利用瓜爾膠快速制備低聚半乳甘露糖酶解液的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種利用瓜爾膠快速制備低聚半乳甘露糖的生物酶解方法，屬于生物
技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 瓜爾膠是由一年生草本豆科作物瓜爾豆的胚乳部分加工而成的一種天然增稠劑， 主要成分為一種植物多糖：半乳甘露聚糖。瓜爾膠是外觀為白色或微黃色的自由流動(dòng)粉 末，能溶于冷水或熱水，遇水后形成膠狀物質(zhì)，能迅速增稠。半乳甘露聚糖結(jié)構(gòu)的主鏈?zhǔn)且?0-(1-4)糖苷鍵連接在一起的甘露聚糖，支鏈?zhǔn)且詀-(1-6)糖苷鍵連接的半乳聚糖。低聚 半乳甘露糖是半乳甘露聚糖的不完全降解產(chǎn)物，由2-10個(gè)半乳糖和甘露糖分子通過糖苷 鍵聚合而成的低聚糖的總稱，半乳糖和甘露糖的摩爾比約為1 : 2。低聚半乳甘露糖不能 被人體消化吸收，熱量低，基本不增加血糖和血脂，但能顯著增進(jìn)人體腸道內(nèi)以雙歧桿菌和 乳酸桿菌為代表的有益菌的增殖，具有調(diào)節(jié)腸道功能、改善便秘、抗氧化和提高免疫力的作 用。
[0003] 當(dāng)前，利用瓜兒膠為原料，酶切降解制備低聚半乳甘露糖的方法存在如下問題。一 是現(xiàn)有方法對(duì)瓜爾膠的酶解主要是采用0 -甘露聚糖酶，但采用單一酶水解瓜爾膠的效率 不高。雖然現(xiàn)有一些技術(shù)采用了復(fù)合酶降解植物多糖的方法，但由于每種酶分別進(jìn)行降解， 時(shí)間較長，酶解效率較低。二是在瓜爾膠酶解過程中，由于瓜爾膠溶液黏度過高，目前普遍 采用的酶解瓜爾膠時(shí)的濃度為0. 3-2%，得到的低聚糖的濃度較低，在進(jìn)一步制備低聚半乳 甘露糖粉劑時(shí)需要進(jìn)行脫水干燥處理，這不僅增加了產(chǎn)物即低聚半乳甘露糖后續(xù)脫水、干 燥的成本，也嚴(yán)重影響了工業(yè)化生產(chǎn)的效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提供一種高濃度瓜爾膠的快速酶解方法，獲得低 聚半乳甘露糖酶解液。
[0005] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：
[0006] 首先用檸檬酸-檸檬酸鈉緩沖溶液配制瓜爾膠粉溶液，然后控制溫度及時(shí)間進(jìn)行 加熱溶脹，冷卻后，同時(shí)加入甘露聚糖酶、木聚糖酶、纖維素酶三種酶，充分混勻，控制 酶解溫度及時(shí)間進(jìn)行降解。
[0007] 以上所述梓檬酸-梓檬酸鈉緩沖溶液為0.Imol/mL，pH值為6.0~6.6。
[0008] 瓜爾膠溶液濃度為10~12 %，加熱溶脹溫度為92~95 °C，溶脹時(shí)間為50~ 60min;冷卻至 30-33 °C。
[0009] 瓜爾膠粉與0 -甘露聚糖酶、木聚糖酶、纖維素酶的混和比例為：每克瓜爾膠粉加 入0 -甘露聚糖酶70~90U，木聚糖酶1000~2000U，纖維素酶2000~3000U。
[0010] 加入三種酶后采用溫度梯度酶解方式，具體為：
[0011] (1)將溫度從冷卻后溫度升高到35-40°C，酶解1. 5-2. 5h;
[0012] (2)將溫度升高到48-53°C，酶解3-4h;升溫過程中每3-5分鐘升高1-2攝氏度， 并且每升高1-2攝氏度保持10分鐘；
