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雪莲果低聚果糖提取物的树脂脱色工艺条件优化

游懿，魏建科，蔡安安，刘平，龚福春*
(长沙理工大学 化学与生物工程学院，湖南 长沙 410004)

[摘 要]探讨了 D941、D318、DM-2、860021 四种树脂对雪莲果中低聚果糖提取液的脱色情况，采用静态吸附法确定了 D318 树脂脱色效果
最佳，优化了脱色工艺，最优脱色工艺条件为：树脂用量为 3.4 %，pH 为 5，脱色时间为 3 h，脱色温度为 50 ℃，透光率达到 90 %以上。
[关键词]雪莲果；低聚果糖；脱色；透光率
[中图分类号]TQ×× [文献标识码]A [文章编号]1007-1865(2011)05-0077-02

Optimum Conditions of Decoloring in Fructo-oligosaride Extracts of Yacon

You Yi, Wei Jianke, Cai Anan, Liu Ping, Gong Fuchun*
(College of Chemistry and Biological Engineering, Changsha University of Science and Technology,
Changsha 410004, China)

Abstract: The decoloring techniques of fructo-oligosaccharide extracts in yacon by resins D941, D318, DM, 860021 were researched, ascertaining the best
decoloring one was D318 by static adsorption, optimizing the decoloring technique, the optimum conditions were: the amount of resins was 3.4 %, pH was 5, the
time of decoloring was 3 h, the temperature was 50 ℃, and the light transmittance was raised to above 90 %.
Keywords: yacon；fructo-oligosaccharide；decoloring；light transmittance

低聚果糖是重要的功能性低聚糖之一，雪莲果中含有 10
%~14 %的干物质(dry matter，DM)，其中 70 %~80 %为糖[1]，
且主要为低聚果糖，含量占到雪莲果 DM 的 8.0 %~61.9 %[2-4]。
低聚果糖可以调节肠道微生物菌群的平衡、缓解便秘、促进矿
物质吸收、提高免疫力，对代谢、血糖等有着深远的影响。低
聚果糖的色泽即透明度的高低，直接影响其加工性能，探讨和
选择低聚果糖提取液的最佳脱色工艺参数，具有实际意义。
低聚果糖提取液的脱色通常采取活性炭吸附法和树脂脱
色法。由于活性炭结构单一，无法有效除去糖液中的各类色素；
树脂脱色方法具备：(1)基本不影响糖的品质；(2)可重复利用，
再生方便；(3)对环境友好等优点，因而成为分离纯化低聚糖
常用的方法[5]。文章以纯化低聚果糖为目标，研究了 D941、
D318、DM-2、860021 四种树脂对雪莲果中果寡糖提取液的脱
色效果，筛选出了用于纯化低聚果糖树脂，建立了树脂脱色纯
化雪莲果果寡糖的工艺。
1 实验部分
1.1 药品与仪器
低聚果糖提取液、脱色树脂、碳酸钠、盐酸、PHS-3C 型
精密数显酸度计(LIDA 仪器厂)、YP-B2002 型电子分析天平，
精密度 0.01 g(上海光正医疗仪器有限公司)、Spectrumlab22PC
可见分光光度计(上海棱光技术有限公司)、DF-2 集热式磁力水
浴加热搅拌器(江苏宏凯仪器厂)。
1.2.1 实验方案
以低聚果糖提取液的透光率为技术指标，选取 D941、
D318、DM-2、860021 四种树脂采取静态吸附，对脱色效果最
佳的树脂进行单因素实验，选取脱色时间、脱色温度、树脂用
量、pH 为实验因素。
1.2.2 实验步骤
低聚果糖的提取：将雪莲果榨汁蒸馏水浸提，浸提液加入
少量的聚丙烯酰胺凝胶，离心过滤，滤液采用 sevag 法除去蛋
白，加入一定量的乙醇除去多糖，得低聚果糖提取液。
树脂的选择：分别取低聚果糖提取液 20 mL 于烧杯中，用
5 %的碳酸钠溶液调整到实验所要求的相应的 pH，恒温水浴，
加入已经预处理好的四种树脂各 2 g，搅拌，一段时间后取出，
过滤，以蒸馏水为空白样在 460 nm 下测定吸光度 A，由公式
A=log1/T 得到透光率 T 的值，选择脱色效果最佳的树脂。
单因素实验：在其他条件不变的情况下，根据相关资料分
别改变脱色时间、脱色温度、树脂用量、pH，以蒸馏水为空
白样在 460nm 下测定透光率，得到优化的脱色工艺。
2 结果与讨论
2.1 树脂的筛选
未经脱色处理的低聚果糖提取液的颜色很深，透光率低，
经四种树脂的静态吸附后测得溶液的一次性透光率如下表，由
表 1 可知，D318 树脂吸附色素的性能最佳，所以选取此树脂
进行雪莲果低聚果糖提取液的脱色工艺研究。

