專利名稱：一種水溶性納米級(jí)谷物多糖的制備方法及應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種水溶性納米級(jí)谷物多糖的制備方法及應(yīng)用，屬于現(xiàn)代營養(yǎng)食品加工領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
植物多糖是一種可再生資源，由許多相同或不同的單糖通過α-或糖苷鍵組成天然高分子化合物，普遍存在于自然界植物體中，包括淀粉、纖維素、殼聚糖等。由于植物多糖的來源廣泛，不同種的植物多糖的分子構(gòu)成及分子量各不相同，有些植物多糖如香菇多糖、枸杞多糖、木耳多糖等具有調(diào)節(jié)人體生理節(jié)奏的功能，包括降血糖、抗腫瘤、免疫調(diào)節(jié)、降血脂、抗輻射等特定活性功效，因此可應(yīng)用于臨床醫(yī)學(xué)和保健食品的開發(fā)。目前，國際科學(xué)界視多糖的研究為生命科學(xué)的前沿領(lǐng)域，甚至提出21世紀(jì)是多糖的世紀(jì)。納米技術(shù)是一項(xiàng)涵蓋生物學(xué)、化學(xué)和物理學(xué)的綜合性跨領(lǐng)域技術(shù)，使人類認(rèn)識(shí)和改造物質(zhì)世界的能力延伸到了原子和分子水平，是當(dāng)今最重要的新興科學(xué)技術(shù)之一，已經(jīng)引起了學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的極大關(guān)注。研究納米營養(yǎng)物載體的制備方法與技術(shù)，發(fā)展新型可食用納米材料和營養(yǎng)物從而提高營養(yǎng)物的穩(wěn)定性、實(shí)現(xiàn)營養(yǎng)物的靶向輸送和高生物利用度，已成為現(xiàn)代食品科技發(fā)展趨勢。然而，目前對納米食品的研究報(bào)道較少，且主要集中在納米茶/咖啡、納米礦物質(zhì)、小分子肽等方面，至今未見從甜質(zhì)型谷物中獲取水溶性納米多糖相關(guān)報(bào)道?；谏鲜鲈?，本發(fā)明對水溶性納米級(jí)谷物多糖的制備方法及應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)研究。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對目前功能因子加工穩(wěn)定性差、生物利用度控制難等缺點(diǎn)而提供一種水溶性納米級(jí)谷物多糖的制備方法及應(yīng)用，該方法具有工藝簡單、技術(shù)先進(jìn)、安全性高、過程易于控制、可連續(xù)化生產(chǎn)等特點(diǎn)。本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)一種水溶性納米級(jí)谷物多糖的制備方法，以sugary 1甜質(zhì)型谷物為原料，依次經(jīng)粉碎、物理場提取、酶解、膜濾、乙醇沉淀、干燥， 步驟如下
(1)粉碎以sugary1甜質(zhì)型谷物為原料，經(jīng)機(jī)械碾磨處理使顆粒大小粉碎至70-120
目；
(2)物理場提取取粉碎的谷物粉末加5-50倍重量的水，接著置于物理場中控制溫度在 30-60°C提取 2-30 min ；
(3)酶解添加至體系中含0.01%-1. 5%質(zhì)量百分比濃度的蛋白酶與淀粉酶在30-60°C、 pH 5-10條件下復(fù)合處理5-30 min ；
(4)膜濾將反應(yīng)液加熱煮沸后經(jīng)離心處理，取上清液通過截留分子量300000-200 OOOODa的濾膜處理，
(5)乙醇沉淀收集截留液并加入乙醇至終濃度60%-95%，充分?jǐn)嚢?，使沉淀產(chǎn)生；
