青稞中β-葡聚糖与阿拉伯木聚糖的分离纯化与结构表征

摘要

随着人们生活水平的日益提高及不良的日常饮食习惯逐渐养成，导致“三高”（高血压、高血糖、高血脂）和糖尿病等疾病的患病人群数量不断攀升，严重危
　　害了当代人的身体健康。与此同时，人们对营养与健康的重视，使得“吃出健康”的理念得到大家的普遍赞同。不同于大麦属其它谷类作物，青稞拥有高蛋白质、高维生素、高纤维、低糖、低脂等的优点，这比较贴近于现代健康文明生活所鼓励提倡的“三高两低”膳食结构，是当今社会一种亟待开发的理想保健食品资源。而较其它粮食作物而言，青稞含有更为丰富的β-葡聚糖，现普遍研究认为β-葡聚具有清肠、降低胆固醇、调节血糖、提高免疫力等重要生理作用。同时，除β-葡聚糖外，阿拉伯木聚糖作为可溶性半纤维素的代表之一也是当前生物活性多糖的研究热点。因此，为提高青稞总体的使用价值，本文做了以下实验内容：
　　1.13种不同产地青稞原料中的营养成分分析。为了解不同产地青稞中营养成分，对西北不同产地不同品种的青稞原料进行了多种成分分析，包括水分、灰分、蛋白质、元素分析、氨基酸、脂肪、脂肪酸、淀粉及β-葡聚糖。结果表明：青稞原料中水分含量约为10.13％，灰分含量均值为1.92%，蛋白质含量平均在9.80%，脂肪含量为1.69%，淀粉含量在60%~70%，β-葡聚糖含量为2.45%。青稞中所含的矿物质元素齐全，较其它谷物高，尤以微量元素Se为代表；青稞原料中脂肪酸成分含有丰富的亚油酸以及较高的棕榈酸、油酸，其中亚油酸和油酸属于营养最好的多不饱和脂肪酸，具有良好的营养价值；同时，青稞中含有的必需氨基酸较为丰富，如Thr、Val、Met、ILe、Leu、Phe和Lys，经常食用青稞可补充机体，满足每日所需。
　　2.研究并获得了青稞中β-葡聚糖产品的提取工艺。参照美国专利7662418 B2，采用酶法优化提取工艺，研究了不同提取方式、酶解条件等对得率及其含量的影
　　响。通过多次重复性实验，最终确定了醇沉、水提法提取β-葡聚糖浓缩物的最佳工艺：
　　取一定量粉碎后的青稞样品→85℃下82%乙醇提取→95%乙醇醇洗→干燥→52℃蒸馏水提取→耐高温α-淀粉酶95℃水解→胰酶酶解→灭酶→透析→醇沉→异丙醇洗→冷冻干燥。
　　结果表明：采用类似美国专利工艺可得到β-葡聚糖含量平均为34.21%，而采取上述最终工艺所得浓缩物β-葡聚糖的含量可达63.46%。
　　3.研究了富含青稞β-葡聚糖产品的理化性质。具体包括总糖含量、蛋白质含量、β-葡聚糖含量、单糖组成、淀粉含量、糖醛酸含量等。实验结果表明产品中性糖含量为80.80%，蛋白质含量为0.09%，淀粉含量0.25%，糖醛酸含量为8.35%。通过测定单糖组成，结果表明浓缩物中的单糖主要为葡萄糖（77.28%），含有少量的阿拉伯糖和木糖。通过 HPLC分析，产品的相对分子量为7.95×105Da和1.08×103Da。
　　4.研究了青稞阿拉伯木聚糖产品的提取工艺。根据文献报道，通过多次重复性实验，最终确定了碱提法提取阿拉伯木聚糖浓缩物的最佳工艺：
　　取一定量粉碎后的青稞样品→85℃下82%乙醇提取→95%乙醇醇洗→干燥→52℃蒸馏水提取→耐高温α-淀粉酶95℃水解→胰酶酶解→灭酶→氢氧化钡碱提两次→调pH→透析→醇沉→冷冻干燥。
　　5.研究了青稞阿拉伯木聚糖产品的理化性质。具体包括总糖含量、蛋白质含量、β-葡聚糖含量、木糖含量、单糖组成、淀粉含量、糖醛酸含量等。实验结果表明浓缩物蛋白质含量为1.67%，淀粉含量0.137%，糖醛酸含量为12.12%；中性糖含量为40.48%，β-葡聚糖含量为7.93%，木糖含量为21.07%。通过测定单糖组成，结果表明产品中的单糖主要为木糖（33.28%）和阿拉伯糖（21.16%），有少量的葡萄糖（4.15%）。通过HPLC分析，产品的相对分子量为9.27×105 Da、2.54×105 Da、1.99×104 Da、1.74×103Da。

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第1章 绪论

1.1 青稞概述

1.2 青稞中β-葡聚糖的研究现状

1.3 阿拉伯木聚糖的研究现状

1.4 课题意义

1.5 研究内容

第2章 不同产地青稞原料的理化性质研究及筛选

2.1 原料和试剂

2.2 仪器与设备

2.3 实验方法

2.4 实验结果及营养分析

2.5 本章小结

第3章 青稞中β-葡聚糖的性质研究

3.1 原料和试剂

3.2 仪器与设备

3.3 实验方法

3.4 实验结果与分析

第4章 青稞中阿拉伯木聚糖的性质研究

4.1 原料和试剂

4.2 仪器与设备

4.3 实验方法

4.4 实验结果与分析

4.4本章小结

第5章 结论与展望

5.1 结论

5.2展望

致谢

参考文献

攻读学位期间的研究成果