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AB一8型大孔吸附树脂分离纯囮
the separation and purification of isonavone
from soybean by AB一8搬acroreti£ular resin
研究方向焦塑查堑邀坌塑竖塑兰筮塞
论文答辩日期2∞6年6月8医
大豆异黄酮是一种极富发展前景的多功能药物与保健品但80%的大豆作为油料使 用了,而用作油料之后的豆粕作为肥料和动物饲料其富含的大豆异黄酮大都未被充分 利用;再者,用于植物蛋白加工中的大豆在加工过程中大部分大豆异黄酮白白地流失 掉了。这都无疑是对分布十分有限的极宝贵的大豆异黄酮的浪费为了实现愈见贫乏的 全球资源的优化利用,造福人類以满足对保健功效卓著的大豆异黄酮的需求,迫切需 要研究开发从大豆中富集提取大豆异黄酮这一课题 本文正是根据这种需要,较系统地研究了大豆中大豆异黄酮提取用AB-8型大孔树 脂分离和纯化异黄酮的各种工艺条件并对大豆异黄酮进行了初步鉴定.获得了┅些重 要结果。主要研究内容及实验结果包括以下几个方面: 1.本文采用单因素试验设计方法在大豆异黄酮的提取过程中进行脱脂脱疍白处 理。结果表明以90%石油醚为提取剂在70~80℃索氏提取4h除脂效果最好;用80%
乙醇法除蛋白时,冷冻时间为96hk果最好同时异黄酮的损失率较低。
分光光度法最为简便有效。
tlle bi0109ical
ph锄lacologica删ons
soybcan-isoflavone endoWs its abll芏ldaIlt utiliza_tion Values.And it is
e池er删m如nctional
pha玎:nac硼cal
heal也product
abollllding砸m devel叩iIlg soybeaIls
prospect.However,80 percent haVing been
of∞ybe吼is llsed
grease materials.Residue丘om
de蚪sed is used
fodderand its abmldant soybean-isonaVone is is washed away hl Vaill when
soybean-isonavone
plant proteill
is processed.No doubt,botll
soybe姐_isonavone
distributed删age is
very i11finit.
In order to realize nle optimal
which become
i11cre鹊in酉y
po谢slVll咖and
collfh b伽【e丘ts on也e m髓hnd and t0 meet也e
soybeaⅡ一isonavone
of the con印icuous
is necessary to study and develop pmInptly
s印锄ting ofsoybean-isonavone舶m soybean
necess时jusuy-All kinds
oftechnjcal conditions about tlle
e)舭don and s印aration of soybean_isonav∞e by AB-8 macroreticular resin疗om soybe舡l
studied,and
ofimpo衄t results
1.The op廿mal me廿lod of remoVing f缸a11d pmtein|n inVestigated
isonavone f如m soybean were
by one-fktor
design.The results showed tllat廿圮0ptim“conditjon was using Suo
e耐raction印para=clls wim 90%petml
70~80℃for 4h.The best de―protein metllod
for 96h llIlder cold conditionme loss of isonavone was also lower mall
0t11er met}lod. 2.The AB-resin
UV spec仃ograph
me chart result
indicate mat,in
me sample has 110t picked out the nomlal hexane也e benzene,me t01uenetlle xylene,tlle xylenetlle styrene,廿le diViⅡy1 benzene 3. The AB一8 resin矗actiorlation by
adsorption pllrification
experimen乜l
indicated tht,169AB.8 adsorption resin may adsorb the etllyl alcoh01
、vimdmwing line 1.50649the adsoqmon soybean isonavone O.3079。
alcoh01?concen协mon姒iliary rate,temper咖re
a11d time of thal the f01lows:
soybean―isoflavone谢m
o曲mized.The experiⅡ1ents砌icated
tecllIlical conditions of leactling
soybe扑isonavone
alcohol concentration 70%auxiliary
5,temperatllre50℃and time 5h.
5.Glycmn掣0llps髓d geIlisting阳ups
TLC(州itative趾d
es协blishm僦conlpared
wim di任brent model UV spect∞photom就er
q删tative趾alysis e删Il暑时on
method soybean
conte】吐accuraI可aIld accllracy.Compared wi也says,i11
soybeall ison a_vone
q砌ta士ive ex跏ination metllod by silica GF254 chroma幻缈p11ic锄脚ysis(clllomfo蛐:meⅡ卜
75:6:O.5V,vv)simplest e髓ctive,姐)【iliary
by characteriStic color by the ul廿aviolet
fluorescence
specm)photomi砸c me血od.
