植物资源最丰富的国家,分布鱼西南各省。该属植物中,川乌(附子)和草乌正式为中国药典收录,但实际作为药用者约40种,具有镇痛、镇静、祛风湿、治疗跌打损伤、止咳,解热等功效。毛果甘青乌头是甘青乌头的一个变种,属于乌头属植物。

二萜生物碱是该属植物的主要及特征性化学成分。由于其结构复杂,生理活性显著,因而引起了植物化学工作者极大的兴趣。自20世纪70年代以来,随着分析技术,特别是核磁共振技术在结构分析鉴定中的广泛应用,二萜生物碱的化学研究也得到了迅速的发展。迄今为止,已对160多种乌头属植物进行了化学研究,所得到的成分多为C192二萜生物碱。二萜生物碱不仅是该属植物的有效成分和毒性成分,而且也被认为是植化分类上的特征性化学成分。迄今为止,临床药用的二萜生物碱有草乌甲素、高乌甲素和3-乙酰乌头碱等。一、材料与设备

1.原料与试剂:毛果甘青乌头全草、薄层层析板、改良的Dragendorff's试剂和20%的硫酸乙醇显色,氯仿、石油醚、病痛、甲醇。

2.设备与仪器:旋光光度仪、显微熔点仪、红外光谱仪、电子天平。二、操作要点

1.总生物碱的提取:

5kg毛果甘青乌头全草粉末,采用75L浓度为0.05mol/L的盐酸进行渗漉液无生物碱反应。将渗漉至渗漉液用浓氨水碱化至pH大于10,再用30L乙酸乙酯萃取3次。合并乙酸乙酯层,减压蒸馏,回收溶剂得总生物碱浸膏30.1g。

2.单体生物碱的分离:

总生物碱30g,以氯仿溶解,溶于氯仿的部分抽干得生物碱Ⅰ(18.7g),不溶于氯仿的部分用甲醇溶解抽干得生物碱Ⅱ(12.0g)。生物碱Ⅰ,以氯仿溶解,经胶柱层析(硅胶300g,环己烷-丙酮5:1→1:1)梯度洗脱。洗脱液经TLC检查合并分为A~D四个部分。

A部分(3.1g)经硅胶柱层析(硅胶20g,环己烷-丙酮5:1)洗脱得单体6-benzoylheteratisine(15mg)、A-1和A-2。A-1经反复胶柱层析(环己烷-丙酮4:1)洗脱得6-acetylheteratisine(36mg),A-2经胶柱层析(环己烷-丙酮5:1→3:1)梯度洗脱得6-benzoylheteratisine(0.24g)和heteratisine(1.09g)。

B部分(2.9g)经胶柱层析(石油醚-乙酸乙酯3:1→1.5:1)梯度洗脱得B-1.B-2和B-3。B-1部分经胶柱层析先用(环己烷-丙酮3:1)为洗脱剂再用(氯仿-甲醇-二乙胺99:1:1)为洗脱剂洗脱得dehydro-heteratisine(0.82g)。同样洗脱剂处理B-2部分,得dehydroheteratisine(19mg)。B-3经硅胶柱层析(环己烷-丙酮4:1)洗脱得dihydrogeyerine(10mg)。

C部分(2.6g)经胶柱层析(环己烷-丙酮4:1→3:1)梯度洗脱得C-1和C-2。C-1部分经胶柱层析(环己烷-丙酮5:1→3:1)梯度洗脱得tongolinine(27mg)以及tongolinine和venulol的混合物,经反复胶柱层析(环己烷-丙酮4:1)得venulol(18mg),C-2部分经胶柱层析(氯仿-甲醇-二乙胺98:1:0.5)得hetero-phyllidine(11mg),以及heterophylline和dihydrogeyerine混合物,经制备薄层层析得dihydrogeyerine(8mg)。

D部分(2.0g)经反复胶柱层析(氯仿-甲醇95:5)得heteratisine(14mg)和guanfu base Z(14mg)。

生物碱Ⅱ(12.0g)未分离得到单体生物碱。

3.结构鉴定:

化合物A-1:6-acetylheteratisine,白色无定形粉末;ESI-MSm/+z434(M+H),分子式CHNO。24356

化合物A-2:6-benzoylheteratisine,白色无定形粉末;ESI-MSm/+z496(M+H),分子式CHNO;heteratisine,白色无定形粉末;29376ESI-MSm/z392(M+H+),分子式CHNO。22335

化合物B-1:dehydroheteratisine,白色无定形粉末;ESI-MSm/+z390(M+H),分子式CHNO。22315

化合物B-3:dihydrogeyerine,白色无定形粉末;ESI-MSm/+z430(M+H),分子式CHNO。25355

化合物C-1:tongolinine,白色无定形粉末;ESI-MSm/z314(M++H),分子式CHNO。Venulol,白色无定形粉末;ESI-MSm/20272+z314(M+H),分子式CHNO。20272

