2024年4月23日发(作者：莫英范)

开发应用

中国食品添加剂

ChinaFoodAdditives

玉米皮酸解提取

L-

阿拉伯糖的工艺研究

李令平

,

周娟

,

邱学良

(

山东福田药业有限公司,禹城　251200

)

　　摘　要

:L-

阿拉伯糖是一种没有热量的甜料

,

属于五碳醛糖。其最大功能是可以选择性对肠道内蔗糖酶

的活性起非竞争性抑制作用

,

对蔗糖的代谢转化有显著阻断作用

,

抑制因摄入蔗糖而导致的血糖升高

,

从而

具有降血糖和减肥的功效。摄入适量的

L-

阿拉伯糖还能促进双歧杆菌的增殖

,

调节人体肠道的菌群。美国

医疗协会将

L-

阿拉伯糖列入抗肥胖剂的营养补充剂或非处方药。日本厚生省的特定保健用食品清单中将

L-

阿拉伯糖列入调节血糖的专用特殊保健食品添加剂。然而受限于其生产

,

目前国内外市场上的阿拉伯糖价格

昂贵

,

因此本文采用正交方法研究了用草酸水解玉米皮生产

L

一阿拉伯糖的工艺条件

,

得出最佳工艺条件为

:

草酸浓度

0

1

5%,

酸解温度

90

℃

,

酸解时间

2

1

5h,

最佳条件下

L-

阿拉伯糖的收率为

10

1

08%(

干物质计

)

。

以期对稀有功能糖

L-

阿拉伯糖的开发提取提供一定的理论参考。

关键词

:

玉米皮

;L-

阿拉伯糖

;

功能糖

;

正交试验

中图分类号

:TS202

1

3

　　　文献标识码

:A

　　　文章编号

:1006-2513

(

2009

)

06-0139-04

TheresearchofL-Arabinoseextractingfrom

cornbranbyacidhydrolysis

LILing2ping,ZHOUjuan,QIUXue2liang

(

ShandongFutastePharmaceuticalCo.,Ltd.,Yucheng251200

)

Abstract:L-arabinosewasakindofnoncaloricsweeter,akindoffivecarbonaldoses.

selectivelyinhibitthenoncompetitiveactivitiesofintestinalinvertase.

Itsprimaryfunctionwasto

Ithadansignificantblockingeffectonthesucrose

Itcan

Itwasrecognizedasthenutritionalsup

2

Itisalsoakindofspe

2

metabolismtransformationtoinhibitbloodsugarincreasing,helptoreducethebloodsugarandcontrolweight.

alsopromotebifidobacteriamultiplicationandregulatehumanintestinalflora.

plementsofantiobesitymaterialornon-prescribedmedicinebyAmericanMedicalAssociation.

r,L-arabinoseisveryexpensiveathomeanda

2

ore,thepaperresearchedtheextractingconditionsofL-arabinose

Theoptimumextractingconditionswere:

Theyieldundertheoptimumconditionwas10

1

08%.Theresearch

fromcornbranbyoxalicacidhydrolysisusedorthogonalexperimentalmethod.

oxalicacidconcentration0

1

5%at90

℃

for2

1

5h.

willprovidetheoreticalbasesontheextractingofsugarL-arabinose.

Keywords:cornbran;L-Arabinose;functionalsugar;orthogonalexperimental

收稿日期

:2009-03-30

作者简介

:

李令平

(

1982-

)

,

女

(

汉

)

,

硕士研究生

,

主要从事食品添加剂和功能糖醇的研究。

139

中国食品添加剂

开发应用

ChinaFoodAdditives

L-阿拉伯糖是一种稀有功能糖,属于五碳

醛糖,以阿拉伯聚糖、阿拉伯糖基木聚糖、阿拉

伯糖基半乳糖体及类似于高等植物半纤维的形式

存在。L-阿拉伯糖是一种没有热量的甜料,可

以选择性对肠道内蔗糖酶的活性起非竞争性抑制

作用,对蔗糖的代谢转化具有阻断作用,可以抑

制因摄入蔗糖而导致的血糖升高,可以阻止肥

胖、预防并治疗与高血糖相关的疾病

[1-3]

