專利名稱:一種酵母β-1,3-葡聚糖的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種酵母β-1，3-葡聚糖的制備方法。
技術(shù)背景
酵母β-1，3-葡聚糖是酵母細(xì)胞壁的主要構(gòu)成物質(zhì)之一，廣泛存在于面包酵母、 啤酒酵母中。除了增強(qiáng)酵母β-1，3-葡聚糖是一種微生物天然活性多糖，作為一種功能因子，主要是用于增強(qiáng)人體免疫力，通過誘導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生免疫反應(yīng)防御細(xì)菌、真菌、病毒等以及外源致病因子的侵害；有研究顯示酵母葡聚糖也能有效抑制SARS、炭疽等病毒，是人體良好的免疫機(jī)能活化因子。人體免疫力之外，也可以用于抑制腫瘤的生長(zhǎng)、降低膽固醇。啤酒廢棄酵母是啤酒釀造工業(yè)主要的副產(chǎn)物，是一種天然的食品資源，而且價(jià)格低廉，適合用作提取酵母β_1，3-葡聚糖的原料。啤酒酵母渣中所含有的大量的以α-1，4糖苷鍵連接的淀粉類α-葡聚糖。啤酒酵母渣是啤酒釀造過程中的廢棄物，啤酒生產(chǎn)企業(yè)只是對(duì)廢棄物進(jìn)行干燥后作為動(dòng)物飼料處理。酵母菌本身的α-葡聚糖含量很低，啤酒酵母渣所含淀粉類α-葡聚糖源于酵母發(fā)酵營(yíng)養(yǎng)基。據(jù)測(cè)定國(guó)內(nèi)某大型啤酒生產(chǎn)企業(yè)干燥的啤酒酵母渣原料中酵母葡聚糖約20%、甘露聚糖約8%、α -葡聚糖多糖約6-8%、蛋白質(zhì)約40-50% 及脂質(zhì)和灰分。不同企業(yè)的酵母渣各成分比例有所不同，但淀粉類α-葡聚糖必定存在。 國(guó)內(nèi)外有以酸堿法或堿酶法從啤酒酵母渣分離純化酵母葡聚糖(中國(guó)專利CN101012468， CN101205552)，雖然可以得到酵母β-1，3-葡聚糖，但產(chǎn)品中酵母β-1，3-葡聚糖含量實(shí)際并不高，主要原因有二
其一，已有的酸堿法或堿酶法，能較好地除去蛋白質(zhì)、甘露聚糖、脂質(zhì)，這些方法中，堿處理并不能水解α-葡聚糖；雖然酸可以水解α-葡聚糖，但已有方法所用的酸濃度不高，作用時(shí)間不長(zhǎng)，作用溫度一般較低，其目的只是為了除去甘露聚糖，也不能有效除去淀粉類α-葡聚糖，且易將葡聚糖水解，降低得率；酶法是用蛋白酶水解除去蛋白質(zhì)。若以實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)的酵母菌過濾后為原料，用已有方法提取葡聚糖，α -葡聚糖雜質(zhì)殘留很少，但以啤酒酵母渣為原料，α-葡聚糖則必須采取相應(yīng)的工藝除去。另有文獻(xiàn)報(bào)道的酵母自溶法，也并未考慮除去α -葡聚糖，且該法不適用以干燥啤酒渣為原料的生產(chǎn)。
其二，測(cè)定β-1，3_葡聚糖含量至今尚無(wú)直接、實(shí)用的方法。酵母葡聚糖是以 β -1，3糖苷鍵連接為主，帶有少量β -1，6糖苷鍵分枝的葡萄糖高聚物，平均分子量在20萬(wàn)以上，化學(xué)結(jié)構(gòu)是以分子間和分子內(nèi)氫鍵構(gòu)成的三股螺旋形式存在，三股多糖鏈平行排列并纏繞在一起形成緊密的三鏈螺旋結(jié)構(gòu)，不溶于水，也不易溶于其它強(qiáng)極性溶劑。雖然目前有方法可以準(zhǔn)確測(cè)定含量，如核磁共振法，化學(xué)衍生結(jié)合氣質(zhì)色譜聯(lián)用法，但需要非常昂貴的儀器和專業(yè)人員操作，非一般的實(shí)驗(yàn)室和企業(yè)所能實(shí)現(xiàn)。目前常用的純度鑒定方法有紅外光譜方法，但只是定性確定β-1，3糖苷鍵的存在；薄層層析法只是分析水解終產(chǎn)物有無(wú)甘露糖，沒有分析α-葡聚糖。