專利名稱：一種益生元制劑的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種益生元制劑的制備方法，用混酶酶解生產(chǎn)小麥淀粉副產(chǎn)物輕相液制備具有益生元功能制劑的方法，屬于農(nóng)副產(chǎn)品資源開發(fā)、功能性食品添加劑和營(yíng)養(yǎng)保健品技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
小麥?zhǔn)俏覈?guó)三大糧食之一，2010年中國(guó)小麥產(chǎn)量將達(dá)到1. 13億噸。面粉是小麥加工業(yè)中的主要產(chǎn)品，其主要用于制作食品和生產(chǎn)小麥淀粉以及進(jìn)一步的深加工。目前，小麥淀粉的傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝主要有以下幾種馬丁法、旋流法、三相臥螺法等。三相臥螺法是目前最先進(jìn)的小麥淀粉生產(chǎn)方法，在歐美大量采用，但在國(guó)內(nèi)僅個(gè)別大型集團(tuán)公司采用。與傳統(tǒng)的馬丁法相比，三相臥螺法用水量小、友好環(huán)境，且該工藝機(jī)械自動(dòng)化程度高，產(chǎn)量大，必將成為小麥淀粉加工工藝的發(fā)展趨勢(shì)。但隨之帶來的工業(yè)廢水輕相液，若將其作為廢棄污水處理，不僅增加投資和運(yùn)行成本，而且也會(huì)造成資源浪費(fèi)，而輕相液至今沒有得到科學(xué)合理的利用。該輕相液粘度較大且干基含量低，烘干成本大。國(guó)外是將其混于麩皮經(jīng)烘干加工制作成飼料，目前國(guó)內(nèi)報(bào)道的只是將它作簡(jiǎn)單地真空濃縮后噴霧干燥，但所得產(chǎn)品由于顏色深、有異味并含有大量的鹽，只能用作液體飼料。如何利用好該輕相液是對(duì)三相臥螺工藝的一個(gè)重大的完善。益生元是一種通過改善腸道微生物平衡從而對(duì)宿主施加有益影響的微生物添加物，它們對(duì)機(jī)體有多種其它正常生理菌群無法比擬的生理作用。益生元因其結(jié)構(gòu)特異性，既不被人體消化系統(tǒng)消化吸收，亦不被腸道有害菌分解利用，只能為腸道有益菌如雙歧桿菌和乳酸桿菌所利用，以達(dá)到調(diào)節(jié)人體腸道菌群的目的。目前。益生元可分為以下幾類功能性低聚糖類，如低聚果糖、低聚木糖、低聚異麥芽糖等；微藻類如螺旋藻、節(jié)旋藻等，還有一些天然植物，包括蔬菜、中草藥、野生植物等。其中功能性低聚糖是最主要，也是研究得最多的一類益生元。三相臥螺法生產(chǎn)的輕相液約含有8%的固形物，戊聚糖作為輕相液固形物中重要的組成成分，是一種非淀粉黏膠多糖，屬于水溶性的膳食纖維。國(guó)內(nèi)有報(bào)道酶解小麥麩中戊聚糖制備功能性低聚糖，但尚未見有報(bào)道將輕相液作為資源開發(fā)生產(chǎn)益生元。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種混合酶酶解輕相液制備益生元制劑的方法，以實(shí)現(xiàn)輕相液的資源化利用。本發(fā)明用黑曲霉(Asper識(shí)7ΛΛ5 fli^r) CICIM F0045 (T)發(fā)酵麥麩產(chǎn)混合酶在一定的條件下酶解輕相液，可以使其轉(zhuǎn)化成包含功能性低聚糖(低聚木糖、阿魏酸低聚糖等)的新型益生元產(chǎn)品。黑曲霉、Aspergillus niger) CICIM F0045 (T)在中國(guó)高校工業(yè)微生物資源數(shù)據(jù)平臺(tái)、江南大學(xué)工業(yè)微生物資源和信息中心的典型工業(yè)微生物菌種保藏目錄中公開。本發(fā)明的技術(shù)方案一種益生元制劑的制備方法，采用三相臥螺法生產(chǎn)小麥淀粉副產(chǎn)物輕相液為原料，所用酶為由黑曲霉(Aspergillus niger )CICIM F0045 (T)發(fā)酵麥麩制得的酶，益生元制劑的制備步驟為