K盯words:AB-8 macmreti“lar
resin;soybeaⅡ-isoflavone;e她cdon;Separation
我幽楚大豆}l冬馥乡蠢古鞋采夶豆藏楚我国丸强主簧静蛋鑫矮嚣演淼寒漩。晕在骥凿辩羯我 国人民的肼食已是“民之所食,大抵豆圾横羹”《蛋白质资源的开发与利鼡》编写组2000;董文彦,
J明悯李时珍在《本革纲目》中提到“豆腐之法,始于前汉淮南置”20世纪80年代以来,
垒臻夶豆囊产与jj嚣工盐发袋迅逮在氆爨食晶中已占重簧怒霞。i9孵拳全邀雾大耍慧产这l,弱亿
吨.mii『人类膳食蛋白质中太哆数来源于强类当今t眭羿大豆生产国主鬻有美国、巴酾、阿根廷、
I.2大豆中的主要化学成份
人豆蛋白是一种优质营养源蛋白。大豆蛋向中氨基酸含量丰富含以赖氨酸为主的8种人体必 需氦基酸。火豆蛋自质量相当于动物蛋白优丁一般的植物蛋白。大豆蛋白对人体的多种疾病有预 阢和治療的作用尤其对肾病、心血管疾病和肥胖症等有预防薷I治疗作用。
人豆磷腊在保护细胞膜、抗衰老、降血脂、防治脂肪肝、防治老年性痴呆症等方面都有良好的 效果火豆磷脂是大豆中各种磷脂甘油脂及其衍生物的混合物。其主要种类有:卵磷脂(Pc磷脂酰 心碱)腦磷脂(PE磷脂酰乙醇胺)、磷脂酰肌醇(P1)和丝氨酸磷脂(PS)等。大豆磷脂的含量占
大豆皂甙具有许多重要生理功能,可防治高脂肪膳食造成的高m脂症的发生可抑制血靖中脂 类的过氧化,能降低m中胆圈醇囷甘油三酯的含量大豆皂甙还可抑制肿瘤的生长,从而有效控制 癌症n勺扩散除此之外,大豆皂甙还具有抗血栓作用、防治艾滋病(AIDS)、调节免疫作用和糖代
(d)大豆甾醇"1 火豆甾醇娃入豆中的~种活性成份流行病学研究表明,大豆甾醇可有效地降低多種慢性病的 发病率例如,大豆甾醇可明显降低血液中胆1刊醇的浓度从而起到预防心血管疾病的作用;对男 性11i:『列J州强人羽l前列腺癌有一定的防治作用等。 (e)大豆低聚糖№川 火豆中天然存在的低聚糖主要有棉子糖私I水苏糖等大豆低聚糖有促进双歧杆菌生长繁殖、改 善』厨内自ll菌群结构、改善排便、防lt便秘和腹泻、降低血清胆固醇、降低血压、增强肌体免疫力、
大豆胼食纤维被公认为人类的第七大营养豢,有预防动脉硬化、冠心病、糖尿病及改善火腸功
人见中除了上述所提到的营养源之外,还有一种重要的生理活性物质一大豆异黄酮自然界 H一异黄酮资源十分有限,大豆是唯一含有异黄酮且含量在营养学上有意义的食物资源近年来,大
我围大豆中异黄酮的含量在O.04%一0.5%之间(冯国洲1999),是多酚类混合物其基本骨架 址3一苯基色原酮,主要包括染料木素(金转停一金雀异黄素素gellistein)、大豆甙元(daidzcin)、黄豆黄素 ‘91yci【em)以及它们的葡萄糖甙、乙酰葡萄糖甙和丙二酰葡萄糖甙。天然情况下大豆异黄酮大多
咀葡萄糖甙形式存在(主要是乙酰和丙二酰基化),只有少数以甙元形式存在大豆中约50%一60 %的异黄酮为染料木素,约30%.35%的异黄酮为大豆甙元约5%-15%的异黄酮为黄豆黄素(刘志 胜,2000)也有报道(毛峻琴和亦鹤鸣,2000:
a11998)认为总体上染料木素与大豆
i1I=元、她豆黄素的平均比值为l:1:O.2。通过紫外、HPLc、核磁、质谱等分析目前这12种成分 的结陶已研究湍楚。(见图1、表1)
B-91ucoside)
图1大豆异黄酮的化学结构
表l大豆异黄酮的结构与种类
aid variety ofSI R1
Genistein(染料术素) Daidzein(大豆甙元) G1ycitein(黄豆黄素) Genistin(染料术甙) Dajdzin(大豆甙) G1ycitin(黄豆甙)
OH H H OH H H OH H H
6”一o-acetylgemstin 6”-o-acetyldaidzin
COCH3 COCH3
458,42 488.45
6”一o-ace叫glyci廿n 雨一眦』l!葡萄糖甙
1::!:竺!!!型g生!型!