化合物C-2:heterophyllidine,白色无定形粉末;ESI-MSm/+z378(M+H),分子式CHNO。21315+

heterophylline,白色无定形粉末;ESI-MSm/z362(M+H),分子式CHNO。21314

化合物D:guanfubaseZ,白色无定形粉末;ESI-MSm/z416(M++H),分子式CHNO。24335

15.茶咖啡碱的提取工艺

茶是世界上传统的三大饮料之一,茶叶中含有500多种化合物,其中许多种化合物为茶叶所特有,它们具有营养、保健和药理上的作用。而茶生物碱中主要是咖啡碱以及少量可可碱和茶叶碱,在药理作用方面,这些生物碱能兴奋中枢神经系统、松弛平滑肌、利尿和扩张冠状动脉等,在医药上被广应用。

咖啡碱在在茶叶中的含量可达2-5%。制茶的废料(如茶末、茶屑)中约含2-2.5%。充分利用制茶废料提取咖啡碱,具有原料来源丰富、工艺简便、成本较低等特点。一、操作要点:

1.粗品的提取:(1)将采茶或制茶过程中所产生的副产品去除泥沙、杂物,加入浸提罐中,边搅拌边加入2.5倍量的清水,升温煮沸,并维持3~4h。煮沸后酌补水量,保持稳定水位。(2)提取完毕,放料时,利用液位差所产生的重力趁热过滤掉浸提液中的残渣。边搅拌边往滤液缓缓地加入浓度为40%的硫酸溶液至pH值为2.5-3(用精密试纸测定)静置过夜。此步操作是为了沉淀出浸提液中的鞣质、植物胶、植物蛋白、纤维等杂质(下称“酸渣”),使浸提液净化。(3)翌日虹吸出上层澄清料液,在搅拌下加入筛析过的100~120目氧化镁粉末,中和料液的pH值至7.5~8,切勿过量。待复查料液的pH值无变动,静置4h进行压滤。滤饼用少量热水循环洗涤,洗液并入滤液中。(4)将上述工序(2)的下层“酸渣”,加入少量热水,在充分搅拌下,加入适量氧化镁粉末至pH值7.5~8。泵入压滤机压滤,滤饼用少量热水循环洗涤。滤液和洗液也并入(3)的滤液中。(5)将所得的滤液减压浓缩至密度为1.26~1.28g/mL。此浓缩液含咖啡碱6~10%。(6)趁热压滤。滤液在充分搅拌下。缓缓滴加少许配制好的澄清饱和石灰水,调节pH值为9~9.2,切勿过量。以免咖啡碱被过量的碱破坏。继续搅拌,使其充分冷却,即可析出咖啡碱粗晶。经离心分离干净母液后,得到咖啡碱含量为88%的粗品。

2.粗品的精制:(1)将粗品用少许冷却去离子水充分洗涤1~2次,每次洗涤都用离心机尽量甩干洗液。(2)将上述洗涤好的粗品,按照粗品:去离子水=l:3(g/g)全溶于热水中,再升温至90℃。在充分搅拌下,加入干粗品重5%的粉状活性炭(化学纯).煮沸20分钟后进行脱色处理。(3)趁热精细过滤。要求滤液无色、透明。否则重新脱色或过滤。(4)将所得的滤液减压浓缩至密度为1.28~1.3g/mL,将料液放人结晶容器中冷却,逐渐析出咖啡碱晶体,呈白色针状结晶。(5)翌日收集咖啡碱晶体,捣碎后.送入离心机内甩于母液,用少许冷却去离子水洗涤l~2次。甩干洗涤液,得咖啡碱晶体。(6)将咖啡碱晶体从离心机内取出,置放于远红外线电热干燥器中。以60℃以下温度干燥至含水量0.5%以下,经取样、化验、称量、包装.得咖啡碱成品。

3.产品质量:

新工艺提取的咖啡碱成品质量达到我国新版药典规定的质量标准。

三、多糖

多糖是来自高等植物、动物细胞膜、微生物细胞壁中的天然大分子物质,由醛糖或酮糖通过糖苷键连接而成,是所有生命有机体的重要组成部分,并与维持生命所需的多种生理功能有关,被认为是构成生命的四大基本物质之一。人们对多糖的认识首先是把它看作食物中的能量来源,20世纪60年代以后作为广谱免疫促进剂而引起人们的极大兴趣,尤其是人们发现真菌多糖具有抗肿瘤活性以后,多糖的研究受到越来越广泛的重视。现已确认,多糖具有抗肿瘤和免疫促进、抗炎、抗病毒、抗凝血、降血糖、抗衰老等广泛的生物学活性,而且对机体几乎无毒副作用。多糖的这些特点引起了国内外药理学家、生物学家和化学家们的关注,国际科学界甚至提出21世纪是多糖的世纪。目前云芝多糖、猪苓多糖、香菇多糖、裂褶多糖、茯苓多糖、肝素、壳聚糖等多糖已应用于临床,在抗肿瘤、抗凝血、抗突变、降血脂、抗衰老、抗病毒等疑难病症的治疗中已显示出诱人的前景。而多糖的提取尤为关键,是其广泛应用的基础(一)多糖原料预处理

多糖的来源物可能含有杂质,加工性能较差,因此,在提取多糖之前要进行清洗、粉碎等预处理工艺。清洗的目的是去除原料中的泥土等杂质;粉碎的目的是为了增大原料在萃取过程中与萃取溶剂的接触面积,从而得到良好的萃取效果。在预处理过程中,根据需要,还可以增加一些脱色、脱脂的工艺。

