Что такое экстракция оат бета глюканного порошка?

Dextran является одним из видов высокомолекулярного соединения, состоящего из d-глюкопиранозильных остатков, связанных между собой гравюрами. Он включает линейные, разветвленные и циклические структуры, и большинство из них растворимы в воде, в то время как некоторые типы нерастворимы (например, бактериальные гелевые полисахариды). Свойства глюканов варьируются в зависимости от конформации цепи, конфигурации изомера, последовательного расположения связей, длины ответвления и структуры основной цепи. В соответствии с конфигурацией глюкана, он может быть разделен на α-glucan и β-glucan [1]. С точки зрения стереохимии, гравитационная-глюкосидическая связь расположена вдоль оси, в то время как гравитационная-глюкосидическая связь расположена на экваторе в конформации стула [2]. Бета-глюкан получают главным образом из зерновых (ячмень, овес, пшеница и т.д.), дрожжей, грибов, бактерий, кукурузной шелухи, коричневых водорослей, кедровой коры и т.д. Он также содержит некоторое количество бета-глюкана, и его молекулярный вес составляет 2,1 × 103 ~ 2 × 106 Da [3].

По оценкам, рыночная стоимость β-glucan достигнет 1,03 МЛРД долларов США к 2024 году [1], из которых зерновых β-glucan достигнет 476,5 МЛН долларов США (почти 50%) [4]. Оат-ту-глюкан обычно встречается в субалевроновом слое и эндопермских клеточных стенках зерна. Среди них оат-ту-глюкан (от 3% до 7%) в основном встречается в слое аневроны, особенно в слое субаневроны, а эндосперма крахмала содержит очень мало [5]. Превосходные характеристики качества oat β-glucan сделали его исследовательской точкой как внутри страны, так и за рубежом. В настоящем документе кратко описываются качественные характеристики оат-грау-глюкан и приводится подробное описание и резюме процесса извлечения и очистки оат-грау-глюкан на протяжении ряда лет с целью обеспечения научной основы для углубленных исследований и комплексного развития оат-грау-глюкан.

1 характеристики качества

Oat β-glucan-это высокомолекулярный, неразветвленный, некрахмал полисахарид, состоящий из глюкозиловых единиц, связанных β-(1→4) каждые 2-3 единиц путем β-(1→3) связи. , который содержит около 70% облигаций β-(1→4) и 30% облигаций β-(1→ 3), с молярным отношением 1,5 к 2,1 и молекулярной массой 6,5 × 104 к 3,1 × 106 Da. Его особая молекулярная структура определяет его хорошие характеристики качества. Как растворимое пищевое волокно, оказывает хорошее влияние на здоровье человека [6-7]. Oat β-glucan широко используется в пище и медицине из-за хорошей растворимости в воде, высокой вязкости, геллирования и других функциональных свойств. Он также устойчив к воздействию тепла, кислоты и щелочных веществ и часто используется в качестве эмульгатора, загустителя, стабилизатора и природного консерванта при разработке соответствующих продуктов питания.

Исследования показали, чтоВысокая чистота оат-ду-глюканКак структурный модификатор, оказывает значительное влияние на физические, химические и сенсорные свойства безглютеновых дрожжевых пирожных. При использовании при дозировке 66,12%, он может улучшить удельный объем, яркость, цветовую разность и твердость торта [8]. Гель, изготовленный из оат-халлов, богатых грау-глюкан может быть использован в качестве замены жира, чтобы сделать высококачественные бургеры с низким содержанием жира говядины с высоким грау-глюкан содержание [9]. Эксперименты показали, что добавление 80 г/кг овса порошкового грау-глюканского волокна может сделать пасту лучше абсорбировать воду и адгезию во время приготовления пищи, и цвет похож на цвет необработанной приготовленной пасты [10]. Кроме того, овса-глюкан также может быть использован в разработке продуктов питания, таких как пшеничный хлеб, каша, пшеничная лапша, с низким содержанием жира говяжьи котлеты, молочные продукты, и яичные белые макаронные изделия.

С учетом того, что потребители стремятся обеспечить питание и здоровье, физиологические последствия оат бета-глюкан для здоровья в дополнение к его улучшающим качество свойствам постепенно привлекают внимание исследователей, и постепенно предлагаются соответствующие физиологические мероприятия и механизмы действий. Исследования показали, что оат бета-глюкан может стимулировать рост популяций микроорганизмов с червовидной формой, тем самым оказывая пробиотическое воздействие на микрофлору цехов. Оat β-glucan также может значительно способствовать липидным обменам, уменьшить долю бляшек в основной артерии, а также регулировать и улучшать негативные эффекты, связанные с атеросклерозом, вызванным высоким содержанием жира/холестерина [11].

Сообщается, что оат бета-глюкан оказывает значительное влияние на снижение уровня холестерина липопротеина низкой плотности и улучшение других факторов риска сердечно-сосудистых заболеваний [12]. В то же время, грау-глюкан может регулировать послепренацитный уровень глюкозы и инсулина в крови и может быть использован для профилактики диабета [13]. Кроме того, овса-глюкан также имеет хорошие противораковые эффекты, противовоспалительные эффекты, снижает уровень холестерина, регулирует липидный обмен веществ, потерю веса и лечение ожирения, снижает кровяное давление, улучшает здоровье кишечника, лечит хронические заболевания почек, пребиотические эффекты, антиоксидантную и антибактериальную активность и другие физиологические действия.

