【doc】 松花粉破壁方法的比较研究

【doc】 松花粉破壁方法的比较研究 松花粉破壁方法的比较研究 第11期(总第47期) 2005年11月 农产品加工?学刊 AcademicPeriodicalofFarmProductsProcessing No.1l NOV. 文章编号:1671—9646(2005)11-0021—02 松花粉破壁方法的比较研究 郝晓亮,王静2,刘毅 (1.东北农业大学,哈尔滨150030;2.哈尔滨工业大学,哈尔滨150001) 摘要:以松花粉为主要原料,分别采用纤维素酶法,超声波法,发酵法和旋风破碎法对松花粉进行了破壁研究,并 从不同角度对几种方法进行了比较. 关键词:松花粉;纤维素酶;破壁 中图分类号:Q814文献标志码:A ResearchontheDifferencesofSeveralMethodsforDilapidating WallsofMassionPinePollen HaoXiaoliang,WangJing~,Yi (1.NoaheastAgriculturalUnive~ity,Harbin150030,China;2.HarbinUnive rsityofTechnology,Harbin150001,China) Abstract:Wetreatedthemassionpinepollenasthemainmaterial,adoptedseveralmethodsrespectively,suchas,cellulose enz-yrmemethod,ultrasonicmethod,zymotechnics,cyclonecrushmethodandmaderesearchontheeffectofDilapidating Walls.Finally,wegavesomepointsofviewfromdifferentangles. Keywords:massionpinepollen;celluloseenzyme;dilapidatingwalls 0引言 花粉是植物雄性配子体,存在于雄性花粉囊内, 不仅具有低脂肪和高蛋白的特点,而且含有人体生 理所需的多种营养物质,如多种维生素,酶,微量 元素和生物活性物质等,人们称花粉为营养素的浓 缩体,完全的营养源和植物高度浓缩的”微型营养 库”,因此,花粉被誉为”完全营养品”.近代科学 研究和临床应用充分肯定了花粉的医疗保健作用. 花粉对心脑血管疾病,前列腺癌,前列腺增生,肝 病,习惯性便秘,贫血,糖尿病和哮喘等均有一定 的治疗作用.此外,花粉还有抗疲劳,增强体力, 增强记忆力,改善脑功能,增强耐缺氧能力,调节 内分泌,改善性功能以及抗衰老,延年益寿和养颜 等作用,但是,由于花粉具有坚韧的细胞壁(由孢 粉素,果胶质和纤维素等组成),其结构中的孢粉素 具有耐酸,耐碱,耐温和耐压特性,以及对胃酸和 其他消化系统酶非常稳定的理化特性,这样既影响 了花粉营养成分的吸收利用,也阻止了提取时营养 物质的释放,大大限制了花粉的深层开发和利用, 因此,花粉的破壁就显得尤为重要.目前,随着国 内外对花粉研究的深入,人们在花粉的破壁上也进 行了不少的研究,取得了一定的进展.本文根据近 年来国内文献报道,对花粉的几种破壁方法进行了 比较. 1 松花粉是人工采集马尾松的纯净和干燥花粉, 由黑龙江省森林资源局提供. 2破壁方法 2.1纤维素酶法 本实验所用酶为纤维素复合酶,0qC,4oC冰箱 保存,由哈尔滨工业大学食品研究院提供. 2.1.1纤维素酶反应特性 纤维素酶和其他生物酶一样,所催化的化学反 应有最适度表现.温度和pH值是影响催化反应的两 个重要因素.通过对所用纤维素酶进行酶活测定和 实验验证,发现所用酶活力随温度和pH值的变化呈 抛物线变化,初步得出在40~C-60qC的范围内保持 较高的酶活力,其中,当温度为50qC,pH值为4.8 时效果最好. 2.1.2试剂的配制 缓冲液:HAc—NaAc,pH值为4.8. 量取冰醋酸6mL,定容至l000mL,再称取 8.2gNaAc,定容至l000mL,将两种溶液按4:6的 比例混和,调pH值为4.8,低温冷藏备用.每次取 收稿日期:2005-10-08 作者简介:郝晓亮(1980-),男,山东人,在读硕士,研究方向:粮油食品植 物蛋白.E-mail:greenteatea@tom.com. 