(1)混合酶制備發(fā)酵培養(yǎng)基的基本組成為NaNO3、麥麩和水，NaNO3:麥麩水的W/W/V 之比為1:50:250 ；采用搖瓶(250mL)培養(yǎng)，培養(yǎng)基于115°C滅菌30min，冷卻，以1. 5%接種量接入黑曲霉菌種(Aspergillus niger) CICIM F0045 (T) ；32°C培養(yǎng)3 4d，之后用紗布過濾培養(yǎng)基，濾液離心GOOOr/min，20min)以脫除霉菌菌絲體；在濾液中加入(NH4)2SO4至質(zhì)量終濃度為70% 85%，4°C下靜置過夜，4000r/min離心30min，取沉淀物0. 2g溶于pH5. 2、 20mL的0. 2M的磷酸鹽緩沖液，即制得混合粗酶溶液；
(2)功能性低聚糖制備取固形物含量為8%的輕相液500mL倒入燒杯中，用0.IM HCl 調(diào)節(jié)其pH為5. O 6. 0，加入步驟(1)制得的混合酶液2mL，酶解溫度為50 55°C，酶解時(shí)間為12 18h，得到酶解產(chǎn)物；
(3)抗消化將步驟(2)制得的酶解產(chǎn)物分散于含0.OlM NaCl的100mL、pH6. 9、0· 02Μ 的磷酸鹽緩沖液中，再加含20mg/L CaCl2的，0. 25mL ImM唾液淀粉酶，37°C水浴保溫15min， 用鹽酸調(diào)節(jié)PH為2.0，加入含lmg/L NaCl的1.25mL 15. 5mM胃蛋白酶，37 °C水浴保溫 30min，用 NaOH 調(diào)節(jié) pH 為 6. 9，加入含 0. 5mg/L NaCl 的 5mL IOmM 胰酶的 pH6. 9,0. 02M 磷酸鹽緩沖液，反應(yīng)池，得抗消化液；
(4)樣品干燥將步驟(3)所得抗消化液在_75°C超低溫冰箱中凍藏12h，然后放入冷凍干燥機(jī)中真空冷凍干燥，在-40°C，100 下干燥Mh，即得凍干粉益生元制劑。本發(fā)明的有益效果提供一種混合酶酶解三相臥螺法生產(chǎn)小麥淀粉副產(chǎn)物輕相液制備益生元制劑的方法，以實(shí)現(xiàn)輕相液的資源化利用。利用好該輕相液是對(duì)三相臥螺工藝的一個(gè)重大的完善。該益生元制劑能夠有效地促進(jìn)腸道有益菌一乳酸桿菌的生長(zhǎng)，從而抑制病原菌、腐敗菌等有害菌的生長(zhǎng)，進(jìn)而凈化腸道微環(huán)境。


圖1益生元制劑對(duì)乳酸桿菌濃度的影響。圖2益生元制劑對(duì)乳酸桿菌生長(zhǎng)曲線的影響。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例來介紹制備的工藝流程實(shí)施例1
(1)混合酶制備發(fā)酵培養(yǎng)基的基本組成為NaNO3、麥麩、水(1:50:250 ；W/W/V)采用搖瓶Q50mL)培養(yǎng)。培養(yǎng)基于121 °C滅菌30min，冷卻，以1.5%接種量接入黑曲霉菌種 (Aspergillus niger)ClCllA F0045 (T)。32 °C 培養(yǎng) 3d 后用紗布過濾，濾液離心 GOOOr/ min, 20min)以脫除菌絲體。取上清液加入(NH4)2S04至最終濃度為85%，4°C下靜置過夜， 4000r/min離心30min，取沉淀物0. 2g溶入20mL pH5. 2的0. 2M的磷酸鹽緩沖液，即得混合酶溶液。(2)功能性低聚糖制備取固形物含量為8%的輕相液500mL倒入燒杯中，用0. IM HCl調(diào)節(jié)其pH為5. 5，加入(1)中混合酶液2mL，酶解溫度為55°C，酶解時(shí)間為14h，得到酶