[0013] (3)將溫度升高到55°C，酶解2-3h。
[0014] 酶解結(jié)束后，即得到低聚半乳甘露糖酶解液，通過基質(zhì)輔助激光解吸電離飛行時(shí) 間質(zhì)譜（MALDI-TOF)和高效液相色譜法（HPLC)測(cè)定酶解液中不同聚合度低聚半乳甘露糖 的質(zhì)量百分比。MALDI-TOF質(zhì)譜儀的參數(shù)設(shè)置：氮激光器波長337nm，采用延時(shí)引出和反 射的工作方式，加速電壓19. 5kV，反射電壓20kV，延時(shí)引出電壓14. 5~16. 5kV，延時(shí)時(shí)間 50~200ns，正離子檢測(cè)。
[0015]HPLC參數(shù)設(shè)置：色譜柱NH2Column(416mmX250mm)，柱溫 30°C，流速lmL/min,進(jìn) 樣量為20yL，流動(dòng)相乙腈：水=75 : 25。
[0016] 聚合度2-10的低聚半乳甘露糖占酶解液糖類質(zhì)量組成成分的99. 5%~99. 9%。
[0017] 本發(fā)明所述的復(fù)合酶解方法的有益效果是：
[0018] 1、加熱溶脹步驟避免了因瓜爾膠溶液黏度過高而導(dǎo)致的瓜爾膠溶液與酶混合不 均和酶解困難。
[0019] 2、實(shí)現(xiàn)瓜爾膠12%以上高濃度下的酶解，并獲得低聚半乳甘露糖酶解液，節(jié)約了 后續(xù)生產(chǎn)低聚半乳甘露糖粉劑時(shí)干燥的成本。
[0020] 3、低聚半乳甘露糖作為供人食用的植物膳食纖維，檸檬酸-檸檬酸鈉作為緩沖溶 液，無毒副作用，食用安全。
[0021] 4、實(shí)現(xiàn)0-甘露聚糖酶、木聚糖酶、纖維素酶同時(shí)酶解，時(shí)間短，省略了每種酶依 次降解后的純化步驟，節(jié)約了生產(chǎn)時(shí)間和成本，提高了效率。
[0022] 5、0 -甘露聚糖酶、木聚糖酶、纖維素酶的酶解特點(diǎn)各異，互為補(bǔ)充，酶解速度快。 酶解液糖類組成成分中，單糖成分為〇,保證了低聚半乳甘露糖實(shí)現(xiàn)其益生元的有益效果； 聚合度為2-10的低聚糖占99. 5%~99. 9%，說明了瓜爾膠的充分降解。
[0023] 現(xiàn)有技術(shù)中都是酶解低濃度的瓜爾膠或其他生物膠，普遍認(rèn)為高濃度的膠溶液在 酶解時(shí)的效果不佳，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)瓜爾膠高濃度下的酶解，并獲得高濃度的低聚半乳甘露糖 酶解液，節(jié)約了后續(xù)生產(chǎn)低聚半乳甘露糖粉劑時(shí)的脫水、干燥的成本。
【具體實(shí)施方式】[0024] 實(shí)施例1
[0025] 取瓜爾膠粉10g，用0.Imol/mL檸檬酸-檸檬酸鈉緩沖溶液定容至100mL，調(diào)pH值 為6.0;然后加熱溶脹，溫度為92°C，時(shí)間為50min;冷卻至30°C后，同時(shí)加入甘露聚糖 酶700U，木聚糖酶10000U，纖維素酶20000U，充分混合。
[0026] 加入三種酶后采用溫度梯度酶解方式，具體為：
[0027] (1)將溫度從冷卻后溫度升高到35°C，酶解1. 5h;
[0028] (2)將溫度升高到48°C，酶解3h;升溫過程中每3分鐘升高1攝氏度，并且每升高 1攝氏度保持10分鐘；
[0029] (3)將溫度升高到55°C，酶解2h。
