一种半乳甘露低聚糖的制备方法技术

本发明专利技术提供一种半乳甘露低聚糖的制备方法，以瓜尔豆胶为底物，首先利用过氧化氢与抗坏血酸复配降解；再利用过氧化氢酶去除体系中残留过氧化氢，添加商业化酸性β‑甘露聚糖酶进行酶解。水解液灭酶后，离心除杂，浓缩后利用3‑5倍乙醇沉淀除去大分子量糖类物质，醇沉上清悬蒸浓缩到固形物含量≧20％，通过喷雾干燥即制得分子量小于10000Da GMOS干粉。利用80‑95％乙醇对GMOS干粉进行湿法造粒，能够得到40‑100目溶解性良好的固体颗粒。

【技术实现步骤摘要】
一种半乳甘露低聚糖的制备方法
本专利技术属于生物制品制备
，具体涉及一种半乳甘露低聚糖的制备方法。
技术介绍
瓜尔豆(Cyamopstetragonooba(L.)Taub.)为印度、巴基斯坦等地广泛种植的热带豆科草本植物。瓜尔豆胶(Guargum)，由瓜尔豆的种子去皮去胚芽后的胚乳部分，干燥粉碎后加水，进行加压水解后用20％的乙醇沉淀，离心分离后干燥粉碎而得，其黏度为天然胶体中黏度最高者，是目前国际上最廉价且应用广泛的亲水胶体之一。其主要化学成分是半乳糖甘露聚糖，主链为(1→4)-β-D-甘露糖单位，侧链是单个的α-D-半乳糖以(1→6)键与主链相联，半乳糖与甘露糖之比为1：1.8，约为1：2。瓜尔胶具有很好的水溶性和增稠性，但原粉往往具有下述的缺点：溶解速度慢，不能快速溶胀和水合；粘度不易控；热稳定性差等。这些缺点使瓜尔胶在食品及医药领域应用受到很大限制，较高的黏性使其不易进入肠道，难以发挥膳食纤维的作用，因此需要改变其理化特性，使其被更加广泛应用。功能性低聚糖是由单糖通过糖苷键聚合而成的化合物，其制备方法多种多样，并含有多种生理功能。近年来，国内外对瓜尔豆胶制备半乳甘露低聚糖(GMOS)的关注度日益提高，在活体小鼠试验中GMOS的生理功能未发生大的改变，且未发现安全性问题。GMOS黏性更低，更容易在肠道中发挥作用，代谢产物甘露糖和半乳糖能够被微生物摄取，促进有益菌发酵，进而降解肠道内的废物并促进排出体外。除以上功能特点外，GMOS还具有防治高血脂、抗氧化、增强免疫功能等作用。近年来，随着人们对健康及肠道功能的关注度不断提高，GMOS作为一种较优秀的新型低聚糖，也将越来越受到人们关注。目前降解瓜尔豆胶的方法主要分为化学降解法及酶降解法。氧化降解法是化学降解法中常用的一种降低胶体黏度的方法，但是化学试剂很容易造成残留，同时反应较为剧烈不容易控制。酶法反应条件温和，但是底物浓度过高造成反应体系黏度过高、反应时间缓慢、酶解不彻底，而较低的底物浓度在工业化生产中会造成时间及资源的浪费。
技术实现思路
本专利技术的内容是提供一种过氧化氢与β-甘露聚糖酶复合降解瓜尔豆胶，并制备具有润肠通便功能的半乳甘露低聚糖的方法。该方法的优点是将氧化降解与酶解技术整合在一起，反应时间短，条件温和可控制，产物得率高，直接得到特定分子量的功能性半乳甘露低聚糖，工艺适合规模化生产。本专利技术涉及一种过氧化氢与β-甘露聚糖酶复合降解瓜尔豆胶制备半乳甘露低聚糖的方法，其生产过程如下：1)过氧化氢降解：将抗坏血酸和食品级过氧化氢溶解于水中，再加入瓜尔豆胶进行降解；待降解的黏度为80-200mPas时，加入过氧化氢酶除去残留过氧化氢，所述的抗坏血酸在水溶液中的终浓度为0.5-4mmol/L、食品级过氧化氢的终浓度为10-40mmol/L；所述的除去残留的过氧化氢，酶添加量3000-8000U/L降解体系，pH6.0-8.0，温度40-60℃，时间10-25min；2)酶解：使用酸性β-甘露聚糖酶进行酶解，酶活力40000-50000U/g，酶添加量为100-200U/g瓜尔豆胶底物，酶解温度40-60℃，盐酸调节pH2.0-4.0，作用时间1-2h；3)离心絮凝：将步骤2)制备的酶解液离心，除去酶解残渣；上清液浓缩后按照3-5倍体积倍数添加乙醇，沉降除去大分子糖类物质；4)喷雾干燥：醇沉上清液悬蒸浓缩至固形物含量≧20％后，按照固形物含量15-25％添加麦芽糊精进行喷雾干燥，完成制备。其中喷雾干燥进口温度150-190℃，出口温度80-120℃，流速9-15mL/min，得到分子量小于10000DaGMOS干粉。本专利技术通过控制食品级过氧化氢添加量，在避免反应过于剧烈的情况下，能够使瓜尔豆胶底物浓度迅速降低，从而节省后续酶解时间，使酶解产物更为均匀。过氧化氢酶的使用可消除反应体系中残留过氧化氢，符合国家食品级过氧化氢作为加工助剂的使用标准。本专利技术采用氧化降解与酶解复配的技术，极大提高了反应底物浓度，克服了瓜尔豆胶高黏度对酶解反应的限制，用环保、经济的工艺手段生产溶解性良好的具有润肠通便功能的GMOS固体粉末。具有反应时间短、能耗低、操作方便、成本低的优点，产物均匀且得率高，适合大规模工业化生产。