Q盟i竺竺!里!兰旦旦坚塑!:!!.
大豆鼎黄酮具有雌性激索的性质,长期作为抗营养网子但最近发现其具有忼癌活性。流行病
学硬究表明海天摄入少豢瓣大豆食晶(翔一棼豆奶一块整藤)蔬可降低患许多癌症的惫除【“。如果
瓢b。2蝴q酗瓿嘏3好be墨n-蛐瓤强e洫盛o懒n
表2大豆异赞酮在大豆粒中的分布情况|1.I
a:室湿挺敬2秘:b:s。℃瘫取15h 由表2可知大豆胚轴(包括胚根和胚芽)中异黄翻的百分比含黻约为子叶的6倦,但由于子 奸占大豆籽粒重的95%以上因此大豆子叶中异黄酮的绝对含曩远远大予胚轴。 大豆籽粒争爨5∞每60%静舅黄臻梵絷辩本黄蘩约3#%一35%熬努黉醚为大豆萤露,约59015% 的异黄酮为黄豆黄素 表3大豆驶犬豆产品中的肄黄酮分布021l
堡!丝i麴堡塑塑!!璺蝗苎!婴塑鎏艘£!塑!!些墅慰趔!堕
黍窑妻嚣萋妻蓁霪雾萋蓥蘩蓁藜蠢墓墓
(a:室温提取24h;b:80℃提取15h;A,B表示其来源不同)
由表3可知在大豆加工中,由于不同的异黄酮流失损失程度不同因此大豆产品中各种异黄 酮所占比例与未加工的大豆有所不同。但除个别产品外大多数大豆食品中,染料木黄酮含量最高 其次是大豆苷元,黄豆黄素嘚含量相当少 不同类型的大豆产品之间,异黄酮含量差别较大大豆粉、炒大豆及组织化火豆蛋白中,异黄 酮含量接近于未加工的大豆分离大豆蛋白中,异黄酮含量只是大豆籽粒的三分之一左右而醇法 浓缩大豆蛋白中,异黄酮含量非常低至于豆腐等产品,由于含水量较大或非大豆成分所占比例较 大其异黄酮含量自然较低。 同~类型不同产品之间异黄酮的总含量没有太大的差别,但不同存在形式嘚异黄酮含量常有 相当大的差别如人豆粉a中有66.6%的异黄酮为丙二酰异黄酮,而大豆粉b中仅为14.9%分离人 豆蛋白aΦ有40.6%的异黄酮为游离异黄酮。 1.2.2异黄酮生理功能 大豆异黄酮是大豆的次级代谢产物其主要活性成份是染料木素(genistein)和大豆甙元 (daidzeill)。现代流行病学研究结果表明亚洲妇女患乳腺癌和心血管疾病的几率明显小于歐美洲 妇女,这可能与她们饮食中经常摄入豆腐及其它豆制品中的大豆异黄酮类化合物有很大关系众所 周知,豆制品是亚洲膳食的重要組成部分亚洲人均摄入豆制品37~459/d,从中可获取大豆异黄 酮25mg/d日本人均摄入豆制品高达2009,d而西方人均来自膳食的大豆异黄酮不足5mg/dI”l。 因此大豆异黄酮类化合物药理学作用的研究令人关注。现代医学研究表明大豆異黄酮类化合物 是一类重要的植物源雌激素。大豆异黄酮与人体内源性雌激素17 B一雌二醇(1
z)及人工合成的雌激素己烯雌酚(di甜1yIstilbestro,DEs)有相似的分子结构特点(如平面双苯
环结构)它们嘚分子结构式见图2。这种相似的结构可以解释异黄酮类化合物的弱雌激素活性的 生物学效应陋”1。实验研究表明大豆异黄酮类化囼物是一种弱雌激素,能与雌激素受体的B亚型 (ERB)结合发挥雌激素效应【18】。在内源性雌激素水平较低时(10~~10~mol几)它表现为弱 的雌激素促效剂(estrogcnic a90nist)作用,约为17 B一雌二醇效能的10~10‘2倍;当体内雌激素 水平较高时(10~~10~mol,L)它与内源性17 B一雌二醇竞争而占有雌激素受体(ER 0)表现山 抗雌激素所用(es廿09enic a11tagonist)119】。因此大豆异黄酮类化合物对与雌激素水平相关的疾病,
如乳腺癌心血管疾病,骨质疏松等疾病有较好的预防和治疗的作用
A:己烯雌酚B:17B一雌二醇C:大豆异黄酮 图2大豆异黄酮与己烯雌酚、170一雌二醇的分子结构比较
soyb咖isonav蛐es,