3(6)干燥離心取沉淀，并用質(zhì)量濃度80%乙醇洗滌3-5次，減壓干燥即得成品水溶性納米級(jí)谷物多糖。sugary 1甜質(zhì)型谷物，選用玉米、高粱、稻米、大麥或蕎麥的sugary 1突變異種。物理場處理的參數(shù)條件為微波功率600 W 1000 W，或者超聲波頻率20_80 kHz，或者高壓壓力100-600 MPa0蛋白酶選用胃蛋白酶、胰蛋白酶、木瓜蛋白酶、無花果蛋白酶、堿性蛋白酶、中性蛋白酶、細(xì)菌蛋白酶或霉菌蛋白酶；淀粉酶選用耐高溫α-淀粉酶、中溫α-淀粉酶或真菌淀粉酶；蛋白酶與淀粉酶兩者配比為0. 1:1-10:1。水溶性納米級(jí)谷物多糖顆粒平均大小為20-100nm，分支密度6% _15%。所制備的水溶性納米級(jí)谷物多糖的應(yīng)用，應(yīng)用于功能性大分子壁材、控緩釋靶向載體、油炸食品保脆劑、表面活性劑、潤膚液、或洗發(fā)露。該水溶性多糖通過酯化、醚化或交聯(lián)改性調(diào)控修飾糖苷鏈，如醋酸酯、磷酸酯、一氯醋酸、環(huán)氧烷化合物、三偏磷酸鈉等化學(xué)反應(yīng)，改善乳化穩(wěn)定性、耐熱、耐酸、耐剪切、生物可降解性功能特性。采用透射電子顯微鏡觀察的水溶性谷物多糖顆粒的大小(圖1)，分支密度由分子鏈精細(xì)結(jié)構(gòu)中α -1，6糖苷鍵的比例來表示，在 NMR圖譜上化學(xué)位移為5. 4與5. Oppm的峰值分別定義α-1，4與α-1，6糖苷鍵的數(shù)量。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果
1)本發(fā)明充分利用我國資源豐富的甜質(zhì)型谷物原料，通過現(xiàn)代食品加工技術(shù)開發(fā)本產(chǎn)品，提高了其附加值，為其綜合開發(fā)利用功能性成分提供一定的依據(jù)。2)本發(fā)明步驟簡便，易于操作，反應(yīng)條件可控，同時(shí)采用物理場提取和酶水解工藝，成本相對較低，而且采用清潔綠色生產(chǎn)工藝，對環(huán)境基本無污染。3)本發(fā)明制備的產(chǎn)品可應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、日用化學(xué)品等多個(gè)領(lǐng)域，市場前景十分看好，經(jīng)濟(jì)效益廣闊。


圖1透射電子顯微鏡觀察的水溶性谷物多糖顆粒的大小。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明所保護(hù)的內(nèi)容不僅僅局限于下面的實(shí)例。實(shí)施例1
以sugary 1甜質(zhì)型玉米為原料，經(jīng)機(jī)械碾磨處理使顆粒大小粉碎至70目；取粉碎的谷物粉末加30倍重量的水，接著置于高壓場(500Mpa)中控制溫度在60°C提取15 min ；添加1.5%質(zhì)量百分比濃度中性蛋白酶與真菌淀粉酶(10:1)在30°C、pH 7條件下復(fù)合處理12 min ；將反應(yīng)液加熱煮沸后經(jīng)高速離心處理，取上清液通過濾膜(截留分子量200 OOOODa) 處理，收集截留液并加入至終濃度為60%的乙醇充分?jǐn)嚢?，使沉淀產(chǎn)生；離心取沉淀，并用質(zhì)量濃度80%乙醇洗滌3次，減壓干燥即得成品，顆粒平均大小為80nm，分支密度8. 5%。實(shí)施例2
4以sugary 1甜質(zhì)型蕎麥為原料，經(jīng)機(jī)械碾磨處理使顆粒大小粉碎至120目；取粉碎的谷物粉末加5倍重量的水，接著置于微波場(1000W)中控制溫度在40°C提取2 min ；添加 0.01%質(zhì)量百分比濃度胃蛋白酶與中溫α-淀粉酶(0. 1:1)在40°C、pH 5條件下復(fù)合處理 30 min;將反應(yīng)液加熱煮沸后經(jīng)高速離心處理，取上清液通過濾膜(截留分子量30 OOOODa) 處理，收集截留液并加入至終濃度為95%的乙醇充分?jǐn)嚢?，使沉淀產(chǎn)生；離心取沉淀，并用質(zhì)量濃度80%乙醇洗滌5次，減壓干燥即得成品，顆粒平均大小為25nm，分支密度6. 1%。實(shí)施例3
以sugary 1甜質(zhì)型高粱為原料，經(jīng)機(jī)械碾磨處理使顆粒大小粉碎至100目；取粉碎的谷物粉末加50倍重量的水，接著置于超聲波場(20 kHz)中控制溫度在30°C提取15 min ；添加1%質(zhì)量百分比濃度堿性蛋白酶與高溫α “淀粉酶(1:1)在60°C、pHIO條件下復(fù)合處理 5 min;將反應(yīng)液加熱煮沸后經(jīng)高速離心處理，取上清液通過濾膜(截留分子量80 OOOODa) 處理，收集截留液并加入至終濃度為80%的乙醇充分?jǐn)嚢?，使沉淀產(chǎn)生；離心取沉淀，并用質(zhì)量濃度80%乙醇洗滌4次，減壓干燥即得成品，顆粒平均大小為45nm，分支密度12. 4%。本文所描述的具體實(shí)施案例僅作為對本發(fā)明精神和部分實(shí)驗(yàn)做舉例說明。本發(fā)明所述領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對所描述的具體實(shí)施案例做出各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，但并不會(huì)偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。
