CN102492054B

CN102492054B - 一种大豆种皮果胶类凝胶多糖的制备方法

Info

Publication number: CN102492054B
Application number: CN 201110400583
Authority: CN
Inventors: 刘贺; 朱丹实; 何余堂; 郭晓飞; 李君�; 吕彤
Original assignee: Bohai University
Current assignee: Bohai University
Priority date: 2011-12-06
Filing date: 2011-12-06
Publication date: 2013-08-21
Anticipated expiration: 2031-12-06
Also published as: CN102492054A

Abstract

一种大豆种皮果胶类凝胶多糖的制备方法，其具体步骤是：首先粉碎大豆种皮，然后利用低浓度乙醇溶液对大豆种皮进行浸泡持续搅拌处理，过滤后乙醇回收，截留物减压干燥。干燥的大豆种皮粉末加入草酸铵或组分A，其中组分A为硫酸铵与组分B的混合溶液，组分B为草酸或EDTA或柠檬酸，进行微波辅助萃取，微波处理后的料液进行常规过滤得滤液，利用微滤方法除细微杂质，所得滤液进行超滤浓缩，浓缩后的料液采用雾化器进行喷雾干燥，即获得大豆种皮果胶类多糖固体粉末。该方法生产成本底，提取率高，且制得产品溶液的色值低，有独特的凝胶特性，广泛应用于食品行业。

Description

一种大豆种皮果胶类凝胶多糖的制备方法

技术领域

本发明属于作为食品配料、添加剂的大豆种皮深加工方法，特别涉及一种大豆种皮果胶类凝胶多糖的制备方法。

背景技术

果胶类多糖是植物细胞壁多糖类家族中结构最为复杂的一种，具有优良的胶凝性、乳化性等多种生理功效，是一种重要的食品添加剂，同时在化工行业及医药领域也具有广泛的应用。目前生产果胶的原料主要包括：柑桔、苹果、西瓜、木瓜、南瓜和橙类的皮渣，向日葵托盘和梗，甜菜渣等。在大豆深加工行业中，为了提高蛋白质及油脂品质，生产企业一般先脱除大豆种皮，再压榨制油及制备大豆分离蛋白。由于大豆种皮的营养价值较低且含有抗营养因子，导致利用价值不高，因此高附加值利用大豆种皮的技术开发备受关注。

如文献1：CN200510104457.8中提出了“大豆种皮制备果胶新方法”，其技术方案是：大豆种皮经过精选、去杂和水洗净化，采取络和剂一次提取和两次提取的方法，利用活性碳吸附脱色及冷碱脱色两种方法脱色，用无机酸调pH值后酸沉，利用压滤法脱酸化水，采用果胶不溶于其与水可混溶的有机溶剂，用这类有机溶剂将其从浓缩液里沉淀洗涤出来，也可用直接喷雾干燥提取液来回收果胶，采用抽滤法和进一步溶剂淋洗脱水去杂，脱溶、干燥后粉碎。

如文献2：CN200510104458.2中提出了“大豆种皮联产制备果胶和重金属离子吸附剂的方法”，其果胶制备技术方案与文献1相同。

又如文献3：CN201010293751.9中提出了“一种大豆种皮水溶性膳食纤维的制备方法”，其技术方案是：先将大豆皮粉碎，取经粉碎的大豆皮，加水，搅拌，保温，降至室温后，进行离心沉淀，去除沉渣，收集滤液；在所得滤液中加入双氧水进行脱色；将加热脱色后的溶液加入纤维素酶溶液，保温，进行离心分离，去除滤渣，收集滤液；所得含大豆皮水溶性膳食纤维滤液，加热浓缩，向浓缩液中，加入酒精，沉淀，进行离心，得到湿大豆皮水溶性膳食纤维，冷冻干燥，然后粉碎，制得水溶性膳食纤维。