脱色的方法还有活性炭吸附法、离子交换法和氧化脱色法等。活性炭吸附法脱色比较彻底,但是会造成多糖的损失。离子交换法使用弱碱性树脂DEAE纤维或DuoliteA7吸附色素,然而,它仅仅对游离的阳离子色素具有吸附作用,而对与多糖结合的色素的吸附效果不太理想。氧化脱色法,即少量HO溶液氧化脱除色素,这种氧化脱色是22暂时的,色素物质仍然存在于多糖溶液中,一旦有还原剂的加入,就会显现出原来的颜色。

另外,多糖在浸提前还可以根据需要进行一些处理。如微波加热处理、酶法处理。超声波处理、酸碱处理等。由于酸碱处理易破坏多糖的空间结构及活性,目前,大多采用酶法、超声波或微波等方法破碎细胞,加入乙醇等有机溶剂去除材料中的脂类物质后,再提取多糖。(二)多糖的提取方法

生物活性多糖主要有真菌多糖、植物多糖、动物多糖三大类。多糖的提取首先要根据多糖的存在形式及提取部位,决定在提取之前是否做预处理。动物多糖和微生物多糖多有脂质包围,一般需要先加入丙酮、乙醚、乙醇或乙醇乙醚的混合液进行回流脱脂,释放多糖。植物多糖提取时需注意一些含脂较高的根、茎、叶、花、果及种子类,在提取前,应先用低极性的有机溶剂对原料进行脱脂预处理,目前多糖的提取方法主要有溶剂提取法、生物提取法、强化提取法等。

1.溶剂法(1)水提醇沉法:水提醇沉法是提取多糖最常用的一种方法.多糖是极性大分子化合物,提取时应选择水、醇等极性强的溶剂.用水作溶剂来提取多糖时,可以用热水浸煮提取,也可以用冷水浸提渗滤,然后将提取液浓缩后,在浓缩液中加乙醇,使其最终体积分数达到70%左右,利用多糖不溶于乙醇的性质,使多糖从提取液中沉淀出来,室温静置5h,多糖的质量分数和得率均较高。影响多糖提取率的因素有:水的用量、提取温度、浸提固液比、提取时间以及提取次数等。

水提醇沉法提取多糖不需特殊设备,生产工艺成本低,安全,适合工业化大生产,是一种可取的提取方法。但由于水的极性大,容易把蛋白质、苷类等水溶性的成分浸提出来,从而使提取液存放时腐败变质,为后续的分离带来困难,且该法提取比较耗时,提取率也不高。(2)碱提法:多糖在碱性溶液中稳定,例如粘多糖的提取多采用碱提取法。碱有利于酸性多糖的浸出,可提高多糖的收率,缩短提取时间,但提取液中含有其他杂质,使粘度过大,过滤困难,且浸提液有较浓的碱味,溶液颜色呈黄色,这样会影响成品的风味和色泽。(3)酸提法:为了提高多糖的提取率,在水提醇沉法的基础上发展了酸提取法。如某些含葡萄糖醛酸等酸性基团的多糖在较高pH值下难以溶解,可用乙酸或盐酸使提取液成酸性,再加乙醇使多糖沉淀析出,也可加入铜盐等生成不溶性络合物或盐类沉淀而析出。+

由于H的存在抑制了酸性杂质的溶出,稀酸提取法提取得到的多糖产品纯度相对较高,但在酸性条件下可能引起多糖中糖苷键的断裂,且酸会对容器造成腐蚀,除弱酸外,一般不宜采用。因此酸提法也存在一定的不足之处。(4)超临界流体萃取法:超临界流体萃取技术是近年来发展起来的一种新的提取分离技术。超临界流体是指物质处于临界温度和临界压力以上时的状态,这种流体兼有液体和气体的特点,密度大,粘稠度小,有极高的溶解,渗透到提取材料的基质中,发挥非常有效的萃取功能。而且这种溶解能力随着压力的升高而增大,提取结束后,再通过减压将其释放出来,具有保持有效成分的活性和无溶剂残留等优点。由于CO的超临界条件(T=304.6℃,T=7.8MPa)容易达到,2Cp常用于超临界萃取的溶剂,在压力为8~40MPa时的超临界CO足以2溶解任何非极性、中极性化合物,在加入改性剂后则可溶解极性化合物。

由于糖类的化合物分子量较大、羟基多、极性大,用纯二氧化碳提取产率较低,加入提携剂或加大压力则可提高提取率.该法的缺点是设备复杂,运行成本高,提取范围有限。

2.酶解法(1)单一酶解法:单一酶解法指的是使用一种酶来提取多糖,从而提高提取率的生物技术。其中经常使用的酶有蛋白酶、纤维素酶等。蛋白酶对植物细胞中游离的蛋白质具有分解作用,使其结构变得松散;蛋白酶还会使糖蛋白和蛋白聚糖中游离的蛋白质水解,降低它们对原料的结合力,有利于多糖的浸出。(2)复合酶解法:复合酶解法采用一定比例的果胶酶、纤维素酶及中性蛋白酶,主要利用纤维素酶和果胶酶水解纤维素和果胶,使植物组织细胞的细胞壁破裂,释放细胞壁内的活性多糖,多糖释放的多少和复合酶的加入量、酶解温度、酶解时间、酶解pH值有直接的关系。

