專利名稱：利用含甘露多糖的植物膠制備甘露寡糖的工藝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種甘露寡糖制備的工藝方法。
上個(gè)世紀(jì)90年代后期，發(fā)現(xiàn)了多種具有生物活性的糖類物質(zhì)，其種類的多樣性遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了蛋白質(zhì)，與蛋白質(zhì)分子中氨基酸連接方式不同的是，在寡糖或多糖分子中的單糖可通過(guò)多種方式聯(lián)接，形成多種多樣的寡糖或多糖，從而在生物體中起到各種各樣的功能和用途，雖然目前市場(chǎng)上有一些寡糖產(chǎn)品，但是其種類還不夠豐富，特別是甘露寡糖，工業(yè)化生產(chǎn)還很少。在我國(guó)有一些獨(dú)特的多糖資源，如魔芋精粉、田菁粉、香豆粉，含有大量的甘露聚糖。甘露寡糖被認(rèn)為提高人體腸道中雙歧桿菌、干酪乳桿菌、嗜酸乳桿菌等有益菌群活性，抑制肉毒梭狀芽孢桿菌、生腐梭狀芽孢桿菌、沙門(mén)氏菌等有害菌群的活性方面與其它寡糖相比較效果更為顯著。
目前，絕大部分甘露寡糖是利用酶對(duì)多糖進(jìn)行酶降解。如利用地衣芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌、嗜堿芽孢桿菌等的胞外酶對(duì)魔芋葡甘聚糖進(jìn)行酶解，獲得葡甘露寡糖。利用化學(xué)降解法獲得寡糖的方法也有公開(kāi)技術(shù)報(bào)道，如美國(guó)專利4965354采用高溫和鹽酸降解法獲得寡糖。由于植物膠具有水溶脹性，對(duì)它們進(jìn)行降解存在一些工藝上的困難，如魔芋精粉，它的2％水溶液就失去直觀的流動(dòng)性，粘度常常在十萬(wàn)厘泊以上，利用酶解法處理，往往魔芋精粉濃度不能超過(guò)3％，否則降解產(chǎn)物單糖的比例大幅度上升，降解不充分的多糖比例也大幅度升高，最終寡糖的聚合度分布太寬，不利于寡糖的應(yīng)用。因此，酶解法生產(chǎn)效率低下，工業(yè)生產(chǎn)成本過(guò)高。這也是目前酶解法文獻(xiàn)報(bào)道較多，工業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際例子不多的原因。化學(xué)降解法生產(chǎn)寡糖的效率比較高，這是因?yàn)樗梢酝ㄟ^(guò)調(diào)節(jié)溫度和酸度來(lái)控制生產(chǎn)過(guò)程，同時(shí)，它還可以利用有機(jī)溶液的不溶解性對(duì)溶液溶解情況進(jìn)行調(diào)節(jié)，所以它的生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本相對(duì)低廉，由于化學(xué)反應(yīng)不可避免地會(huì)出現(xiàn)一些副反應(yīng)，最終產(chǎn)品的色澤、品質(zhì)和寡糖聚合度分布與酶解法相比都有一定的差距。因此化學(xué)降解法也不是一個(gè)理想的方法，其產(chǎn)物利用也受限。
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，提供一種生產(chǎn)效率高、寡糖產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定的甘露寡糖的生產(chǎn)工藝方法。
其具體的技術(shù)解決方案是這樣的