;摄入

适量的L-阿拉伯糖还能促进双歧杆菌的增殖,

调节人体肠道的菌群。美国医疗协会将L-阿拉

伯糖列入抗肥胖剂的营养补充剂或非处方药。日

本厚生省的特定保健用食品清单中将L-阿拉伯

糖列入调节血糖的专用特殊保健食品添加剂。L

-阿拉伯糖还可以用作医药中间体、用于生化领

域中细菌培养基的制备以及香料的合成,因此提

取并研究提取L-阿拉伯糖具有重要的意义。

关于L-阿拉伯糖的提取,冯亚青,刘燕,

张晓东等

[4]

主要研究了两柱法从L-阿拉伯胶提

取L-阿拉伯糖的方法。李道义,闫巧娟,江正

强等报道了用微生物发酵法制备结晶L-阿拉

伯糖的方法。KusakabeIsao等

[6]

从L一阿拉伯糖

和D-木糖混合溶液中,用酵母选择性吸收D-

木糖,从而得到L-阿拉伯糖的纯净溶液。Mori2

motoAkemi等

[7]

用微生物吸收水解以后的其它单

糖,从而纯化L一阿拉伯糖。NyunHoPark等

[8]

用酵母发酵掉由阿拉伯糖基木聚糖水解产生的D

-木糖,留下的L-阿拉伯糖可以结晶析出得到

晶体。

以上方法多为微生物发酵法,涉及的化学法

较少。由于玉米皮是淀粉工业的主要副产物,且

还有大量的阿拉伯木聚糖,本文以玉米皮为原

料,采用化学方法研究玉米皮酸解提取L-阿拉

伯糖的最佳工艺条件,为L-阿拉伯糖生产从化

学法提取方面提供一定的理论参考。

1

2

3

4

[5]

1

　材料与方法

111　材料与设备

玉米皮,山东福田药业公司;草酸,NaOH,

分析纯,天津市凯通化学试剂有限公司;立式压

力蒸汽灭菌锅,上海博讯实业有限公司医疗设备

厂。

112　方法

11211　玉米皮预处理

取干玉米皮,与011%NaOH溶液以1∶10的

比例混合,利用立式高压蒸汽灭菌锅在125℃下

蒸煮215h,将原料中的淀粉、蜡质、蛋白质或其

他杂质去掉,将蒸煮液去掉得玉米皮蒸煮渣,烘

干备用。

11212　正交试验设计

取干玉米皮蒸煮渣与草酸溶液以1∶10比例

混合,采用三因素四水平正交试验,因素与水平

见表1,利用立式高压蒸汽灭菌锅水解得水解液,

向水解液中加CaCO

3

中和草酸,然后经离心、脱

色得含有L-阿拉伯糖的溶液。

表

1

L

16

(4)

正交试验设计因素与水平

Table1

L

16

(4)Orthogonalexperimentaldesign

A(

草酸浓度

%)

0

1

1

0

1

25

0

1

5

1

1

0

B(

水解温度℃

)

90

105

115

125

C(

水解时间

h)

1

2

2

1

5

3

3

3

2

　结果与讨论

211　正交试验结果

将得到的含有L-阿拉伯糖的溶液用HPLC

测定L-阿拉伯糖的含量,结果见表2(收率均

为干基计

)