产品纯度较高，造粒后颗粒溶解性良好，可用作具有润肠通便功效的新型原料和助剂。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术进行详细的描述。实施例11、将1mmol抗坏血酸、30mmol食品级过氧化氢溶解于1L水中，溶解均匀后加入200g瓜尔豆胶，40℃下反应釜反应15min，转速40-60r/min。2、按照3000U/L向反应液中添加过氧化氢酶，40℃反应15min。3、反应结束后，可参照GB-T23499-2016，用钛盐比色法测定反应体系中是否残留过氧化氢。4、用盐酸将反应液调节pH至2.5，按照200U/g瓜尔豆胶底物的量加入酸性β-甘露聚糖酶进行酶解，50℃反应1h。5、将酶解液煮沸灭酶，然后用离心机4800rpm离心20min，去除不溶性酶解残渣。6、上清液悬蒸浓缩至400mL，按照上清液3倍体积加入1200mL95％乙醇，此时出现少量白色糖沉淀，4800rpm离心20min除去大分子糖类物质。7、醇沉上清液悬蒸浓缩至350mL后测固形物含量，按照固形物含量20％添加麦芽糊精，溶解均匀后进行喷雾干燥即得半乳甘露低聚糖，其中喷雾干燥进口温度165-170℃，出口温度80-90℃，流速9-12mL/min。产物均为分子量低于10000Da的半乳甘露低聚糖，产物的得率可达到85％左右。8、利用湿法造粒机，95％乙醇湿法造粒，造粒后60℃烘2-3h至恒重，过40目及100目筛，即得到40-100目水溶性良好的固体低聚糖粉末颗粒。实施实例21、将20mmol抗坏血酸、1.5mol食品级过氧化氢溶解于50L水中，酶解罐夹套通入蒸汽把罐内水预热至45-50℃，加入12.5kg瓜尔豆胶，发酵罐在50℃下搅拌反应25min，转速55-60r/min。2、按照3000U/L向反应液中添加过氧化氢酶，50℃搅拌反应15min，转速55-60r/min。3、反应结束后，参照GB-T23499-2016，用钛盐比色法测定反应体系中是否残留过氧化氢。4、用盐酸将反应液调节pH至2.5，按照200U/g瓜尔豆胶底物的量加入酸性β-甘露聚糖酶进行酶解，50℃继续搅拌反应1h左右。酶解结束后将温度升高至90℃，保持10min灭酶。5、蝶式离心机6500r/min离心，去除不溶性酶解残渣。6、上清液使用双效浓缩设备浓缩至15L，按照浓缩后体积的3倍加入45L95％乙醇，此时出现少量白色糖沉淀，离心除去大分子糖类物质。7、醇沉上清液悬蒸浓缩至15L后测固形物含量，按照固形物含量20％添加麦芽糊精，溶解均匀后进行喷雾干燥即得半乳甘露低聚糖，其中喷雾干燥进口温度165-170℃，出口温度80-90℃，流速12-15mL/min。产物均为分子量低于10000Da的半乳甘露低聚糖，产物的得率可达到87％左右。8、利用湿法造粒机，95％乙醇湿法造粒，造粒后60℃烘3h至恒重，过40目及100目筛，即得到40-100目水溶性良好的固体低聚糖粉末颗粒。实施例3本专利技术技术制备低聚糖与商业低聚糖产品本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备半乳甘露低聚糖的方法，其特征在于，所述的方法包括如下的步骤：1)过氧化氢降解：将抗坏血酸和食品级过氧化氢溶解于水中，再加入瓜尔豆胶进行降解；待降解的黏度为80‑200mPas时，加入过氧化氢酶除去残留过氧化氢，2)酶解：使用酸性β‑甘露聚糖酶进行酶解，酶活力40000‑50000U/g，酶添加量为100‑200U/g瓜尔豆胶底物，酶解温度40‑60℃，盐酸调节pH 2.0‑4.0，作用时间1‑2h；3)离心絮凝：将步骤2)制备的酶解液离心，除去酶解残渣；上清液浓缩后按照3‑5倍体积倍数添加乙醇，沉降除去大分子糖类物质；4)喷雾干燥：醇沉上清液悬蒸浓缩至固形物含量≧20％后，按照固形物含量15‑25％添加麦芽糊精进行喷雾干燥，完成制备。

【技术特征摘要】
1.一种制备半乳甘露低聚糖的方法，其特征在于，所述的方法包括如下的步骤：1)过氧化氢降解：将抗坏血酸和食品级过氧化氢溶解于水中，再加入瓜尔豆胶进行降解；待降解的黏度为80-200mPas时，加入过氧化氢酶除去残留过氧化氢，2)酶解：使用酸性β-甘露聚糖酶进行酶解，酶活力40000-50000U/g，酶添加量为100-200U/g瓜尔豆胶底物，酶解温度40-60℃，盐酸调节pH2.0-4.0，作用时间1-2h；3)离心絮凝：将步骤2)制备的酶解液离心，除去酶解残渣；上清液浓缩后按照3-5倍体积倍数添加乙醇，沉降除去大分子糖类物质；4)喷雾干燥：醇沉上清液悬蒸浓缩至固形物含量≧20％后，按照固形物含量15-25％...

【专利技术属性】
技术研发人员：牟海津，付晓丹，李蓉，
申请(专利权)人：中国海洋大学，
类型：发明
国别省市：山东,37