2 процесс извлечения

Благодаря хорошим качественным характеристикам оат-доу-глюкан, проделана большая работа по извлечению, разделению и очистке оат-доу-глюкан. С развитием технологии процессы предварительной обработки, извлечения и очистки оат-доу-глюкан также постоянно обновляются (см. рис. 1). Из обработки материалов можно сделать вывод о двух методах извлечения: сухой и влажный. Метод сухой экстракции в основном включает в себя шлифование и просеивание для достижения разделения и концентрации глюкана, но он требует большого количества этапов разделения, и урожайность, как правило, низкая.

Сибак-ов и др. [14] использовали сверхтонкое шлифование и электростатическую сепацию для обогащения овса с содержанием грава-глюка до 56,2%, что значительно выше, чем у традиционного метода шлифования и сеивания. Таким образом, по сравнению с традиционной сухой экстракцией электростатическое разделение может быть одним из методов повышения урожайности глюкана. Влажная экстракция, т.е. экстракция растворителей, может быть разделена на (горячую) экстракцию воды, щелочную экстракцию, ферментативную экстракцию и подкритическую экстракцию. Эти методы могут использоваться отдельно, в сочетании или с дополнительной экстракцией, такой как ультразвук, микроволновые или импульсные электрические поля. По сравнению с сухим методом мокрая экстракция оказывает большее влияние на такие факторы, как тип и концентрация растворителя, температура, время, pH, смешение, размер частиц и различные ингредиенты в сырье.

2.1 предварительная обработка

Для того, чтобы улучшить добычу грау-глюкана, как правило, необходимо предварительно обработать сырье. Сухая шлифовка и просеивание могут использоваться в качестве предварительной обработки для мокрой экстракции. Кроме того, такие методы предварительной обработки, как обжаривание, отпаривание, выпечка, экструзия и гомогенизация, также могут влиять на скорость экстракции оат-ду-глюкан. Исследования показали, что по сравнению с необработанными образцами уровень экстракции овса «грау-глюкан» является самым высоким после экструзии, за которой следует парообразование и выпекание [15]. Мокрая экстракция также требует обезжиривания и неактивации фермента для дальнейшего улучшения скорости экстракции и чистоты. Широко используемые обезжиривающие растворители включают нефтяной эфир, эфир, этанол, изопропанол и т.д. В процессе обезжиривания этанолом, контроль температуры при 80 °C может быстро деактивировать эндогенную β- глюканазу, а также удалить небольшие молекулярные сахара, белки и жирорастворимые вещества.

2. 2. Извлечение воды

Оат-грау-глюкан нерастворим в органических растворителях, таких как алкоголь, эфир или кетон, но растворим в воде, поэтому его можно извлечь горячей водой. Исследование использовало горячую воду для извлечения грау-глюкана из оат-брана, и наибольшая мощность грау-глюкана была получена после сушки, которая составила (5.3 грау - 0,3 %). В то время как урожайность грава-глюкана от ферментативных, кислотных и щелочных методов была относительно низкой [16]. Ван и др. [17] использовали водный метод экстракции для извлечения грау-глюкана из концентрата оат-бран. В результате обычного процесса экстракции воды был получен продукт, содержащий 66% гравитационного глюкана, подкисление (pH 3) до того, как этанол осаждений содержит 69%, а гравитационного глюкана содержание достигает 72,7% после удаления фитата.

У цзя и др. [18] использовали цикл извлечения горячей воды-фриз-оттепель для извлечения оат-грау-глюкана, не приводя в неактивацию эндогенные ферменты, добытые при 55 грауч в течение 2 ч., экстракт был сконцентрирован на граудо-глюкановой массовой фракции 1%, а затем заморожен и размотан 3 раза. Доходность грау-глюкана составила 1,5%, а чистота — 92%.

Можно видеть, что, хотя условия экстракции метода экстракции воды относительно мягкие, длительное время экстракции приводит к увеличению затрат времени, большое количество используемого экстракционного растворителя и необходимость восстановления приводит к высокому потреблению энергии, и, что самое главное, чистота и выход продукта из простого экстракции воды являются низкими, поэтому он часто используется только в качестве основного метода экстракции.

2. 3 щелочная экстракция

Некоторые кислотные или высокомолекулярные гравитационные глюки нелегко растворяются в горячей воде, но они растворяются в разбавленных щелочных растворах. Поэтому может быть извлечено с определенной концентрацией NaOH раствора или Na2 CO3 раствора. CHAIYASUT et al. [19] использовали 1,0 моль/л NaOH раствор для извлечения всего глюкана из проб опа, и общее содержание глюкана в получаемом экстракте составило (89 гранул-глюкан)%, из которых граво-глюкан составил (84 гранул-глюкан)%. RIMSTEN et al. [20] экстракция грава-глюкана из овов и оат-брана с использованием карбоната (60 β C), 0,05 моль/л NaOH (комнатная температура), и горячей воды, содержащей термостойкую грава-амилазу (100 °C), скорость экстракции двух щелочных грава-глюканов составила 86%-98%, в то время как экстракты горячей воды составили 36% и 28%, соответственно. В одном из исследований для экстракции использовался разбавленный щелочный раствор. При оптимальных условиях экстракции экстракционного раствора с pH 10,9, временем 1,9 ч, отношением материалов к жидкости 1:21 (г: мл) и температурой 85 °C, выход грау-глюкана составил 4,36% [21].