上述文献1和文献2采用络和剂一次提取和两次提取果胶多糖，果胶提取率为13%左右，利用活性碳吸附脱色及冷碱脱色，脱色方法复杂，活性碳有残留，且多糖的保留率低；作为果胶类多糖典型特性—胶凝性，遵照国家标准，果胶中半乳糖醛酸含量必须超过65%，而当前大豆种皮多糖中的半乳糖醛酸含量尚未达到此标准，判定所提取多糖为“果胶”是不合适的。文献3采用化学方法脱色，残留过氧化氢具有毒害作用，不宜推广。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种大豆种皮果胶类凝胶多糖的制备方法，该方法多糖提取率高，制得的产品溶液的色值低，可作为食品配料。

本发明的技术解决方案是：

一种大豆种皮果胶类凝胶多糖的制备方法，其具体步骤如下：

1.1粉碎

粉碎大豆种皮，收集过40～60目筛的固体粉末；

1.2乙醇脱色预处理

称取一定量粉碎后的大豆种皮粉末，加入质量分数为0.5～2%乙醇溶液，大豆种皮粉末与乙醇溶液的料液比为50～200g/1L，室温搅拌处理30～100min，然后过滤，乙醇回收，滤渣减压干燥；

1.3微波辅助萃取

用乙醇处理后的大豆种皮粉末，加入草酸铵溶液或组分A，处理后的大豆种皮粉末与草酸铵溶液或组分A的料液比为40～100g/1L，微波处理，微波功率为200～400W，温度保持在85～98℃，微波作用时间在10～100min，所述的草酸铵溶液的质量分数为0.2～5%，组分A为硫酸铵与组分B的混合溶液，组分B为草酸或EDTA或柠檬酸，硫酸铵与组分B的质量比为1:1；

1.4膜分离

对经微波处理后的料液进行过滤得滤液，将滤液用微孔滤膜微滤除杂，然后用聚砜超滤膜超滤浓缩至原体积的5～20%，超滤浓缩的膜分离参数：错流速度为1～10cm/s，操作压力为0.01～0.1MPa，温度为20～80℃；

1.5喷雾干燥

采用离心式喷雾干燥器或压力式喷雾干燥器，对经超滤膜浓缩后的滤液喷雾干燥，进风温度控制在160～220℃，出风温度控制在70～90℃，即制得大豆种皮果胶类凝胶多糖。

上述的大豆种皮果胶类凝胶多糖的制备方法，所述的大豆种皮是经湿法或干法脱除的干燥的大豆种皮。

上述的大豆种皮果胶类凝胶多糖的制备方法，大豆种皮粉末与乙醇溶液的料液比为67～100g/1L。

上述的大豆种皮果胶类凝胶多糖的制备方法，乙醇处理后的大豆种皮粉末与草酸铵溶液或组分A的料液比为50～67g/1L。

上述的大豆种皮果胶类凝胶多糖的制备方法，微波功率为300～350W，温度保持在95～98℃，微波作用时间在60～90min。

上述的大豆种皮果胶类凝胶多糖的制备方法，错流速度为2～6cm/s，操作压力为0.08～0.1MPa，温度为60～80℃。

本发明具有以下有益效果：

1、利用质量分数为0.5%～2%的乙醇溶液对大豆种皮粉末进行脱色预处理，不仅可以脱除色素，脱色效果好，同时可以除去部分单糖、低聚糖、酚类小分子化合物及杂蛋白质；

2、采用微波方法辅助可以提高多糖的提取率，使多糖提取率达到15～20%；并且微波能促使草酸铵与果胶分子的酰胺化反应，使多糖具有优异的凝胶性质；

3、提取的多糖在二价阳离子、一价阳离子或酸性条件下均可形成凝胶，具有独特的凝胶特性，区别在于凝胶的力学行为及溶胀性能；

4、利用膜分离方法结合喷雾干燥技术制备多糖成品，膜分离具有分子级分离、无相变、无溶剂污染、容易保持生物分子的活性、操作简单可靠等优异的特点，节省了加热浓缩需要的能源，减少有机溶剂用量，并且干燥产品流动性好，不需要对干燥产品再进行粉碎。

附图说明

图1是本发明的工艺流程图；

图2是本发明制得的大豆种皮果胶类多糖中单糖的离子色谱图；

图中： 1-岩藻糖， 2-鼠李糖，3-***糖， 4-氨基半乳糖， 5-半乳糖，6-葡萄糖，7-木糖， 8-半乳糖醛酸， 9-葡萄糖醛酸。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，制备大豆种皮果胶类凝胶多糖的方法如下：