權(quán)利要求
1.一種水溶性納米級(jí)谷物多糖的制備方法，其特征在于以sugary 1甜質(zhì)型谷物為原料，依次經(jīng)粉碎、物理場提取、酶解、膜濾、乙醇沉淀、干燥，步驟如下(1)粉碎以sugary1甜質(zhì)型谷物為原料，經(jīng)機(jī)械碾磨處理使顆粒大小粉碎至70-120目；(2)物理場提取取粉碎的谷物粉末加5-50倍重量的水，接著置于物理場中控制溫度在 30-60°C提取 2-30 min ；(3)酶解添加至體系中含0.01%-1. 5%質(zhì)量百分比濃度的蛋白酶與淀粉酶在30-60°C、 pH 5-10條件下復(fù)合處理5-30 min ；(4)膜濾將反應(yīng)液加熱煮沸后經(jīng)離心處理，取上清液通過截留分子量300000-200 OOOODa的濾膜處理；(5)乙醇沉淀收集截留液并加入乙醇至終濃度60%-95%，充分?jǐn)嚢瑁钩恋懋a(chǎn)生；(6)干燥離心取沉淀，并用質(zhì)量濃度80%乙醇洗滌3-5次，減壓干燥即得成品水溶性納米級(jí)谷物多糖。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水溶性納米級(jí)谷物多糖的制備方法，其特征在于sugary1 甜質(zhì)型谷物，選用玉米、高粱、稻米、大麥或蕎麥的sugary 1突變異種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水溶性納米級(jí)谷物多糖的制備方法，其特征在于物理場處理的參數(shù)條件為微波功率600 1000 W，或者超聲波頻率20-80 kHz,或者高壓壓力 100-600 MPa0
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水溶性納米級(jí)谷物多糖的制備方法，其特征在于蛋白酶選用胃蛋白酶、胰蛋白酶、木瓜蛋白酶、無花果蛋白酶、堿性蛋白酶、中性蛋白酶、細(xì)菌蛋白酶或霉菌蛋白酶；淀粉酶選用耐高溫α -淀粉酶、中溫α -淀粉酶或真菌淀粉酶；蛋白酶與淀粉酶兩者配比為0. 1:1-10:1。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水溶性納米級(jí)谷物多糖的制備方法，其特征在于水溶性納米級(jí)谷物多糖顆粒平均大小為20-100nm，分支密度6% -15%。
6.用權(quán)利要求1所述方法制備的水溶性納米級(jí)谷物多糖的應(yīng)用，其特征在于應(yīng)用于功能性大分子壁材、控緩釋靶向載體、油炸食品保脆劑、表面活性劑、潤膚液、或洗發(fā)露。
全文摘要
一種水溶性納米級(jí)谷物多糖的制備方法及應(yīng)用，屬于現(xiàn)代營養(yǎng)食品加工領(lǐng)域。本發(fā)明是將sugary1甜質(zhì)型谷物經(jīng)過粉碎、物理場提取、酶解、膜濾、乙醇沉淀、干燥等步驟制備得到水溶性納米級(jí)植物多糖，顆粒平均大小為20-100nm，分支密度6%-15%。本發(fā)明方法清潔高效、節(jié)能環(huán)保、無二次污染，產(chǎn)品得率、純度均較高，為進(jìn)一步功能應(yīng)用奠定良好的基礎(chǔ)，且產(chǎn)品的溶解性、生理活性均得到很好的保持。本發(fā)明的應(yīng)用可涉及到食品、醫(yī)藥、日用化學(xué)品等多個(gè)領(lǐng)域，如食品營養(yǎng)素穩(wěn)態(tài)化、功能因子靶向控釋、微膠囊造粒、液態(tài)納米包埋等。
文檔編號(hào)C12P19/14GK102212595SQ20111009883
公開日2011年10月12日 申請日期2011年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月20日
發(fā)明者崔武衛(wèi), 張濤, 李蓉, 江波, 繆銘 申請人:江南大學(xué)