Добыча щелочи в последние годы получила относительно мало исследований. Несмотря на относительно высокую урожайность, она сопровождается частичной деполимеризацией молекулы, что снижает молекулярный вес грау-глюкана. Кроме того, щелочная экстракция может привести к повышенному загрязнению экстракта белком и крахмалом, что ухудшает цвет и не способствует последующей очистке и деколонизации.

2. 4 экстракция фермента

Экстракция ферментов использует специфику ферментов для разложения и удаления примесей в экстракте. Сообщается, что урожайность овсянки с использованием ферментного метода, щелочного метода и кислотного метода составляет от 3,74% до 5,14%, при этом ферментный метод имеет наибольшую урожайность (5,14%); Уровень экстракции грау-глюкана составил 82,1% — 86,8%, при этом самый высокий уровень (86,8%) получен энзиматическим методом, а самый низкий — щелочным методом, что может быть связано с высоким уровнем удаления ферментов для крахмала и белка [22]. Аналогичные исследования показали, что энзиматически добытый грау-глюкан имеет высокий молекулярный вес, высокую урожайность, хорошую коллоидную стабильность и минимальное содержание белка. Урожайность грау-глюкана составила 13,9%, а выработка кислой и щелочной экстракции — 6,97% и 5%, соответственно [23]. Неха и др. [24] использовали щелочный, кислотный, метод горячей воды и ферзимовый метод для отделения грау-глюкана, из которых самым высоким коэффициентом экстракции был ферзиматический метод с использованием термостойкой грау-амилазы и протеазы (86,7%), и он имел самую высокую антиоксидантную и антибактериальную активность.

Экстракция фермента безопаснее, чем химическая реагентная экстракция, не загрязняет окружающую среду, имеет более высокую чистоту конечного продукта и может заменить некоторые химические реакции, чтобы сделать экстракцию более эффективной. Использование ферментов часто встречается в других процессах экстракции для дальнейшего повышения урожайности и чистоты, поэтому использование биологических ферментов для экстракции оат-ду-глюкан имеет хорошие перспективы применения.

2. 5 ультразвуковая экстракция

Ультразвуковая экстракция с помощью кавитационного эффекта вызывает локальную высокую температуру и высокое давление в экстракционном растворе. Кроме того, механический эффект возбуждения ультразвуковых волн добавляется для снижения сопротивления масс переносу между твердой и жидкой фазами, тем самым сокращая время экстракции, повышая скорость экстракции и не нанося ущерба активности грау-глюкана. Некоторые исследования оптимизировали процесс извлечения оат бран грау-глюкан путем сочетания ультразвуковых и ферзиматических методов. Условия: соотношение материалов к жидкости 1:10 (г: мл), температура нагрева ванны воды 75 градусов, время нагрева 4 часа, фермент 1. 5%, время энзиматического гидролиза 30 мин, ультразвуковая мощность 400 вт, ультразвуковая температура 50 градусов, ультразвуковое время 30 мин, выход грау-глюкана 5. 09% [25].

Су чанг и др. [26] изучали ультразвуковую экстракцию горячей щелочной воды из голых овса. Оптимальными параметрами процесса были 5% навозной жижи, 360 вт ультразвуковой предварительной обработки для 6 мин, pH 8, и 50 ℃ water bath экстракция для 60 мин. содержание β-glucan в экстракте может достигать 1153 μg/mL. Хуан юян и др. [27] использовали ультразвуковую экстракцию, концентрацию испарения и неоднократное замораживание и оттаивание для извлечения грау-глюкана из оат-брана. Когда соотношение жидкости и материала было 1:20 (г: мл), ультразвуковая мощность была 500 вт, температура экстракции была 55 °C, время 50 мин, экстракционный раствор был испарен и сконцентрирован до 4,0% по объему, а β-glucan выход из oat bran был 6,0% после замораживания и оттепели дважды, с чистотой до 82,3%. Лю шаохуан и др. [28] определили, что оптимальными условиями экстракционного процесса для полисахаридов оат бран являются: ультразвуковая температура 66 °C, pH 9.2, ультразвуковое время 21 мин, мощность 401 вт. В соответствии с этими технологическими параметрами средняя доходность полисахаридов составляет (7,48 градиента 2,6)%.

Ультразвуковая экстракция мягче традиционной экстракции горячей воды с точки зрения условий экстракции, с более низкими температурами экстракции, меньшим количеством используемой воды, меньшим временем и более высокой урожайностью. Однако она перерабатывает относительно мало сырья, и слишком много сырья может привести к чрезмерному ультразвуковому потреблению энергии и недостаточной переработке сырья.

2. 6 микроволновой экстракции

Микроволны могут проникать внутрь зерна, образуя внутренний источник тепла. Избирательность этого нагрева приводит к тому, что аневроновый слой, субаневроновый слой и эндопермские клеточные стенки ломаются и распадаются, сокращая время экстракции грау-глюкана при увеличении его урожайности. Ван шанью и др. [29] оптимизировали процесс экстракции оат бран грау-глюкан с помощью микроволн: соотношение жидкости к материалу составляло 1:15 (г: мл), микроволновое время было 4 мин, мощность 640 вт, температура 80 грац. Выход грау-глюкана составил 5,1%. Шен руйлин и др. [30] извлечение грау-глюкана из голым от-брен микроволновой печью, а выход грау-глюкана составил 8,31% при соотношении материалов и жидкости 1:12 (г: мл), микроволновой мощности 720 вт, времени извлечения 9 мин и pH 10.