利用含甘露多糖的植物膠制備甘露寡糖的工藝方法，包括化學(xué)初步處理，其特征在于一、化學(xué)初步處理(1)、取100克含甘露糖元的多糖植物膠粉，置于50～1000毫升含0～85％的有機(jī)溶劑的水溶液中，用鹽酸調(diào)節(jié)pH值至0～5.5，在溫度35～135℃，攪拌反應(yīng)5～500分鐘，降至溫度35～85℃，過(guò)濾或蒸餾除去有機(jī)溶劑；(2)、加水至固含量6～20％，獲得粘度在5000～50000厘泊的溶液A；二、酶解處理取溶液A100克，用磷酸鹽調(diào)節(jié)pH值至4.0～9.5，加入0.1～0.8克β-甘露聚糖內(nèi)切酶，在溫度20～65℃，緩慢攪拌5～500分鐘，至粘度降至1000～8000厘泊，加熱至85℃過(guò)濾除去沉淀物留濾液B，噴霧干燥得粉末狀白色寡糖；三、精加工處理取100克濾液B，加入5～300毫升蒸餾水，加入50～1000毫升有機(jī)溶劑，2000～3000轉(zhuǎn)/分鐘離心5～35分鐘，棄清液，留沉淀物，將沉淀物真空干燥，獲得粉末狀白色甘露寡糖。
2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用含甘露多糖的植物膠制備甘露寡糖的工藝方法，其特征在于所述的含甘露糖元的多糖植物膠粉包括魔芋精粉、瓜爾膠、香豆膠或田菁膠。
3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用含甘露多糖的植物膠制備甘露寡糖的工藝方法，其特征在于化學(xué)初步處理中的所述有機(jī)溶劑或?yàn)橐掖?、或?yàn)榧状?、或?yàn)楫惐肌?br> 4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用含甘露多糖的植物膠制備甘露寡糖的工藝方法，其特征在于酶解處理中所述的磷酸鹽或?yàn)榱姿徕c、或?yàn)榱姿釟涠c、或?yàn)榱姿釟涠?、或?yàn)榱姿徕洝?br> 5、根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用含甘露多精的植物膠制備甘露寡糖的工藝方法，其特征在于精加工處理中的有機(jī)溶劑或?yàn)橐掖?、或?yàn)榧状肌⒒驗(yàn)楸?、或?yàn)楫惐肌?br> 本發(fā)明的工藝方法，與酶解法相比較，在同等投資條件下，在寡糖質(zhì)量得到保證的前提下，生產(chǎn)效率提高一倍。雖然本發(fā)明的工藝流程相對(duì)較長(zhǎng)，但是，過(guò)程控制方便，寡糖產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。
采用本發(fā)明方法生產(chǎn)的寡糖可作為保健食品的成份之一，用于糖尿病、肥胖、腸胃功能失調(diào)、體質(zhì)弱人士的輔助食品，健康人經(jīng)常食用，可減少發(fā)生糖尿病、肥胖、腸胃功能失調(diào)的可能。該寡糖經(jīng)過(guò)進(jìn)一步改性，可作為藥物使用。
下面通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地說(shuō)明。
實(shí)施例1取100克魔芋精粉，置于500毫升含有乙醇15％的水溶液中，用鹽酸調(diào)節(jié)pH至1.0，在溫度120℃，攪拌反應(yīng)70分鐘，至35℃，過(guò)濾除去有機(jī)溶劑，加水至固含量12％，獲得粘度約25000厘泊的溶液。
取上述溶液100克，用磷酸鉀調(diào)節(jié)pH至7.6，加入0.5克活力為450的β-甘露聚糖酶，在溫度48℃，緩慢攪拌280分鐘，粘度降至約5000厘泊，加熱至85℃，利用孔徑120目濾網(wǎng)過(guò)濾，除去沉淀物留濾液，噴霧干燥，獲得粉末狀白色寡糖10.1克。