农产品加T?学刊2005年第11期 松花粉20g. 2.1.3酶活检测 用3,5一二硝基水杨酸法测定纤维素CMC酶活性 单位. (1)原理.纤维素CMC酶(EC3.2.1.4)水解羧 基纤维素分子中p-1,4葡萄糖苷键,释放出的还原 糖(以葡萄糖计)与3,5一二硝基水杨酸(DNS)反 应,产生颜色变化,这种颜色变化与释放的还原糖 (以葡萄糖计)的量呈正比关系,即与酶样品中的酶 活性呈正比.通过在550nm的光吸收值建立曲 线,可以确定还原糖产生的量,从而确定酶的活力 单位. (2)试剂.3,5一二硝基水杨酸,无水醋酸钠,冰 醋酸,无水葡萄糖,酒石酸钾钠,氢氧化钠,重蒸 苯酚,无水硫酸钠,叠氮化钠和羧甲基纤维素钠 (CMC),以上均为纯. (3)仪器.水浴锅(恒温)50??l?;电热干 燥箱8O??l?;722型分光光度计;分析天平(感 量0.1mg);一级玻璃制品;冰箱;高倍显微镜. (4)试剂的准备.?DNS试剂:称取氢氧化钠 104g,溶于1300mL水中,加入30g分析纯3,5一 二硝基水杨酸.称取分析纯酒石酸钾钠910g,溶于 2500mL水中,再称取25g重蒸苯酚和25g,无水 硫酸钠加入酒石酸钾钠溶液.将前后两溶液混和, 加入1200mL水,储存于棕色瓶中,暗处放置一星 期后使用;@CMC溶液:将羧甲基纤维素钠(CMC) 以pH值为4.8的醋酸缓冲液配成质量分数为1%的 溶液. (5)标准葡萄糖曲线的制作.取1mg/mL的 标准葡萄糖液各0mL,0.2mL,0.4mL,0.6mL, 0.8mL,1.0mL和1.2mL,加入2.0mLDNS试剂, 沸水浴中加热10min,冷却后定容至15mL,在分光 光度计550nm波长下测OD值,3次重复实验的平 均值用最小相乘法拟合一元线性方程y=ax+b,由光 密度值引得葡萄糖的量. (6)CMC酶活性测定.1g酶粉(1mL酶液) 每1min水解1%CMC溶液产生1g还原糖(以 葡萄糖计)的酶量定义为1个CMC酶活力单位.取 3支15mL刻度试管分别加入0.2mL稀释酶液,分 别吸取1.8mLCMC溶液,在5O?水浴保温30min; 空白样用0.2mL稀释酶液,加入1.8mL醋酸缓冲 液,同样5O?水浴保温30min,再吸人DNS溶液 2mL摇匀后,置沸水浴反应10min,冷却后,补加 水至15mL,轻轻摇匀,用空白调零点,于550nm 测吸光度. CMC酶活力=AxDx5xl000(g/mL 30 式中:——DD值在标准曲线上对应的葡萄糖量; 酶液稀释倍数. 结论:酶活力约为4万个单位. 破壁率=(已破壁花粉/视野中花粉总数)× 100%.(2) 破壁率及破壁效果见表1. 表1破壁率及破壁效果 原料配比破壁率效果 水+8%E50%-60%一般 HAC+8%E60%适中 HAC+8%E7O%,8O%较好 HAC+8%E>80%好 注:此数据为高倍显微镜镜检结果,其中E为纤维素酶. 2.2超声波破壁法 分别称取两份20g花粉,一份加18Og已配缓 冲液,另一份加180g蒸馏水,摇匀,置于三角瓶 中,采用超声细胞粉碎机破壁,仪器功率为600W, 型号为JY-92-II,由宁波新芝生物科技股份有限公 司提供. 超声粉碎时间为5s,间隙时间为20s,第1次 工作次数为8O次,第2次工作次数为180次.结果 发现,使用缓冲液的样品破壁效果较好,同时,随 着超声粉碎时间和次数的不断增加,破壁效果更好. 但这样做会破坏花粉的营养物质,建议超声次数不 要过于频繁,间隙时间不可过小. 2-3发酵法 在30%-35?的温水下喷淋花粉,调节其水分 含量至20%-25%,将湿润花粉以2cm-4cm的厚 度摊平在培养皿上,在36?-38?下恒温发酵48h, 50h,当花粉有蓬松状态,颜色略变暗时,取样镜 检. 2-4旋风粉碎法 称取花粉20g,由加样器加入到机中,在9101 型旋风式微型高速样品粉碎机(北京市检测仪器厂 生产)中粉碎约1min,重复3次,镜检. 3讨论 花粉破壁方法很多.