Экстракция с помощью микроволн не только значительно сокращает время экстракции и сокращает потребление растворителей, но и имеет более высокую степень экстракции грава-глюка, чем традиционная экстракция горячей воды. Тем не менее, внутреннее нагревание микроволн не легко контролировать, что может легко повредить β-glucan и, таким образом, относительно снизить скорость извлечения.

2. 7 подкритический метод извлечения воды

Подкритическая экстракция представляет собой метод экстракции с использованием подкритической воды в качестве растворителя. Подкритические воды характеризуются более низкой вязкостью и более высоким коэффициентом диффузии, чем вода, что увеличивает скорость диффузии в матрице проб и ускоряет извлечение градо-глюкана [31]. Yoo et al. [32] β-glucan извлекается из oat муки: температура экстракции 200 °C, растворитель pH 4.0, время экстракции 10 мин, размер частиц 425 ~ 850 μm, выход β-glucan был (6). 98. 1. 1. 17 %, уровень извлечения 88. 08%, что значительно выше коэффициента извлечения горячей воды (36). 62%; Оптимальные технологические условия для экспериментальной шкалы: температура 210 градусов, время 10 минут, Доходность грау-глюкана составила (3,01 грау - 0,27)%, а дебит - 76,36%. DU et al. [33] использовали технологию ускоренной экстракции растворителей для экстракции грац-глюкана из брана, и оптимальными параметрами экстракционного процесса были: время экстракции 9 мин, температура экстракции 70 грац, 4 цикла, давление экстракции 10 мпа, а выход грац-глюкана в этих условиях составил (16,39 грац - 0,3%).

По сравнению с традиционной добычей растворителей, подкритическая добыча грау-глюкана имеет более высокую урожайность, система добычи и система растворителей являются более экологически безопасными, время добычи короче, а потери деградации грау-глюкана невелики, что способствует развитию промышленных процессов добычи.

2. 8 метод ферментации

Метод ферментации для извлечения оат-грау-глюкан включает в себя прививку бактериального раствора в оат-культуре среды, ферментации в соответствующих условиях, а затем центрифуги ферментации жидкости для извлечения грау-глюкан. Wu Di et al. [34] использовали три медицинских грибка (желтый зонтик, большой зонтик чашки и грибы серого дерева) для экстракции оat β-glucan через двустороннюю ферментацию. И урожай выше, чем у неферментированных овса.

Среди них выход желтого зонтика грибка и овса является самым высоким (289 μg/mL) при оптимальных условиях двусторонней ферментации при температуре ферментации 28 °C, соотношении жидкости к корму 1:20 (g:mL), pH 5, а время ферментации 48 h. Liu Xinqi et al. [35] оптимизирован процесс ферментации для экстракции β-glucan. Оптимальными параметрами процесса были: соотношение жидкости к корму 1:6 (г: мл), прививка 0,05% высокоактивных сухих дрожжевых составов и ферментация при 32 градус на 34 ч, с доходностью (5,21 градус на 0,02 %). По сравнению с традиционным методом экстракции воды, урожайность увеличилась не только на 60,8%, но и содержит меньше белка. 97,81% может быть удален путем адсорбции с помощью активированного угля, а чистота β-glucan достигает 91,21%, со средним молекулярным весом 1,366 × 105 Da. Гу фейян [36]сообщил, что оптимальными условиями ферментации для извлечения грау-глюкана из активных сухих дрожжевых составов являются: соотношение жидкости к корму 1:6 (г: мл), нокль 0,05%, время ферментации 34 ч, температура 32 грау, выход грау-глюкана 5. 21 процент, а урожай и чистота 94. 96% и 91. - 20%.

По сравнению с традиционным методом экстракции воды, метод ферментации имеет более высокую степень экстракции грава-глюка и чистоты, и является относительно экономичным. Вместе с тем преимущества метода ферментации, а также отделения и очистки оат-доу-глюкан от полученного смешанного доу-глюкана увеличивают рабочую нагрузку при экстракции.

2. 9 прочие расходы

В дополнение к вышеуказанным методам добычи существуют также относительно менее изученные методы добычи и комбинированные технологические процессы. Курек и др. [37]использовали естественные флокулянты (читосан, гуар гум и гелятин) для извлечения и очистки грау-глюкан из оев. Использование flocculants относительно сократило общее количество экстракта, но может эффективно удалять примеси, такие как белок и зола, и улучшить чистоту экстракта. Когда концентрация читосана составляет 0,6%, содержание грау-глюкана в экстракте является самым высоким, на (79,0 грау - 0,19)%. Вы Maolan et al. [38]использовали ультразвуковой и микроволновый синергетический метод для экстракции грау-глюкана, оптимальными параметрами которого были: ультразвуковая мощность 250 вт, ультразвуковая мощность 20 мин, микроволновая мощность 800 вт, микроволновая мощность 3 мин, соотношение жидкости и твердого материала 1:25 (г: мл), выход грау-глюкана составил 2,29%, что на 120,19%, 57,93% и 18,65% выше, чем при экстракции воды, ультразвуковой экстракции и микроволновой экстракции, соответственно.

Ван чон и др. [39]использовали синергический метод сверхвысокого давления и ультразвука для повышения урожайности грау-глюкана. В условиях ультразвуковой мощности 300 вт, ультразвукового времени 15 мин, ультразвукового давления 300 мпа, ультразвукового времени 4 мин, водного pH 10 и соотношения жидкости и твердого тела 1:18 (г: мл), выход глюкана составил 1,66%, что на 159,38%, 43,10% и 23,88% выше, чем метод экстракции воды, ультразвуковой метод и метод сверхвысокого давления, соответственно. Вышесказанное свидетельствует о Том, что синергический процесс добычи может не только значительно сократить время добычи и повысить эффективность добычи, но и эффективно повысить урожайность и чистоту.

