高纯低聚果糖分离纯化技术的研究

论文摘要

低聚果糖具有促进人体肠道内双歧杆菌生长的显著作用,并有保护肝脏,提高机体免疫力等生理功能,广泛应用于食品和保健品行业。但大规模生产的低聚果糖产品为多种组分的混合物,纯度不高限制了公众对其生理功能的认同感。由于技术条件限制,国内市场紧缺高纯度的低聚糖产品,这使得纯化低聚果糖具有极其现实的意义。本课题初步研究了对低聚果糖糖浆的脱色效果方法。结果表明70℃,pH=3.8,活性炭用量为1.4%,脱色50min时活性炭对低聚果糖具有很好的脱色效果。新生态碳酸钙法用于低聚果糖脱色效果不理想。同时研究了利用膜分离法将脱色后的低聚果糖进行两级纳滤和一次反渗透,并将其分离为90%以上纯度和50%以上纯度的低聚果糖产物Ⅰ和产物Ⅱ以及葡萄糖和蔗糖的混合产物Ⅲ。产物Ⅰ虽然产率并不高,但却为后续凝胶层析分离低聚果糖单一组分提供了原料来源,同时也为Bio-gel P-2凝胶层析分离奠定了良好的分离基础。利用聚丙烯酰胺凝胶P-2,当流速为0.12mL·min-1,120×1cm I.D,进样量为0.5mL时,以高纯度低聚果糖为原料初步得到蔗果三糖、蔗果四糖以及蔗果五糖的单一组分,原料纯度越高,单一组分纯度也越高。葡聚糖凝胶LH-20在纯水作为流动相时分离低聚果糖单一组分不理想。运用KS与CS系列凝胶糖柱,以纯水为流动相,三柱串联方法能够有效分离低聚果糖,本研究为低聚糖类物质提供了新型、环保节能的分离方法。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 符号说明
• 第一章 绪论
• 1.1 低聚果糖的研究概述
• 1.1.1 低聚果糖的分子结构及存在方式
• 1.1.2 低聚果糖的理化性质
• 1.1.3 低聚果糖的生理功能
• 1.1.4 低聚果糖的生产技术
• 1.1.5 高纯低聚果糖的纯化技术
• 1.1.6 低聚果糖研究现状
• 1.2 本课题的立题背景和研究内容及研究意义
• 1.2.1 立题背景与研究意义
• 1.2.2 本课题研究的主要内容
• 第二章 低聚果糖糖浆的脱色
• 2.1 活性炭脱色法
• 2.1.1 活性炭脱色原理
• 2.1.2 材料与方法
• 2.1.3 结果与讨论
• 2.2 新生态碳酸钙法脱色
• 2.2.1 材料与方法
• 2.2.2 结果与讨论
• 2.3 小结
• 第三章 纳滤膜分离的原理与特点
• 3.1 纳滤的原理及特点
• 3.1.1 纳滤基本原理
• 3.1.2 纳滤膜的分离特点
• 3.1.3 纳滤膜的种类
• 3.1.4 纳滤膜分离装置
• 3.2 纳滤膜的传质机理
• 3.3 纳滤膜的传质模型
• 3.3.1 非平衡热力学模型
• 3.3.2 优先吸附—毛细管流动模型
• 3.3.3 摩擦模型
• 3.3.4 细孔模型
• 3.3.5 浓差极化现象
• 3.4 小结
• 第四章 低聚果糖的纳滤膜分离
• 4.1 前言
• 4.1.1 高纯低聚果糖的传统工艺方法
• 4.1.2 分级纳滤分离技术
• 4.2 实验材料与方法
• 4.2.1 实验材料
• 4.2.2 实验方法
• 4.3 低聚果糖分级纳滤实验
• 4.3.1 第一级纳滤膜分离
• 4.3.2 第二级纳滤膜分离
• 4.3.3 第三级反渗透膜分离
• 4.3.4 膜清洗及保存
• 4.4 纳滤膜分离效能分析
• 4.4.1 膜通量的变化
• 4.4.2 膜分离效果
• 4.4.3 膜稳定性评价
• 4.5 小结
• 第五章 低聚果糖的凝胶过滤层析分离
• 5.1 凝胶层析的原理及特点
• 5.1.1 凝胶层析原理
• 5.1.2 凝胶层析的特点
• 5.1.3 凝胶的处理
• 5.2 聚丙烯酰胺凝胶分离低聚果糖
• 5.2.1 材料与方法
• 5.2.2 结果与讨论
• 5.3 葡聚糖凝胶分离低聚果糖
• 5.3.1 葡聚糖凝胶简介
• 5.3.2 Sephadex LH20的分离原理
• 5.3.3 Sephadex LH-20使用方法
• 5.3.4 Sephadex LH-20分离低聚果糖
• 5.4 小结
• 第六章 糖柱KS与CS系列分离低聚果糖方法探索
• 6.1 材料与方法
• 6.1.1 材料与设备
• 6.1.2 实验方法
• 6.2 结果与讨论
• 6.2.1 不同柱型对分离效果的影响
• 6.2.2 温度对分离效果的影响
• 6.3 方法的精密度与仪器的重现性
• 6.4 小结
• 第七章 结论与研究展望
• 7.1 结论
• 7.2 创新点
• 7.3 研究展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表论文情况