【摘 要】
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随着大豆加工产业的蓬勃发展及绿色可持续发展战略的广泛实施,将工业副产物豆渣变废为宝的思路得到了整个社会的广泛认同,促使大量科研单位和企业进行豆渣中水溶性大豆多糖(SSPS)提取的生产推广。然而,传统的提取方式能耗高、提取率低,无法满足企业低能耗和市场高需求的现状,亟需研发一种新的提取技术。本课题采用高压脉冲电场与超声处理方法对豆渣中SSPS的提取过程进行了探索研究,比较了热水浸提(HWE)、高压脉
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随着大豆加工产业的蓬勃发展及绿色可持续发展战略的广泛实施,将工业副产物豆渣变废为宝的思路得到了整个社会的广泛认同,促使大量科研单位和企业进行豆渣中水溶性大豆多糖(SSPS)提取的生产推广。然而,传统的提取方式能耗高、提取率低,无法满足企业低能耗和市场高需求的现状,亟需研发一种新的提取技术。本课题采用高压脉冲电场与超声处理方法对豆渣中SSPS的提取过程进行了探索研究,比较了热水浸提(HWE)、高压脉冲电场辅助提取(PAE)、超声辅助提取(UAE)及高压脉冲电场联合超声辅助提取(PUAE)四种方法所得SSPS的得率,优化了高压脉冲电场联合超声辅助提取的工艺,并对不同提取方式得到的SSPS组成、结构、溶液行为、抗氧化性及体外降血脂能力进行比较,进而对SSPS不同组分组成与功能性质之间进行了相关性分析。本研究主要结论有如下四点:(1)比较了HWE、PAE、UAE和PUAE四种提取方式所得SSPS(分别为HWEP、PAE-P、UAE-P和PUAE-P)的得率,由高到低为:PUAE-P>PAE-P>UAE-P>HWEP。经单因素实验探索后,采用响应面实验优化PUAE法提取SSPS过程,得到最佳工艺参数为:电场强度4 k V/cm、脉冲数71次、p H 6.0、超声功率150 W、超声时间18min,在此条件下得到的SSPS得率为19.24%。通过动力学方程拟合证明PUAE法提取SSPS的过程符合Fick第二定律的一级动力学模型。(2)比较了HWE、PAE、UAE和PUAE四种提取方式得到的SSPS组成与结构的差异,结果表明四种SPSS均不含蛋白质,但是含有一定量的核酸。傅里叶红外光谱(FTIR)结果表明四种SSPS均为β-构型的吡喃糖。X-射线衍射(XRD)图谱说明四种多糖均不存在结晶区;扫描电镜(SEM)图表明脉冲电场和超声提取后的豆渣细胞表面出现明显的皱缩;HWE-P呈颗粒状,PAE-P呈薄片状,UAE-P与PUAE-P呈团聚体状。四种SSPS分子量从大到小为:HWE-P>PUAE-P>PAE-P>UAE-P。单糖组成以葡萄糖和半乳糖为主,且脉冲电场处理后出现糖醛酸含量升高的现象;UAE-P具有三螺旋结构;HWE-P表现出最高的热稳定性。(3)比较了HWE、PAE、UAE和PUAE四种提取方式所得SSPS的性质与活性,结果表明PAE-P的溶解度最高,PUAE-P的持水力最强,UAE-P在溶液中的粒径及zeta电位绝对值最大。流变学特性研究表明四种SSPS溶液均为假塑性流体,黏度由高到低的顺序为:HWE-P>PAE-P>UAE-P>PUAE-P,随着剪切速率增大,均由溶胶向凝胶转变。温度升高,溶液由溶胶向凝胶转变;温度降低,溶液由凝胶向溶胶转变。并且,升温过程中越容易形成凝胶,凝胶结构越稳定。PUAE-P对DPPH自由基和·OH自由基清除率最高,四种SSPS的总还原力均较弱。四种SSPS均有一定的体外降血脂能力,PUAEP对甘氨胆酸钠(SCG)的吸附能力最强,PAE-P对胆酸钠(SC)的吸附能力最强。UAEP对胰脂肪酶(PPL)的抑制作用最强,四种SSPS与PPL结合后均能使内源荧光有规律的降低。(4)分别对SSPS组成、溶液行为、抗氧化性、体外降血脂能力等指标进行Spearman相关性分析,结果表明:SSPS的抗氧化性与其溶解度、糖醛酸含量呈正相关,与粒径、黏度呈负相关。SSPS对胆酸盐的吸附能力与其糖醛酸含量、分子量呈正相关。SSPS对PPL的抑制作用与其糖醛酸含量、分子量呈负相关。
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