Из имеющихся исследований известно, что различные процессы добычи оказывают значительное влияние на уровень добычи, урожайность и чистоту оат-ду-глюкан. Кроме того, различные сорта овса, качества, условия произрастания и процессы предварительной обработки также в определенной степени повлияют на степень экстракции, урожайность и чистоту грава-глюка. Поэтому необходимо всесторонне рассмотреть соответствующие факторы воздействия, с тем чтобы обеспечить максимальную урожайность и чистоту.

3. Процесс очистки

Грау-глюкан, получаемый из оов, часто содержит такие компоненты, как крахмал, белок, гетерополисахариды, пигменты и небольшие молекулы. Из-за недостаточной чистоты, он не отвечает требованиям для фактического производства и использования, поэтому, как правило, необходимо удалить примеси для повышения чистоты.

3.1 удаление крахмала и белка

Большинство существующих процессов экстракции оат-грау-глюкан (экстракция воды, щелочная экстракция, подкритическая экстракция) осуществляется при относительно высоких температурах, что приводит к гелатизации крахмала и его извлечению вместе с грау-глюканом, что сказывается на чистоте грау-глюкана. При фактическом производстве грау-амилаза обычно используется для гидролиза крахмала на небольшие молекулы декстрина, которые затем гидролизируются на небольшие молекулы глюкозы с помощью глюканазы и удаляются диализом. PAPAGEORGIOU et al. [40]использовали термостойкую графу-амилазу для лечения (90 гранат, 3 ч, pH 4.5), и почти не было обнаружено крахмала в конечном продукте.

В грубом градо-глюканском экстракте белок является еще одним важным видом примесей помимо крахмала. По сравнению с удалением крахмаха существуют другие методы удаления белка, такие как метод севага, метод трифтортрихлорэтана, метод трихлоруксусной кислоты, метод фермента, метод изоэлектрической точки, метод фермента-севага и метод фермента-изоэлектрической точки. Лу ян [41]сравнил три метода удаления белка для сырой грау-глюкан (метод трихлоруксусной кислоты, метод севага и метод папайна) и пришел к выводу, что метод папайна является наиболее эффективным, с коэффициентом удаления белка до 88,6% и коэффициентом удержания грау-глюкана до 91,3%.

Харасым и др. [42]использовали метод экстракции щелочи для получения компонентов Грааль-глюкан с высоким и низким молекулярным весом, содержание которых составляет соответственно 76,7% и 87,1%. Белки и крахмальные примеси удаляются трипсином, термостойкими гравитационными амилазами и изоэлектрическими точечными осадками (pH 4.5), причем оба компонента могут быть очищены до 97%; При последовательном удалении примесей трипсином, термостойкой гравитационной амилазой, амилоглюкосидазой и папайном содержание гравитационной глюканы может быть увеличено соответственно до 97,5% и 99,25%. Ван чжэньцян и др. [43]использовали термостойкую графу-амилазу (6 U, 40 min) для удаления крахмал из экстракта, а изоэлектрические осадки (pH 4.5) для удаления белка. Содержание сахара в конечном продукте составило 60,518%, а остаточное содержание белка — 3,584%.

Крахмал и белок являются основными примесями в сыром экстракте оат-грау-глюкан. В их числе крахмальные крахмалы амилазы и трипсино-изоэлектрический токосный метод депротеинизируют, которые часто используются в первичных методах очистки в отечественных и зарубежных исследованиях. По сравнению с другими методами этот метод также имеет самый высокий коэффициент удаления и коэффициент удержания глюка.

3.2 удаление пигментов и мелких молекулярных веществ

Пигменты в экстракте могут повлиять на качество продукта, поэтому необходима деколонизация. Адсорбция с помощью активированного угля часто используется для удаления пигментов, которые могут также удалять белки, и является не только эффективной, но и простой в эксплуатации. Кроме того, могут также использоваться диатомная земля, целлюлоза, H2 O2, макропористая адсорбционная смола, макропористая адсорбционная смола с активированным углем, ионная колонна (дезовая целлюлоза) и т.д. Среди них, по сравнению с деколонизацией с помощью активированного угля, деколонизация грау-глюкана с помощью макропористой адсорбционной смолы имеет более высокую степень удержания. Jia Ying et al. [44]оптимизировали оптимальный процесс деколонизации смолы D-201 для глюкана: температура пробы раствора 40 °C, pH 5, расход 0,5 мл/мин, а скорость деколонизации в этих условиях 67,8%, скорость потери грау-глюкана составляет около 25%; Оптимальный процесс декорирования для смолы XAD-7: температура раствора 40 °C, pH 6, расход 0,5 мл/мин, скорость декорирования до 72,9%, β-glucan потеря 4,3%. Учитывая как эффект деколонизации, так и коэффициент удержания грау-глюка, макропоризная адсорбционная смола является наилучшей для деколонизации.