利用万能粉碎机粉碎经干法脱除的干燥的大豆种皮，收集过40目筛的固体粉末；称取粉碎后的大豆种皮粉末50g，加入质量分数为0.5%的乙醇溶液1L，室温搅拌处理30min，然后过滤，乙醇回收，滤渣减压干燥；称取乙醇处理后干燥的大豆种皮粉末40g，加入质量分数为0.2%的草酸铵溶液1L，进行微波处理，微波功率为200W，温度保持在85℃，微波处理时间为10min；过滤得滤液，将所得滤液用微孔滤膜微滤除杂，然后用聚砜微孔超滤膜超滤浓缩至原体积的20%，超滤浓缩的膜分离参数：错流速度为1cm/s，操作压力为0.01MPa，温度为20℃；采用离心式喷雾干燥器对经超滤膜浓缩后的液体喷雾干燥，进风温度控制在160℃，出风温度控制在70℃，制得粉末状的大豆种皮果胶类凝胶多糖，多糖提取率为15.23%。

实施例2

利用万能粉碎机粉碎经湿法脱除的干燥的大豆种皮，收集过50目筛的固体粉末；称取粉碎后的大豆种皮粉末67g，加入质量分数为1%的乙醇溶液1L，室温搅拌处理50min，然后过滤，乙醇回收，滤渣减压干燥；称取乙醇处理后干燥的大豆种皮粉末50g，加入质量分数为1.6%的草酸铵溶液1L，进行微波处理，微波功率为300W，温度保持在95℃，微波处理时间为60min；过滤得滤液，将所得滤液用微孔滤膜微滤除杂，然后用聚砜微孔超滤膜超滤浓缩至原体积的10%，超滤浓缩的膜分离参数：错流速度为2cm/s，操作压力为0.08MPa，温度为60℃；采用离心式喷雾干燥器对经超滤膜浓缩后的液体喷雾干燥，进风温度控制在180℃，出风温度控制在80℃，制得粉末状的大豆种皮果胶类凝胶多糖，多糖提取率为17.85%。

实施例3

利用万能粉碎机粉碎大豆种皮，收集过50目筛的固体粉末；称取粉碎后的大豆种皮粉末50g，加入质量分数为1.5%的乙醇溶液1L，室温搅拌处理80min，然后过滤，乙醇回收，滤渣减压干燥；称取乙醇处理后干燥的大豆种皮粉末67g，加入质量分数为3%的草酸铵溶液1L，进行微波处理，微波功率为350W，温度保持在98℃，微波处理时间为90min；过滤得滤液，将所得滤液用微孔滤膜微滤除杂，然后用聚砜微孔超滤膜超滤浓缩至原体积的15%，超滤浓缩的膜分离参数：错流速度为6cm/s，操作压力为0. 1MPa，温度为80℃；采用压力式喷雾干燥器对经超滤膜浓缩后的液体喷雾干燥，进风温度控制在200℃，出风温度控制在80℃，制得粉末状的大豆种皮果胶类凝胶多糖，多糖提取率为18.12%。

实施例4

利用万能粉碎机粉碎经干法脱除的干燥的大豆种皮，收集过60目筛的固体粉末；称取粉碎后的大豆种皮粉末200g，加入质量分数为2%的乙醇溶液1L，室温搅拌处理100min，然后过滤，乙醇回收，截留物减压干燥；称取乙醇处理后干燥的大豆种皮粉末100g，加入质量分数为5%的草酸铵溶液1L，进行微波处理，微波功率为400W，温度保持在90℃，微波处理时间为100min；过滤得滤液，将所得滤液用微孔滤膜微滤除杂，然后用聚砜微孔超滤膜超滤浓缩至原体积的5%，超滤浓缩的膜分离参数：错流速度为10cm/s，操作压力为0.05MPa，温度为40℃；采用压力式喷雾干燥器对经超滤膜浓缩后的液体喷雾干燥，进风温度控制在220℃，出风温度控制在90℃，制得粉末状的大豆种皮果胶类凝胶多糖，多糖提取率为15.16%。