。

表

2

　实验结果

Table2

theexperimentalresults

试验号

L-

阿拉伯糖含量

%

1

0

1

13

1

1

30

0

1

03

0

1

30

2

0

1

04

0

1

40

0

1

01

0

1

14

3

0

1

55

5

1

50

0

1

14

1

1

40

4

0

1

65

6

1

50

0

1

23

2

1

30

5

0

1

60

6

1

00

0

1

09

0

1

90

6

0

1

82

8

1

20

0

1

16

1

1

60

7

1

1

13

11

1

30

0

1

69

6

1

90

8

1

1

07

10

1

70

1

1

08

10

1

80

9

1

1

008

10

1

08

0

1

29

2

1

90

折合

L-

阿拉伯糖的收率

%

木糖含量

%

折合木糖收率

%

140

试验号

101112

L-

阿拉伯糖百分含量

%1

1

421

1

301

1

71

折合

L-

阿拉伯糖的收率

%14

1

2013

1

0017

1

10

木糖含量

%1

1

151

1

093

1

21

折合木糖收率

%11

1

5010

1

9032

1

10

212　正交试验的直观和方差分析

取折合L-阿拉伯糖的收率作为正交试验的

指标,并以此来考察实验的最佳条件,结果见表

3、表4。

表

3

L

3

16

(4)

正交试验结果及直观分析

Table3

L

3

16

(4)Orthogonalexperimental

resultsandvisualanalysis

因　素

试验号

木糖收率

L-

阿拉伯糖

ABC

(%)

收率

(%)

11110

1

301

1

30

21220

1

140

1

40

31331

1

405

1

50

41442

1

306

1

50

52120

1

906

1

00

62211

1

608

1

20

72346

1

9011

1

30

824310

1

8010

1

70

93132

1

9010

1

08

1032411

1

5014

1

20

1133110

1

9013

1

00

1234232

1

1017

1

10

134148

1

4011

1

50

1442322

1

7020

1

10

1543215

1

3012

1

50

1644120

1

7013

1

50

Ⅰ

-

3

1

4257

1

2209

1

000

Ⅱ

-

9

1

05010

1

7259

1

000

—

Ⅲ

13

1

59510

1

57511

1

595

—

Ⅳ

14

1

40011

1

95010

1

875

R10

1

9754

1

7302

1

595

因素主→次

ABC

较优方案

A

4

B

4

C

3

开发应用

中国食品添加剂

ChinaFoodAdditives

(

续表

2)

13141516

1

1

152

1

011

1

251

1

35

11

1

5020

1

1012

1

5013

1

50

0

1

842

1

271

1

532

1

07

8

1

4022

1

7015

1

320

1

7

表

4

L

16

(4

3

)

正交试验方差分析

Table4

L

3

16

(4)Orthogonal

experimentalvarianceanalysis

变异来源

SSdfFF

临界值

P

A305

1

44832

1

945

F

0101

(

3,6

)

=9

1

780

P<0

1

01

B49

1

32830

1

476

F

0101

(

3,6

)

=9

1

780

P<0

1

01

C21

1

01830

1

203

F

0101

(

3,6

)

=9

1

780

P<0

1

01

误差

207

1

456

由表4可知,草酸浓度、酸解时间和温度对

L-阿拉伯糖的产量影响均显著。由表3可知,

较优酸浓度为0125%015%,低于0125%时,

用于理想酸解所需的时间更长,酸解不完全,L

-阿拉伯糖没有完全被释放出来,收率较低,高

于015%时,不仅L-阿拉伯糖,木糖等其他糖也

释放出来。冯亚青,刘燕,张晓东等

[4]

也曾报道

酸的质量分数对水解影响很大,并确定了从L-

阿拉伯胶提取L-阿拉伯糖所用硫酸的最佳浓度。

酸解温度也是一个重要影响因素,温度越

高,反应速率越大,通常当反应温度升高10℃,

反应速率会增加两倍。分析表3可知,较优酸解

温度为90℃-105℃。低于90℃,反应速率较低,

反应效率变差,高于105℃,释放和产生的糖的

分解反应会很严重,酸解过程中颜色反应也较严

重,导致酸解液变色,从而增加了脱色的负担。

张锁秦

[9]