Небольшие молекулярные вещества и гетерополисахариды в экстракте могут быть удалены методом выпадения осадков и разделения мембран. Органические растворители, такие как этанол, ацетон, изопропанол и сульфат аммония, обычно используются в качестве осадителей. RYU et al. [5]использовали раствор Na2 CO3 (pH 10). 0. При 45 - гравном извлечение оат-грау-глюкан сырой экстракт затем очищался с использованием 300 г/л (NH4)2SO4 и 50% (v/v) изопропанола, а выход грау-глюкана составлял 1,9%, чистота 78,8%. Сообщалось, что при экстрагировании воды при температуре чуть ниже температуры гелатинизации крахмала, за которой следует ферзиматический гидролиз крахмала, рн корректируется с 4,0 до 4,5 для удаления белка и, наконец, осаждается 80% (объемная доля) этанола, чистота оат-грау-глюкана достигается от 90,4% до 93,7% с молекулярным весом (0,44 до 1). 10. 105 да [40]. В целом, выпадение этанола оказывает наилучшее очищающее воздействие по сравнению с несколькими другими осадками. Она не только эффективно обогащает молекулы глюка, но и обладает способностью депротеинизировать, обезжиривать и декорировать.

Лю хуаньюн и др. [45Доу-глюканский порошокС доходностью 6,25% и чистотой 75,56% от сырой овсянки путем экстракции воды, термостойкой деамилазной деамилазой, изоэлектрическим точечным белком и алкогольными осадками. Затем сульфат аммония использовался для поэтапной очистки с целью удаления остающихся гетерополисахаридов, а чистота конечного продукта могла достигать 90,66%. Dong Xingye [46]определил оптимальный метод экстракции в эксперименте, анализируя влияние экстракции воды и ультразвуковой экстракции на урожайность оат-ду-глюкан. Средняя доходность составила (4,09 град. 0,04)%; Процесс очистки состоял из амилазы для удаления крахмаха, трипсино-изоэлектрического тонального метода для удаления белка, депигментации смолы ав -8, 60% этилового осадка грау-глюкана, а конечное общее содержание сахара составило 95,25%, из которых грау-глюкан составил 91,10%. Предлагается дополнительно очистить его хроматографией.

После первичной очистки чистота экстракта oat β-glucan достигла высокого уровня. Для получения полностью очищенного и однокомпонентного глюканного препарата часто требуются такие методы, как хроматография.

3. 3 Постепенное очищение организма

Для получения высокочистого однокомпонентного грау-глюкан, грау-глюкан экстракт, полученный после первичной очистки, также должен быть постепенно очищен поэтапно, чаще всего с использованием хроматографии.

Юань цянь и др. [47]использовали сульфатные осадки аммония, хроматографию колонны анионного обмена "дезе сефарозе cl6b" и хроматографию фильтрации геля "сефарозе cl4в" для очистки грау-глюка, получая два отдельных компонента (без нуклеиновых кислот, пигментов, белка) с молекулярной массой 4. 87 × 105 Da (чистота 98). 57% и 6. 13. 104 да (чистота 97). 03%, соответственно. Се хаую и др. [48]использовали метод извлечения щелочи и выпадения спиртных осадков для извлечения грау-глюкана. Сырой экстракт постепенно очищался осадками сульфата аммония, анионным обменом и хроматографией геля. Общее содержание сахара и грава-глюкана в продукте составило 96,88% и 94,91%, соответственно. Ван хайбо и др. [49]получили получистый продукт оат-грау-глюкан (выход около 1,8%) путем депротеизации в изоэлектрической точке, дезоризации с помощью колонны активированного угля, удаления крахмаха с грау-амилазой и выпадения этанола. Затем получистый продукт был отделен и очищен полиамидной хроматографией колонн и многочисленными осадками этанола, чтобы получить чистый грау-глюканский продукт с одним компонентом.

После очистки оат-ту-глюкан отвечает требованиям однокомпонентного глюканского препарата и может отвечать высоким стандартам чистоты пищевых и фармацевтических препаратов. Однако потребление хроматографических колонок или фильтрующих мембран в процессе очистки также стало препятствием для крупномасштабного промышленного производства.

4. Выводы и перспективы

По мере интенсификации исследований свойств и физиологической активности оат-доу-глюкан он все шире используется в пищевой, косметической и медицинской промышленности. Однако необходимо решить проблему удовлетворения высоких требований к чистоте грау-глюкана в продуктах питания и особенно в фармацевтической области. Несмотря на многочисленные сообщения о добыче и очистке грау-глюкана, необходимы дальнейшие исследования в следующих областях: (1) большинство процессов добычи и очистки остаются в лабораторных масштабах и не имеют промышленных производственных процессов.

Рекомендуется провести ряд исследований, касающихся расширения существующих процессов; (2) существующие исследования показали, что надлежащая предварительная обработка может эффективно улучшить коэффициент извлечения, рекомендуется проводить исследования для оптимизации процесса предварительной обработки; (3) уже существуют некоторые вспомогательные или комбинированные процессы и новые технологии, но они все еще находятся в зачаточном состоянии, и рекомендуется уделять особое внимание разработке комбинированных процессов и новых технологических методов (таких, как вспомогательные методы, такие, как микроволны, ультразвуковые и импульсные электрические поля, и новые методы, такие, как подкритические и сверхкритические). Кроме того, при оптимизации первоначального процесса следует в максимально возможной степени учитывать все влияющие факторы для получения наилучших параметров процесса. Поскольку в процессе разделения и очистки используются более ферментативные методы, можно рассмотреть возможность использования иммобилизуемой ферментной технологии для продления срока службы фермента, сокращения потребления фермента и процесса отделения фермента от продукта, а также сведения к минимуму потребления ресурсов. Достижение масштабного производства с высокой урожайностью и чистотой в промышленном масштабе имеет большое значение для улучшения глубокой переработки овса и его побочных продуктов (овса, овса рисовых остатков), а также для исследований и разработок функциональных продуктов питания и лекарственных средств.

