专利名称：用膜分离技术从谷物麸皮中提取β-葡聚糖的方法
技术领域：
本发明属于生物化工技术领域，涉及一种(3-葡聚糖的提取方法，尤其涉 及一种采用膜分离技术从青稞、莜麦和燕麦等谷物的麸皮中提取(3-葡聚糖的方法。
背景技术：
研究表明，(3-葡聚糖具有调解血糖、提高免疫力、抗肿瘤等作用。目前生 物医学界及营养学界普认为(3-葡聚糖的生理作用主要有4个方面清肠作用、 调解血糖、降低胆固醇、提高免疫力。据资料介绍，青稞/燕麦/莜麦等谷物的籽粒均中含有大量的蛋白质和(3-葡 聚糖，其中青稞的蛋白质含量10~15%左右，(3-葡聚糖含量3.5 8.6%左右；燕 麦的蛋白质含量最高可达17.92%，最低为8.7%，多数在10% 15%之间，(3-葡聚糖含量为2.0% 7.5%;莜麦蛋白质含量在11.35% 19.94%， (3-葡聚糖含量 为3% 6%。 (3-葡聚糖主要存在于谷物得麸皮中，其化学名称为(1-3) (1-4) -卩-D-葡聚糖，是一种非淀粉多糖，按其溶解性分可为水溶性和水不溶性两目前工业制备(3-葡聚糖的方法，多为化学法、酶法提取水溶性|3-葡聚糖， 而水不溶性(3-葡聚糖随废料弃去，造成了水不溶性卩-葡聚糖得流失；同时耗 水量较大，废水处理量大。膜分离是一种很新的分离方法，其具有能耗低，单级分离效率高，分离过 程简单，不污染环境等优点，被广泛应用于生物制备和医药生产中的分离、浓 縮和纯化。发明内容本发明的目的在于提供一种利用膜分离技术从谷物麸皮中提取P-葡聚糖 的方法。本发明采用膜分离技术从青稞、莜麦和燕麦等谷物麸皮中提取卩-葡聚糖 的方法，包括以下步骤 ① 将谷物麸皮用2~10倍体积的50%~90%乙醇，在50。C 8(TC下回流提取 2 4个小时，使谷物麸皮中醇溶(3-葡聚糖溶解，同时灭活谷物麸皮中各种酶； 冷却至25 35。C，过滤，收集滤液l;过滤后的湿麸皮用2 10倍体积量的无水 乙醇继续提取5 20分钟，过滤，收集滤液并与滤液1合并；滤渣于1(TC 6(TC 下减压干燥10~35小时，使麸皮中的乙醇完全挥发而达到脱溶目的。② 将脱溶的谷物麸皮加入到2~10倍体积量的水中搅拌混匀形成溶液，并 用0.5 5mol/L氢氧化钠溶液调至pH 8 10，于10。C 6(TC下搅拌10~40分钟， 使谷物麸皮中水溶(3-葡聚糖溶解；冷却至10 4(TC，离心分离，收集滤液2; 将离心分离所得沉淀继续加入到2~10倍体积量的水中搅拌混匀形成溶液，用 0.5 5mol/L氢氧化钠溶液调至pH8 10，于10 6(TC下搅拌10 40分钟，冷却、 离心分离，并将滤液与滤液2合并。③ 合并步骤①和②的滤液，采用膜浓縮分离设备浓縮滤液至原体积的 1/8 1/15，再用0.5 5mol/L盐酸溶液调节滤液pH至2 5，离心分离，沉淀于 1(TC 6(TC下减压干燥10~35小时以达到脱溶的目的；然后过100~500|im筛， 得粗卩-葡聚糖；④ 将粗P-葡聚糖加入到5~10倍体积的去离子水中，加热至30°C~50°C， 搅拌溶解，然后加入同体积的异丙醇，于3(TC 5(TC搅拌10 30分钟，离心分 离；沉淀于1(TC 6(TC下减压脱容10 35小时，过100 500pm筛，得精制(3-葡聚糖。本发明所采用的谷物麸皮为青稞、燕麦或莜麦等卩-葡聚糖含量较大的麸皮。本发明与现有技术相比具有以下优点1、 本发明利用卩-葡聚糖在碱性、近常温时，溶解度最大，并可在酸性条 件下析出的原理，分别用乙醇和水提取谷物麸皮中的醇溶P-葡聚糖和水溶卩-葡聚糖，提取液经离心分离，滤液采用膜分离技术进行富集后酸沉后，再进行 醇沉，离心分离，并将沉淀进行脱溶后采用滤膜过滤，得精制P-葡聚糖。本发明制备的(3-葡聚糖纯度高，用"燕麦、大麦和纤维样品中混联(3-葡聚糖含量 测定方法"测定，(3-葡聚糖的含量在60 90%，得率较高(为5% 15%)。2、 本发明的膜分离滤液可作为工艺用水循环使用，大大降低了耗水量和 废水处理量。3、 本发明的工艺简单，操作易于控制，成本低，易于工业化。
具体实施方式