人豆异黄酮具有显著的抗肿瘤作用性激素依赖型肿瘤主要包括乳腺癌、前列腺癌、卵巢癌和 子宫内腆癌。近年来医学研究证实:大豆异黄酮类化合物,特别是染料木素对乳腺癌和前列腺 癌自I川Ⅱ具囿抗癌作用。人类乳腺癌细胞(McF.7)经雌激素或具有雌激素作用的化合物作用后可产 生特异一陀反应大豆异黄酮低浓度时可促進乳腺癌细胞增殖,但当大豆异黄酮浓度大于100mmolL 时,!Jf|J表现为对乳腺细胞癌增殖的抑制作用;当大豆异黄酮和雌二醇同时存在时前者可竞争性结
合于细胞核上的雌激素受体(ER),避免雌二醇与DNA形成诱变性加合物伫0】Peterson等01Ⅵ究
源雌激素大豆异黄酮类化合物可有效防止因内源性雌激素缺失或紊亂而导致激素依赖性肿瘤的产 生。这是因为大豆异黄酮具有双向调节雌激素活性作用能选择性地与雌激素受体(ER)结合,即 州雌激索水平高者能起到抑制其活性的作用对于雌激素水平低者又能起到促进其活性的作用,因 此推断.大豆异黄酮不完全是通过细胞毒作用矗接杀死癌细胞的而是直接特异性的抑制了参与细 胞增殖的某些酶的活性.如酪氨酸蛋白激酶、DNA拓扑异构酶II、蛋白组氨酸激酶、核糖体s6激
酉『}等,使细胞的转化、增艚和生长得到抑制;弗使癌细胞中与蛋白质合成相关的DNA链断裂癌
爨胞生{芰=褡潞或使菜些恐瞧缀庭掾彝基髌努饨。 (b)甜骨质疏松症盼作瑁 大豆转黄酮具有抗骨质疏松症作用骨质疏松是一种与激素缺乏及饮食等楿关的随年龄增长而 7避|j嚣持续蒜必靛叠然过程。女挂发瘸率较糍虽篼经矮妇女难激素分泌突然减少更搬遮了蚤矮丢失 ”“。给切除卵巢的大鼠嚷饲染料术素(O.5mgd)14d磊,动物般骨密度增加约17%蒋小粱密度及 数量明显掘高,平均数慰也显著高於空白对照组瞵】美潮的Po他,划等研究确认给予绝经后的妇 女富含夫甄巽黄酮麴夫豆分离蛋白癌,其餐椎嚣靛密疫骥最上嚣最遠pot【髓对绝经聪姆女进学了 一项黪食干预实验,66名女佳分为3组一缀为对照缀.~组每天攥入56mg异黄酮,翳一燕每天 掇入90mg群黄酮持续60天后测定受试者第1~4腰椎矿物质含量和骨密度。结果发现每天摄
入9‰g髯黄酮媲受试蒲詈矿物覆禽辍瓤嚣密度增热了2%,岛辩熙组掘比鸯照著差异
40%,绝经指数也明显下降Han跚等对80例绝经后的妇女进荇默盲对照研究,一组每天给予100mg
矧{}蛋向分为高密度脂蛋囱(HDL)和低密度脂蛋白(LDL),高密度脂蛋白(HDL)烧对人体有益
}l鲁|嚣{凌密发耱蛋叁(秘b)含量过骞楚形成心电譬疾褒豹主要乐园。AH氇ay§2等壤瘸艺簿洗魏法
蛋白组比较发现未洗脱组的总胆固醇(Tc)、低密度脂蛋白(LDL)、极低密度脂蛋白(VU)L)及 载脂蛋白(Apc.B)等含量显著低于洗脱组,雌猴高密度脂蛋白(HDL)显著高于洗脱组;Pone261 等对66名高胆固血症的绝经妇女进行为期6个月的干预实验,试验组每天服用409富含异黄酮的
J、豆生|二_|结果发现血浆总胆固醇下降约0.4mmol几,而高密度脂蛋白(HDL)则上升了0.065蛐ol几
3大豆异黄酮的适宜人群 目前大豆异黄酮的适宜人群主要是40岁及45岁以上的绝经妇女,据统计“”我国45岁以
上妇女lJ_全国人口的12.72%,约有I.6亿其中更年期妇女0,器亿人由于随着年龄的增长.她们
体川Iff{激素严重分泌不足,需要适当补充大豆异黄酮咀满足她们养颜驻容、防治相关疾病的作用。 1.3大豆异黄酮的研究进展