等也曾报道酸解过成中的颜色反应增加

了脱色和分离困难。

由表3可知,L-阿拉伯糖的产量较高的方

案是A

4

B

4

C

3

,在此条件下,虽然L-阿拉伯糖的

产量高了,木糖或其他糖的产量同时也增大了甚

至含量大大高于L-阿拉伯糖,从而对L-阿拉伯

糖的酸解特性的特异性将失去,导致L-阿拉伯糖

含量降低,对后面的分离提纯工艺造成难度,增加

了生产成本。因此,从收率、节能和经济成本等因

素综合考虑,确定A

3

B

1

C

3

为最佳方案。

141

中国食品添加剂

开发应用

ChinaFoodAdditives

213　最佳条件下的液相图谱分析

最佳水解条件草酸浓度015%、酸解温度

90℃、酸解时间215h下得到的水解液经HPLC检

测,得到的液相结果见图1。

图

1

　草酸浓度

0

1

5%

、酸解温度

90

℃、酸解时间

2

1

5h

条件下

HPLC

图谱

Fig1

HPLCpatternofthehydrolyzatingsolutionattheconditionofoxalicacid

concentration0

1

5%,acidolysistemperratue90

℃

,acidolysistime2

1

5h

图1中,保留时间7116的峰为木聚寡糖,用

单效树脂可以除去该物质。该物质的峰去掉后,

主要组分面积比见表5。

表

5

　主要组分积分表

Table5

themaincomponentsintegraltable

组分

保留时间

(min)

峰面积

(%)

葡萄糖

1

1

93

11

1

0331

阿拉伯糖的收率为10108%

(

玉米皮干物质计

)

。

参考文献

:

[1]

秦海敏

,

喻宗沅

,

容如滨

.L-

阿拉伯糖研究进展

[J].

化

学与生物工程

,2006,23(2):50-52.

[2]chnologicalmethodforpreparationofcrystal

2

Japan:UniversityofTsuku

2

lineL-arabinosefromarabinoxylanandcharacteristicsofPenicil

2

lium(L-arabinosidases)

ba,2000:1-32.

[3]ionalandphysiologicalfunctionsandusesof

L-arabinose[J].JApplGlycosci,1999,46:159-165.

[D].

木糖

13

1

50

12

1

8950

L-

阿拉伯糖

15

1

77

70

1

1168

由图1和表5可知,在最佳水解条件下,酸

解单糖总量中,L-阿拉伯糖的比例为70112%,

此水解液中L-阿拉伯糖完全可以通过结晶得到。

李道义,闫巧娟,江正强等研究的酵母菌发酵

液中L-阿拉伯糖的含量也为70%左右。证实了

本实验在温和条件下进行酸解,可以高效率、高

收率地特异性获得L-阿拉伯糖。

[5]

[4]

冯亚青

,

刘燕

,

张晓东

,

等

.

从

L-

阿拉伯胶提取

L-

阿拉

伯糖

[J].

精细化工

,2003,5(5):288-290.

[5]

李道义

,

闫巧娟

,

江正强

,

等

.

酵母菌发酵玉米皮酸水解液

制备结晶

L-

阿拉伯糖的研究

[J].

食品科学

,2007,28

(4):125-128.

[6]Kusakabelsao,YoshidaShigeki,ParkNyunHo,

forisolatingL-arabinose[P].JP2002262899,2002-09-17.

[7]MorimotoAkemi,cationof

L-arabinosewithfermentation[P].JP2002209597,20020730.

[8]NyunHoPark,ShigekiYoshida,AkiraTakakashi,eta1.A

3

　结论

本文以玉米皮为原料

,

利用草酸水解玉米皮

的方法,研究化学法提取L-阿拉伯糖的工艺条

件,得出最佳的提取条件为:草酸浓度015%,

酸解温度90℃,酸解时间215h,最佳条件下L-

newmethodforthepreparationofcrystallineLarabinosefromar

2

abinoxylanbyenzymatichydrolysisandselectivefermentation

withyeast[J].BiotechnologyLetters,2001,23:411-416.

[9]

张锁秦

,

马秀俐

,

等

.

木糖与阿拉伯糖以及相应糖醇的色谱

分离和色谱行为

[J].

吉林大学自然科学报

,2001,10

(4):100-102.