實(shí)施例2取100克瓜爾膠粉，置于600毫升含有異丙醇10％的水溶液中，用鹽酸調(diào)節(jié)pH至1.0，在溫度100℃，攪拌反應(yīng)100分鐘，至35℃，過(guò)濾除去有機(jī)溶劑，加水至固含量12％，獲得粘度約20000厘泊的溶液。
取上述溶液100克，用磷酸氫二鈉調(diào)節(jié)pH至7.6，加入0.5克活力為450的β-甘露聚糖酶，在溫度48℃，緩慢攪拌260分鐘，至粘度降至約5000厘泊，加熱至85℃，利用孔徑120目濾網(wǎng)過(guò)濾，除去沉淀物留濾液，加入150毫升蒸餾水，加入650毫升有機(jī)溶劑甲醇，2000～3000轉(zhuǎn)/分鐘離心10分鐘，棄清液留沉淀物，將沉淀物真空干燥，獲得粉末狀白色寡糖9.3克。
實(shí)施例3取100克香豆膠粉，置于600毫升含有甲醇10％的水溶液中，用鹽酸調(diào)節(jié)pH至1.0，在溫度120℃，攪拌反應(yīng)60分鐘，至35℃，過(guò)濾除去有機(jī)溶劑，加水至固含量15％，獲得粘度約20000厘泊的溶液。
取上述溶液100克，用磷酸氫二鉀調(diào)節(jié)pH值至7.6，加入0.5克活力為450的β-甘露聚糖酶，在溫度48℃，緩慢攪拌260分鐘，至粘度降至約5000厘泊，加熱至85℃，利用孔徑120目濾網(wǎng)過(guò)濾，除去沉淀物留濾液，加入100毫升蒸餾水，加入500毫升有機(jī)溶劑乙醇，2000～3000轉(zhuǎn)/分鐘離心10分鐘，棄清液留沉淀物，將沉淀物真空干燥，獲得粉末狀白色寡糖8.2克。
實(shí)施例4取100克田菁膠粉，置于650毫升水溶液中，用鹽酸調(diào)節(jié)pH值至1.0，在溫度100℃，攪拌反應(yīng)50分鐘，加水至固含量15％，獲得粘度約18000厘泊的溶液。
取上述溶液100克，用磷酸鈉調(diào)節(jié)pH值至7.6，加入0.5克活力為450的β-甘露聚糖酶，在溫度48℃，緩慢攪拌260分鐘，至粘度降至約5000厘泊，加熱至85℃，利用孔徑120目濾網(wǎng)過(guò)濾，除去沉淀物留濾液，加入100毫升蒸餾水，加入500毫升有機(jī)溶劑異丙醇，2000～3000轉(zhuǎn)/分鐘離心10分鐘，棄清液留沉淀物，將沉淀物真空干燥，獲得粉末狀寡糖7.8克。
實(shí)施例5取100克魔芋精粉，置于300毫升含有異丙醇15％的水溶液中，用鹽酸調(diào)節(jié)pH至1.0，在溫度120℃，攪拌反應(yīng)80分鐘，至溫度85℃，減壓蒸餾除去有機(jī)溶劑，加水至固含量12％，獲得粘度16000厘泊的溶液。
取上述溶液100克，用磷酸氫二鉀調(diào)節(jié)pH值至7.6，加入0.5克活力為450的β-甘露聚糖酶，在溫度48℃，緩慢攪拌250分鐘，至粘度降至約5000厘泊，利用孔徑120目濾網(wǎng)過(guò)濾，除去沉淀物留濾液，加入250毫升蒸餾水，加入600毫升有機(jī)溶劑丙酮，2000～3000轉(zhuǎn)/分鐘離心10分鐘，棄清液留沉淀物，將沉淀物真空干燥，獲得粉末狀白色寡糖9.7克。
液相色譜檢測(cè)發(fā)現(xiàn)單糖小于3％，雙糖在7％，三糖13％，四糖14％，五糖16％，六糖12％，七糖6％，八糖6％，八糖以上為23％。
實(shí)施例6取100克瓜爾膠粉，置于400毫升含有乙醇15％的水溶液中，用鹽酸調(diào)節(jié)pH值至1.0，在溫度120 ℃，攪拌反應(yīng)65分鐘，至溫度35℃，過(guò)濾除去有機(jī)溶劑，加水至固含量12％，獲得粘度約22000厘泊的溶液。