酶解法提取的实质是通过酶解反应强化传质过程。此法具有条件温和、杂质易除和得率高等优点。

3.物理强化法(1)微波辅助提取法:微波萃取是高频电磁波穿透萃取媒质,到达被萃取物料的内部,能迅速转化为热能使细胞内部温度快速上升,细胞内部压力超过细胞壁承受力,细胞破裂,细胞内有效成分流出,在较低的温度下溶解于萃取媒质,通过进一步过滤和分离,获得萃取物料。

微波辅助提取多糖和其他的萃取方法比较,微波萃取效率高,操作简单,且不会引入杂质,多糖纯度高,能耗小,操作费用低,符合环境保护要求,是很好的多糖提取方法。(2)超声波辅助提取法:超声波提取是利用超声波的机械效应、空化效应及热效应。机械效应可增大介质的运动速度及穿透力,能有效的破碎生物细胞和组织,从而使提取的有效成分溶解于溶剂之中;空化效应使整个生物体破裂,整个破裂过程在瞬间完成,有利于有效成分的溶出;热效应增大了有效成分的溶解速度,这种热效应是瞬间的,可使被提取成分的生物活性尽量保持不变;此外,许多次级效应也能促进提取材料中有效成分的溶解,提高了提取率。

超声波提取与水煮法醇沉法相比,萃取充分,提取时间短;与浸泡法相比,提取率高。(3)高压脉冲法:高压脉冲法是对两电极问的流态物料反复施加高电压的短脉冲(典型为20~80kV/cm)进行处理,作用机理有多种假说,如细胞膜穿孔效应、电磁机制模犁、粘弹极性形成模型、电解产物效应、臭氧效应等,研究最多的是细胞膜穿孔效应.动物、植物、微生物的细胞,在外加电场作用下,产生横跨膜电位,绝缘的生物膜由于电场形成了微孔,通透性发生变化,当整个膜电位达到极限值(约为1V)时,膜破裂,膜结构变成无序状态,形成细孔,渗透能力增强.电位差达到临界点,细胞破裂。

注:多糖的提取从传统的溶剂萃取法到酶法、超声辅助法和微波辅助法,以及超临界CO萃取技术的应用,总的来说,提取的多糖的2纯度有所提高,提取条件的要求也逐渐苛刻,对应的预处理要求和提取成本也有所提高。对于不同的多糖,要根据其要求和具备的条件,采用不同的提取方法和预处理方法。为了达到最好的提取效果,可以将集中提取方法配合使用。(三)多糖的纯化-除蛋白

1.Sevage法:

根据蛋白质在氯仿等有机溶剂中变性的特点,用V(氯仿):V(戊醇或正丁醇)为5:1或4:1的混合物剧烈振摇20~30min,蛋白质变性生成凝胶,离心分离,分去水层和溶剂层交界处的变性蛋白质。此种只能除去少量蛋白质,效率不高,须反复多次,多糖有损失。但此方法比较温和,在避免多糖降解上效果较好,如配合加入一些蛋白质水解酶,用Sevage法效果更佳。此法不能除去脂蛋白,因为脂蛋白溶于氯仿。

2.三氟三氯乙烷法(微生物多糖):

将多糖溶液与三氟三氯乙烷等体积混合,低温搅拌10min左右,离心分离得上层水层,水层继续用上述方法反复处理几次,得无蛋白质的多糖溶液,此法效率较Seavge法高,但溶剂沸点低,易挥发,不宜大量应用。

3.三氯乙酸法(植物多糖):

三氯乙酸是一种有机酸,使多糖提取液中的蛋白质与有机酸作用而变性沉淀。该法是在多糖水提液中滴加5~10%与多糖水提取液等体积的三氯乙酸,混匀静置过夜,离心除去胶状沉淀,重复以上的操作直至溶液不再继续混浊为止,得无蛋白质的多糖。三氯乙酸浓度越大,除蛋白质效果越好,但对多糖的影响也越大,可能是三氯乙酸对多糖结构具有破坏作用,使多糖降解,而且这种破坏作用随着三氯乙酸浓度增大而增强。

植物多糖常采用三氯乙酸法除蛋白质,也可先用蛋白水解酶,使样品中的蛋白质部分降解后再用Sevage法效果更好;微生物多糖去除蛋白常采用Sevage法、三氟三氯乙烷法;也可用盐析法、有机溶剂萃取等方法除蛋白。(四)多糖的分离

多糖的分离主要有分级沉淀、季铵盐沉淀法、金属盐沉淀法、色谱分离、膜分离、透析、电渗析等,目前大多采用DEAE-凝胶或其他各种不同类型的凝胶柱层析以及离子交换色谱法。

1.分级沉淀法:大多数活性多糖可溶于水,3个碳以下的多糖还可溶于乙醇,随着聚合度的增大,多糖在乙醇中的溶解度逐渐降低。根据这一性质可在多糖的浓缩水溶液中分批加入乙醇,使乙醇的体积浓度逐渐增加到50、100、200、900ml/L,从而使不同聚合度的多糖分别沉淀析出。