142

2024年4月23日发(作者：莫英范)

开发应用

中国食品添加剂

ChinaFoodAdditives

玉米皮酸解提取

L-

阿拉伯糖的工艺研究

李令平

,

周娟

,

邱学良

(

山东福田药业有限公司,禹城　251200

)

　　摘　要

:L-

阿拉伯糖是一种没有热量的甜料

,

属于五碳醛糖。其最大功能是可以选择性对肠道内蔗糖酶

的活性起非竞争性抑制作用

,

对蔗糖的代谢转化有显著阻断作用

,

抑制因摄入蔗糖而导致的血糖升高

,

从而

具有降血糖和减肥的功效。摄入适量的

L-

阿拉伯糖还能促进双歧杆菌的增殖

,

调节人体肠道的菌群。美国

医疗协会将

L-

阿拉伯糖列入抗肥胖剂的营养补充剂或非处方药。日本厚生省的特定保健用食品清单中将

L-

阿拉伯糖列入调节血糖的专用特殊保健食品添加剂。然而受限于其生产

,

目前国内外市场上的阿拉伯糖价格

昂贵

,

因此本文采用正交方法研究了用草酸水解玉米皮生产

L

一阿拉伯糖的工艺条件

,

得出最佳工艺条件为

:

草酸浓度

0

1

5%,

酸解温度

90

℃

,

酸解时间

2

1

5h,

最佳条件下

L-

阿拉伯糖的收率为

10

1

08%(

干物质计

)

。

以期对稀有功能糖

L-

阿拉伯糖的开发提取提供一定的理论参考。

关键词

:

玉米皮

;L-

阿拉伯糖

;

功能糖

;

正交试验

中图分类号

:TS202

1

3

　　　文献标识码

:A

　　　文章编号

:1006-2513

(

2009

)

06-0139-04

TheresearchofL-Arabinoseextractingfrom

cornbranbyacidhydrolysis

LILing2ping,ZHOUjuan,QIUXue2liang

(

ShandongFutastePharmaceuticalCo.,Ltd.,Yucheng251200

)

Abstract:L-arabinosewasakindofnoncaloricsweeter,akindoffivecarbonaldoses.

selectivelyinhibitthenoncompetitiveactivitiesofintestinalinvertase.

Itsprimaryfunctionwasto

Ithadansignificantblockingeffectonthesucrose

Itcan

Itwasrecognizedasthenutritionalsup

2

Itisalsoakindofspe

2

metabolismtransformationtoinhibitbloodsugarincreasing,helptoreducethebloodsugarandcontrolweight.

alsopromotebifidobacteriamultiplicationandregulatehumanintestinalflora.

plementsofantiobesitymaterialornon-prescribedmedicinebyAmericanMedicalAssociation.

r,L-arabinoseisveryexpensiveathomeanda

2

ore,thepaperresearchedtheextractingconditionsofL-arabinose

Theoptimumextractingconditionswere:

Theyieldundertheoptimumconditionwas10

1

08%.Theresearch

fromcornbranbyoxalicacidhydrolysisusedorthogonalexperimentalmethod.

oxalicacidconcentration0

1

5%at90

℃

for2

1

5h.

willprovidetheoreticalbasesontheextractingofsugarL-arabinose.

Keywords:cornbran;L-Arabinose;functionalsugar;orthogonalexperimental

收稿日期

:2009-03-30

作者简介

:

李令平

(

1982-

)

,

女

(

汉

)

,

硕士研究生

,

主要从事食品添加剂和功能糖醇的研究。

139

中国食品添加剂

开发应用

ChinaFoodAdditives

L-阿拉伯糖是一种稀有功能糖,属于五碳

醛糖,以阿拉伯聚糖、阿拉伯糖基木聚糖、阿拉

伯糖基半乳糖体及类似于高等植物半纤维的形式

存在。L-阿拉伯糖是一种没有热量的甜料,可

以选择性对肠道内蔗糖酶的活性起非竞争性抑制

作用,对蔗糖的代谢转化具有阻断作用,可以抑

制因摄入蔗糖而导致的血糖升高,可以阻止肥

胖、预防并治疗与高血糖相关的疾病

[1-3]