解產(chǎn)物。
(3)抗消化將(2)中酶解產(chǎn)物用0. 02M的pH6. 9的磷酸鹽緩沖液(含NaCl濃度 0. 01M)調(diào)節(jié) pH 為 6. 9,0. 25mL ImM 唾液淀粉酶(含 20mg/L CaCl2)，37°C水浴保溫 15min，用鹽酸調(diào)節(jié)PH為2. 0，加入1. 25mL 15. 5mM胃蛋白酶(含lmg/L NaCl)，37°C水浴保溫30min， 用NaOH調(diào)節(jié)pH為6. 9，加入5mL IOmM胰酶溶液(含0. 5mg/L NaCl，0. 02M，pH6. 9磷酸鹽緩沖液)反應(yīng)池，得抗消化液。(4)樣品干燥將(3)中抗消化液在_75°C超低溫冰箱中凍藏12h，然后放入冷凍干燥機(jī)中真空冷凍干燥，在-40°C，100 下干燥Mh，即得益生元凍干粉。實(shí)施例2
(1)混合酶制備發(fā)酵培養(yǎng)基的基本組成為NaNO3、麥麩、水(1:50:250 ；W/W/V)采用搖瓶Q50mL)培養(yǎng)。培養(yǎng)基于121°C滅菌30min，冷卻，以1. 5%接種量接入黑曲霉菌種 (Aspergillus niger) CICIM F0045 (T)。32 °C 培養(yǎng) 4d 后用紗布過濾，濾液離心 GOOOr/ min, 20min)以脫除菌絲體。取上清液加入(NH4)2S04至最終濃度為80%，4°C下靜置過夜， 4000r/min離心30min，取沉淀物0. 2g溶于20mL pH5. 2的0. 2M的磷酸鹽緩沖液，即得混合酶溶液。(2)功能性低聚糖制備取固形物含量為8%的輕相液500mL倒入燒杯中，用0. IM HCl調(diào)節(jié)其pH為5. 5，加入(1)中混合酶液2mL，酶解溫度為55°C，酶解時(shí)間為16h，得到酶
解產(chǎn)物。(3)抗消化將O)中酶解產(chǎn)物用0. 02M的pH6. 9的磷酸鹽緩沖液(NaCl濃度 0. 01M)調(diào)節(jié)pH為6. 9,0. 25mLlmM唾液淀粉酶QOmg/L CaCl2)，37°C水浴保溫15min，用鹽酸調(diào)節(jié)PH為2.0，加入1.25mL 15. 5mM胃蛋白酶(1M, NaCl)，37°C水浴保溫30min，用NaOH調(diào)節(jié)pH為6. 9，加入5mL IOmM胰酶溶液(0. 5M, NaCl, 0. 02M, ρΗ6· 9磷酸鹽緩沖液)反應(yīng)3h。(4)樣品干燥將(3)中消化液在_75°C超低溫冰箱中凍藏12h，然后放入冷凍干燥機(jī)中真空冷凍干燥，在-40°C，100 下干燥Mh，即得益生元凍干粉。按照上述方法制備的益生元制劑具有益生元作用，對(duì)腸道菌群具有良好的調(diào)節(jié)功能，具體驗(yàn)證方法如下
益生元制劑對(duì)乳酸桿菌的影響 1.對(duì)乳酸桿菌濃度的影響
將葡萄糖及益生元制劑分別加入配制好的液體MRS培養(yǎng)基中分別稀釋成1、2、3、4、5、 6g/L,滅菌，分別接種乳酸桿菌，同時(shí)做空白對(duì)照，37°C培養(yǎng)48h。將取出的菌懸液稀釋10倍后于550nm測(cè)定OD值，并以O(shè)D值代表菌體濃度。試驗(yàn)數(shù)據(jù)如圖1所示。2、對(duì)乳酸桿菌生長(zhǎng)曲線的影響
將活化的乳酸桿菌懸液接種于加入5g/L益生元制劑的液體無糖MRS培養(yǎng)基，以未加葡萄糖及加入5g/L葡萄糖作為對(duì)照，在37°C生化培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，于培養(yǎng)后1、2、4、8、16、24、 32、40、48、56、64、7濁分別取出菌懸液稀釋10倍后于550nm測(cè)定OD值，以O(shè)D值為縱坐標(biāo)， 培養(yǎng)時(shí)間為橫坐標(biāo)做出生長(zhǎng)曲線圖，如圖2所示。