2.色谱分离法:常用两种色谱分离方法是凝胶柱色谱法和离子交换色谱法

3.膜分离法膜分离技术是一种高效分离技术,分离过程以选择透过性膜作为分离介质,通过在膜两侧施加某种推动力(压力差、化学位差、电位差等),使原料液中组分有选择性的通过膜。目前应用较多的是超滤和微滤技术。

1.猴头菇多糖提取工艺

猴头菇又名猴头蘑、猴头菌、刺猬菌等,是一种大型真菌,属担子菌纲、多孔菌目、齿菌科、猴头属,因其子实体形状像猴子头部而得名。据报道,猴头菌所含有的营养成分与目前人工栽培的其他食用菌相比都居第一、二位,其味道鲜美,与熊掌、海参、鱼翅齐名,为我国传统的“四大名菜”,是一种珍贵的食用兼药用菌,富含多糖、蛋白质、脂肪、纤维素等多种营养成分。猴头菇医学研究表明:猴头菇性平、味甘、有利五脏、助消化、滋补身体等功效,特别是对胃溃疡,十二指肠溃疡和神经衰弱等患者有很好的保健效果。

猴头菇多糖是猴头菇中最主要活性物质,它的活性部份为(1➝3)糖苷键连接的主链和(1➝6)糖苷键连接的支链构成葡聚糖。这种葡聚糖具有多种生物活性,例如抗肿瘤作用、保肝护肝作用、抗衰老作用、提高机体耐缺氧能力,增加心脏血液输出量,加速机体血液循环、降低血糖和血脂的作用。以猴头菇多糖为原料制成的功能性食品和药品具有较好的市场前景。一、材料与设备

1.原料及试剂:干猴头菇子实体、胰蛋白酶(酶活2500u/g)、碘液、糖化酶(酶活10万u/g)、乙醇、蒽酮、硫酸、葡萄糖。

2.仪器与设备:紫外可见分光光度计、高速台式离心机、循环水式多用真空泵、数显恒温水浴槽、电子天平、旋转蒸发仪、真空干燥箱。二、工艺流程三、操作要点

1.实验材料的制备:将无杂质的猴头菇子实体60℃下真空干燥4h以除去水分。将干燥的猴头菇子实体磨碎并过30目筛。将所得粉末密封保存待用。

2.实验步骤(1)多糖提取:称取6.25g猴头菇倒入圆底烧瓶中,按照料液比1:20(g/mL)加入蒸馏水,摇匀,置于95℃恒温水浴锅内,热水浸提6h。浸提后将混合物进行抽滤,将滤液放入旋转蒸发仪中蒸馏浓缩至20mL左右。浓缩液转入小锥形瓶中,加入20倍量95%乙醇醇析24h使其完全沉淀。再将混合物以3500r/min的转速离心得多糖粗品。(2)多糖粗品转入小烧杯并加蒸馏水20mL使其溶解,在90℃下水浴30min将多糖糊化,降温至60℃,用0.005g糖化酶(酶活10万u/g)处理10min,用碘液检验至碘液不变色。(3)称取0.00125g胰蛋白酶(酶活2500u/g)在37℃下处理50min,在280nm下紫外检测无明显吸收峰,说明蛋白质已经除尽。(4)把透析袋放入大烧杯中煮沸10min,待其完全分离后捞出待用。将处理液装入已用线绑好一端的透析袋,然后在离液面2~3cm处绑好另一端并进行流动透析。透析24h,直至透析袋中的溶液从淡黄色变为无色。(5)在透析后的多糖溶液中加入40ml无水乙醇放置24h沉淀。将沉淀后的混合物离心,沉淀转入小烧杯中(记录烧杯的重量),在40℃下真空干燥。完全干燥后再次称重,前后的质量差即为提取的粗多糖的质量,猴头菇多糖的提取率为7.29%。

2.真姬菇多糖提取工艺

真姬菇又名玉蕈,海鲜菇、鸿禧菇等,隶属担子菌亚门、层菌纲、伞菌目、白蘑科、离褶菌族、玉蕈属,是北温带一种优良的食用菌。真姬菇作为大众消费的优质食品,具有货架期长、质韧、肉厚、口感极佳等特点,是一种低热量、低脂肪的健康食品,深受人们的喜爱。其味道鲜美,肉厚质嫩,具有独特的蟹香味,在日本有“香在松口蘑、昧在玉蕈”之说。我国从20世纪80年代起对真姬菇开展生物学特性和栽培条件研究,现在主要在上海、山西、河北、河南、山东及福建等省市推广栽培。

真姬菇富含氨基酸、多糖等多种活性成分。从真姬菇子实体中提取的β(1→3)-D-葡聚糖具有很高的抗肿瘤活性,而且从真姬菇中分离得到的聚合糖酶的活性也比其他菇类要高许多,其子实体热水提取物和有机溶剂提取物有清除体内自由基作用,具有防止便秘、抗癌、防癌、提高免疫力、预防衰老、延长寿命等功效,是一种具有良好保健功能的食品。一、材料与设备

1.原料及试剂:真姬菇子实体、DEAE-纤维素、Sephadexg-200葡聚糖凝胶、葡萄糖、蓝色葡聚糖-2000、标准葡聚糖Dextran T-5.T-10、T-20、T-41.T-70。