Ссылка:

[1] VENKATACHALAMG,ARUMUGAM S,DOBLE M. Industrial pro- duction and applications of α/ β linear and branched glucans[J]. В — диан химик-инженер,2020 :1 — 15.

[2] KAGIMURA F Y,DA CUNHA M A A A,BARBOSA A M,et al. Bio- логическая деятельность производных D-glucans:A review [J]. Международный журнал биологических макромолекул,2015,72 :588 — 598.

[3] ZHU F M,DU B,XU B J. критический обзор производства и indus- экспериментальное применение бета-глюканов [J]. Пищевые гидроколлоиды,2016,52:275 — 288.

[4] Бай джей и, рен и й, ли и др. Физиологические функции и механизмы β-glucans[J]. Тенденции в пищевой науке и Technolo — gy,2019,88 :57 — 66.

[5]  RYU J H,LEE S,YOU S,et al. Влияние ячменя и оat β-glucan структур на их реологические и тепловые характеристики [J]. Карбо — гидратные полимеры,2012,89(4) :1 238 — 1 243.

[6] CHANG S C,SALDIVAR R K,LIANG P H, и др. структуры, биосинтез, и физиологические функции (1,3; 1,4 - град-д-глюканс [J]. Клетки,2021,10 (3). DOI :10. 3390/ клетки 10030510.

[7] MEJIA S M V,DE FRANCISCO A,BOHRER B. всеобъемлющий обзор зерновых грау-глюкан: извлечение, характеристика, причины дег-радатации и применение в пищевой промышленности [J]. Критический обзор в области питания,2020 год,60 (21) :3 693-3 704.

[8] Карп с, вирвиш дж., курек м. А. влияние различных уровней оата ду-глюкан и воды на безглютеновую реологию торта и физико-химическую характеристику [J]. Журнал Food Science and Technolo — gy,2020,57 (10) :3 628 — 3 638.

[9] Суммо с, де ангелис д, дифонзо г и др. Эффективность ингредиента на основе овса-гулл в качестве заменителя жира для производства гамбургеров с низким содержанием жира с высоким содержанием грау-глюканов [J]. Продукты питания,2020,9 (8) :1057.

[10] PIWINSKAM,WYRWISZ J,KUREK M, и др. CyTA-Journal of Food,2016, 14 (1) :101 — 108.

[11] Райан п м, Лондон л е е, бьорндаль т с и др. изменение микробиома и метаболизма эффекты нескольких вмешаний сердечно-сосудистых заболеваний у мышей apo-E - / - [J]. Microbiome,2017,5 (1) :30.

[12] HO H V,SIEVENPIPER J L,ZURBAU A,et al. The effect of oat beta-glucan on LDL- холестерин, неhdl-холестерин и apoB for CVD risk reduction: A review and metaanalysis of run-domised-control trials [J]. Журнал питания "беритиш", 2016 год,116 (8) :1 369-1 382.

[13] BOZBULUT R, SANLIER N. многообещающее воздействие грау-глюканов на глицемический контроль диабета [J]. Тенденции в пищевой науке и Технология — нология,2019,83 :159 — 166.

[14] Сибаков J,ABECASSIS J,BARRON C, и др. Инновационные продукты питания & E — технологии слияния,2014,26 :445 — 455.

[15] Хан м а, амир р м, амир к, и др. Пищевая наука и техника — nology,2021,41 (1) :105 — 112.

[16] Климова а, ибрагим м н г, саламахина а, и др. Журнал пищевой науки и техники,2021,58(7) :2 641 — 2 650.

[17] WANG Y J, YANG L X, SONTAG-STROHM T. совместная миграция фитота с зерновыми грау-глюканом и его роль в гидролизе крахмала in- vitro[J]. Журнал зерновых наук,2020,93 :6 :102933.

[18] WU J,LIN X Y,HUANG D H и др. Journal of Chinese Institute of Food Science and Technology, 2011,11 (4) :48 — 54.

[19] Чайясут с, пенгкумшри н, сиваарути б с и др

Вытяжение грау-глюка эриция эринацея, авена сатива л. и сачаромициес цевисии и in vivo оценка их иммуномодовых-лилиторных эффектов [J]. Продовольственная наука и техника,2018,38 (1) :138 — 146.

[20] RIMSTEN L,STENBERG T,ANDERSSON R, и др. определение молекулярного веса грава-глюка с использованием сек с обнаружением калькофлюорита в экстрактах зерновых [J]. Химический состав зерновых,2003,80 (4) :485 — 490.

[21] LI N,YAN Z C,SUN Y L,et al. Исследование технологий извлечения и физико-химических свойств голых oat β-glucan [J]. Food Re- поиск и разработка,2021,42 (8) :81-86.

[22] Ахмад а, анжум ф м, захур т и др. извлечение и характеристика бета-д-глюкана из оат для промышленного использования [J]. Международный журнал биологических макромолекул,2010,46 (3) :304 — 309.

[23] - лекшми. - р. бабу. Методы зеленой экстракции, структурный анализ и антиоксидантные действия грау-глюкана присутствуют в овсх [J]. Inter- national Journal of recent Trends in Engineering and Technology, 2015,5 (4).