目前,国内外常见的破壁 方法有机械破壁法(胶体磨,超声波和均质机),温 差破壁法和生物法(酶法,酵母发酵法和发芽法) 等,本实验对其中较为典型的4种破壁方法进行了 试验比较,得出如下结论. (1)酶法破壁率较高,能使大部分营养物质得 以保留,对于实验室及少量样品的破壁较为适合, 但酶成本较高,如能通过工业化生产低廉而又高效 的酶,此法应用会更为广泛. (下转第25页) 2005年第11期张金玲,等:绿豆羧甲基淀粉糊性质的研究.25. 2.6pH值对绿豆CMS糊黏度的影响 不同pH值下绿豆CMS(DS=0.085)RVA黏度 曲线见图4. 山 U 榱 t/min 1-1%NaCl;2-2%NaCI;3-3%NaCI:4-0.5%NaCI 图3不同质量分数的NaCI下的绿豆CMS(DS0.085) RVA黏度曲线 山 U 榱 t/min 1-pH值为7;2-pH值为5;3-pH值为11; 4-pH值为9;5-pH值为3 图4不同pH值下的绿豆CMS(D$--0.085)RVA黏度曲线 图4表明,绿豆CMS在pH值为7的中性条件 下,糊黏度最大.pH值增大和减小,糊黏度都有所 降低,说明绿豆CMS在酸』生和碱性条件下都不稳定. 因此,在应用中需要注意环境条件. 3结论 (1)绿豆CMS具有冻融稳定性好,抗生物降解 能力及抗老化能力强,透明度高等优点,可用作食 品中的增稠剂,稳定剂和保鲜剂等. (2)pH值和介质(蔗糖和NaC1)对绿豆CMS 的黏度有一定的影响,应用中需根据实际情况进行 调控. 参考文献: [1】高嘉安.淀粉与淀粉制品工艺学[M】.北京:中国农业 出版社,2001. [2】尤新.淀粉衍生物[M】.北京:中国物质出版社,2001. [31刘长虹,等.食品级羧甲基淀粉钠性能研究[J1.食品研 究与开发,1996(1):8-10. [4】刘小刚,等.制备羧甲基玉米淀粉地膜材料的试验研究 [J】.中国农业大学,2003(2):66—68. [5】姜绍通,等.糯玉米淀粉羧甲基化变性及在食品中的应 用研究[J】.食品科学,2003(1):23—25. [6】林红秀,陈肇炎.小麦羧甲基淀粉的研究[J】.郑州粮食 学院,1996(2):15—23. [7】潘丽军,等.小麦羧甲基淀粉糊性质研究[J】.食品科 学,2004(11):99-102. [8】H~tofiM.Functionalchangesofcarboxymethylpotato starchbyconjugationwithwheyproteins[J】.JAgriFood Chem,1995,43:2007—201. (上接第22页) (2)超声波破壁法比较快捷(酶法和发酵法所 用时间较长),另外,比起粉碎法,超声波因为短时 间接触花粉,能较好地保留营养物质.目前,超声 波技术已广泛应用于一些科研中. (3)随着工业发酵技术的不断发展,已能初步 控制发酵条件,对于某些发酵机理的研究已比较清 楚.对于花粉破壁来讲,发酵法的破壁率不如酶法, 而且容易受到杂菌污染,如能加强发酵技术的研究, 严格控制发酵条件,此法将会有很乐观的应用前景. (4)旋风粉碎法操作简单,仪器设备数量少, 在本实验中得到了很好的破壁效果,而且破壁量大, 十分快捷.在此基础上的超微粉碎技术能达到破壁 颗粒小和营养物质破坏程度低的特点,很适合大量 花粉的破壁.但在具体应用中,还要根据具体条件 而定. 我国是世界养蜂大国,蜂群数量达700多万群, 花粉年产量约1500t,均居世界首位.如何合理开 发利用我国的花粉资源,是很有价值的研究课题. 随着人们生活水平的提高,花粉食品将具有广阔的 市场前景和潜在价值.因此,利用花粉的首步环 节——破壁技术就显得尤为重要,基于此,对于花 粉破壁技术还需进一步研究. 参考文献: [1】夏志兰,王春晖,姜性坚,等.灵芝孢子粉生物酶破壁 技术的研究[J】.食用菌,2005,12(1):14—18. [2】李亮亮,牛森.纤维素酶活力测定方法的比较研究[J】. 辽宁农业科学,2001(4):16—18. [3】曹龙奎,黄威,王景会,等.玉米花粉破壁方法的试验 研究——超低温加微波破壁方法的研究[J】.吉林农业 科学,2004(5):29.52—54. [4】曹龙奎,张学娟,王景会,等.玉米花粉破壁方法试验 研究——温差法与超微粉碎破壁方法研究[J】.中国粉 体技术,2003,9(4). [5】晓萍,余志勤.菜花粉破壁方法研究[J】.华中农业大学 ,2004,23(6):12.