国际上朂火的生产厂家是美国ADM公司技术也是目前世界上最大的合作加工企业。大豆异 曲削是陔公司99年上市的新产品最新报道其人豆异黄酮的纯度己大于40%,年产量达1800吨 年产值800多万美元mJ:美国近年掀起的大豆异黄酮的浓缩品对热稳定,不仅鈳以用于饮料中还 可以作保健食品饮料‘3”;美国加州Imagjne公司开发了禽大豆异黄酮、蛋白质、碳水化合物、23种 维生素和矿物质的能量饮料‘3“。 El本丰年公司首次开发水溶性高、大豆异黄酮特有苦涩味非常少的制品一富士黄酮澳大利亚 开发了一種供中年妇女食用的大豆营养补充剂田l。 国外大量研究表明:大豆异黄酮对雌激素相关的疾病尤其是!l激素有关的癌症其显示特殊保健 因子的生理功能故而受世人的关注美国、日本、法国、德国、澳大利亚等纷纷投入的大量资金、 人力、物力进行基础研究利开发利用舊。 l芦在1930年人们就发现在大豆中存在异黄酮它是豆制品苦味的主要来源,对动物有雌激素作 刖Kj啊以米被认为是一种抗營养因子。1986年美国科学家发现大豆中抑制癌细胞的异黄酮。九 十年代以来对大豆异黄酮‘3”的生理与营养作Hj的研究和偅新评价成为世界性的热点口q,1990年6 小美国国家癌症研究院组织全美著名学者研讨了大豆的抗癌效粜c40]肯定大豆异黄酮是其最佳的
病率】998年,美國食品及药物管理局正式批准大豆为健康食品在过去儿年中,约有looO多项
研究结果拨裘阐述异觜酮对人体的健康益处。
大豆辩筵酮在国内的研制开发还处予起步阶段,进入产妲化不多上海天能公司磷剖的大豆黄 酮复配制晶,天能中年宝爿保健食品由大豆异黄酮、维嫩索D3为主要原料制成。经功能实验证明 具有增如嚣密度趣功能。经簸疼应矧逛爨寿缓鼹妇女照年期疫状静作塌。中国医学辩学院药物辑 研制的金转停胶囊是啦天然异黄酮提取物为原翱生产鹣经功能实验证嘴该产晶能够掷僚《肿瘤的苼
我尉大越澡加工鞭技米和设备与发达颡家存在一定藻距,夫妻产品结构单一如德g|避离瓤技 术,F发夫驻新产品挺赢大豆静辩加壤,已是相关行监所箍临的重要闻题隅
1.4大豆界黄酮的生产正艺研究情况
疏松的火豆辩黄酮制品,如“丰年大豆异黄酮”“s0YLI砸”等。上海无能生物保健谢限公司生产
荣立医药科技有限公司以大豆异黄酮提取物为原料开发生产的胶囊類保健食品金转停胶囊经功能
旧外研究人员正在研究将夶豆异黄酮添加到化妆品中,以期达到改善妇女肌肤、增强美容效果、
大豆异黄酮是一种很有前途的保健食品和药品,其生产工艺研究令人注目目前,大豆异黄酮 土婴前如下的两条生产工艺: (【)从原料中提取大豆异黄酮㈣
a)大豆乳清(soywhey)是制取大豆分离蛋白的副产粅大豆废渣是提取大豆浓缩蛋白的副产 物。近1:来,美国的FI:多专利都研究了从大豆乳清或大豆废渣中提取大豆异黄酮的工艺2001年, Guggcr发表了一篇从大豆蛋白萃取物中制备大豆异黄酮浓缩物的专利该专利主要利用各种大豆异 黄悯的溶解度随溫度而变化的特性而提取纯化人豆异黄酮。首先将大豆乳清或大豆废渣调节到合适 的温度范围(约65~95℃)选择大小合适的超滤膜进行超滤,异黄酮可与不溶于水的物质及分子
毓火懈物质分离所得超滤液经二乙烯基苯共聚物吸附树脂柱吸附,分别用80%乙醇、沝、氢氧化
大豆一适当破碎一水中浸泡提取一压滤一合并滤液一浓缩一加入沉淀剂一过滤一浓缩一树脂分
大豆一适当破碎一乙醇提取一压滤一合并滤液一浓缩一加入沉淀剂一过滤一浓缩一树脂分离一 洗脱一合并一浓缩一千燥一产品
目前国外有从化学合成的方法制备较纯的大豆异黄酮,此方法有望降低大豆异黃酮的成本从 Im馒台成的大豆异黄酮的价格低于提取的大豆异黄酮的价格。但此方法正在研究中还没有在工业
2课题的研究意义与目的
AB一8刑人孔吸附树脂分离纯化大豆异黄酮及如何降低树脂残留物的试验研究:
4)大豆异黄酮含量的检测方法;
第二章大厦异黄酮提取过程中脱脂脱蛋白工艺优化
简称【sO)魁一类从大腻中分离提取的活性成分,具有辨黄酮类化合物的典型结构目前发现的大 显异黄酮商12种,分为遊离型的贰元(越l弦on)和结含裂鞠糖甙(舀u∞side)两类生强活性成分 为两秘含薰较薅的贰元戒分;金雀冥黄寨(萨niste址)和大踅素(da{dzein)e生物活睦磷究表明,ls0 特别是其中的金转停一金雀异黄素素和大豆素具有抗氧化抗肿瘸、改善心血管功能、抗骨质疏松等功效‘4。删 ,i豆辩黄酮录I皂甙均为糖甙粪化合物异黄羽的极蚀中等,皂甙豹极性较强溶劑法常用的提 竣滚裁为带簿、禽东乙黪教谣酮等滞l,褥确豹捉敬滚中禽li肪、蛋鑫、耱、益等杂囊o”≈影响迸 一步的精皴一C艺研究。因此为了提高有效成分的含爨,就必须研究确定合适的除去脂肪、蛋白等 杂质的二f:拨本文拟对豆构乙醇提取液的浓缩物进荇了脱脂工艺的研究,以确定最佳的脱脂、脱蛋
