葡甘聚糖的提取工艺综述

魔芋葡甘聚糖的提取工艺综述

摘要目的:综述魔芋葡甘聚糖的提取及分离方法研究现状。方法:对国内外文献进行归纳、分析及总结。结果:魔芋葡甘聚糖是天然高分子多糖，理化性质稳定。结论:魔芋葡甘聚糖在医药、化工、食品等方面具有广泛的应用前景，在药用辅料方面值得开发。

关键词: 魔芋葡甘聚糖提取分离综述

0 前言

魔芋属天南星科, 多年生草木植物。研究表明, 魔芋精粉中约含40 %～70 %的葡甘聚糖, 还含有少量蛋白质、食物纤维、淀粉、游离还原糖、氨基酸及微量无机盐等[1 ]。魔芋的主要活性成分为葡甘聚糖,它是对魔芋进行深加工利用的重要成分。魔芋葡甘聚糖的含量高,分子量大,其精粉及其相应产品的质量就好。由于葡甘聚糖及其改性产物水溶胶的高粘度、稳定性、乳化性、高膨胀性、成膜性、凝胶性和特定的生物活性,使得它们在食品、医药、化工、日化、造纸、纺织、石油和环保等领域具有很好的应用前景。因此,研究魔芋葡甘聚糖的提取分离方法具有重要的意义。

1 魔芋葡甘聚糖(KGM)的提取[

2 ]

1.1粗提

魔芋粉 80g→150ml石油醚→60cC-65℃加热回流0.5h→过滤斗回收石油醚后→150mL 90%乙醇→70-80℃加热回流0.5h→过滤→回收乙醇→滤渣→60℃干燥→粗魔芋葡甘露聚糖。样品重71g，产品收率为89%。用分光光度法[6.71测得葡甘露聚糖含量为74.2%o

1.2精制

1.2.1乙醇沉淀法

粗魔芋葡甘聚糖(5g)→配成1%溶胶→95%乙醇沉淀→80%乙醇洗涤两次→85%乙醇50℃洗涤30min→95%乙醇沉淀→60℃干燥→粉碎→KGM。用分光光度法16,71测得KGM的含量为90.1%，产品收率为90.5%o

1.2.2酸水解法

粗魔芋葡甘聚糖(5g) →配成1%溶胶酸→水解(10%HCI调pH2-pH3,85℃-90℃水解15h)→95%

乙醇沉淀→85%乙醇50℃洗涤30min→丙酮脱水→60cC干燥→粉碎→KGM。用分光光度法测得KGM的含量为85.4%，产品收率为82.2%0

2 魔芋葡甘聚糖(KGM) 的分离纯化[

3 ]

KGM是从魔芋精粉中制备而成。其制备方法视其精粉质量、研究目的而异。根据现有的报道,依照纯化后产物的溶解性可分为两大类。

2. 1 纯化后的KGM不溶于水

根据大规氏报道,纯化流程如下:

魔芋粉（配成；搅拌）→φ= 1 %溶液（30 min；沸水浴）→冷却(35 ℃) →加φ= 1 %胰酶液；35 ℃→放置24 h →离心→上清液（加等量φ= 95 %乙醇）→沉淀KGM（泡取）→溶解于热水→乙醇沉淀（φ= 50 %、95 %或无水乙醇）→洗涤(数次) →乙醚→脱水干燥→白色粉末

所得白色粉末不溶于水,可溶于200 g/ L NAOH ,没有形成魔芋凝胶的能力。它含灰分0. 66%～

0. 81 %。元素分析的结果,C = 43. 76 %、43. 47 % ,H = 6. 47 %～6. 31 %(和C6H10O5·1/ 8H2O 相应的理论值应为:C = 43. 83 % ,H = 6. 28 %) 。不溶于水的原因推测是在制备过程中的加热处理。

另据西田等人报道,采用铜盐法制备得到的成品(KGM) 也不溶于水,可溶于200 g/ L NAOH ,没有形成魔芋凝胶的能力,N 含量0. 01 %～0. 02 % ,灰分0. 10 %～0. 49 % ,其制备流程如下:魔芋粉20g（加2L水；胶体状）→煮沸30 min →冷却(35 ℃)→加20 mL100 g/ L 胰酶液

