可溶性大豆多糖提取工藝的研究進展

項櫻 李榮霞 李子茂 魏菊艷 王麗娟 任昌碧 賴寒 重慶第二師范學院生物與化學工程學院

大豆具有豐富的蛋白質(zhì)、膳食纖維等營養(yǎng)物質(zhì)，是加工豆腐、豆?jié){、腐竹等豆制品的主要原料。但其利用范圍有限，且制作工藝后會殘留大量的副產(chǎn)物，造成大量浪費并造成了大豆制品行業(yè)利潤低的現(xiàn)象。而近幾十年大豆其他的利用價值逐漸被發(fā)現(xiàn)，科研人員發(fā)現(xiàn)大豆中的可溶性大豆多糖有良好的穩(wěn)定性、乳化性及乳化穩(wěn)定性，能提高大豆在食品加工行業(yè)的利用價值；又因其在醫(yī)藥行業(yè)也具有很好的抗氧化、抑菌等作用而被廣泛應(yīng)用。

近些年針對可溶性大豆多糖的研究，國內(nèi)外都非常火熱，我國是大豆栽培最早的國家，現(xiàn)如今對大豆的使用也位列全球前幾，大豆具有廣泛的用途，因其對經(jīng)濟和環(huán)境方面的影響，對大豆的研究仍如火如荼。針對這樣的情況，本文從大豆多糖的性質(zhì)談起，整理了提取大豆多糖最常用的幾種方法并對其進行優(yōu)缺點比較，總結(jié)出大豆多糖提取工藝的今后發(fā)展方向，以期為后續(xù)大豆多糖的研究發(fā)展提供參考。

一、可溶性大豆多糖的結(jié)構(gòu)及生物活性

可溶性大豆多糖（SPSS）是由半乳糖醛酸、鼠李二半乳糖醛酸等酸性多糖構(gòu)成的主鏈和阿拉伯聚糖、半乳糖等中性多糖構(gòu)成的支鏈組成，分子結(jié)構(gòu)近似于球狀，屬于酸性多糖，支鏈上存在蛋白質(zhì)。SPSS的分子量一般在5000～1000000Da，極易溶于水，耐酸、耐堿、耐熱性能優(yōu)越，特別是在很低的pH情況下，也能保持良好的穩(wěn)定性?？扇苄源蠖苟嗵浅司哂辛己玫姆€(wěn)定性、抗氧化、抗腫瘤等生物活性以外，相比于其他多糖，可溶性大豆多糖還具有豐富的膳食纖維、乳化性、抗氧化性[1]等特性。

二、可溶性大豆多糖的提取

近些年隨著對可溶性大豆多糖研究的深入，對其提取的實驗方法也在不斷的發(fā)展，應(yīng)用最廣泛的包括熱水提取法、酸堿法、酶法、微波輔助法、超聲波輔助法。除了這五類外，還有亞臨界水提取等以及上述各種方法的協(xié)同運用從而提高得率。

（一）熱水提取法

熱水提取法因其環(huán)保、低毒、操作簡單等因素[6]，成為最常見的提取可溶性大豆多糖的實驗方法。高溫能使細胞壁多糖的溶解速度加快，使可溶性大豆多糖的產(chǎn)量提升[2]。相關(guān)實驗研究結(jié)果顯示熱水提取法的最佳提取液固比在5-8不等，時間在3-5h不等，溫度在80-90℃左右最佳。

（二）酸堿法

大豆是植物細胞，強酸強堿的環(huán)境會造成細胞的破裂，使其胞內(nèi)物質(zhì)流出，而可溶性大豆多糖也能因此被充分利用，提高了對可溶性大豆多糖的得率[2]。酸堿法結(jié)果一般在固液比1：20（mL：g），pH偏酸性，提取溫度120℃的時候最佳。

（三）酶法

酶法提取中先用蛋白酶液酶解去除蛋白質(zhì)，而后離心留取濾渣并加入復(fù)合纖維酶離心過濾，濾液濃縮加乙醇沉淀，干燥得水溶性大豆多糖粗品[1]。通過田瑞紅[4]和代增英[5]的實驗發(fā)現(xiàn)酶法最佳溫度不超過60℃，液固比不超過30：1，酶解時間在1-1.5h，pH=4.5～5.5，纖維素添加量不超過1.0%。

（四）微波輔助提取法

微波輔助提取法能在單純利用微波提取可溶性大豆多糖的前提下，加快反應(yīng)的速度，縮短反應(yīng)的時間，同時還能有效提高可溶性大豆多糖的提取率。實驗證明微波法可大量縮短提取時間，一般在5min左右就可結(jié)束提取過程，并且可顯著提高得率。

（五）超聲波輔助提取法

超聲波協(xié)同其他實驗方法提取可溶性大豆多糖是現(xiàn)在比較常見的提取方式之一，超聲波可以通過加大分子的運動速度和提高其穿透力來提取大豆多糖，耗能比較低，提取時間比較短、效率比較高[2]。超聲波輔助提取法的最佳工藝一般是功率200W左右，溫度80-90℃，固液比在1：30（g：mL）以內(nèi)，提取時間＜1h。與微波法相比時間較長。

三、提取方法優(yōu)缺點比較

熱水提取法實驗條件簡單，環(huán)保，但高溫破壞細胞結(jié)構(gòu)導致細胞破裂，胞內(nèi)其他物質(zhì)如蛋白質(zhì)流出造成對多糖提取的影響，不能保證提取的多糖的純度，需要進一步分離純化例如Savage法去蛋白，且耗費時間過長，不利于實際生產(chǎn)；強酸強堿可以使細胞膜的通透性改變從而使大豆多糖的提取率上升，但強酸強堿對環(huán)境的影響過大，使用過程中要密切關(guān)注對環(huán)境的污染并注意回收。酶法相比較酸堿法可以溫和地降解植物細胞的細胞壁[6]，因此同樣會加快多糖的溶解度，同時也會提高多糖的提取效率[2]，但pH、溫度等對酶的活性有較大的影響，所以在使用酶法的過程中要嚴格地將pH和溫度控制在酶活性較好的范圍內(nèi)。

近年來根據(jù)相關(guān)研究表示，超聲波輔助提取法和微波輔助提取法可利用超聲及微波的特性能夠?qū)ι鲜鰩追N方法進行有效優(yōu)化，有效提高多糖提取率、縮短提取時間，提高提取純度，減少損耗。而這兩種方法中，超聲波與微波相比，微波更能促進提取率的提高，時間的縮短，如陳紅[3]所做的對比實驗中超聲波輔助法的提取率是8.67%，微波輔助法是11.60%。

通過對研究方法的整體把握可以知道今后的研究方向應(yīng)注意超聲波或微波法同其他提取方法的結(jié)合以提高大豆多糖的提取率并提高其在生產(chǎn)中的利用率。

四、展望

對于可溶性大豆多糖的研究，不僅可以提高大豆的利用價值，同時也有利于開發(fā)出新型產(chǎn)業(yè)，可以良好地推動經(jīng)濟的發(fā)展。其次，提高提取率并有效的利用好可溶性大豆多糖所含有的生物活性，如利用抗氧化性，能開發(fā)出新的化妝品或者新的有助于對抗自由基，減緩人體衰老的藥品；利用抑菌、抗腫瘤的性質(zhì)，對于腫瘤的治療及預(yù)防等領(lǐng)域也具有很巨大意義；利用其黏著性開發(fā)食品的纖維強化劑，特性改善劑等。因此如何提高大豆多糖的提取率并充分利用大豆多糖依舊會是一個值得研究的方向。