取上述溶液100克，用磷酸鉀調(diào)節(jié)pH值至7.6，加入0.5克活力為450的β-甘露聚糖酶，在溫度48℃，緩慢攪拌300分鐘，至粘度降至約5000厘泊，利用孔徑120目濾網(wǎng)過(guò)濾，除去沉淀物留濾液，加入100毫升蒸餾水，加入600毫升有機(jī)溶劑甲醇，2000～3000轉(zhuǎn)/分鐘離心10分鐘，棄清液留沉淀物，將沉淀物真空干燥，獲得粉末狀白色寡糖8.5克。
液相色譜檢測(cè)發(fā)現(xiàn)單糖小于3％，雙糖在8％，三糖10％，四糖14％，五糖15％，六糖10％，七糖7％，八糖6％，八糖以上為28％。
權(quán)利要求
1.利用含甘露多糖的植物膠制備甘露寡糖的工藝方法，包括化學(xué)初步處理，其特征在于一、化學(xué)初步處理(1)、取100克含甘露糖元的多糖植物膠粉，置于50～1000毫升含0～85％的有機(jī)溶劑的水溶液中，用鹽酸調(diào)節(jié)pH值至0～5.5，在溫度35～135℃，攪拌反應(yīng)5～500分鐘，降至溫度35～85℃，過(guò)濾或蒸餾除去有機(jī)溶劑；(2)、加水至固含量6～20％，獲得粘度在5000～50000厘泊的溶液A；二、酶解處理取溶液A100克，用磷酸鹽調(diào)節(jié)pH值至4.0～9.5，加入0.1～0.8克β-甘露聚糖內(nèi)切酶，在溫度20～65℃，緩慢攪拌5～500分鐘，至粘度降至1000～8000厘泊，加熱至85℃過(guò)濾除去沉淀物留濾液B，噴霧干燥得粉末狀白色寡糖；三、精加工處理取100克濾液B，加入5～300毫升蒸餾水，加入50～1000毫升有機(jī)溶劑，2000～3000轉(zhuǎn)/分鐘離心5～35分鐘，棄清液，留沉淀物，將沉淀物真空于燥，獲得粉末狀白色甘露寡糖。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用含甘露多糖的植物膠制備甘露寡糖的工藝方法，其特征在于所述的含甘露糖元的多糖植物膠粉包括魔芋精粉、瓜爾膠、香豆膠或田菁膠。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用含甘露多糖的植物膠制備甘露寡糖的工藝方法，其特征在于化學(xué)初步處理中的所述有機(jī)溶劑或?yàn)橐掖肌⒒驗(yàn)榧状?、或?yàn)楫惐肌?br> 4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用含甘露多糖的植物膠制備甘露寡糖的工藝方法，其特征在于酶解處理中所述的磷酸鹽或?yàn)榱姿徕c、或?yàn)榱姿釟涠c、或?yàn)榱姿釟涠?、或?yàn)榱姿徕洝?br> 5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用含甘露多糖的植物膠制備甘露寡糖的工藝方法，其特征在于精加工處理中的有機(jī)溶劑或?yàn)橐掖?、或?yàn)榧状?、或?yàn)楸?、或?yàn)楫惐肌?br> 全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用含甘露多糖的植物膠制備甘露寡糖的工藝方法，其特征在于包括一.化學(xué)初步處理，取多糖植物膠粉，溶解于有機(jī)溶劑中，用鹽酸調(diào)節(jié)；二.酶解處理，用磷酸鹽調(diào)節(jié)，三.精加工處理，再加入有機(jī)溶劑處理，獲得甘露寡糖。本發(fā)明的工藝方法，與酶解法相比較，在同等投資條件下，在寡糖質(zhì)量得到保證的前提下，生產(chǎn)效率提高一倍。
文檔編號(hào)C07H3/00GK1412194SQ0113407
公開(kāi)日2003年4月23日 申請(qǐng)日期2001年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2001年10月19日
發(fā)明者吳志超, 何家慶 申請(qǐng)人:安徽大學(xué)