;摄入

适量的L-阿拉伯糖还能促进双歧杆菌的增殖,

调节人体肠道的菌群。美国医疗协会将L-阿拉

伯糖列入抗肥胖剂的营养补充剂或非处方药。日

本厚生省的特定保健用食品清单中将L-阿拉伯

糖列入调节血糖的专用特殊保健食品添加剂。L

-阿拉伯糖还可以用作医药中间体、用于生化领

域中细菌培养基的制备以及香料的合成,因此提

取并研究提取L-阿拉伯糖具有重要的意义。

关于L-阿拉伯糖的提取,冯亚青,刘燕,

张晓东等

[4]

主要研究了两柱法从L-阿拉伯胶提

取L-阿拉伯糖的方法。李道义,闫巧娟,江正

强等报道了用微生物发酵法制备结晶L-阿拉

伯糖的方法。KusakabeIsao等

[6]

从L一阿拉伯糖

和D-木糖混合溶液中,用酵母选择性吸收D-

木糖,从而得到L-阿拉伯糖的纯净溶液。Mori2

motoAkemi等

[7]

用微生物吸收水解以后的其它单

糖,从而纯化L一阿拉伯糖。NyunHoPark等

[8]

用酵母发酵掉由阿拉伯糖基木聚糖水解产生的D

-木糖,留下的L-阿拉伯糖可以结晶析出得到

晶体。

以上方法多为微生物发酵法,涉及的化学法

较少。由于玉米皮是淀粉工业的主要副产物,且

还有大量的阿拉伯木聚糖,本文以玉米皮为原

料,采用化学方法研究玉米皮酸解提取L-阿拉

伯糖的最佳工艺条件,为L-阿拉伯糖生产从化

学法提取方面提供一定的理论参考。

1

2

3

4

[5]

1

　材料与方法

111　材料与设备

玉米皮,山东福田药业公司;草酸,NaOH,

分析纯,天津市凯通化学试剂有限公司;立式压

力蒸汽灭菌锅,上海博讯实业有限公司医疗设备

厂。

112　方法

11211　玉米皮预处理

取干玉米皮,与011%NaOH溶液以1∶10的

比例混合,利用立式高压蒸汽灭菌锅在125℃下

蒸煮215h,将原料中的淀粉、蜡质、蛋白质或其

他杂质去掉,将蒸煮液去掉得玉米皮蒸煮渣,烘

干备用。

11212　正交试验设计

取干玉米皮蒸煮渣与草酸溶液以1∶10比例

混合,采用三因素四水平正交试验,因素与水平

见表1,利用立式高压蒸汽灭菌锅水解得水解液,

向水解液中加CaCO

3

中和草酸,然后经离心、脱

色得含有L-阿拉伯糖的溶液。

表

1

L

16

(4)

正交试验设计因素与水平

Table1

L

16

(4)Orthogonalexperimentaldesign

A(

草酸浓度

%)

0

1

1

0

1

25

0

1

5

1

1

0

B(

水解温度℃

)

90

105

115

125

C(

水解时间

h)

1

2

2

1

5

3

3

3

2

　结果与讨论

211　正交试验结果

将得到的含有L-阿拉伯糖的溶液用HPLC

测定L-阿拉伯糖的含量,结果见表2(收率均

为干基计

)

