[发明专利]提取可溶性多糖类的方法

说明书

本发明涉及从植物原料中提取可溶性多糖类的方法。

过去曾用过各种方法，从固体植物原料中提取可溶性多糖类，例如琼胶、藻酸盐、角叉藻聚糖、半纤维素和果胶。例如，果胶通常由柑桔皮或其他果胶源例如苹果酱经水解和提取得到。在60～95℃的温度下以及30分钟至几小时的时间内，一般用酸化水(pH 1.5-2.5)作为提取介质。提取步骤一般在具有最少的搅拌的间歇式反应器中于含水浆状物中进行，之后用离心和/或过滤的各种结合方法进行分离。最后的分离步骤通常用助滤剂例如硅藻土进行精练过滤(polishing filtration)，以产生能形成高度透明的凝胶的澄清果胶提取物。果胶是从提取液中经用醇沉淀、通常在蒸发浓缩后而分离出来的。该分离后用醇洗涤、压榨、干燥和研磨。

提取果胶的其他方法也有过描述。例如，U.S.2,548,895描述了一种用于从柑桔皮中提取果胶的连续逆流方法。使用螺旋(screw)使柑桔皮的浆状物流过一具有U形截面的长槽，而酸化水沿相反方向流动。提取液用硅藻土过滤。U.S.2,586,407公开了一种从植物原料中提取果胶物质的方法，该方法通过如下步骤进行：(1)使弱酸性溶液通过植物原料的柱子，以置换与果胶物质相连的钙离子和镁离子，(2)用水洗涤植物原料的柱子，以除去酸，和(3)通过使碱性溶液流过柱子，提取该酸性果胶酸盐物质。

仍然需要一种从植物原料中提取果胶和其他可溶性多糖类的改进方法。

从固体植物原料中提取可溶性多糖类的本发明方法包含如下：使提取液通过含有多糖类植物原料的固定床，以同时从植物原料中水解并提取多糖类，并将含有多糖类的溶液与剩余的固体植物原料分离。可任选向植物原料中加入填料，以增加提取液通过床时的渗滤速率。

因为本发明方法结合了用于常规多糖类提取方法中的水解/提取及固体分离步骤，因此省去了工艺设备的不相连的部分，并且基本投资大幅度下降。本发明还由于降低了劳动力、能量和助滤剂的需求而导致低操作费用。植物原料与提取液的比例可以比常规方法中的高，这导致更高浓度的多糖类溶液，减少了所需蒸发浓缩的量。因为可以使用多级逆流滤过式浸出器，所以可以获得比用现有方法更高的多糖类的回收率，因此降低了对原料的需求。本发明方法的另一主要好处是没有单独的过滤步骤即可得到较澄清的提取物。由于植物原料不被搅拌或经泵抽，所以极大地降低了植物原料的分解和可通过滤器的胶体物质的产生。

图1是用于从植物原料中水解和提取多糖类的实验室渗滤装置的简图。

从固体植物原料中提取可溶性多糖类的本发明方法可应用于例如：(1)从褐海藻中提取藻胶；(2)从红紫海藻中提取琼脂；(3)从玉米、小麦、燕麦、大麦、稻、大豆和落叶松木的种皮中提取半纤维素；(4)从亚麻籽、欧车前籽和榠栌籽中提取树胶；(5)从红海藻中提取角叉藻聚糖；及(6)从含有果胶的植物原料例如鲜柠檬或干柠檬、酸柠檬和朱栾皮，苹果酱，甜菜丝(薄条)，和向日葵头或其混合物中提取果胶。“可溶性多糖类”是指溶于提取介质中的任何多糖类。从植物原料中回收可溶性多糖类的方法一般称为“提取”，在多糖类进行实际提取前，必须首先经水解反应将其从植物原料中化学释放出来。

本发明方法是一种渗滤方法，其中多糖类是从植物原料中如下提取出的：使提取液通过含有多糖类的植物原料的固定床，以同时从植物原料中水解和提取多糖类，同时从残余固体植物原料中分离出含有多糖类的溶液。随后含有提取多糖类的溶液称为多糖类提取物。固定床是指其中的植物原料彼此之间不移动的床。由于植物原料并未被碎裂形成分散了的固体，所以该床起到滤器的作用，从而形成明显澄清的提取物，而不用附加的过滤步骤。

本发明方法特别适于从植物原料中提取果胶。果胶主要含有连在长链中的部分甲氧基化的半乳糖醛酸类化合物。传统的胶冻级果胶具有高分子量(＞100,000g/mol)和高甲氧基含量(酯化程度(DE)＞50％)，并且一般由柑桔皮得到。甜菜果胶具有比柑桔果胶低的分子量(≤100,000g/mol)和高的乙酰基含量。它一般不用于胶冻，但可用于其他食物应用。果胶分子量可以用下述文献的方法测定：

Christensen，P.E.，Methods of Grading Pectin in Relation tothe Molecular Weight(Intrinsic Viscosity)of Pectin，Food Research19，163(1954)。