[24] NEHA M,NEETU M,PRAGYA M. влияние различных методов экстракции на физико-химические и биологические свойства β-glucan из индийских сортов ячменя [J]. Карпатский журнал пищевой науки и техники,2020,12 (1) :27 — 39.

[25] LI M Z,LU W X,LI M L,et al. Оптимизация экстракционного процесса oat bran β-glucan ультразвуком в сочетании с ферзиматическим методом [J]. Сельскохозяйственные науки гуйчжоу,2020,48 (11) :91 — 95.

[26] SU C, LIU B N, LIN Q. извлечение грау-глюкана из hulless oat [J]. Пищевая промышленность,2016,37 (8) :1 — 2.

[27] Хуан Y Y, чай X Y,HE J, и др. Исследования и разработки в области продовольствия,2021 год,42 (3) :68-72.

[28] LIU S J,LIU H P,ZHAO F,et al. Оптимизация ультразвукового процесса экстракции полисахарида оат брана на основе метода поверхностной реакции [J]. Исследования и разработки в области продовольствия,2017, 38 (22) :70 — 75.

[29] WANG S Y,SHU J,XIA W S. микроволновая экстракция β - glucan из oat bran[J]. Наука и техника Технология пищевой промышленности, 2005,26 (12) :143 — 144;171.

[30] SHEN R L,DONG J L,WANG Z C. исследование микроволновой печи-помощь в извлечение голых oat bran β-glucan [J]. Китайский Agri — cultural Science Bulletin,2006 (10) :316 — 320.

[31] ZHANG J X,WEN C T,ZHANG H H,et al. Последние достижения в области экстракции биоактивных соединений с подкритическими водами: обзор [J]. Тенденции в пищевой науке и Технологии,2020,95 :183 — 195.

[32] Ю х у, ко м., чун м. Химия, 2020, 308 :125670.

[33] DU B,ZHU F M,XU B J. извлечение грау-глюкана из брана ячменя без галлюка путем ускоренной экстракции растворителя в сочетании с методом поверхностной реакции [J]. Журнал зерновых наук,2014,59 (1) :

95-100.

[34] WU D,BING X,WANG C T,et al. Исследования и разработки в области продовольствия,2019 год,40(1) :184 — 193.

[35] LIU X Q,HE X Z,LIU J C,et al. Исследование по оптимизации экстракционного процесса ячменя бран грау-глюкан путем ферментации и его физи-кохимических свойств [J]. Наука и технологии пищевой промышленности Indus — try,2020,41(7) :49 — 54.

[36]  GU F. Извлечение грау-глюкана из ячменя хайланда и его яблочное пюре в косметике [D]. Шанхай: шанхайский технический институт,2018.

[37]  Курек м а, карп с, стелмасиак а, и др. Углеводы полимеры,2018,188 :60 — 67.

[38]  Вы M L,QIN X L,DUAN J J, и др. Пищевая и ферментационная промышленность,2019,45(8) :178 — 183.

[39]  WANG C,ZOU J W,CHEN H J,et al. Извлечение quinoa β-glu- can by a ultra-high pressure-ultrasonic wave synergy method [J]. Журнал китайской ассоциации зерновых и масел,2020,35(6) :39 — 44.

[40]  PAPAGEORGIOU M,LAKHDARA N,LAZARIDOU A,et al. Wa- ter извлекаемое (1→3,1→4) -β- d -glucans from barley and oats:An intervarital study on their structural features and rheological be- haviour[J]. Журнал зерновых наук,2005,42(2) :213 — 224.

[41]  LUO Y P,LI J L,ZHANG X F. оптимизация технологии извлечения грау-глюкана из барли с помощью микроволн [J]. Переработка сельхозпродукции,2016(14) :35 — 38.

[42]  Харасим дж., сила е., дзендзиковска к., и др. Белок-кислотное удаление остатков из овса-глюканских экстрактов, полученных alka- line water экстракция [J]. Молекулы,2019,24(9) :16 :1729.

[43]  WANG Z Q,JIA J W,WANG H. оптимизация и очистка овсяной смолы, извлеченной из овсяного отруба, и определение чистоты [J]. Исследования и разработки в области продовольствия,2019 год,40(3) :125-130.

[44]  JIA Y,CHANG Y N,YU J Y,et al. Исследование по деколонизации technol- ogy of β-glucan from highland barley bran [J]. Пищевая промышленность, 2013,34(8) :107 — 110.

[45] LIU H Y,LI H L,WEN Z. Оптимизация технологических условий извлечения β-glucan из голых oat bran [J]. Наука о еде,2008, 29(3) :237 — 240.

[46]  DONG X Y. исследование по извлечению, очистке и свойствам β - glucan из oat [D]. Харбин: северо-восточный сельскохозяйственный университет, 2014.

[47]  Юань-джей, фань-зи, ван-и др. Изоляция, очистка и анализ состава грау-глюкана из пшеничной отрубки [J]. Наука и техника Технология пищевой промышленности,2014,35(15) :90 — 94.

[48]  XIE H Y,HE S Y,JIA D Y,et al. Изоляция, очистка и physi- co-chemical properties of highland barley бета -glucan [J]. Пищевая наука и техника,2016,41(1) :142 — 146.

[49]  WANG H B,LIU D C,WANG H Y,et al. Исследование продвинутой mo- лекулярной цепной структуры и поведения раствора оат бета-глюкан [J]. Наука о еде,2008,29(10) :80 — 84.