常用定量檢測(cè)方法原理是用酶或高溫強(qiáng)酸水解樣品，用液相色譜或葡萄糖氧化酶法測(cè)定水解得到的游離葡萄糖作為葡聚糖含量，沒有減去α-葡聚糖含量，造成產(chǎn)品含量偏高。這也是造成已有制備β-1，3-葡聚糖方法并不能得到高純度產(chǎn)品的原因之一。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決目前制備酵母β -1，3-葡聚糖純度不高的問題，提供了一種能得到高純度酵母β-1，3-葡聚糖的制備方法。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明制備方法步驟如下
(1)將啤酒酵母渣分散于水中，使固形物水質(zhì)量比為1 5 1 20，攪拌充分混合；
(2)在酵母渣懸液中于90 105°C條件下加入α -淀粉酶，攪拌，充分反應(yīng)；
(3)在懸液中加入堿，溫度90 105°C，攪拌，充分反應(yīng)后，離心收集沉淀物；
(4)將沉淀物加水，水洗脫鹽，離心干燥，即得。
上述步驟(3)中，所用的堿優(yōu)選為氫氧化鈉或氫氧化鉀，堿在懸液中的濃度為2 6%。
上述步驟(4)中，干燥沉淀物的方法優(yōu)選為有機(jī)溶劑脫水、脫脂烘干或噴霧干燥； 有機(jī)溶劑優(yōu)選為乙醇、甲醇、乙醚或丙酮，沉淀物與有機(jī)溶劑的質(zhì)量比為1 1.5 1 20。
上述步驟(2)和(3)之間可添加如下處理步驟降低溫度至50 70°C，調(diào)節(jié)pH至 4 6，加入β-糖化酶，攪拌，充分反應(yīng)。
上述步驟( 和(4)之間可添加如下處理步驟將沉淀物進(jìn)行第二次堿處理，堿在懸液中的濃度為2 6%，溫度90 105°C，攪拌，反應(yīng)充分后，離心收集沉淀物。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果本發(fā)明利用啤酒釀造工業(yè)的主要副產(chǎn)物啤酒渣作為原料制備酵母β -1，3-葡聚糖，通過α -淀粉酶處理，將α -葡聚糖水解， 從而得到純度高達(dá)80%的酵母β-1，3_葡聚糖；通過堿處理法解決了用常規(guī)檢測(cè)葡聚糖含量造成α-葡聚糖含量偏高的問題，且用啤酒酵母渣制備酵母β-1，3-葡聚糖可以節(jié)約資源，降低生產(chǎn)成本，方法簡(jiǎn)單易行，便于工業(yè)化生產(chǎn)。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
取100克干燥啤酒酵母渣，加1000毫升水，攪拌均勻，加熱到95°C，加入5萬(wàn)單位 α-淀粉酶，保溫0.5小時(shí)；降溫至45°C，加入1萬(wàn)單位β-糖化酶，保溫1.5小時(shí)；再加熱至 95°C，加入氫氧化鈉40克，攪拌反應(yīng)1. 5小時(shí)，離心收集沉淀物；沉淀物加水1000毫升，加熱至95°C，加入氫氧化鈉30克，反應(yīng)1小時(shí)，離心收集沉淀物；沉淀物加水1000毫升，攪拌水洗脫鹽，再重復(fù)兩次水洗步驟，離心收集沉淀物；將沉淀物用乙醇攪拌浸提脫脂、脫水三次，最后用烘箱烘干，得到酵母β -1，3-葡聚糖8. 5克，酵母β -1，3-葡聚糖純度為95. 4%。
實(shí)施例2
啤酒酵母廢棄液500毫升，固形物約40克，加熱升溫至95°C，加入α -淀粉酶，保溫0. 5小時(shí)；加入20克氫氧化鈉，95°C反應(yīng)2小時(shí)，離心收集沉淀物；沉淀物加水500毫升， 加氫氧化鈉15克，95°C反應(yīng)1小時(shí)，離心收集沉淀物；沉淀物水洗三次，乙醇脫脂、脫水三次，烘箱烘干，得到酵母β -1，3-葡聚糖4. 3克，酵母β -1，3-葡聚糖純度為87. 6%。