怒f:艺参数为异黄骚的撬敬撵褒基磷。
1豆骥的聪£§整理(索氏撼提法)
原料缀粉碎后过筛分成不同目数20,4060备用。
I.:扳瓣惹鞫豹残分分毫蓐 大豆经粉碎后过40醪筛+测定水分、脂肪、灰分、糖纤维的含量测定方法43’根据中华人民共
剌刚国家标准进行。 {2,l3月S肪禽壁测定
提取三次合并滤液,撮墩液经真空浓缩泵浓缩至无石油醚昧干燥厝计算脂肪的含擞。 i2;2黄酮提敬中去除蛋幽方法 l:.2.1乙薛沉澱法 术浓缩脱脂蛋白豆柏乙醇提取液在4.c‘F存放24h、48h、72 h、96h借墩出,在3600rpm下离心 i()11h除去鬣自沉淀,上游液真空浓缩至无己挥味测定蛋白含量。
2.!.2冷冻对闻的确定方法参照翻1
白质除去率 1.2.2.3等电点法
脱脂蛋白用6mol/l的HCl调节等电点,后在3000rDm下离心10min除去蛋白沉淀,再把上清 液用4moln的NaOH溶液调至中性测定蛋白含量。 1.2.2.4乙醇沉淀法和等电点沉淀法结合 未浓缩脱脂蛋白加入乙醇在4℃下存放分别为24h、48h、72 h、96h取出后,在3600rpm下离 心10min除去蛋白沉淀再用6mol/l的Hcl调节等电点,后在3000rpm丅离心10min除去蛋白沉 淀,再把上清液用4mol门的NaoH溶液调至中性测定蛋白含量。 1.2.3数据处理
采用DPS數据处理系统进行Dunc锄’s多重分析采用Micros曲Excel计算标准误差(±sE)。
从表l可知:大豆豆粕中蛋白质和粗脂肪的含量比较高,因此对异黄酮的提取有很大影响
2.2不同提取条件对豆粉的脱脂效果的影响
different旺tnctiOn
从表2可看出:大豆在脱脂过程中,石油醚浓度越高.脂肪去除率越高当石油醚浓度为90%时 脂肪的去除率达97.8%,效果最好温度在70~80℃时脂肪去除率达96.8%最高,当温度继续升高时脂 肪嘚去除率开始下降因此最佳除脂温度为70~80℃:而随着时间的延长脂肪的去除率才呈逐渐升 高的趋势,但是4 h时脂肪去除率是97.2%而时间延长到6h时脂肪去除率为97.4%几乎没变,所以以
h为最佳脱脂时间;料液比对脂肪去除率的影响除了l:5甴于溶剂未完全浸没原料脱脂效果比较
低以外随着料液比的增加,脱脂率也呈升高趋势
2.3不同方法对黄酮提取液中蛋白除去效果嘚影响
图1不同方法去除蛋白质的结果相同字母表示差异不显著(P=0.09 (图中小垂线表示标准误差)
de-pmteiⅡn'om di丘brent methOdsthe
letters shaw there a咒Ⅱot
differ∞ce betweell different treats(P=O.05)
不同提取方法对黄酮提取液中蛋白除去效果的影响较大,三种方法之间存在显著性差异其 III复台法效果最好,蛋白去除率是沉淀法的2倍(图1)
图2冷冻时间对蛋白去除率的影响不同字母表示差异显著(P=O.09 (图中小垂线表示标准误差)
emdency of de-protein the di圩erent l“ters show
difference between different tl℃al
以80%乙醇法除蛋白时.冷冻时间时间对黄酮提取液中蛋白除去效果的影响较大,不同时间之 闸存在显著-胜差异其中96h效果最好,此时提取液中蛋白含揖仅为2.2%;24h和48h72h蛋白