2.仪器与设备:DBS-100电脑全自动部分收集器、横流泵、紫外可见分光光度计、冷冻干燥机、二、操作要点

1.真姬菇粗多糖的提取

真姬菇子实体于60℃干燥粉碎后过80目筛备用。称取一定量的子实体粉末,按料液比1:30(g/mL)加入蒸馏水,超声波处理15min后,于90℃浸提3h(2次),离心分离。将提取液减压浓缩至原体积的l/5,然后加入3倍体积的95%乙醇沉淀,沉淀物离心、干燥得真姬菇粗多糖。

2.真姬菇粗多糖的分离纯化

将粗多糖溶解于蒸馏水中,用Sevage法去蛋白,活性炭脱色,再分别用自来水和蒸馏水透析。经DEAE-纤维索柱(D3.5cm×60cm)层析,依次用蒸馏水、2g/LNaCl溶液、4g/LNaCl溶液洗脱,DBS-100电脑全自动部分收集器收集,每管收集10mL,硫酸-苯酚法跟踪检测洗脱液,收集相同的组分。再用二次蒸馏水透析,冷冻干燥得到真姬菇纯化多糖HIS-I、HPS-II和HPS-III,其中HPS-II得率最高。

3.真姬菇多糖的纯度鉴定

纯化多糖HPS-II经Sephadexg-200凝胶柱(D1.6cm×30cm)层析,用蒸馏水洗脱,硫酸一苯酚法跟踪检测洗脱液。

4.凝胶过滤法测定HPS-II的相对分子质量

采用Sepharose CL-4B凝胶柱(D1.6cm×30cm)层析,0.05mol/LNaCl洗脱,DBS-100电脑全自动部分收集器收集,每管收集2mL,硫酸一苯酚法跟踪检测。将浓度为4mg/mL、分子量为200万的蓝色葡聚糖上样,测得外水体积V,再将不同分子量的标准多糖o(DextranT-5.T-10、T-20、T-41、T-70)分别上样,测得洗脱体积V。以V/V0为纵坐标,以分子量的对数lgM为横坐标,绘制分子量标准曲线。在同样的条件下,测得HPS-II的洗脱体积,并求出其相对分子质量。三、理化性质测定

多糖含量的测定(苯酚-硫酸法)

标准曲线的制作:精密吸取葡萄糖标准使用溶液0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0mL,分别置于25mL比色管中,准确补充水至2.0mL,加入苯酚溶液2.0mL,在旋转混匀器上混匀,小心加入浓硫酸10mL,于旋转混匀器上小心混匀,置沸水浴中煮沸15min,冷却后用分光光度计在490nm波长处以试剂空白溶液为参比,1cm比色皿测定吸光值。以吸光度为纵坐标,葡萄糖浓度为横坐标,求得标准曲线回归方程。

样品多糖含量测定:精确吸取供试液0、10mL,按上述方法测定,从标准曲线上查出多糖含量四、成品性能测定结果

HPS-II是一种纯白色的疏松固体,为均一多糖,平均分力量为54.61×10,分子结构中不含氮、磷、硫,碳和氢的含量分别为37.81%和6.737%,易溶于水,不溶于乙醇、乙醚和丙酮等有机溶剂。多糖结构是以(1→4)-α-D-Glcp为主链,(1→6)-α-D-Glcp为侧链的α-D-吡喃葡聚糖,结构式如下:

3.杏鲍菇多糖提取工艺

杏鲍菇(Pleurotus eryngii)又名刺芹侧耳,属于担子菌亚门,层菌纲,无隔担子菌亚纲,伞菌目,侧耳科,侧耳属。杏鲍菇菌肉肥厚,营养丰富,具有杏仁香味和鲍鱼味,故称杏仁鲍鱼菇。其子实体色泽雪白,质地脆嫩,也称“雪茸”,又有“平菇王”、“干贝菇”、“草原上的美味牛肝菌”。现代药理学研究表明,杏鲍菇多糖含量丰富,与双歧杆菌共用,有改善肠胃功能和美容的效果。最近发现,杏鲍菇多糖对自由基引起的亚油酸、菜油氧化以及离体肝脏组织的脂质过氧化均有一定的抑制作用。杏鲍菇多糖作为一种特殊的免疫调节剂,在激活T淋巴细胞中具有强烈的宿主介导性,能刺激抗体形成,增强人体免疫力,发挥抗癌作用。杏鲍菇多糖分为水溶性多糖和碱溶性多糖,它们各自的生理活性有较大差别。一、材料与设备

1.原料及试剂:杏鲍菇新鲜子实体、;葡萄糖、半乳糖、果糖、乙醇、乙酸、正丁醇。

2.仪器与设备:透析膜、离心机、触点温度计、紫外可见分光光度计、恒温水浴箱、电子分析天平。二、提取方法

酶法提取

1.工艺流程

2.操作要点(1)水溶性多糖的提取:

称取150g粉末,加入适量的木瓜蛋白酶,用5倍量水提取。开始先升温至60℃,在60~70℃保持40min,后在沸水中提取1h,离心,分出上清液,再用5倍量的水提取一次,合并两次的提取液减压浓缩至原体积的1/10,用Sevage法除蛋白,至少得重复6次以上。清液再减压浓缩,继而用3倍量的乙醇沉淀多糖,于冰箱中静置过夜,离心,得沉淀物,干燥,Smith降解,透析,真空干燥,得杏鲍菇水溶性多糖。(2)碱溶性多糖的提取:

