菊粉的制备及对乳酸杆菌生长的影响

论文摘要

菊粉（inulin）是由D-呋喃果糖分子以β-2,1糖苷键连接而成的果聚糖。菊粉具有多种生理功能和适合加工的工艺学性质，相对分子质量是影响其功能和性质的重要因素。本文以牛蒡为原料浸提菊粉，利用乙醇分级制备出不同相对分子质量的菊粉，建立菊粉相对分子质量的快速测定方法，并探讨菊粉对乳酸杆菌生长的影响，为进一步探讨菊粉的相对分子质量与其工艺性、功能性关系及实现菊粉的选择性利用奠定基础。主要研究结果如下：采用黏度法建立了葡聚糖的Mark-Houwink方程：[η]=0.09074M0.4985（r=0.999）,并将其应用于菊粉相对分子质量的测定，其测定结果与高效凝胶渗透色谱法（HPGPC法）测定结果相近，为菊粉相对分子质量的快速检测提供了依据。采用热水浸提牛蒡菊粉并对所得浸提液进行纯化和乙醇分级。牛蒡菊粉酸水解后，经HPLC测得其单糖组成为果糖；牛蒡菊粉经HPGPC检测为单一对称峰，表明制得的菊粉较为均一，纯度较高。利用不同浓度的乙醇对菊粉分级，制备出不同相对分子质量的菊粉，其主要集中于乙醇浓度为50%80%的部分，50%以下的菊粉含量较少，仅占总量的9.6%；对乙醇分级所得50%90%五个组分进行SephadexG-25凝胶柱层析检测制备效果并采用黏度法测定各组分的相对分子质量。各组分组成均一，且达到分级生产不同相对分子质量菊粉的效果。乙醇分级为不同相对分子质量菊粉的制备提供了快速、可靠的方法。菊粉对两株乳酸杆菌体外生长有促进作用，MRS培养基中菊粉添加量为1%（w/v）时促生长效果较强；相对分子质量最小的菊粉Ino对两菌株促生长作用最强，其次是菊粉Ins，菊粉Inh的促生长的作用最弱；以菊粉为唯一碳源的MRS培养基上两菌株均呈现不同的生长状况。两菌株均对菊粉Ino有很好的利用，其次是菊粉Ins，菊粉Inh的利用效果最差。三种菊粉发酵两菌株的益生指标PI值的测定结果表明，三种菊粉均具有益生作用，对两菌株的益生效果均是菊粉Ino＞菊粉Ins＞菊粉Inh，即相对分子质量越小，益生功能越强。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 文献综述
• 1.1 果聚糖
• 1.1.1 果聚糖概述
• 1.1.2 果聚糖的分离纯化
• 1.1.2.1 果聚糖的分离
• 1.1.2.2 果聚糖的纯化
• 1.1.2.3 果聚糖的纯度鉴定
• 1.1.2.4 果聚糖的含量测定
• 1.1.3 果聚糖的分级
• 1.1.3.1 分部沉淀法
• 1.1.3.2 盐析法
• 1.1.3.3 季胺盐沉淀法
• 1.1.3.4 纤维素离子交换柱层析法
• 1.1.3.5 凝胶柱层析法
• 1.1.3.6 超滤法
• 1.1.3.7 制备高效液相色谱法
• 1.1.4 果聚糖性质与活性的关系
• 1.1.5 果聚糖的开发应用
• 1.2 菊粉
• 1.2.1 菊粉的来源
• 1.2.1.1 菊芋
• 1.2.1.2 牛蒡
• 1.2.2 菊粉的理化性质
• 1.2.2.1 水溶性
• 1.2.2.2 甜度
• 1.2.2.3 溶液黏度
• 1.2.2.4 保湿性及稳定性
• 1.2.3 菊粉的功能性质
• 1.2.3.1 菊粉是一种膳食纤维
• 1.2.3.2 菊粉是一种功能性益生元
• 1.2.3.3 菊粉可促进矿物质元素吸收
• 1.2.3.4 菊粉可调节脂肪、维生素、蛋白质的代谢
• 1.2.3.5 菊粉可降低癌症危险及增强机体免疫
• 1.2.4 菊粉相对分子质量的测定
• 1.2.4.1 高效凝胶渗透色谱法
• 1.2.4.2 果糖/葡萄糖比率法
• 1.2.4.3 黏度法
• 1.2.5 菊粉的安全性评价
• 1.2.6 菊粉的应用及前景
• 1.2.6.1 菊粉在食品工业中的应用
• 1.2.6.2 菊粉在饲料中的应用
• 1.2.6.3 菊粉在医药上的应用
• 1.2.7 研究水平及国内外研究现状
• 1.3 本文研究的目的意义及内容
• 1.3.1 研究的目的和意义
• 1.3.2 研究的内容
• 第二章 菊粉相对分子质量测定方法的建立
• 2.1 材料
• 2.1.1 原材料
• 2.1.2 药品与试剂
• 2.1.3 仪器设备
• 2.2 试验方法
• 2.2.1 高效凝胶渗透色谱法
• 2.2.2 黏度法
• 2.2.2.1 黏度法测定聚合物相对分子质量的原理
• 2.2.2.2 特性黏度的测定
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 标准葡聚糖的特性黏度
• 2.3.2 标准葡聚糖 Mark-Houwink 方程的建立
• 2.3.3 黏度法测定菊粉样品的相对分子质量
• 2.3.4 高效凝胶渗透色谱法测定菊粉样品的相对分子质量
• 2.3.5 黏度法与高效凝胶渗透色谱法测定结果的比较
• 2.4 本章小结
• 第三章 不同相对分子质量菊粉的制备
• 3.1 材料
• 3.1.1 原材料
• 3.1.2 药品与试剂
• 3.1.3 仪器设备
• 3.2 试验方法
• 3.2.1 制备流程
• 3.2.2 制备效果检测
• 3.2.3 菊粉含量的测定
• 3.2.3.1 试验试剂
• 3.2.3.2 操作方法
• 3.2.4 各组分菊粉质量的测定
• 3.2.5 各组分菊粉相对分子质量的测定
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 菊粉含量的测定
• 3.3.2 提取液的分离纯化
• 3.3.3 菊粉纯度鉴定
• 3.3.3.1 高效液相色谱分析
• 3.3.3.2 高效凝胶渗透色谱分析
• 3.3.4 各组分菊粉质量
• 3.3.5 菊粉制备效果检测
• 3.3.6 各组分相对分子质量的测定
• 3.4 本章小结
• 第四章 菊粉对乳酸杆菌生长的影响
• 4.1 材料
• 4.1.1 试验材料与菌种
• 4.1.2 药品与试剂
• 4.1.3 仪器设备
• 4.1.4 培养基
• 4.1.4.1 MRS 基础培养基
• 4.1.4.2 改良 MRS 培养基
• 4.2 试验方法
• 4.2.1 菌种活化
• 4.2.2 菊粉添加量的确定
• 4.2.3 三种不同菊粉对两菌株的促生长作用
• 4.2.4 两菌株对三种不同菊粉的利用情况
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 菊粉添加量的确定
• 4.3.1.1 菊粉添加量对嗜酸乳杆菌生长的影响
• 4.3.1.2 菊粉添加量对保加利亚生长的影响
• 4.3.2 三种不同菊粉对两菌株的促生长作用
• 4.3.3 两菌株对三种不同菊粉的利用情况
• 4.3.3.1 两菌株利用三种不同菊粉的生长曲线
• 4.3.3.2 三种菊粉发酵两菌株益生指标 PI 的测定
• 4.4 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录