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燕麦葡聚糖的生物提取技术工艺研究

2016-05-30陈如溪

科技风 2016年11期

陈如溪

摘 要:本文对于燕麦葡聚糖的几种常见的提取工艺进行了探究,并对其应用性质和功能进行了分析。

关键词:燕麦葡聚糖;生物提取;技术工艺

众所周知,燕麦是我国一种主要的农作物品种,在一些高寒山区,燕麦是主要的粮食与饲料的作物品种。燕麦本身具有较强的饮食和医疗功效,在我们日常生活中是一种常见的食疗产品。燕麦产品本身在食用中可以有效地实现对心脑血管疾病、糖尿病的预防与治疗,并且具备较强的降低血脂和血清胆固醇功效。在燕麦成分中,具备保健效果的主要是燕麦葡聚糖这种成分。燕麦中的β-(1→3,1→4)葡聚糖简称燕麦葡聚糖,是存在于燕麦胚乳和糊粉层细胞壁的一种非淀粉多糖。

1 应用性质和功能

根据相关调查研究显示,燕麦葡聚糖降低胆固醇、降低血糖、提高免疫力、改善肠道功能、抗癌美容等多种功效。燕麦葡聚糖在进入人体后,可以迅速被人体所吸收,并且有效地实现了肠胃对于脂肪酸吸收速率的控制,有效地实现了对胆固醇合成的抑制。在燕麦葡聚糖研究中,研究人员通过动物和人体实验中,对于其降低胆固醇方面的能效进行了证实,其对于高血脂人群来说可以更好地满足其降低胆固醇的需求。燕麦葡聚糖可以实现对血脂含量的控制和降低,提高血液的流动效果,提高对糖分的吸收与利用速率,可以实现对一些由糖尿病并发的肝肾组织病变的修复,实现对肝糖原分解的抑制,实现了对血糖的控制。燕麦葡聚糖对于人体来说具有多种功效和益处,通过对燕麦葡聚糖提取工艺的研究和探索,可以更好地实现对燕麦葡聚糖的利用,更好地为人类创造更多有价值的产品,促进人类健康和医疗保健事业的发展。

2 燕麦葡聚糖的几种常见的提取工艺

第一,水提取法。燕麦葡聚糖本身容易溶于水,但是却不溶于醚、丙酮以及醇等,热水提取是一种有效的提取工艺。热水提取通过利用热力,促使物质细胞产生纸币分离,并且将水作为容积,对也保重的物质进行溶解,并且利用扩散作用使得其穿越过细胞壁,实现扩散。这种水提取法本身的提取时间较长,并且对于水量的需求较高,整体的提取率相对较低。经过研究发现,提取溶液的酸碱度对于燕麦葡聚糖的提取率会产生相应的影响。利用碱进行提取,虽然可以提高提取率,但是本身存在较多的淀粉与蛋白质的污染,提取之后的脱色与纯化存在一定的难度,并且也会导致燕麦葡聚糖的分子量减少。经过大量实验分析可知,提取过程中ph值应该维持在10左右,温度在65摄氏度,提取时间在1.5小时,这样可以提高燕麦葡聚糖的提取率,可以达到并保持在8%左右。

第二,微波提取法。利用微波进行提取,主要是依据微波穿透的原理,使得内部产生热源,结合热选择性,实现促使细胞壁的破裂,促进葡聚糖与水的溶解,这样可以有效地提高提取率。但是,由于这种微波提取法本身会造成温度的升高,这对于提取工艺方面的要求更高,在实际操作中要对于温度进行有效控制,避免葡聚糖被破坏。通过实验研究分析,在微波提取法应用的过程中,微波的时间、功率以及水料比都会对于提取效果产生影响。通过大量实践发现,利用微波提取方式,要想达到最佳的提取效率,要对于微波时间控制在4分钟,微波功率控制在640W,微波的温度控制在80摄氏度,并且水料比控制在15比1,这样可以提高燕麦葡聚糖的得率,可以达到并保持在5%左右。

第三,超声波提取法。超声波提取法主要是通过对于提取液的局部增加压力和温度,通过超声波设备的扰动,实现对固体液体物质传递过程的控制,从而提高提取效率,减少提取的时间,并且也可以实现对活性物质的有效保护。这种提取方式主要依赖超声波技术的发展,具有较强的先进性,由于其良好的提取效果,在实际提取中被广泛地应用于天然产物的提取中,同时也是当前燕麦葡聚糖提取工艺的重点研究目标。通过实验研究发现,在水料比控制在15比1,提取时间控制在15分钟,并且提取温度不超过70摄氏度,提取时间在15分钟左右,可以有效地提高提取效果,得率可以达到7%左右。相对于水提取法来说,其可以对于用水量进行有效控制,并且减少了提取时间,提取的条件相对温和,容易控制,对于实际提取来说具有良好的应用效益。

第四,乙醇-酶和热水二步提取法。这种提取方式通过将原料中加入乙醇,通过搅拌并添加淀粉酶和蛋白酶,再通过干燥,结合热水来对于燕麦葡聚糖进行提取。这种提取方式应用的过程中,在乙醇质量分数为60%,温度控制在50摄氏度,并且对于蛋白质去除率控制在71%左右,通过处理和建模分析,得出水料比控制在20比1,温度在80摄氏度,浸提时间在1小时,得率可以达到7%。这种提取方式相对于水提法来说,其操作过程更加简单,并且有效地缩短了提取时间,提高了分子的粘度和完整性,提取效果相对较好。

第五,发酵提取法。发酵提取法主要是通过添加酵母菌生成酵母葡聚糖,利用培养液中的蛋白质和淀粉,实现提高葡聚糖的纯度,再进行接种和离心提取,从而达到提取燕麦葡聚糖的目标。常见提取中,酒精酵母、啤酒酵母、酿酒酵母以及黄酒酵母是主要的酵母提取的添加选择。通过酵母提取工艺的应用,可以有效地提高提取效果。根据相关试验研究发现,在水料比控制在20比1时,发酵时间控制在48小时,摇床设置为每分钟170转,其提取率可以实现最大化。

3 结语

随着时代的发展,燕麦食品已经逐渐地走入了我们的生活。燕麦葡聚糖逐渐地被应用于食品的生产当中,在一些面食、饮料、熟肉、糕点、快餐等品种,燕麦葡聚糖的添加既可以提高产品的口感,同时也可以让产品本身更富有保健和营养的特性。在人们对于健康的不断追求,食品产品的加工中,燕麦葡聚糖的需求量也将得到进一步的增加。

我国现阶段对于燕麦葡聚糖的提取方面还需要对有关工艺进行进一步的研究,燕麦葡聚糖的应用也将会获得更加广阔的发展前景和更加优质的应用价值。

参考文献:

[1] 林伟静,吴广枫,王强,周素梅.燕麦全粉中β-葡聚糖提取工艺优化[J].食品与机械,2010(01).

[2] 段中华,乔有明,朱海梅,王振群.燕麦β-葡聚糖的部分理化性质研究[J].青海大学学报(自然科学版),2010(06).

[3] 王娟.燕麦β-葡聚糖的提取纯化功能性及应用的研究展望[J].农产品加工(学刊),2012(05).