實(shí)施例3[0021] 500升反應(yīng)罐中加入400升水和50公斤啤酒酵母渣，攪拌均勻，升溫至100°C，加入α -淀粉酶，保溫1小時(shí)；降溫至45°C，加入β -糖化酶，保溫2小時(shí)；再加熱至95°C，加入氫氧化鈉16公斤，攪拌反應(yīng)1. 5小時(shí)，離心收集沉淀物；沉淀物加水500升，加熱至95°C， 加入氫氧化鈉12公斤，反應(yīng)1小時(shí)，離心收集沉淀物；沉淀物水洗脫鹽，再重復(fù)兩次水洗步驟，離心收集沉淀物；沉淀物呈膏狀，加水懸浮，用離心噴霧干燥機(jī)噴霧干燥，進(jìn)風(fēng)口溫度 180°C，出風(fēng)口溫度85-90°C，得到粒度大于300目的淺白色酵母β _1，3-葡聚糖粉末4. 2公斤。酵母β-1，3-葡聚糖純度為91.2%。
權(quán)利要求
1.一種酵母β-1，3-葡聚糖的制備方法，其特征在于包括如下步驟(1)將啤酒酵母渣分散于水中，使固形物水質(zhì)量比為1 5 1 20，攪拌充分混合；(2)在啤酒酵母渣懸液中于90 105°C條件下加入α-淀粉酶，攪拌，充分反應(yīng)；(3)在懸液中加入堿，溫度90 105°C，攪拌，反應(yīng)充分后，離心收集沉淀物；(4)將沉淀物加水，水洗脫鹽，離心干燥，即得；步驟(3)中所用的堿為氫氧化鈉或氫氧化鉀，堿在懸液中的質(zhì)量濃度為2 6%。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的酵母β_1，3-葡聚糖的制備方法，其特征在于步驟( 和(3) 之間添加如下處理步驟降低溫度至50 70°C，調(diào)節(jié)pH至4 6，加入β -糖化酶，攪拌， 充分反應(yīng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1或2所述的酵母β-1，3-葡聚糖的制備方法，其特征在于步驟(3) 和(4)之間添加如下處理步驟將沉淀物進(jìn)行第二次堿處理，堿在懸液中的質(zhì)量濃度為2 6 %，溫度90 105°C，攪拌，反應(yīng)充分后，離心收集沉淀物。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的酵母β_1，3-葡聚糖的制備方法，其特征在于步驟中干燥沉淀物的方法為有機(jī)溶劑脫水、脫脂烘干或噴霧干燥。
5.根據(jù)權(quán)利要求
4述的酵母β-1，3-葡聚糖的制備方法，其特征在于所述有機(jī)溶劑為乙醇、甲醇、乙醚或丙酮，沉淀物與有機(jī)溶劑的質(zhì)量比為1 1.5 1 20。
專利摘要
本發(fā)明公開了一種酵母β-1，3-葡聚糖的制備方法。本發(fā)明采用生產(chǎn)啤酒過程中的副產(chǎn)物啤酒酵母渣液或經(jīng)烘干后的啤酒酵母渣粉為原料，制備高純度的酵母β-1，3-葡聚糖。本發(fā)明制備方法通過如下步驟實(shí)現(xiàn)(1)將啤酒酵母渣分散于水中，使固形物∶水的質(zhì)量比為1∶5～1∶20，攪拌充分混合；(2)在啤酒酵母渣懸液中于90～105℃條件下加入α-淀粉酶，攪拌，充分反應(yīng)；(3)在懸液中加入堿，溫度90～105℃，攪拌，反應(yīng)充分后，離心收集沉淀物；(4)將沉淀物加水，水洗脫鹽，離心干燥，即得。本發(fā)明制備的酵母β-1，3-葡聚糖純度高，制備工藝簡(jiǎn)單，成本低廉，有利于工業(yè)化生產(chǎn)。
文檔編號(hào)C08B37/02GKCN101560269 B發(fā)布類型授權(quán) 專利申請(qǐng)?zhí)朇N 200910039693
公開日2012年1月11日 申請(qǐng)日期2009年5月22日
發(fā)明者劉山, 崔炳權(quán), 游娟, 王慶華, 鄧志剛, 陳耕夫 申請(qǐng)人:廣東藥學(xué)院, 廣州雅純化妝品制造有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan