專利名稱：用膜分離技術從谷物麩皮中提取β-葡聚糖的方法
技術領域：
本發明屬于生物化工技術領域，涉及一種(3-葡聚糖的提取方法，尤其涉 及一種采用膜分離技術從青稞、莜麥和燕麥等谷物的麩皮中提取(3-葡聚糖的方法。
背景技術：
研究表明，(3-葡聚糖具有調解血糖、提高免疫力、抗腫瘤等作用。目前生 物醫學界及營養學界普認為(3-葡聚糖的生理作用主要有4個方面清腸作用、 調解血糖、降低膽固醇、提高免疫力。據資料介紹，青稞/燕麥/莜麥等谷物的籽粒均中含有大量的蛋白質和(3-葡 聚糖，其中青稞的蛋白質含量10~15%左右，(3-葡聚糖含量3.5 8.6%左右；燕 麥的蛋白質含量最高可達17.92%，最低為8.7%，多數在10% 15%之間，(3-葡聚糖含量為2.0% 7.5%;莜麥蛋白質含量在11.35% 19.94%， (3-葡聚糖含量 為3% 6%。 (3-葡聚糖主要存在于谷物得麩皮中，其化學名稱為(1-3) (1-4) -卩-D-葡聚糖，是一種非淀粉多糖，按其溶解性分可為水溶性和水不溶性兩目前工業制備(3-葡聚糖的方法，多為化學法、酶法提取水溶性|3-葡聚糖， 而水不溶性(3-葡聚糖隨廢料棄去，造成了水不溶性卩-葡聚糖得流失；同時耗 水量較大，廢水處理量大。膜分離是一種很新的分離方法，其具有能耗低，單級分離效率高，分離過 程簡單，不污染環境等優點，被廣泛應用于生物制備和醫藥生產中的分離、濃 縮和純化。發明內容本發明的目的在于提供一種利用膜分離技術從谷物麩皮中提取P-葡聚糖 的方法。本發明采用膜分離技術從青稞、莜麥和燕麥等谷物麩皮中提取卩-葡聚糖 的方法，包括以下步驟 ① 將谷物麩皮用2~10倍體積的50%~90%乙醇，在50。C 8(TC下回流提取 2 4個小時，使谷物麩皮中醇溶(3-葡聚糖溶解，同時滅活谷物麩皮中各種酶； 冷卻至25 35。C，過濾，收集濾液l;過濾后的濕麩皮用2 10倍體積量的無水 乙醇繼續提取5 20分鐘，過濾，收集濾液并與濾液1合并；濾渣于1(TC 6(TC 下減壓干燥10~35小時，使麩皮中的乙醇完全揮發而達到脫溶目的。② 將脫溶的谷物麩皮加入到2~10倍體積量的水中攪拌混勻形成溶液，并 用0.5 5mol/L氫氧化鈉溶液調至pH 8 10，于10。C 6(TC下攪拌10~40分鐘， 使谷物麩皮中水溶(3-葡聚糖溶解；冷卻至10 4(TC，離心分離，收集濾液2; 將離心分離所得沉淀繼續加入到2~10倍體積量的水中攪拌混勻形成溶液，用 0.5 5mol/L氫氧化鈉溶液調至pH8 10，于10 6(TC下攪拌10 40分鐘，冷卻、 離心分離，并將濾液與濾液2合并。③ 合并步驟①和②的濾液，采用膜濃縮分離設備濃縮濾液至原體積的 1/8 1/15，再用0.5 5mol/L鹽酸溶液調節濾液pH至2 5，離心分離，沉淀于 1(TC 6(TC下減壓干燥10~35小時以達到脫溶的目的；然后過100~500|im篩， 得粗卩-葡聚糖；④ 將粗P-葡聚糖加入到5~10倍體積的去離子水中，加熱至30°C~50°C， 攪拌溶解，然后加入同體積的異丙醇，于3(TC 5(TC攪拌10 30分鐘，離心分 離；沉淀于1(TC 6(TC下減壓脫容10 35小時，過100 500pm篩，得精制(3-葡聚糖。本發明所采用的谷物麩皮為青稞、燕麥或莜麥等卩-葡聚糖含量較大的麩皮。本發明與現有技術相比具有以下優點1、 本發明利用卩-葡聚糖在堿性、近常溫時，溶解度最大，并可在酸性條 件下析出的原理，分別用乙醇和水提取谷物麩皮中的醇溶P-葡聚糖和水溶卩-葡聚糖，提取液經離心分離，濾液采用膜分離技術進行富集后酸沉后，再進行 醇沉，離心分離，并將沉淀進行脫溶后采用濾膜過濾，得精制P-葡聚糖。本發明制備的(3-葡聚糖純度高，用"燕麥、大麥和纖維樣品中混聯(3-葡聚糖含量 測定方法"測定，(3-葡聚糖的含量在60 90%，得率較高(為5% 15%)。2、 本發明的膜分離濾液可作為工藝用水循環使用，大大降低了耗水量和 廢水處理量。3、 本發明的工藝簡單，操作易于控制，成本低，易于工業化。
具體實施方式
實施例l:從青稞中提取(3-葡聚糖的方法① 將青稞籽粒凈選，淘洗，去除雜質及泥沙后，進行干燥，并控制水分在 <8%;② 將干燥后的青稞籽粒采用物理方法使麩皮從籽粒表面脫離，并收集青稞 麩皮；③ 將青稞麩皮用2 10倍體積的50%~90%乙醇，在50。C 8(TC下回流提取 2 4個小時，使青稞麩皮中醇溶p-葡聚糖溶解，同時滅活麩皮中各種酶；冷卻 至25 35"C，過濾，收集濾液l;將離心分離所得濕麩皮繼續用體積2 10倍量 的無水乙醇提取5 20分鐘，過濾，濾液與與濾液1合并；濾渣于10 3(TC下 減壓干燥10 35小時，使麩皮中的乙醇完全揮發而達到脫溶目的。④ 將脫溶的青稞麩皮加入到2 10倍體積量的水中攪拌混勻形成溶液，并 用0.5 5mol/L氫氧化鈉溶液調至pH 8 10，于10 60'C下攪拌10 40分鐘，使 青稞麩皮中水溶性(3-葡聚糖溶解；冷卻至10 4(TC，離心分離(1000 5000轉 /分)，收集濾液2;將離心分離所得沉淀繼續加入到2 10倍體積量的水中攪拌 混勻形成溶液，用0.5 5mol/L氫氧化鈉溶液調至pH8 10，于10 6(TC下攪拌 10 40分鐘，冷卻、離心分離(1000~5000轉/分)，提取液與濾液2合并。⑤ 合并濾液1、濾液2，采用膜濃縮分離設備(濾膜的孔徑為200~50(Vm) 濃縮濾液至原體積的1/8~1/15，再用0.5 5mol/L鹽酸溶液調節濾液pH至2 5， 離心分離，沉淀于1(TC 6(TC下減壓干燥10 35小時以達到脫溶的目的；然后 過100 500^im篩，得粗(3-葡聚糖；⑥ 將粗P-葡聚糖加入到5 10倍體積的去離子水中，加熱至30 5(TC，攪 拌溶解，然后加入同體積的異丙醇，于30 5(TC攪拌10 30分鐘，離心分離(1000 5000轉/分)；沉淀于10。C 6(TC下減壓脫容10~35小時，過100~500, 篩，得精制卩-葡聚糖。經"燕麥、大麥和纖維樣品中混聯(3-葡聚糖含量測定方法"分析，測定 該精制P-葡聚糖的純度為60 卯％,得率為5 15%。實施例2、從莜麥中提取(3-葡聚糖的方法① 將莜麥籽粒凈選，淘洗，去除雜質及泥沙后，進行干燥，并控制水分在<8%;② 將干燥后的莜麥籽粒采用物理方法使麩皮從籽粒表面脫離，并收集莜麥麩皮；