实施例l:从青稞中提取(3-葡聚糖的方法① 将青稞籽粒净选，淘洗，去除杂质及泥沙后，进行干燥，并控制水分在 <8%;② 将干燥后的青稞籽粒采用物理方法使麸皮从籽粒表面脱离，并收集青稞 麸皮；③ 将青稞麸皮用2 10倍体积的50%~90%乙醇，在50。C 8(TC下回流提取 2 4个小时，使青稞麸皮中醇溶p-葡聚糖溶解，同时灭活麸皮中各种酶；冷却 至25 35"C，过滤，收集滤液l;将离心分离所得湿麸皮继续用体积2 10倍量 的无水乙醇提取5 20分钟，过滤，滤液与与滤液1合并；滤渣于10 3(TC下 减压干燥10 35小时，使麸皮中的乙醇完全挥发而达到脱溶目的。④ 将脱溶的青稞麸皮加入到2 10倍体积量的水中搅拌混匀形成溶液，并 用0.5 5mol/L氢氧化钠溶液调至pH 8 10，于10 60'C下搅拌10 40分钟，使 青稞麸皮中水溶性(3-葡聚糖溶解；冷却至10 4(TC，离心分离(1000 5000转 /分)，收集滤液2;将离心分离所得沉淀继续加入到2 10倍体积量的水中搅拌 混匀形成溶液，用0.5 5mol/L氢氧化钠溶液调至pH8 10，于10 6(TC下搅拌 10 40分钟，冷却、离心分离(1000~5000转/分)，提取液与滤液2合并。⑤ 合并滤液1、滤液2，采用膜浓縮分离设备(滤膜的孔径为200~50(Vm) 浓縮滤液至原体积的1/8~1/15，再用0.5 5mol/L盐酸溶液调节滤液pH至2 5， 离心分离，沉淀于1(TC 6(TC下减压干燥10 35小时以达到脱溶的目的；然后 过100 500^im筛，得粗(3-葡聚糖；⑥ 将粗P-葡聚糖加入到5 10倍体积的去离子水中，加热至30 5(TC，搅 拌溶解，然后加入同体积的异丙醇，于30 5(TC搅拌10 30分钟，离心分离(1000 5000转/分)；沉淀于10。C 6(TC下减压脱容10~35小时，过100~500, 筛，得精制卩-葡聚糖。经"燕麦、大麦和纤维样品中混联(3-葡聚糖含量测定方法"分析，测定 该精制P-葡聚糖的纯度为60 卯％,得率为5 15%。实施例2、从莜麦中提取(3-葡聚糖的方法① 将莜麦籽粒净选，淘洗，去除杂质及泥沙后，进行干燥，并控制水分在<8%;② 将干燥后的莜麦籽粒采用物理方法使麸皮从籽粒表面脱离，并收集莜麦麸皮；
③ 将莜麦麸皮用2 10倍体积的50% 90%乙醇，在50。C 8(TC下回流提取 2 4个小时，使莜麦麸皮中醇溶(3-葡聚糖溶解，同时灭活麸皮中各种酶；冷却 至25 35X:，过滤，收集滤液l;将离心分离所得湿麸皮继续用体积2 10倍量 的无水乙醇提取5 20分钟，过滤，滤液与滤液1合并；滤渣于10 30。C下减 压干燥10 35小时，使麸皮中的乙醇完全挥发而达到脱溶目的。④ 将脱溶的莜麦麸皮加入到2~10倍体积量的水中搅拌混匀形成溶液，并 用0.5 5mol/L氢氧化钠溶液调至pH8 10，于10 60'C下搅拌10~40分钟，使 莜麦麸皮中水溶性卩-葡聚糖溶解；冷却至10 4(TC，离心分离(1000 5000转 /分)，收集滤液2;将离心分离所得沉淀继续加入到2 10倍体积量的水中搅拌 混匀形成溶液，用0.5 5mol/L氢氧化钠溶液调至pH8 10，于10 60。C下搅拌 10~40分钟，冷却、离心分离(1000-5000转/分)，提取液与滤液2合并。⑤ 合并滤液1、滤液2，采用膜浓縮分离设备(滤膜的孔径为200 500)im) 浓縮滤液至原体积的1/8 1/15，再用O.5~5mol/L盐酸溶液调节滤液pH至2 5， 离心分离，沉淀于1(TC 6(TC下减压干燥10 35小时以达到脱溶的目的；然后 过100 500|im筛，得粗P-葡聚糖；(D将粗(3-葡聚糖加入到5 10倍体积的去离子水中，加热至30 5(TC，搅 拌溶解，然后加入同体积的异丙醇，于30 5(TC搅拌10 30分钟，离心分离 (1000 5000转/分)；沉淀于10。C 6(TC下减压脱容10 35小时，过100 500jim 筛，得精制(3-葡聚糖。经"燕麦、大麦和纤维样品中混联(3-葡聚糖含量测定方法"分析，测定 该精制(3-葡聚糖的纯度为60~90%，得率为5~15%。实施例3:从燕麦中提取(3-葡聚糖的方法① 将燕麦籽粒净选，淘洗，去除杂质及泥沙后，进行干燥，并控制水分在<8%;② 将干燥后的燕麦籽粒采用物理方法使麸皮从籽粒表面脱离，并收集谷物 麸皮；③ 将燕麦麸皮用2~10倍体积的50% 卯％乙醇，在50。