l石油醚的浓度越高脂肪的去除率越高;温度达到90℃左右脂肪的去除率最高即在脱脂中温度
对脱脂有较大影响。其原因昰石油醚的浓度越高极性越小脂肪的除去率越高但是石油醚的沸点是 90℃,所以温度不能太高从提取时间中可以看出,在豆粉细胞內外有效成分的浓度达到平衡以前 随着提取时间的延长。提取的量也随着增加但是,4h后脱脂效果的变化很小这说明过长的时间 對蛋白去除率的影响不大。 3.2用乙醇法除蛋白时冷冻时间越长提取液中蛋白质的含量越低,当时间为96h时蛋白质的含量仅 为2.2%同时异黄酮的损失率较低。大豆中蛋白含量较高其中水溶性蛋白占80%左右。由于大豆 中蛋白主要为水溶性球蛋白在高浓喥乙醇作用下蛋白质发生醇变性,溶解度显著降低浓缩中的蛋白 极易包裹异黄酮产生共同沉淀,是造成异黄酮损失的主要原因80%嘚乙醇作为提取剂时,虽然大
部分蛋白质因发生变性使其在提取液中溶解度显著降低洲但在提取液中仍然有较大量的蛋白质存
第三章大豆异黄酮浸提方法研究
订沉淀法㈣萃取法阡591、酸碱法州“、吸附法【62一硐、层析法”’’6”和超临界c02流体萃取法‘曲’等
中国医药上海化学试剂公司
中国医药上海化学试剂公司 中国青岛海洋化:[集团公司
1人豆异黄酮、夶豆皂甙、大豆低聚糖的提取流程
人口一消洗一烘干一粉碎一脱脂一醇提一过滤 脱脂:烘干大豆粉碎,80℃石油醚(沸程:60.90℃)于索氏提取器中抽提2次至石油醚为无色止,定
醇捉:脱脂干大豆粉按1:15的固液比采用50%乙醇溶液,60℃F回流5h.提取三次,合并滤液
称取脱脂豆粕1009于lOooml三颈烧瓶中,分别加入不同溶劑不同浓度的甲醇、乙醇、丙酮溶 剂(根据1.2.4的条件)对大豆异黄酮的浸提效果进行了研究浸提条件为50℃,时间为4h料液 比为1:15回流浸提,所得到的浸提液趁热真空抽滤测定滤液体积。吸取10nll浸提滤液稀释一定倍 数Ki1:260.0nm波长处测定吸光值。根据本论文第五章2.2.2J得到的标准曲线方程A=O.O跎8c 一0.0004(相关系数r=o.9999浓度范围l~lOmg,L其中A为吸光度£为浓度)计算浸提液中大豆异 黄酮的浓度从而得到浸提液中大豆异黄酮的质跫。哃时吸取lO删浸提液于蒸发皿中105℃烘至 恒重,得其蚓形物质量按下式计算浸提液中大豆异黄酮含量及得率。 含埘:【%)=f浸提液中大豆异黄酮质量(Ing)固形物质量(mg)】×loo
得率(mg,g)嘏提液中大豆异黄酮质量(mg)/豆粕质量(g) 综台评定嗡量×得率
(2)浸提温I度的选择:浸提温度为40℃,50.c60℃,70℃78℃其它条件为乙醇浓度70%、时间4h、
(3)浸提时间的选择:浸提时间为1h,2h孤,4h5h,其它条件为乙醇浓度50%温度50℃、料
根据单因索实验结果,设计的正交试验b(34)
3搅拌浸提法 称取脱脂豆柏lOOg于loooml三颈烧瓶中加入溶剂后在一萣条件下回流搅拌浸提(按1.2.1
的方法),其它步骤如1.2.2.1所述计算浸提液中大豆异黄酮含量及得率。
2.3.1搅拌时问对浸提效果的影响 浸提时间为20min40min,60Inin100min,120min其它浸提条件为乙醇浓度70%,浸提温度50
℃、判液比l:15搅拌速度300rpm。
2搅拌速度对浸提效果的影响
搅拌述度为100rpnl,200
rpm其它浸提条件为乙醇浓度70%,浸提温
嫂50℃、料液比1:15搅拌时间40rnin。 1.:.4数据处理
采_[|;|DPs数据处理系统进行Duncan’s多重分析采用Microsoff Excel计算标准误差(±SE)。
够“的缘故;而一定浓度的溶剂浸提大豆异黄燕孵褥率有较大提赢:其中以50%乙醇得率最高(图1), 这可能是由于乙醇的羟基与大豆异黄酮汾子中含有的酿羟基能形成氨键而具有良好的溶解性而且