表 1 树脂的筛选
Tab.1 The choose of resins
未处理试样 D941 D318 DM-2- 860021-
14.6 % 70.5 % 88.7 % 79.8 % 32.6 %

2.2 温度的影响
随着温度的升高，树脂的脱色能力增强，这是由于温度的
升高会降低果汁粘度，增加低聚果糖提取液内色素分子的能
量，加快了色素物质的热运动，从而促进了其在树脂表面及内
部的吸附。从图 1 可以看到，当温度为 50 ℃时，吸光度的变
化较大，即透光率提高的更多，而温度大于 50 ℃时，提高温
度有利于吸附速率的增加，也有利于增大吸附量。但温度过高，
提取液的成分会因为高温而发生变化，也会得到一定浓度的浓
缩，色素的解析就会加快，吸附率反而下降，所以选择温度
50 ℃为实验的最优温度。

0 2.
0 3.
0 4.
0 5.
0 20 40 60 80
温度/℃
△A
图 1 温度的影响
Fig.1 The influence of temperature

2.3 脱色时间的影响
D318 是一种大孔结构的树脂，在一定温度下，充分时间
内用D318树脂吸附雪莲果低聚果糖提取液到饱和，一般来讲，
吸附时吸附时间越长，可以使吸附脱色更充分，从图 2 中可以
看出，树脂在起始阶段吸附率变化较大，在 3 h 后趋于平缓，
[收稿日期] 2011-03-10
[基金项目] 湖南省自然科学基金(No.10JJ5006)和湖南省科技计划(No. 2009CK3069)资助项目
[作者简介] 游懿(1985-)，女，湖南长沙人，硕士，主要研究方向为天然产物的提取分离研究。*为通讯作者。
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色素在此时基本上达到吸附饱和。所以选取 3 h 为实验的最优
时间。

0 2.
0 3.
0 4.
0 5.
0 1 2 3 4 5 6 7
时间/h
△A
图 2 时间的影响
Fig.2 The influence of time

2.4 树脂用量的影响
随着树脂用量的增大，低聚果糖提取液的透光率会随之变
大，其原因在于树脂量的增加可以使低聚果糖提取液脱色更快
更完全，但是本实验采取 0.2 g 树脂用量时，溶液的一次性透
光率也能达到 90 %以上，且增加用量透光率变化也不大，若
大量使用可能造成不必要的浪费。所用的低聚果糖样品提取液
大约为 5.85 g，所以选择树脂含量 0.2 g 即含量为 3.4 %时为最
优用量。

0 2.
0 3.
0 4.
0 5.
0 0 2. 0 4. 0 6. 0 8. 1 1 2. 1 4.
用量/g
△A
图 3 树脂用量的影响
Fig.3 The influence of amount of resins

2.5 pH 的影响
由于低聚果糖在 pH<3 的情况下，会发生降解，故选择
pH>3 为研究方向。由图 4 可见，pH 对 D318 脱色效果有一定
的影响。在酸性条件或者偏酸性(即 pH 4.0～6.0)样液中 D318
具有较好的效果。当样液的 pH 超过 6 以后，随 pH 上升树脂
脱色效果下降。总体而言，D318 的脱色能力是随着 pH 的升
高而降低的，所以 pH=5 时，吸光度变化值最大，透光率最高，
即脱色效果最好。

0 2.
0 3.
0 4.
0 5.
2 3 4 5 6 7 8 9
pH
△A
图 4 pH 的影响
Fig.4 The influence of pH

3 结论
比较了四种树脂对雪莲果中低聚果糖提取液的脱色情况，
选取了大孔弱碱性阴离子树脂 D318 为最优脱色树脂，利用单
因素实验，探讨低聚果糖提取液的最优脱色工艺条件为：
树脂用量 3.4 %，pH 为 5，脱色时间为 3 h，脱色温度
为 50 ℃。在此条件下，对雪莲果中低聚果糖提取液进行多
批次验证，其一次脱色透光率平均值为 90.4 %，比未脱色
前提高了 75 %，为低聚果糖的后续研究工艺提供了一定的
帮助。

参考文献
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(本文文献格式：游懿，魏建科，蔡安安，等．雪莲果低聚果
糖提取物的树脂脱色工艺条件优化[J]．广东化工，2011，
38(5)：77-78)

(上接第 90 页)
表面活性剂的临界胶束聚集数[Nm]值随疏水链的碳原子数的增加而升高。

参考文献
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(本文文献格式：李万鑫，李振兴，张根成，等．Gemini 表面
活性剂溶液的胶束聚集数研究[J]．广东化工，2011，38(5)：
89-90)
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