權(quán)利要求
1. 一種益生元制劑的制備方法，其特征在于采用三相臥螺法生產(chǎn)小麥淀粉副產(chǎn)物輕相液為原料，所用酶為由黑曲霉(Aspergillus niger )CICIM F0045 (T)發(fā)酵麥麩制得的酶，益生元制劑的制備步驟為(1)混合酶制備發(fā)酵培養(yǎng)基的基本組成為NaNO3、麥麩和水，NaNO3:麥麩水的W/W/V 之比為1:50:250 ；采用250mL搖瓶培養(yǎng)，培養(yǎng)基于115°C滅菌30min，冷卻，以1.5%接種量接入黑曲霉菌種(Aspergillus niger) CICIM F0045 (T) ；32°C培養(yǎng)3 4d，之后用紗布過濾培養(yǎng)基，濾液4000r/min離心20min以脫除霉菌菌絲體；在濾液中加入(NH4)2SO4至質(zhì)量終濃度為70% 85%，4°C下靜置過夜，4000r/min離心30min，取沉淀物0. 2g溶于pH5. 2、20mL 的0. 2M的磷酸鹽緩沖液，即制得混合酶溶液；(2)功能性低聚糖制備取固形物含量為8%的輕相液500mL倒入燒杯中，用0.IM HCl 調(diào)節(jié)其pH為5. 0 6. 0，加入步驟(1)制得的混合酶液2mL，酶解溫度為50-55°C，酶解時(shí)間為12 18h，得到酶解產(chǎn)物；(3)抗消化將步驟(2)制得的酶解產(chǎn)物分散于含0.OlM NaCl的IOOmL ρΗ6· 9、0. 02Μ 的磷酸鹽緩沖液中，再加含20mg/L CaCl2的，0. 25mL ImM唾液淀粉酶，37°C水浴保溫15min， 用鹽酸調(diào)節(jié)PH為2.0，加入含lmg/L NaCl的1.25mL 15. 5mM胃蛋白酶，37 °C水浴保溫 30min，用 NaOH 調(diào)節(jié) pH 為 6. 9，加入含 0. 5mg/L NaCl 的 5mL IOmM 胰酶的 pH6. 9,0. 02M 磷酸鹽緩沖液，反應(yīng)池，得抗消化液；(4)樣品干燥將步驟(3)所得抗消化液在_75°C超低溫冰箱中凍藏12h，然后放入冷凍干燥機(jī)中真空冷凍干燥，在-40°C，100 下干燥Mh，即得凍干粉益生元制劑。
全文摘要
一種益生元制劑的制備方法，屬于農(nóng)副產(chǎn)品資源開發(fā)、功能性食品添加劑和營(yíng)養(yǎng)保健品技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明采用三相臥螺法生產(chǎn)小麥淀粉副產(chǎn)物輕相液為主要原料，用黑曲霉菌種(Aspergillusniger)CICIMF0045(T)發(fā)酵麥麩產(chǎn)混合酶處理，經(jīng)冷凍干燥后制得一種益生元制劑。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)輕相液的資源化利用，利用好該輕相液是對(duì)三相臥螺工藝的一個(gè)重大的完善。該益生元制劑能夠有效地促進(jìn)腸道有益菌—乳酸桿菌的生長(zhǎng)，從而抑制病原菌、腐敗菌等有害菌的生長(zhǎng)，進(jìn)而凈化腸道微環(huán)境。
文檔編號(hào)C12P19/14GK102334628SQ20111017862
公開日2012年2月1日 申請(qǐng)日期2011年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月29日
發(fā)明者熊建, 馬曉軍 申請(qǐng)人:江南大學(xué)