[0030] 酶解結(jié)束后，即得到低聚半乳甘露糖酶解液。通過MALDI-TOF和HPLC方法測(cè)得該 實(shí)施例酶解液中不同聚合度低聚半乳甘露糖的質(zhì)量百分比如表1，聚合度2-10的低聚半乳 甘露糖占酶解液糖類組成成分的99. 4%。
[0031]表1實(shí)施例1中不同聚合度低聚半乳甘露糖的質(zhì)量百分比
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種利用瓜爾膠快速制備低聚半乳甘露糖酶解液的方法，其特征在于，首先用檸檬 酸-檸檬酸鈉緩沖溶液配制瓜爾膠溶液，然后控制溫度及時(shí)間進(jìn)行加熱溶脹，冷卻后，同時(shí) 加入e-甘露聚糖酶、木聚糖酶、纖維素酶三種酶，充分混勻，控制酶解溫度及時(shí)間進(jìn)行降 解。
2. 如權(quán)利要求1所述的利用瓜爾膠快速制備低聚半乳甘露糖酶解液的方法，其特征在 于，朽1檬酸-梓檬酸鈉緩沖溶液的濃度為〇. Imol/mL，pH值為6. O~6. 6。
3. 如權(quán)利要求1所述的利用瓜爾膠快速制備低聚半乳甘露糖酶解液的方法，其特征在 于，瓜爾膠溶液濃度為10~12%。
4. 如權(quán)利要求1所述的利用瓜爾膠快速制備低聚半乳甘露糖酶解液的方法，其特征在 于，溶脹溫度為92~95°C，時(shí)間為50~60min。
5. 如權(quán)利要求1所述的利用瓜爾膠快速制備低聚半乳甘露糖酶解液的方法，其特征在 于，加熱溶脹后冷卻至30-33°C。
6. 如權(quán)利要求1所述的利用瓜爾膠快速制備低聚半乳甘露糖酶解液的方法，其特征 在于，瓜爾膠粉與e-甘露聚糖酶、木聚糖酶、纖維素酶的混和比例為：每克瓜爾膠粉加入 0 -甘露聚糖酶70~90U，木聚糖酶1000~2000U，纖維素酶2000~3000U。
7. 如權(quán)利要求1所述的利用瓜爾膠快速制備低聚半乳甘露糖酶解液的方法，其特征在 于，加入三種酶后采用溫度梯度酶解方式，具體為： (1) 將溫度從冷卻后溫度升高到35-40°C，酶解I. 5-2. 5h ; (2) 將溫度升高到48-53°C，酶解3-4h ;升溫過程中每3-5分鐘升高1-2攝氏度，并且 每升高1-2攝氏度保持10分鐘； (3) 將溫度升高到55°C，酶解2-3h。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種利用瓜爾膠快速制備低聚半乳甘露糖酶解液的方法，首先用檸檬酸-檸檬酸鈉緩沖溶液配制瓜爾膠溶液，然后控制溫度及時(shí)間進(jìn)行加熱溶脹，冷卻后，同時(shí)加入β-甘露聚糖酶、木聚糖酶、纖維素酶三種酶，充分混勻，控制酶解溫度及時(shí)間進(jìn)行降解。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了高濃度下瓜爾膠的快速酶解，并獲得了低聚半乳甘露糖酶解液,節(jié)約了后續(xù)生產(chǎn)低聚半乳甘露糖時(shí)干燥、純化的成本。
【IPC分類】C12P19-14
【公開號(hào)】CN104745659
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510175963
【發(fā)明人】劉云國, 劉艷華, 徐云峰, 馬云, 劉凌霄
【申請(qǐng)人】劉云國
【公開日】2015年7月1日
【申請(qǐng)日】2015年4月14日