食品中寡糖及其检测技术毕业论文
2021-11-04 21:03:20
摘 要
糖类物质是人类生命活动中不可缺少的能源物质，在人类生活中扮演了重要的角色，其生理功能、应用开发一直都是碳水化合物研究的重点，其中，寡糖对于人和动物的健康有着巨大影响，而寡糖的提取以及分析方法更是寡糖研究的重要领域，实现寡糖的高灵敏度、高选择性检测能够进一步加快该领域的发展。
本文以寡糖为研究对象，对寡糖的种类、结构和功能特点进行了整理和归纳，阐述了寡糖于人类生产生活的意义，并就寡糖的提取、纯化和定量分析方法等进行了充分的文献调研，明确了寡糖研究的重点和难点问题，梳理了寡糖分析检测的常用方法。寡糖的提取方法主要包括溶剂提取法，此后发展了超声波/微波辅助溶剂提取法，是广泛使用的两类提取寡糖方法，本文对这些方法的特点以及影响因素进行了归纳。经过初步提取后的寡糖还需通过色谱法、膜分离或者分级沉淀以及几种方法的联用来实现寡糖的分离纯化。寡糖的定量分析主要是借助色谱、电泳等现代仪器来实现，通常具有更高效、便捷、精确的特点。
关键词：寡糖；提取；分离纯化；定量分析；
Abstract
Carbohydrate is an indispensable energy substance in human life activities, which plays an important role in human life. Its physiological function, application and preparation methods have always been the focus of carbohydrate research. Oligosaccharides have great influences on human and animal health, thus the extraction methods and the analysis of oligosaccharides have become an important research field.
In this paper, the structures and functions of various oligosaccharides were summarized, the functions of oligosaccharides were introduced, and the extraction methods as well as the purification methods of oligosaccharides were investigated. Additionally, the challenges for the analysis of oligosaccharides were explained and the common methods for determining oligosaccharides were summarized. The extraction methods of oligosaccharides mainly include solvent extraction and ultrasonic / microwave assisted solvent extraction, which are the most widely used ones. After the extraction, the oligosaccharides should be separated and purified by chromatographic separation, membrane separation or fractional precipitation and the combination of several methods. Oligosaccharides are then quantitatively analyzed by chromatographic and electrophoresis methods.
Key Words：Oligosaccharides; extraction; purification; quantitative analysis
目 录
第1章 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.1.1 寡糖的定义、分类以及生理功能 1
1.1.2 食品中寡糖的应用现状 6
1.2 本文研究目的和意义 7
第2章 寡糖的提取技术 9
引言 9
2.1 溶剂提取法 9
2.2 微波和超声波辅助溶剂提取 10
2.3 酶解法 13
小结 14
第3章 寡糖的纯化 15
引言 15
3.1 分级沉淀 15
3.2 色谱法 15
3.3 膜分离技术 17
小结 19
第4章 寡糖的定性与定量分析 20
引言 20
4.1 寡糖的衍生及其原理 20
4.2 高效液相色谱法 23
4.3 高效阴离子色谱 25
4.4 气相色谱法 26
4.5 毛细管电泳法 27
小结 28
第5章 结论与展望 29
致 谢 30
参考文献 31
绪论
研究背景
寡糖的定义、分类以及生理功能
寡糖的定义及分类
寡糖即由2-10个单糖分子以糖苷键连成直链或者支链的低聚合度的糖，又称为低聚糖，其分子量分布于300-2000 Da,常见单糖的结构如图 1.1所示。根据2018年国家标准[1]《低聚糖通用技术规则》，按有无生理功效将低聚糖分为功能性寡糖和普通寡糖，普通寡糖又被称为营养型寡糖，容易被机体消化吸收，能为人体提供营养和热量，无差别地为体内所有微生物（包括有害菌）提供维持生命活动所必需的物质，如蔗糖、麦芽糖、乳糖等；而功能性寡糖难以被人体消化吸收，不能成为人体的营养源，却对人体有特殊的生理功能，是一种益生元，近年来引起了研究者广泛的关注。比如果寡糖、异麦芽寡糖、壳寡糖等。根据寡糖的组成，寡糖还可分为杂寡糖和同寡糖，前者是由一种单糖组成的寡糖如菊粉型果寡糖，后者是由多种不同的单糖组成的低聚糖如棉子糖。常见寡糖及其分子结构见表1.1。
图 1. 常见单糖的结构
寡糖名称 | 功能特点 | 结构特点（详见图 1.2） | 存在范围 |
果寡糖 | 甜度较低，为蔗糖的30%~60%，具有平衡肠道菌群、改善肠道环境的功能。 | 果糖分子之间或者与葡萄糖分子通过β-2,1糖苷键连接形成DP=2-9的寡糖。分为菊粉果寡糖（Fn型，F即果糖，n为果糖的数目）和蔗糖果寡糖（GFn型，G为葡萄糖） [7] | 广泛存在于莲子[8]、龙眼[9]、巴戟天[10]等植物中。 |
木寡糖 | 具有合成抗病毒物质的能力。可选择性地促进肠道双歧杆菌的增殖，增殖能力是其它聚合糖类的10~20倍[11] | 由2-7个木糖分子通过β-1,4糖苷键结合而成的寡糖 | 大麦壳、白杨木、稻草、植物细胞壁中的木质纤维素。 |
甘露寡糖 | 调节动物肠道微生物组成、预防肥胖等功能 | 由D-甘露糖通过β-1,4糖苷键连接形成主链, 在主链或支链上连接其他单糖而形成的寡糖 | 魔芋、瓜尔胶、酵母细胞壁中[12, 13]，在植物的细胞壁中，主要为β-甘露寡糖，而酵母细胞壁中主要为α-甘露聚糖。 |
异麦芽寡糖 | 防龋齿、促进双歧杆菌增殖的功能 | 葡萄糖分子间以α-1,6糖苷键结合的的低聚糖，属于Gn型寡糖 | 主要作为支链淀粉或多糖的组成成分，而少以游离状态存在。在某些发酵食品如麦芽糖浆、啤酒中少量存在。 |
表1.1常见寡糖特点及性质
图 1.2 常见寡糖结构（a：果寡糖，b：甘露二糖；c：异麦芽三糖；d：木寡糖