③ 將莜麥麩皮用2 10倍體積的50% 90%乙醇，在50。C 8(TC下回流提取 2 4個小時，使莜麥麩皮中醇溶(3-葡聚糖溶解，同時滅活麩皮中各種酶；冷卻 至25 35X:，過濾，收集濾液l;將離心分離所得濕麩皮繼續用體積2 10倍量 的無水乙醇提取5 20分鐘，過濾，濾液與濾液1合并；濾渣于10 30。C下減 壓干燥10 35小時，使麩皮中的乙醇完全揮發而達到脫溶目的。④ 將脫溶的莜麥麩皮加入到2~10倍體積量的水中攪拌混勻形成溶液，并 用0.5 5mol/L氫氧化鈉溶液調至pH8 10，于10 60'C下攪拌10~40分鐘，使 莜麥麩皮中水溶性卩-葡聚糖溶解；冷卻至10 4(TC，離心分離(1000 5000轉 /分)，收集濾液2;將離心分離所得沉淀繼續加入到2 10倍體積量的水中攪拌 混勻形成溶液，用0.5 5mol/L氫氧化鈉溶液調至pH8 10，于10 60。C下攪拌 10~40分鐘，冷卻、離心分離(1000-5000轉/分)，提取液與濾液2合并。⑤ 合并濾液1、濾液2，采用膜濃縮分離設備(濾膜的孔徑為200 500)im) 濃縮濾液至原體積的1/8 1/15，再用O.5~5mol/L鹽酸溶液調節濾液pH至2 5， 離心分離，沉淀于1(TC 6(TC下減壓干燥10 35小時以達到脫溶的目的；然后 過100 500|im篩，得粗P-葡聚糖；(D將粗(3-葡聚糖加入到5 10倍體積的去離子水中，加熱至30 5(TC，攪 拌溶解，然后加入同體積的異丙醇，于30 5(TC攪拌10 30分鐘，離心分離 (1000 5000轉/分)；沉淀于10。C 6(TC下減壓脫容10 35小時，過100 500jim 篩，得精制(3-葡聚糖。經"燕麥、大麥和纖維樣品中混聯(3-葡聚糖含量測定方法"分析，測定 該精制(3-葡聚糖的純度為60~90%，得率為5~15%。實施例3:從燕麥中提取(3-葡聚糖的方法① 將燕麥籽粒凈選，淘洗，去除雜質及泥沙后，進行干燥，并控制水分在<8%;② 將干燥后的燕麥籽粒采用物理方法使麩皮從籽粒表面脫離，并收集谷物 麩皮；③ 將燕麥麩皮用2~10倍體積的50% 卯％乙醇，在50。C 8(TC下回流提取 2 4個小時，使燕麥麩皮中醇溶(3-葡聚糖溶解，同時滅活麩皮中各種酶；冷卻 至25 35'C，過濾，收集濾液l;將離心分離所得濕麩皮繼續用體積2 10倍量 的無水乙醇提取5 20分鐘，過濾，濾液與與濾液1合并；濾渣于10 30。C下 減壓干燥10 35小時，使麩皮中的乙醇完全揮發而達到脫溶目的。④ 將脫溶的燕麥麩皮加入到2~10倍體積量的水中攪拌混勻形成溶液，并 用0.5 5mol/L氫氧化鈉溶液調至pH8 10，于10 60。C下攪拌10-40分鐘，使 燕麥麩皮中水溶性p-葡聚糖溶解；冷卻至10 4(TC，離心分離(1000 5000轉 /分)，收集濾液2;將離心分離所得沉淀繼續加入到2 10倍體積量的水中攪拌 混勻形成溶液，用0.5 5mol/L氫氧化鈉溶液調至pH8 10，于10 6(TC下攪袢 10 40分鐘，冷卻、離心分離(1000 5000轉/分)，提取液與濾液2合并。