实施例5

上述实施例1～实施例4中的草酸铵溶液用硫酸铵与组分B的混合溶液代替，组分B为草酸（也可为EDTA或柠檬酸），硫酸铵与组分B的质量比为1：1，其它同实施例1～实施例4。

对比例1

该对比例与实施例4工艺条件相同，只是乙醇脱色预处理用活性碳脱色代替；活性碳脱色：在大豆种皮果胶类多糖溶液中添加溶液质量体积比为1%的活性碳，脱色温度为50℃，脱色时间为30分钟。

对比例2

该对比例与实施例4工艺条件相同，只是乙醇脱色预处理用活性碳脱色代替；活性碳脱色：在大豆种皮果胶类多糖溶液中添加溶液质量体积比为0.5%的活性碳，脱色温度为50℃，脱色时间为30分钟。

对比例3

该对比例与上述的实施例4工艺条件相同，只是微波辅助萃取用高温提取代替；草酸铵高温提取：草酸铵浓度为0.6%，料液比为1：25，提取温度为95℃，提取时间为4小时。

对比例4

该对比例与实施例4工艺条件相同，只是微波辅助萃取用高温提取代替；草酸铵高温提取：草酸铵浓度为0.6%，料液比为1：25，提取温度为90℃，提取时间为4小时。

本发明制得的果胶类多糖通过离子色谱图（如图2）确定单糖摩尔百分率如表1所示：

表1 本发明制得的大豆种皮果胶类多糖单糖组成

单糖名称	摩尔百分率（%）
		岩藻糖	1.34
鼠李糖	3.02
		***糖	3.79
氨基半乳糖	0.03
		半乳糖	47.53
葡萄糖	3.21
		木糖	25.13
半乳糖醛酸	15.09
		葡萄糖醛酸	0.86

乙醇预处理对大豆种皮果胶类多糖脱色率及蛋白含量影响如表2所示：

表2

方法	脱色率	蛋白含量	多糖保留率
				不经预处理	-----	13.26%	100%
实施例1	68.37%	7.52%	98.8%
				实施例2	67.53%	6.32%	96.2%
实施例3	69.82%	7.52%	97.3%
				实施例4	71.65%	7.81%	99.1%
对比例1	75.26%	12.61%	51.52%
				对比例2	58.68%	13.14%	55.36%

采用不同提取方法所得大豆种皮果胶类多糖钙促凝胶性质对比如表3所示：

表3

方法	凝胶浓度（g/L）	凝胶强度(g力)
			酸法提取	不能形成凝胶	------
碱法提取	不能形成凝胶	------
			实施例1	20	140.85
实施例2	20	163.28
			实施例2	20	149.35
实施例4	20	199.36
			对比例3	50	24.33
对比例4	50	35.68

注：氯化钙摩尔浓度为1mol/L，形成凝胶球体用质构仪测定。

Claims

1.一种大豆种皮果胶类凝胶多糖的制备方法，其特征是：

1.1粉碎

粉碎大豆种皮，收集过40～60目筛的固体粉末；

1.2乙醇脱色预处理

1.3微波辅助萃取

1.4膜分离

1.5喷雾干燥

2.根据权利要求1所述的大豆种皮果胶类凝胶多糖的制备方法，其特征是：大豆种皮是经湿法或干法脱除的干燥的大豆种皮。

3.根据权利要求1所述的大豆种皮果胶类凝胶多糖的制备方法，其特征是：大豆种皮粉末与乙醇溶液的料液比为67～100g/1L。

4.根据权利要求1所述的大豆种皮果胶类凝胶多糖的制备方法，其特征是：乙醇处理后的大豆种皮粉末与草酸铵溶液或组分A的料液比为50～67g/1L。

5.根据权利要求1所述的大豆种皮果胶类凝胶多糖的制备方法，其特征是：微波功率为300～350W，温度保持在95～98℃，微波作用时间在60～90min。

6.根据权利要求1所述的大豆种皮果胶类凝胶多糖的制备方法，其特征是：错流速度为2～6cm/s，操作压力为0.08～0.1MPa，温度为60～80℃。