專利名稱：：高純度魔芋葡甘低聚糖生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及農(nóng)副產(chǎn)品加工領(lǐng)域，特別是涉及一種高純度魔芋葡甘低聚糖生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
：魔芋是(Amorphophalluskonjac)天南星科(Araceae)魔芋屬(Amorphophallusblume)多年生草本植物。主要分布在我國西南、西北的山區(qū)，球莖內(nèi)含有豐富的魔芋葡甘露聚糖、淀粉、蛋白質(zhì)、礦物質(zhì)和生物堿等，其應(yīng)用已有近兩千年歷史。發(fā)展魔芋的種植和深度加工對扶貧、環(huán)保、加快中西部地區(qū)發(fā)展有很大意義。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們更加深入認識到了魔芋資源的潛在價值，并把魔芋的應(yīng)用從簡單的入藥和食用拓展到工業(yè)生產(chǎn)的眾多領(lǐng)域，進行全方位的綜合開發(fā)利用，極大地提高其附加值。低聚糖(Oligosaccharide)是由2～10個單糖或其衍生物聚合而成的一種寡聚體化合物，已知的低聚糖通常是由己糖通過糖苷鍵連接形成的直鏈或支鏈低度聚合物。根據(jù)生物學(xué)功能劃分，可以將低聚糖分為功能性低聚糖和普通低聚糖兩大類，普通低聚糖僅作為供能物質(zhì)，無促進雙歧桿菌生長等特殊生理作用，如蔗糖、乳糖、麥芽糖等，功能性低聚糖人體難以消化，又被稱為非吸收性寡糖(non-digestableoligosaccharide)，這類低聚糖具有一般糖的口感，但甜度和能量只有蔗糖的20％～70％。葡甘低聚糖是由葡萄糖和甘露糖組成的雜聚寡糖，最初從酵母的細胞壁中提取獲得，后來陸續(xù)在其它微生物和植物等不同材料中發(fā)現(xiàn)。魔芋植物所含的葡甘聚糖是β-D-葡萄糖和β-D-甘露糖以1∶1.5的比例，通過β-1，4糖苷鍵聯(lián)結(jié)形成的雜多糖。近年來的研究發(fā)現(xiàn)，葡甘低聚糖除了具有功能性低聚糖的共同生理作用以外，還具有清除自由基、增強機體抗氧化性的能力。國內(nèi)外對葡甘低聚糖的研究主要還停留在實驗室階段，只有少量葡甘低聚糖出現(xiàn)在國外市場上，國內(nèi)基本無此類商品。目前，實驗室及生產(chǎn)中獲得葡甘低聚糖的方法主要有①從天然原料中提取；②利用轉(zhuǎn)移酶、水解酶催化糖基轉(zhuǎn)移反應(yīng)合成；③天然多糖的酶水解；④天然多糖的酸水解；⑤人工化學(xué)合成。由于天然原料中低聚糖含量極低，提取收率很低，從天然原料中提取成本太高；酸水解法生產(chǎn)低聚糖產(chǎn)品純度也較低，化學(xué)合成方法復(fù)雜，反應(yīng)過程控制難，副反應(yīng)多；酶法生產(chǎn)是現(xiàn)在的研究熱點，但主要還集中在酶的選擇，甚至產(chǎn)酶菌種的篩選，且該法也較復(fù)雜，反應(yīng)最終產(chǎn)物質(zhì)量指標(biāo)的在線控制難。食品輻照研究始于20世紀(jì)40年代，迄今已有60多年的歷史。全球已有41個國家批準(zhǔn)了232種輻照加工食品，已批準(zhǔn)的食品包括谷物、園藝產(chǎn)品、畜禽類產(chǎn)品、水產(chǎn)品等，輻照控制香辛料中的微生物和輻照抑制根莖類作物的發(fā)芽已在世界范圍內(nèi)成功的商業(yè)化。2002年國家質(zhì)檢總局批準(zhǔn)了17種輻照食品加工工藝標(biāo)準(zhǔn)，進一步將輻照加工食品納入HACCP(危害分析與關(guān)鍵控制點)與質(zhì)量管理體系，與國際接軌。目前，我國輻照農(nóng)產(chǎn)品年加工量為10萬t左右，加工潛力大。食品輻照加工是一項安全、衛(wèi)生、方便、經(jīng)濟有效的食品加工新技術(shù)，它是利用γ射線、X射線以及電子束等電離輻射射線與物質(zhì)作用產(chǎn)生的物理效應(yīng)、化學(xué)效應(yīng)和生物效應(yīng)，達到殺蟲滅菌、防止霉變、提高食品衛(wèi)生質(zhì)量，改善物料性質(zhì)及分子結(jié)構(gòu)的目的。到目前為止，還未見有關(guān)輻照處理生產(chǎn)魔芋葡甘低聚糖的方法報道。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種生產(chǎn)高純度魔芋葡甘低聚糖的方法，該方法采用γ-射線輻照技術(shù)，使魔芋粉中的葡甘聚糖降解，通過離子交換樹脂提純魔芋葡甘低聚糖，得到高純度的低聚糖。