专利名称：一种从烤烟烟叶中提取低聚糖的方法
一种从烤烟烟叶中提取低聚糖的方法
技术领域：
本发明涉及化学领域，具体涉及一种从烤烟烟叶中提取含有低聚糖的混合物的方法。
背景技术：
糖是烟叶一个重要组成部分，烟中糖类和香烟味道、香味有直接关系。因此，烟草中糖类研究的第一步是明确烟叶中糖类和烟的香气以及味道之间存在的关系。有研究表明在优质的空气和充足阳光下培育出来的烤烟烟叶含有丰富的果糖、葡萄糖、蔗糖。此外，有研究对青烤烟烟叶和烤烟成品中的糖类做了分析。然而，这些研究主要集中在单糖、二糖 和多糖。在低聚糖方面的信息则相当有限，烟草种子中的车前糖，绿色烟叶中棉子糖和水苏糖，烤烟叶子中的吡喃葡基蔗糖也已经被报道过了。低聚糖广泛分布于植物、藻类和细菌中。其中。低聚果糖是果糖残留物中被冷凝了的果糖，并与拥有单葡糖糖分子的β_葡聚糖有关联。根据糖苷与果糖残留之间的联系，低聚果糖分为三个主要类型菊粉、果聚糖和禾本科果聚糖。高度聚合的果糖即果聚糖，同样在植物、藻类和细菌中被发现。大约15%的开花植物都会积累果聚糖。作为典型菊目，菊粉类型的果聚糖主要发生在双子叶植物中，而果聚糖类型和禾本科果聚糖通常发生在单子叶植物中。尽管果聚糖广泛分布于植物中，但是烟草还是被列为不存在果聚糖存储的植物，几项研究报道，其原因是烟草缺乏产生果聚糖的有效转换系统。另一方面，低聚麦芽糖同样是受α 1-4键制约在葡萄糖残留物中被冷凝起来葡萄糖。麦芽糖拥有两个单位的葡萄糖，同时被视做一种低聚麦芽糖(聚合度为2)，它存在于烟叶中。然而很少有聚合度超过2的低聚麦芽糖被报道。烤烟烟叶中低聚麦芽糖的通过淀粉的水解产生的。国内外文献报道了各种分析寡糖的方法。如今，最常用的分析低聚糖的技术是高性能阴离子交换色谱法和脉冲电流测量法(HPAEC-PAD)。尽管脉冲电流测量法对量化低聚糖很有作用，但是却不能提供很多有关其结构信息，并且在实验时把样品纯度到一定优质的程度。最近报道了几个基于质谱检测的方法。比起脉冲电流测量法，质谱法更具优势，尤其是可以提供大量的信息例如峰纯度、分子量和分子结构。此外，基质辅助激光解吸/电离技术(MALDI)加上飞行时间质谱(TOF-MS)或傅里叶变换离子回旋共振质谱(FT-ICR-MS)在无需色谱分离的条件下也能提供相关聚合度，分子结构和浓度的信息。本发明致力于研究一种快速分离烤烟烟叶中低聚果糖和低聚麦芽糖的前处理方法，以及建立与之配套的快速鉴别物质成分的检测方法。
发明内容本发明的目的是提供一种从烤烟烟叶中提取含有低聚糖的方法。本发明提供一种从烤烟烟叶中提取低聚糖的方法，步骤如下(I)烟叶粉碎取烤烟烟叶粉碎成直径l_3mm的烟叶粉末；(2)预处理以重量份计，称量Ig烟叶粉末，加入40ml 50体积％的乙腈水溶液，在室温下以200转/分钟在摇床上预处理20-40min ；(3)超声波辅助提取将步骤(2)经过预处理的混合物放在超声波仪器，超声波处理 20-40min ；(4)将步骤(3)经过超声波处理的混合物上部的悬浮物除去，以3000转/分钟离心5-10分钟，再用超滤器进行过滤，得到滤液；(5)取步骤(4)的滤液20ml，在75_81°C下蒸馏除去乙腈，向剩余滤液加水定容至10ml，得到澄清溶液；
(6)将步骤(5)的澄清溶液用PVDF膜过滤，得到含有低聚果糖和低聚麦芽糖的混合物。根据一种优选的实施方式，步骤(3)的超声波功率为300-1000W。在本发明中，超声波设备例如使用美国Branson Ultrasonic公司销售的超声波仪。优选地,步骤(4)的超滤器是Amicon Ultra-15超滤器(10000道尔顿,Millipore公司)。根据一种优选的实施方式，步骤(5)的PVDF膜孔径为O. 2-lum。PVDF膜即聚偏氟乙烯膜，是常用的过滤、水处理设备，例如采用上海卒瑞生物科技有限公司销售的O. 45um孔径的PVDF膜。本发明的方法可有效提取烤烟烟叶中的低聚果糖的产物浓度为21_30ppm，低聚麦芽糖的产物浓度为35-45ppm。所得产物可以直接用于后续工业应用中。
具体实施方式