。

表

2

　实验结果

Table2

theexperimentalresults

试验号

L-

阿拉伯糖含量

%

1

0

1

13

1

1

30

0

1

03

0

1

30

2

0

1

04

0

1

40

0

1

01

0

1

14

3

0

1

55

5

1

50

0

1

14

1

1

40

4

0

1

65

6

1

50

0

1

23

2

1

30

5

0

1

60

6

1

00

0

1

09

0

1

90

6

0

1

82

8

1

20

0

1

16

1

1

60

7

1

1

13

11

1

30

0

1

69

6

1

90

8

1

1

07

10

1

70

1

1

08

10

1

80

9

1

1

008

10

1

08

0

1

29

2

1

90

折合

L-

阿拉伯糖的收率

%

木糖含量

%

折合木糖收率

%

140

试验号

101112

L-

阿拉伯糖百分含量

%1

1

421

1

301

1

71

折合

L-

阿拉伯糖的收率

%14

1

2013

1

0017

1

10

木糖含量

%1

1

151

1

093

1

21

折合木糖收率

%11

1

5010

1

9032

1

10

212　正交试验的直观和方差分析

取折合L-阿拉伯糖的收率作为正交试验的

指标,并以此来考察实验的最佳条件,结果见表

3、表4。

表

3

L

3

16

(4)

正交试验结果及直观分析

Table3

L

3

16

(4)Orthogonalexperimental

resultsandvisualanalysis

因　素

试验号

木糖收率

L-

阿拉伯糖

ABC

(%)

收率

(%)

11110

1

301

1

30

21220

1

140

1

40

31331

1

405

1

50

41442

1

306

1

50

52120

1

906

1

00

62211

1

608

1

20

72346

1

9011

1

30

824310

1

8010

1

70

93132

1

9010

1

08

1032411

1

5014

1

20

1133110

1

9013

1

00

1234232

1

1017

1

10

134148

1

4011

1

50

1442322

1

7020

1

10

1543215

1

3012

1

50

1644120

1

7013

1

50

Ⅰ

-

3

1

4257

1

2209

1

000

Ⅱ

-

9

1

05010

1

7259

1

000

—

Ⅲ

13

1

59510

1

57511

1

595

—

Ⅳ

14

1

40011

1

95010

1

875

R10

1

9754

1

7302

1

595

因素主→次

ABC

较优方案

A

4

B

4

C

3

开发应用

中国食品添加剂

ChinaFoodAdditives

(

续表

2)

13141516

1

1

152

1

011

1

251

1

35

11

1

5020

1

1012

1

5013

1

50

0

1

842

1

271

1

532

1

07

8

1

4022

1

7015

1

320

1

7

表

4

L

16

(4

3

)

正交试验方差分析

Table4

L

3

16

(4)Orthogonal

experimentalvarianceanalysis

变异来源

SSdfFF

临界值

P

A305

1

44832

1

945

F

0101

(

3,6

)

=9

1

780

P<0

1

01

B49

1

32830

1

476

F

0101

(

3,6

)

=9

1

780

P<0

1

01

C21

1

01830

1

203

F

0101

(

3,6

)

=9

1

780

P<0

1

01

误差

207

1

456

由表4可知,草酸浓度、酸解时间和温度对

L-阿拉伯糖的产量影响均显著。由表3可知,

较优酸浓度为0125%015%,低于0125%时,

用于理想酸解所需的时间更长,酸解不完全,L

-阿拉伯糖没有完全被释放出来,收率较低,高

于015%时,不仅L-阿拉伯糖,木糖等其他糖也

释放出来。冯亚青,刘燕,张晓东等

[4]

也曾报道

酸的质量分数对水解影响很大,并确定了从L-

阿拉伯胶提取L-阿拉伯糖所用硫酸的最佳浓度。

酸解温度也是一个重要影响因素,温度越

高,反应速率越大,通常当反应温度升高10℃,

反应速率会增加两倍。分析表3可知,较优酸解

温度为90℃-105℃。低于90℃,反应速率较低,

反应效率变差,高于105℃,释放和产生的糖的

分解反应会很严重,酸解过程中颜色反应也较严

重,导致酸解液变色,从而增加了脱色的负担。

张锁秦

[9]