和40 ml 果苯,35 ℃→水解完淀粉→冷却→加2 L 水过滤→滤液滴入2 L 费林液中剧烈

搅拌→析出兰色沉淀→滤取乙醇(50 % ,85 %) 洗涤→悬于300mlφ= 95 %乙醇中→加300ml

φ= 2 %HCL- 乙醇液搅拌→离心→沉淀物（φ= 50 %乙醇）→洗涤至无HCL 反应→（梯度乙醇处理）→乙醚干燥→成品

纯化后的KGM不溶于水,Smith 等人也有报道。其纯化工艺为:208KF + 2L 100 g/ LNAOH 液边搅拌依次加入450mL 费林液B 液和450mL 费林液A 液→离心→沉淀物费林液冲洗悬于5 ℃冷水→滴入2NHCl (5 ℃) →注入φ= 95 %乙醇中→回收KGM→悬浮于水中→加入EDTA 二钠溶液→离心→去母液→与甲醇、浓HCL (100∶3 v/ v) 一起研磨→离心无水乙醇、乙醚冲洗石油醚洗净→干燥→成品

所得KGM为白色粉末状,[ a ]22D = - 38°200 g/ L NAOH 溶液。另外,酸水解物中的葡萄糖∶

甘露糖为2∶3。

2. 2 水溶性KGM的制备

KGM经纯化后溶于水的方法有以下几种:

(1) 魔芋粉50 g+φ= 50 %乙醇250mL→搅拌3 h;室温→过滤→残渣(φ= 80 %乙醇和无水乙醇) →洗涤→真空干燥(70 ℃) →初纯KGM (配制0. 5 %的水溶液) →搅拌3 h；室温→1 000 r/ min、离心30min →取上清液（10 ℃对流动去离子水透析3 d）→无碘反应→干燥→成品。

(2) 魔芋粉10 g + 2 L水→搅拌2 h；室温→过滤→滤液倒入相同体积乙醇中搅拌收集沉淀→悬浮在2 mol/ L KSCN溶液中→置冰箱20 h →稀释溶胶→过滤→滤液→对去离子水透析→SCN 不再检测到→干燥→成品。

(3) 魔芋粉10 g + 2 L水→搅拌4 h室温→暗褐色不透明胶状物（2 L 水稀释）→过滤(滤纸浆) 2 次→玻璃滤器过滤→淡褐色透明胶状物→加入φ= 99 %乙醇→φ= 40 %乙醇浓度→白色

沉淀→过滤→沉淀物→溶解于4 L 水中（φ= 40 %乙醇）→沉淀KGM →离心分离（φ= 65 %乙醇）→清洗（梯度乙醇脱水处理）→无水乙醚处理→干燥→白色粉末状的KGM。

所得KGM易溶于水,水解液中的葡萄糖∶甘露糖为1∶2。[α]25 D = + 5. 16 (H2O) ,灰分0.

45 % 。

(4) 魔芋粉10 g (50mLφ= 50 %乙醇;室温) →连续3 次处理3 d →50mLφ= 80 %乙醇洗涤→15 000 r/ min、离心30 min →滤液→透析72 h →真空冻结干燥→白色绵状物KGM。

该样品能很好溶解于水,具有形成魔芋凝胶的能力。元素分析表明:C = 43. 87 % ,44. 01 %; H = 6. 16 %,6. 22 %;灰分在0. 10 %以下。另外,酸水解液中的葡萄糖和甘露糖是1. 0∶1. 6 。(5) 魔芋粉20～40 g + 2～4 L 水→胶体状→高压锅在120～125 ℃、1. 0～1. 5 个气压下加热3 h →冷却→加水2～3 L →过滤→透明液体→滴入2 L 费林液中(搅拌) →析出蓝色絮状物→甘露聚糖铜复体→滤出沉淀(φ= 50 %乙醇) →冲洗3 次(φ= 85 %乙醇) →消洗→置于300mLφ= 95 %乙醇中→添加300mLφ= 2 %HCL→乙醇溶液(搅拌) →置冷处→沉淀物(反

复多次处理) →置冷处24 h （滤取悬浮物）→φ= 50 %乙醇清洗→没有HCL反应→梯度乙醇处理→乙醚处理→脱水干燥→成品。

(6) 贾成禹等[4 ]根据魔芋块茎中存在有降解KGM 的甘露聚糖酶,某些微生物亦有降解KGM 的作用,同时发现用Sevag 法去蛋白质时发现确有蛋白质存在,因此制定了如下纯化工艺:

精粉→ω= 0. 5 %溶液（搅拌3 h）离心→取沉淀→加0. 5 g/ L 叠氮钠使成ω= 0. 5 %的浓度溶胀→12 000 r/ min 10 min 离心→上清液Sevag 法去蛋白质→10 ℃以下搅拌透析→冻干→纯化的KGM。