通过下述实施例将能够更好地理解本发明。实施例I取烤烟烟叶足量，粉碎至直径l_2mm的烟叶粉末。称量Ig烟叶粉末，加入40ml50体积％的乙腈水溶液，在室温下以200转/分钟在摇床上预处理20min，然后再放在美国Branson Ultrasonic公司销售的超声波仪上以1000W处理30min。处理结束后，除去混合物上部的悬浮物，以3000转/分钟离心10分钟，用超滤器过滤得到滤液。取滤液20ml，在80°C下蒸馏除去乙腈，剩下浓缩滤液约5ml，向剩余滤液加水定容至10ml，得到澄清溶液，再通过O. 2um的PVDF膜过滤，得到含有低聚果糖和低聚麦芽糖的混合物。对所得混合物进行检测(I)低聚糖检测=Agilent 1200 HPLC与6410三重四级杆MSD联用(美国安捷伦公司)，液相色谱柱(Develosil RP Aqueous 柱 150 X I. 5mm, Nomura Chemical Co. , Ltd.,日本)，流动相A (5mM乙酸铵)，流动相B (纯乙腈);流速0. lmL/min ；A :0-15分钟，100% ；A 15-30分钟，100%-85% (线性梯度);A :30-40分钟，85% ;后运行时间，A 20分钟，100% ;柱温30 0C ;进样量5uL ；MSD条件阴离子模式；毛细管柱电压4kV ;干燥气温度350°C ;鞘气流量IlL/min,喷雾器压力35psi ;米集时间0. 2s ;碰撞气||气；碰撞气压力0. 2Pa ;碰撞能量5-35V ；(2)最终鉴别到的烤烟烟叶中低聚糖主要为低聚果糖、低聚麦芽糖浓度分别为22. 7ppm，32. Ippm0实施例2取烤烟烟叶足量，粉碎至直径l_3mm的烟叶粉末。称量Ig烟叶粉末，加入40ml 50体积％的乙腈水溶液，在室温下以200转/分钟在摇床上预处理20min，然后在超声波仪上300w 处理 40min。处理结束后，除去混合物上部的悬浮物，以3000转/分钟离心5分钟，用超滤器过滤得到滤液。取滤液20ml，在75°C下蒸馏除去乙腈，剩下浓缩滤液约5ml，向剩余滤液加水定容 至10ml，得到澄清溶液，再通过O. 45um的PVDF膜过滤，得到含有低聚果糖和低聚麦芽糖的混合物。以与实施例I相同的检测方法对所得混合物进行检测，其结果是低聚果糖和低聚麦芽糖浓度分别为22. 4ppm, 31. 8ppm。实施例3取烤烟烟叶足量，粉碎至直径l_3mm的烟叶粉末。称量Ig烟叶粉末，加入40ml 50体积％的乙腈水溶液，在室温下以200转/分钟在摇床上预处理30min，然后在超声波仪上处理30min。处理结束后，除去混合物上部的悬浮物，以3000转/分钟离心8分钟，用超滤器过滤得到滤液。取滤液20ml，在81°C下蒸馏除去乙腈，剩下浓缩滤液约5ml，向剩余滤液加水定容至IOml，得到澄清溶液，再通过Ium的PVDF膜过滤，得到含有低聚果糖和低聚麦芽糖的混合物。以与实施例I相同的检测方法对所得混合物进行检测，其结果是低聚果糖和低聚麦芽糖浓度分别为21.9ppm，33· Ippm0所得产物可以直接用于后续工业应用中。
权利要求
1.一种从烤烟烟叶中提取低聚糖的方法，其特征在于步骤如下 (1)烟叶粉碎取烤烟烟叶粉碎成直径l-3mm的烟叶粉末； (2)预处理称量Ig烟叶粉末，加入40ml50体积％的乙腈水溶液，在室温下以200转/分钟在摇床上预处理20-40min ； (3)超声波辅助提取将步骤(2)经过预处理的混合物放在超声波仪器，超声波处理20-40min ； (4)将步骤(3)经过超声波处理的混合物上部的悬浮物除去，以3000转/分钟离心5-10分钟，再用超滤器进行过滤，得到滤液； (5)取步骤(4)的滤液20ml,在75-81°C下蒸懼除去乙腈，向剩余滤液加水定容至IOml,得到澄清溶液； (6)将步骤(5)的澄清溶液用PVDF膜过滤，得到含有低聚果糖和低聚麦芽糖的混合物。
2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于步骤(3)的超声波功率为300-1000W/h。
3.根据权利要求I所述的方法，其特征在于步骤(4)的超滤器是AmiconUltra-15超滤器。
4.根据权利要求I所述的方法，其特征在于步骤(5)的PVDF膜孔径为O.2-lum。
5.根据权利要求I所述的方法，其特征在于在所得的含有低聚果糖和低聚麦芽糖的混合物种，低聚果糖的浓度为21-30ppm，低聚麦芽糖的浓度为35-45ppm。
全文摘要
本发明涉及一种从烤烟烟叶中提取低聚糖的方法，先将烟叶粉碎，然后用乙腈水溶液对烟叶进行预处理，再超声波辅助提取，离心、过滤后用PVDF膜过滤，得到含有低聚果糖和低聚麦芽糖的混合物。本发明的方法可有效提取烤烟烟叶中的低聚果糖的产物浓度为21-30ppm，低聚麦芽糖的产物浓度为35-45ppm。所得产物可以直接用于后续工业应用中。
文档编号C07H1/08GK102942636SQ20121051307
公开日2013年2月27日 申请日期2012年12月4日 优先权日2012年12月4日
发明者谷向春, 袁毅 申请人:华宝食用香精香料(上海)有限公司