該方法依次通過下列步驟實現(xiàn)(1)在魔芋精粉中加入質(zhì)量百分比濃度為75％的食品級乙醇，乙醇的用量以能濕潤魔芋精粉為限，混合攪勻后，密閉靜置10～20分鐘使魔芋精粉濕潤，然后置于γ-射線放射源進行輻照處理，輻照劑量為24～120kGy；(2)將輻照處理后的物料用3～5倍質(zhì)量的質(zhì)量百分比濃度為75％的食品級乙醇洗滌2～5次，然后在60～70℃下將乙醇蒸發(fā)，使物料干燥；(3)將大孔樹脂經(jīng)轉(zhuǎn)型處理，用蒸餾水作洗脫液，在50～70℃、洗脫速度為3～8mL/分鐘條件下，對上述物料進行洗脫，將低聚糖中的葡萄糖除去，得到純度85％～90％以上的魔芋葡甘低聚糖。上述步驟(1)的γ-射線放射源可以是鈷60，步驟(3)的大孔樹脂最好是D61型大孔樹脂，規(guī)格為Φ8×600樹脂柱，轉(zhuǎn)型處理是指進行鈣化處理，洗脫時的進樣量依樹脂柱等的情況而定。本發(fā)明的優(yōu)點在于，采用輻照處理和離子交換，將資源豐富的魔芋葡甘聚糖轉(zhuǎn)化成具有功能活性的低聚糖，且低聚糖的純度達到85％以上而葡萄糖的含量低于3％，魔芋精粉商品價值大大提高。同時，該方法具有簡單、易操作、無污染、成本低等特點。具體實施例方式實施例1取魔芋精粉200克于500mL燒杯中，加入50mL質(zhì)量百分比濃度為75％的食品級乙醇，混合攪勻，密閉靜置10分鐘后，置于鈷60γ-射線下處理，輻照劑量24kGy，取出，用3倍質(zhì)量的質(zhì)量百分比濃度為75％的食品級乙醇洗滌4次，在60℃下將乙醇蒸發(fā)，使物料干燥；將干燥物料溶于蒸餾水中，用規(guī)格為Φ8×600樹脂柱，進樣量40mL，工作溫度60℃，用蒸餾水做洗脫液控制洗脫速度在3mL/分鐘，收集前8分鐘的洗脫液于真空干燥箱中干燥，得到純度為90％的魔芋葡甘低聚糖。實施例2取魔芋精粉500克于1000mL燒杯中，加入100mL質(zhì)量百分比濃度為75％的食品級乙醇，混合攪勻，密閉靜置15分鐘后，置于鈷60γ-射線下處理，輻照劑量80kGy，取出，用4倍質(zhì)量的質(zhì)量百分比濃度為75％的食品級乙醇洗滌2次，在65℃下將乙醇蒸發(fā)，使物料干燥；將干燥物料溶于蒸餾水中，用規(guī)格為Φ8×600樹脂柱，進樣量60mL，工作溫度50℃，用蒸餾水做洗脫液控制洗脫速度在6mL/分鐘，收集前12分鐘的洗脫液于真空干燥箱中干燥，得到純度為85％的魔芋葡甘低聚糖。實施例3取魔芋精粉1000克于2000mL燒杯中，加入200mL質(zhì)量百分比濃度為75％的食品級乙醇，混合攪勻，密閉靜置20分鐘后，置于鈷60γ-射線下處理，輻照劑量120kGy，取出，用5倍質(zhì)量的質(zhì)量百分比濃度為75％的食品級乙醇洗滌5次，在70℃下將乙醇蒸發(fā)，使物料干燥；將干燥物料溶于蒸餾水中，用規(guī)格為Φ8×600樹脂柱，進樣量600mL，工作溫度70℃，用蒸餾水做洗脫液控制洗脫速度在8mL/分鐘，收集前20分鐘的洗脫液于真空干燥箱中干燥，得到純度為87％的魔芋葡甘低聚糖。權(quán)利要求1.一種高純度魔芋葡甘低聚糖塵產(chǎn)方法，其特征在于，依次通過下列步驟實現(xiàn)(1)在魔芋精粉中加入質(zhì)量百分比濃度為75％的食品級乙醇，乙醇的用量以能濕潤魔芋精粉為限，混合攪勻后，密閉靜置10～20分鐘使魔芋精粉濕潤，然后置于γ-射線放射源進行輻照處理，輻照劑量為24～120kGy；(2)將輻照處理后的物料用3～5倍質(zhì)量的質(zhì)量百分比濃度為75％的食品級乙醇洗滌2～5次，然后在60～70℃下將乙醇蒸發(fā)，使物料干燥；(3)將大孔樹脂經(jīng)轉(zhuǎn)型處理，用蒸餾水作洗脫液，在50～70℃、洗脫速度為3～8mL/分鐘條件下，對上述物料進行洗脫，將低聚糖中的葡萄糖除去，得到純度85％～90％以上的魔芋葡甘低聚糖。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(1)的γ-射線放射源是鈷60。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，步驟(3)的大孔樹脂是D61型大孔樹脂，規(guī)格為Φ8×600樹脂柱。全文摘要一種高純度魔芋葡甘低聚糖生產(chǎn)方法，通過輻照技術(shù)，采用放射源鈷60γ－射線將魔芋葡甘聚糖大分子結(jié)構(gòu)降解，經(jīng)乙醇洗滌除去雜質(zhì)，再在離子交換樹脂的作用下，除去葡萄糖，獲得純度在85％以上，葡萄糖含量3％以下的低聚糖，商品價值大大提高。該方法具有簡單、易操作、無污染、成本低等特點。文檔編號C07H3/00GK1760211SQ200510057328公開日2006年4月19日申請日期2005年10月18日優(yōu)先權(quán)日2005年10月18日發(fā)明者鐘耕,張盛林,張偉敏,李浩南申請人:西南大學(xué)