等也曾报道酸解过成中的颜色反应增加

了脱色和分离困难。

由表3可知,L-阿拉伯糖的产量较高的方

案是A

4

B

4

C

3

,在此条件下,虽然L-阿拉伯糖的

产量高了,木糖或其他糖的产量同时也增大了甚

至含量大大高于L-阿拉伯糖,从而对L-阿拉伯

糖的酸解特性的特异性将失去,导致L-阿拉伯糖

含量降低,对后面的分离提纯工艺造成难度,增加

了生产成本。因此,从收率、节能和经济成本等因

素综合考虑,确定A

3

B

1

C

3

为最佳方案。

141

中国食品添加剂

开发应用

ChinaFoodAdditives

213　最佳条件下的液相图谱分析

最佳水解条件草酸浓度015%、酸解温度

90℃、酸解时间215h下得到的水解液经HPLC检

测,得到的液相结果见图1。

图

1

　草酸浓度

0

1

5%

、酸解温度

90

℃、酸解时间

2

1

5h

条件下

HPLC

图谱

Fig1

HPLCpatternofthehydrolyzatingsolutionattheconditionofoxalicacid

concentration0

1

5%,acidolysistemperratue90

℃

,acidolysistime2

1

5h

图1中,保留时间7116的峰为木聚寡糖,用

单效树脂可以除去该物质。该物质的峰去掉后,

主要组分面积比见表5。

表

5

　主要组分积分表

Table5

themaincomponentsintegraltable

组分

保留时间

(min)

峰面积

(%)

葡萄糖

1

1

93

11

1

0331

阿拉伯糖的收率为10108%

(

玉米皮干物质计

)

。

参考文献

:

[1]

秦海敏

,

喻宗沅

,

容如滨

.L-

阿拉伯糖研究进展

[J].

化

学与生物工程

,2006,23(2):50-52.

[2]chnologicalmethodforpreparationofcrystal

2

Japan:UniversityofTsuku

2

lineL-arabinosefromarabinoxylanandcharacteristicsofPenicil

2

lium(L-arabinosidases)

ba,2000:1-32.

[3]ionalandphysiologicalfunctionsandusesof

L-arabinose[J].JApplGlycosci,1999,46:159-165.

[D].

木糖

13

1

50

12

1

8950

L-

阿拉伯糖

15

1

77

70

1

1168

由图1和表5可知,在最佳水解条件下,酸

解单糖总量中,L-阿拉伯糖的比例为70112%,

此水解液中L-阿拉伯糖完全可以通过结晶得到。

李道义,闫巧娟,江正强等研究的酵母菌发酵

液中L-阿拉伯糖的含量也为70%左右。证实了

本实验在温和条件下进行酸解,可以高效率、高

收率地特异性获得L-阿拉伯糖。

[5]

[4]

冯亚青

,

刘燕

,

张晓东

,

等

.

从

L-

阿拉伯胶提取

L-

阿拉

伯糖

[J].

精细化工

,2003,5(5):288-290.

[5]

李道义

,

闫巧娟

,

江正强

,

等

.

酵母菌发酵玉米皮酸水解液

制备结晶

L-

阿拉伯糖的研究

[J].

食品科学

,2007,28

(4):125-128.

[6]Kusakabelsao,YoshidaShigeki,ParkNyunHo,

forisolatingL-arabinose[P].JP2002262899,2002-09-17.

[7]MorimotoAkemi,cationof

L-arabinosewithfermentation[P].JP2002209597,20020730.

[8]NyunHoPark,ShigekiYoshida,AkiraTakakashi,eta1.A

3

　结论

本文以玉米皮为原料

,

利用草酸水解玉米皮

的方法,研究化学法提取L-阿拉伯糖的工艺条

件,得出最佳的提取条件为:草酸浓度015%,

酸解温度90℃,酸解时间215h,最佳条件下L-

newmethodforthepreparationofcrystallineLarabinosefromar

2

abinoxylanbyenzymatichydrolysisandselectivefermentation

withyeast[J].BiotechnologyLetters,2001,23:411-416.

[9]

张锁秦

,

马秀俐

,

等

.

木糖与阿拉伯糖以及相应糖醇的色谱

分离和色谱行为

[J].

吉林大学自然科学报

,2001,10

(4):100-102.

142