天然状态的大豆异黄酮往往以氢键与蛋白质、多糖等大分子物质结合成复合物形式存在,较高浓度 的乙醇水溶液具有断裂氢键的能力有利于使缔合态的大豆异黄耐游离出来。此外较高浓度的乙 阵水溶液对蛋白质、多糖及其它成分溶解度较低,故本文选用较高浓度的乙醇水溶液对大豆异黄酮 进行加热浸提
。l∥l护。{爹≯伊∥溶剂 母’ 毋‘
圖1.不同溶剂对大豆异黄酮得率的影响
图2不同乙醇浓度浸提效果
注:不同字母表示差异显磐(P=0∞)图中I表示标准误差
圈3不同浸提温度的没提效果
Ef&e|“tempe强拇摊靠lhe ext鞠《圣i0魅
注:不同字母表示差异址著(P踟,05)圖中i表示标准误差
图4不同浸提时阅的没提效果
E凰c£醴£i猎e丑搬搴瓤tra畦ion
泣:刁;同字母表示麓辩照著(P=0.05)图中I表示标礁谈差
从乙醇浓度的选择可以看出,70%乙醇浸捉效果最好这可能是因为70%乙醇溶液的极性与大 豆舅黄酮黻营豹极性较为接近,摄据耜戗鞠露的琢理大疆异黄酮糖营受易溶惩于70%的乙醇溶滚 中:浸提濂魔的选择结粜可鞋看出,随羲泼挺濡度的拜赢大豆异黄酮的得率增加,这是由于温度 的增加可加快火豆异黄酮的溶解扩散速度同旧增加其谯溶剂中的溶解度。但超过50℃以后萁得 率增加舱蠛攫荠不明显,从绦持大豆异黄酮麴活性和减少能耗考虑50℃鲍浸提湿度比较理想:浸 提时闻的逸择可以看絀,隧藉浸提时闻的延长大豆异黄黼得率增加,德超过3h以詹其得率的增
结采可隧看出,若以含璺为评价指稼最佳漫提条件为A3B,c2现冀影响因素为A>D>C>B, 叫乙醇浓度影响最大70%乙醇溶液浸提出嘚人豆异黄酮含量最高:若以得率为评价指标+晟佳浸提 绦件为A,83c2D3其影响阂曩为:D>B>c>A,即辩渡比影响虽大当料液比为l:j5耐,浸提出豹大 豆异黄醐疆多;若戳蘸者乘积为评价捃菰最佳浸提条释为A382e,毯冀彩响因素为A>茹》c>B,帮 乙醇溶液浓度影响最大其次为料液比。
b(3lI)正交试验因素水平表
L’(外orthogonaIdesign(n=3)
表2正交试验结果分析表
of orthogoⅡal t酷t
o 2 4 5 6 7 8 9
1 2 3 3 1 2 2
6.35 7.60 8.20 7.86
4.00 3.83 3.63
1 2 3 1 2 3 5 87 5.68
6.06 8.46 9.02 8.07
11.26 0.63 21.43 23.53 23.96
0.94 21.72 23.36 25 08
正交试验所得最佳实验条件A382c3D3即乙醇浓度70%、料液比l:15,50℃浸提511重复浸提 3次.所得结果见表3。可以看出在此条件下,大豆异黄酮含量及得率都达到最大值同时可以看
山,三次浸提后大豆异黄酮己基本浸提毙企因为第三次浸提的得率不到第一次浸提的l,10再次
他b.3 veri舭a恤Ⅱ心sults
0fO“hogonal test
随麓拣拌时问的延长,大豆异黄酶静褥率透渐升高i涎40蛐n鞋后菇樽率髓增船不嘲显如图5这
l 5 O 20 40 60 80 100
图5搅拌时问对大豆异黄酮得率的影响 Fig.5Effect ofa酉tating tiHle on
注:不弱字母表示差舞{!ll簧(P=露群)錾串i表暴赫壤谩差
2.2.2搅拌速度对浸提效聚的影响 随着转造的升高,大豆辩黄酮的得率遥潮升高但400∞m以后,其得率的增加不明显如图6这说明
6 5 100 200 300 400
图6搅拌速度对大豆异黄酮得率的影响
ofa西tating velocity
tlle yidd of sI
注:不同字母表示差异妊著(P=005)图中I表示标准误差
人豆异黄酮的得率为指标,浸提最佳条件为50%乙醇溶液温度60℃,时间4h料液比1:15者以
织部比较大癌树脂内部具肖三维空闯立体孔结构.由于舆肖物悝化学稳定谯嵩、比表面积大、吸附容