用稀碱(1.0mol/LNaOH水溶液)处理水提后的杏鲍菇残渣。向提后的杏鲍菇渣中加入5倍量的碱液置于20℃浸泡4h,此时溶液呈粘稠状,离心得碱液I,把渣再用3倍量的碱液提取一次,所得碱液I与II合并,抽滤,滤液以10%的醋酸液中和至pH=6,再加入3倍量的95%乙醇,于4℃放置过夜,离心得沉淀,Smith降解,流水透析2d,再依次用蒸馏水、无水乙醇、丙酮、乙醚洗涤后,真空干燥,得杏鲍菇碱溶性多糖得率为79%。其降解产物是葡萄糖,说明具有(1→3)及(1→6)连接的糖苷键。

注:由于杏鲍菇的多糖成分在高于70℃的状态极易分解损失,故将杏鲍菇干品于烘箱中60℃干燥。

溶剂法提取:

1.杏鲍菇子实体多糖的提取

取新鲜杏鲍菇子实体风干后于60℃烘干至恒重,粉碎机粉碎,过筛(40目)。

称取子实体粉末300g,用1200mL氯仿和甲醇(2:1)混合溶剂回流提取2次,每次2h,过滤,通风橱内通风挥干;90℃水煮(料液比1:15g/mL)3次,每次2h,合并滤液,过滤,浓缩至原体积的1/4,用4倍95%乙醇沉淀,静置24h后离心(7500r/min)2h;固形物依次用无水乙醇洗涤2次、丙酮洗涤1次,冷冻干燥,得子实体多糖粗品,称质量。

2.杏鲍菇子实体多糖的纯化

取粗多糖8g加入400mL蒸馏水,加热搅拌使其溶解。Sevage法脱蛋白。加入氯仿和正丁醇(5:1)300mL,反复振荡萃取,每次0.5h,至茚三酮检测蛋白为阴性,共萃取15次。将萃取液共160mL置透析袋中,自来水透析24h,蒸馏水透析24h,将透析过的溶液冷冻干燥,得脱蛋白多糖。称取葡聚糖凝胶Sephadexg-2002g,充分溶涨后装柱(D1.6cm×70cm),用0.1mol/LNaCl溶液平衡12h。将浓度为5mg/mL脱蛋白多糖水溶液10mL上样,用0.1mol/LNaCl溶液洗脱,收集洗脱液,流速为16mL/h,每6min收集1管,苯酚-硫酸法跟踪检测洗脱液。

4.茶树菇多糖提取工艺

茶树菇又叫茶薪菇,隶属于真菌界、担子菌门、层菌纲、伞菌目、粪锈伞科、田蘑属,是一种被人们称为“菇中珍品”的食用菌,营养价值和药用价值比其它食用菌高出数倍以上。茶树菇多糖是一类由10个分子以上的糖通过糖苷键连接而成活性多糖,具有很强的抗肿瘤、免疫作用。研究发现,茶树菇中多糖含量达4.73g/100g干重,深层发酵菌丝体胞内多糖含量3.0g/100g干重,发酵滤液中胞外多糖含量22g/L,其含量明显高于蘑菇、香菇、草菇、平菇等其他食用菌,是一种极具开发潜力的食用菌。一、材料与设备

1.原料及试剂:茶树菇子实体干品、Sephadexg-100葡聚糖凝胶、DEAE-Sephadex A-25丙烯酰胺和亚甲基丙烯酰胺、标准单糖、环磷酰胺。

2.仪器与设备:高效液相色谱仪、稳压稳流电泳仪。二、操作要点

1.茶树菇多糖的提取

取茶树菇子实体干品100g,粉碎机粉碎,过20目筛后,按照料液比1:5(g/mL)加入蒸馏水,75℃提取3h,反复提取3次,合并提取液,浓缩至1/6体积,加入3倍体积的乙醇沉淀过夜,25℃离心10min,得茶树菇粗多糖。

2.脱蛋白

将茶树菇粗多糖溶解于蒸馏水,用Sevage法脱蛋白6次,再用3倍体积的95%乙醇沉淀过夜,25℃离心10min,沉淀物用无水乙醇洗入G-5号玻璃芯漏斗中,依次用无水乙醇、丙酮、乙醚浸洗片刻后抽干,60℃干燥得茶树菇多糖半纯品,多糖含量为86.49%。

3.分离

取30g茶树菇多糖半纯品溶于3mL0.1mol/LNaCl溶液,离心20min,取上清液,经Sephadexg-100柱层析(D1.5cm×70cm)分离纯化,用25mL0.1mol/LNaCl溶液洗脱,流速为0.67mL/min,每管收集4mL,苯酚-硫酸法跟踪检测洗脱液,得到两个多糖吸收峰。收集第II峰部分,再用DEAE-SephadexA-25(D1.6cm×30cm)以100mL0.1mol/LPB(pH6.8)溶液洗脱其25管(4mL/管),换150mL0.1mol/LPB内含0~1mol/LNaCl溶液进行连续梯度洗脱,共收集60管,用硫酸-苯酚法跟踪检测,收集第一个组分,用蒸馏水透析24h,60℃旋转蒸发至1/10体积后,60℃烘干得茶树菇纯化多糖。三、理化性质测定