⑤合并濾液1、濾液2，采用膜濃縮分離設備(濾膜的孔徑為200 500^im) 濃縮濾液至原體積的1/8 1/15，再用O.5~5mol/L鹽酸溶液調節濾液pH至2 5， 離心分離，沉淀于1(TC 60。C下減壓干燥10 35小時以達到脫溶的目的；然后 過100 500|im篩，得粗(3-葡聚糖； 將粗(3-葡聚糖加入到5 10倍體積的去離子水中，加熱至30 5(TC，攪 拌溶解，然后加入同體積的異丙醇，于30 5(TC攪拌10 30分鐘，離心分離 (1000 5000轉/分)；沉淀于1(TC 6(TC下減壓脫容10~35小時，過100~500(im 篩，得精制(3-葡聚糖。經"燕麥、大麥和纖維樣品中混聯P-葡聚糖含量測定方法"分析，測定 精制P-葡聚糖的純度為60 90%，得率為5 15%。
權利要求
1、 一種采用膜分離技術從谷物麩皮中提取(3-葡聚糖的方法，包括以下步驟① 將谷物麩皮用2 10倍體積的50% 90%乙醇，在50。C 8(TC下回流提取 2 4個小時，冷卻至25 35t:，過濾，收集濾液l;濾渣于1(TC 60。C下減壓 脫溶10 35小時；② 將脫溶的谷物麩皮加入到2~10倍體積量的水中攪拌混勻形成溶液，并 用O.5~5mol/L氫氧化鈉溶液調至pH 8 10，于1CTC 6(TC下攪拌10~40分鐘， 冷卻至10 40"C，離心分離，收集濾液2;③ 合并濾液1、濾液2，采用膜濃縮分離設備濃縮濾液至原體積的1/8 1/15， 再用0.5 5mol/L鹽酸溶液調節濾液pH至2 5，離心分離，沉淀于10°C~60°C 下減壓脫溶10-35小時，過100 500(im篩，得粗(3-葡聚糖； 將粗(3-葡聚糖加入到5~10倍體積的去離子水中，加熱至3(TC 5(TC， 攪拌溶解，然后加入同體積的異丙醇，于30。C 5(TC攪拌10 30分鐘，離心分 離；沉淀于10。C 60。C下減壓脫容10 35小時，過100 500|im篩，得精制卩漏 葡聚糖。
2、 如權利要求1所述從谷物麩皮中提取卩-葡聚糖的方法，其特征在于 所述谷物麩皮為青稞、燕麥或莜麥的麩皮。
3、 如權利要求1所述從谷物麩皮中提取(3-葡聚糖的方法，其特征在于 步驟③所述得膜濃縮分離設備濾膜的孔徑為200 500pm。
4、 如權利要求l所述從谷物麩皮中提取P-葡聚糖的方法，其特征在于 所述離心分離的轉速為1000-4000轉/分。
全文摘要
本發明提供了一種采用膜分離技術從谷物麩皮中分離β-葡聚糖的方法，該方法利用蛋白質在堿性、近常溫時溶解度最大，并可在酸性條件下析出的原理，分別用乙醇和水提取谷物籽粒中的醇溶蛋白和水溶蛋白，提取液經離心分離，濾液采用膜分離技術進行富集后酸沉后，再進行醇沉，離心分離，并將沉淀進行脫溶后采用濾膜過濾，得精制β-葡聚糖。本發明制備的β-葡聚糖純度高(一般在60～80％)，得率高(一般在5～15％)。本發明的工藝簡單，操作易于控制，成本低，易于工業化；而且膜分離濾液可作為工藝用水循環使用，大大降低了耗水量和廢水處理量。
文檔編號A23L1/09GK101120776SQ20071001823
公開日2008年2月13日 申請日期2007年6月23日 優先權日2007年6月23日
發明者巴桑卓瑪 申請人:西藏宇妥藏藥研究有限公司