C 8(TC下回流提取 2 4个小时，使燕麦麸皮中醇溶(3-葡聚糖溶解，同时灭活麸皮中各种酶；冷却 至25 35'C，过滤，收集滤液l;将离心分离所得湿麸皮继续用体积2 10倍量 的无水乙醇提取5 20分钟，过滤，滤液与与滤液1合并；滤渣于10 30。C下 减压干燥10 35小时，使麸皮中的乙醇完全挥发而达到脱溶目的。④ 将脱溶的燕麦麸皮加入到2~10倍体积量的水中搅拌混匀形成溶液，并 用0.5 5mol/L氢氧化钠溶液调至pH8 10，于10 60。C下搅拌10-40分钟，使 燕麦麸皮中水溶性p-葡聚糖溶解；冷却至10 4(TC，离心分离(1000 5000转 /分)，收集滤液2;将离心分离所得沉淀继续加入到2 10倍体积量的水中搅拌 混匀形成溶液，用0.5 5mol/L氢氧化钠溶液调至pH8 10，于10 6(TC下搅袢 10 40分钟，冷却、离心分离(1000 5000转/分)，提取液与滤液2合并。⑤合并滤液1、滤液2，采用膜浓縮分离设备(滤膜的孔径为200 500^im) 浓縮滤液至原体积的1/8 1/15，再用O.5~5mol/L盐酸溶液调节滤液pH至2 5， 离心分离，沉淀于1(TC 60。C下减压干燥10 35小时以达到脱溶的目的；然后 过100 500|im筛，得粗(3-葡聚糖； 将粗(3-葡聚糖加入到5 10倍体积的去离子水中，加热至30 5(TC，搅 拌溶解，然后加入同体积的异丙醇，于30 5(TC搅拌10 30分钟，离心分离 (1000 5000转/分)；沉淀于1(TC 6(TC下减压脱容10~35小时，过100~500(im 筛，得精制(3-葡聚糖。经"燕麦、大麦和纤维样品中混联P-葡聚糖含量测定方法"分析，测定 精制P-葡聚糖的纯度为60 90%，得率为5 15%。
权利要求
1、 一种采用膜分离技术从谷物麸皮中提取(3-葡聚糖的方法，包括以下步骤① 将谷物麸皮用2 10倍体积的50% 90%乙醇，在50。C 8(TC下回流提取 2 4个小时，冷却至25 35t:，过滤，收集滤液l;滤渣于1(TC 60。C下减压 脱溶10 35小时；② 将脱溶的谷物麸皮加入到2~10倍体积量的水中搅拌混匀形成溶液，并 用O.5~5mol/L氢氧化钠溶液调至pH 8 10，于1CTC 6(TC下搅拌10~40分钟， 冷却至10 40"C，离心分离，收集滤液2;③ 合并滤液1、滤液2，采用膜浓縮分离设备浓縮滤液至原体积的1/8 1/15， 再用0.5 5mol/L盐酸溶液调节滤液pH至2 5，离心分离，沉淀于10°C~60°C 下减压脱溶10-35小时，过100 500(im筛，得粗(3-葡聚糖； 将粗(3-葡聚糖加入到5~10倍体积的去离子水中，加热至3(TC 5(TC， 搅拌溶解，然后加入同体积的异丙醇，于30。C 5(TC搅拌10 30分钟，离心分 离；沉淀于10。C 60。C下减压脱容10 35小时，过100 500|im筛，得精制卩漏 葡聚糖。
2、 如权利要求1所述从谷物麸皮中提取卩-葡聚糖的方法，其特征在于 所述谷物麸皮为青稞、燕麦或莜麦的麸皮。
3、 如权利要求1所述从谷物麸皮中提取(3-葡聚糖的方法，其特征在于 步骤③所述得膜浓縮分离设备滤膜的孔径为200 500pm。
4、 如权利要求l所述从谷物麸皮中提取P-葡聚糖的方法，其特征在于 所述离心分离的转速为1000-4000转/分。
全文摘要
本发明提供了一种采用膜分离技术从谷物麸皮中分离β-葡聚糖的方法，该方法利用蛋白质在碱性、近常温时溶解度最大，并可在酸性条件下析出的原理，分别用乙醇和水提取谷物籽粒中的醇溶蛋白和水溶蛋白，提取液经离心分离，滤液采用膜分离技术进行富集后酸沉后，再进行醇沉，离心分离，并将沉淀进行脱溶后采用滤膜过滤，得精制β-葡聚糖。本发明制备的β-葡聚糖纯度高(一般在60～80％)，得率高(一般在5～15％)。本发明的工艺简单，操作易于控制，成本低，易于工业化；而且膜分离滤液可作为工艺用水循环使用，大大降低了耗水量和废水处理量。
文档编号A23L1/09GK101120776SQ20071001823
公开日2008年2月13日 申请日期2007年6月23日 优先权日2007年6月23日
发明者巴桑卓玛 申请人:西藏宇妥藏药研究有限公司