1.多糖纯度鉴定

采用聚丙烯酰胺凝胶电泳法鉴定茶树菇纯化多糖的纯度。分离胶浓度7.5%,浓缩胶浓度3.0%,电极缓冲液为pH9.0硼砂缓冲液,电泳(100V1h,150V3h)。凝胶经2.0%麝香草酚浸泡10min后,用80%的浓硫酸显色

2.多糖分子量的测定

采用高效液相色谱法测定茶树菇纯化多糖的相对分子质量。色谱条件:氨基柱Diol-300,流动相为蒸馏水,流速为1.0mL/min,进样量为50L,柱温为22℃。RID-5A示差折射检测器检测。HW2000色谱工作站系统进行数据处理,标准葡聚糖分子量为60万、50万、30万、13万、6.5万、4.0万、2.7万、1.5万、0.96万和0.58万。四、成品性能测定结果

茶树菇子实体干品中提取的多糖是一种不含蛋白质、由D-半乳糖和L-鼠李糖及半乳糖醛酸组成的酸性多糖,分子量为11863。

注:分离纯化方法影响多糖的分子量。小分子量多糖的水溶性较大且其水溶液年度较低,相对低的分子量有利于茶树菇多糖的开发和利用。有报道认为介于10~50kD的真菌多糖属于大分子可溶性多糖,免疫活性较强。

5.金针菇多糖提取工艺

金针菇又名朴菇、冬菇,隶属担子菌亚门层菌纲伞菌目口蘑科金钱菌属。金针菇营养丰富,香味清新高雅,肉质柔软又弹性,口感鲜美宜人。在中国的栽培可以追溯到8世纪,目前在世界范围内,位居可食用真菌生产和销量的第4位。

金针菇(干制品)含有丰富的碳水化合物(60.2%)、蛋白质(31.2%)、粗脂肪以及多种维生素。其含量丰富的精氨酸和赖氨酸对促进少年儿童智力发育具有良好作用,日本人把它誉为“增智菇”。金针菇不但实用价值高,还具有一定药用价值。研究表明,金针菇多糖具有抑制肿瘤生长、增强机体免疫力以及抗凝血等多项生理功能。一、材料与设备

1.原料及试剂:金针菇子实体干品、标准葡萄糖、阿拉伯糖、木糖、甘露糖、半乳糖、鼠李糖、DEAE-Cellulose SH、透析袋(截留分子量3000)。

2.仪器与设备:层析柱、紫外分光光度计、气相色谱仪、毛细管柱((30m×0.25mm I.D 0.25 μm)、高速冷冻离心机、真空冷冻干燥机、数控计滴自动部分收集器(SB-100)。二、操作要点

1.金针菇子实体粗多糖的提取

称取金针菇子实体干品50g,加入3倍量的三氯甲烷和甲醇(1:1v/v)混合溶液,于65~70℃加热回流脱脂1h。抽滤后的残渣再加入上述混合溶液重复脱脂2次。将残渣置于通风橱中风干,使残留的有机溶剂充分挥发。脱脂后的样品加入5倍量的水,在121℃条件下反复抽提,每次抽提1h,直至抽提液离心后所得上清液的Molish反应呈阴性;合并多次抽提液并浓缩到200mL左右,然后采用三氯乙酸法除去蛋白质,最后加入3倍量95%乙醇静置12h,沉淀多糖。离心分离(8000r/min,30min)得到的多糖沉淀用丙酮洗涤2次后,再重新加水溶解,于流动水中透析2d。将透析内液冻结干燥得金针菇粗多糖。

2.粗多糖的分离、纯化

用经过硼酸钠处理后的填充剂DEAE-Cellulose装好层析柱,再按照下行法用蒸馏水洗12h,使层析柱平衡安定化。称取粗多糖样品100mg,加水5mL充分溶解后上柱。首先用200mL蒸馏水进行洗脱,然后依次用0.02、0.04、0.06mol/L和约0.15mol/L饱和硼酸钠溶液进行洗脱。流速控制在45mL/h,用自动收集器收集洗脱液,每管3mL,并跟踪测定总糖含量。

3.多糖成分分析

在金针菇粗多糖样品(约5mg,使用螺旋耐压试管)中加入2mL 0.25mol/L硫酸后密封,100℃加热分解16h;冷却后用碳酸钡粉末中和至pH7左右,离心分离后按Blakeney法制备成各单糖的全乙酰化糖醇衍生物,然后进行气相色谱分析(柱温200℃,N流速23mL/min)。2三、成品性能测定结果

金针菇子实体粗多糖外观为纤维状棕褐色固体,得率为金针菇(干制品)重量的11.5%,总糖和蛋白质含量分别为76.5%和17.2%;多糖主要由葡萄糖(72.3%),半乳糖(13.8%),木糖(6.3%)、甘露糖(6.1%)和鼠李糖(1.5%)组成,是以葡聚糖(中性多糖)为主的多糖混合物。

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