利用掷孢酵母发酵去除麦麸低聚糖中阿拉伯糖的方法技术

本发明专利技术涉及一种利用掷孢酵母发酵去除麦麸低聚糖中阿拉伯糖的方法，属于发酵工程领域。本发明专利技术的目的是提高小麦麸皮低聚糖的双歧杆菌增殖效果。本发明专利技术的特征为以掷孢酵母（Sporobolomyces singularis）作为发酵菌种，以小麦麸皮低聚糖为发酵基质。掷孢酵母菌体按比例接种于小麦麸皮低聚糖糖液中，发酵温度25℃，在160r/min条件下发酵时间8h，阿拉伯糖去除率最高达到33%。体外发酵实验数据显示，去除阿拉伯糖后小麦麸皮低聚糖较去除之前的产气量减少、pH值降低、乳酸增多。这说明部分去除阿拉伯糖后，小麦麸皮低聚糖对双歧杆菌和乳酸菌等有益菌增殖效果显著。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种利用掷孢酵母（Sporobolomyces singularis）发酵去除麦麸低聚糖中阿拉伯糖的方法。属于发酵工程领域。
技术介绍
研究结果表明：阿拉伯木聚糖是小麦麸皮中主要的结构多糖，它是由木聚糖主链和侧链连接而成，其中β-D-吡喃木糖经β-(1-4)-糖苷键连接构成木聚糖主链，而侧链是由α-L-呋喃阿拉伯糖构成。α-L-呋喃阿拉伯糖可单独取代β-D-木糖残基中的C-2和C-3位，也可在C-2和C-3位双取代。α-L-呋喃阿拉伯糖侧链是以2个或者2个以上的α-L-呋喃阿拉伯糖单糖分子通过1-2，1-3，1-5键连接起来的，同时还含有一定量的阿魏酸基团，通过酯化的形式与AX共价连接（郑学玲, 李利民, 姚惠源. 水溶戊聚糖分级纯化组分结构初步分析[J].食品与生物技术学报, 2005, 24(2)：6-9）。小麦麸皮中含有20%左右的戊聚糖，其中大部分为阿拉伯木聚糖，是制备低聚糖的良好资源。和其他低聚糖生产原料如玉米芯和棉籽壳等相比较，利用小麦麸皮生产低聚糖具有生产预处理简单、废水很少、成本低等优点，因而具有很大的市场前景。小麦麸皮低聚糖经过木聚糖酶水解之后，由于低聚糖中含有较多阿拉伯糖，这会影响小麦麸皮低聚糖的功能性。根据我们以前的研究结果，小麦麸皮低聚糖的有益菌增殖效果不太明显（周迎春.小麦麸皮低聚糖生产工艺优化及其功能特性研究，硕士学位论文，河南工业大学 2014）。因而，本专利技术的目的在于部分或全部去除小麦麸皮低聚糖中的阿拉伯糖，以提高其功能性。但目前还没有见到去除小麦麸皮低聚糖中阿拉伯糖的报道。和化学法相比，微生物发酵法具有特异性强、反应条件温和、成本低和环境污染少等优势，因而具有可行性。经过前期研究和资料查询，本专利技术采用掷孢酵母为菌种发酵去除小麦麸皮低聚糖中阿拉伯糖。迄今为止，还没有查询到利用酵母去除低聚糖中阿拉伯糖的报道。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种去除麦麸低聚糖中阿拉伯糖的方法。本专利技术的内容为一种利用掷孢酵母发酵去除阿拉伯糖的方法，其特征在于：以掷孢酵母作为菌种，发酵去除小麦麸皮低聚糖中的部分阿拉伯糖，从而提高其有益菌增殖效果等功能性。本专利技术所述的去除阿拉伯糖的方法，其步骤如下：（1）配制葡萄糖6%，蛋白胨1%，酵母膏0.5%的摇瓶培养基，煮沸至完全溶解；（2）将配制好的摇瓶培养基于121℃灭菌15 min，冷却至室温；（3）将掷孢酵母接入摇瓶培养基中25℃，120 r/min培养3~4天离心得到菌体；（4）将离心得到的菌体按照1~3%质量比接入小麦麸皮低聚糖糖液中，在25℃，摇床转速160 r/min下发酵8 h；（5）发酵完成后离心去除沉淀，上清液即为去除部分阿拉伯糖的小麦麸皮低聚糖糖液。本专利技术所述的小麦麸皮低聚糖是经过高温酸水解、木聚糖酶酶解、活性炭脱色、离子交换去离子和浓缩等工序生产得到的，糖液固形物含量为3-10%。固形物含量的测定方法采用手持糖度计，其测定原理为固形物含量和折光有相关性。本专利技术所述的去除部分阿拉伯糖的小麦麸皮低聚糖糖液可以经过浓缩和喷雾干燥得到小麦麸皮低聚糖干粉。本专利技术去除阿拉伯糖的效果是通过高效液相法测定，具体方法如下：首先是小麦麸皮低聚糖水解，将固形物含量2%左右的糖液分别以质量比1：1加入1 mol/L硫酸溶液，沸水浴1.5 h，用BaCO3 中和，备用。水解后的糖液进行阿拉伯糖含量测定，首先水解液用体积比50/50乙腈/水稀释后，用注射器吸取水解液，经0.22 μm滤膜过滤后置于样品瓶中，在高效液相中分析组分，计算阿拉伯糖的去除率。液相色谱条件如下：检测器（RID）温度：35℃；柱温：35℃；进样量：10 μL；流速：0.5 mL/min；色谱柱型号：XBRIDGE Amide ( 4.6×250 mm, 3.5 μm)。经过分析，经过本专利技术的发酵法去除阿拉伯后，小麦麸皮低聚糖中的阿拉伯糖去除率可以达到25-33%（质量百分比）。本专利技术所述的去除部分阿拉伯糖后的小麦麸皮低聚糖的功能性验证采用体外模拟实验，即采用Rycroft等的体外肠道菌群增殖方法（ Rycroft C.E., Jones M.R., Gibson G.R., et al. A comparative in vitro evaluation of the fermentation properties of prebiotic oligosaccharides[J]. Journal of Applied Microbiology, 2001, 91(05): 878-887）。具体操作如下：将体外发酵培养基装入带橡胶帽的10毫升玻璃瓶中高压灭菌，小麦麸皮低聚糖样品经0.22 μm微孔水系滤膜过滤除菌，然后按5g/L比例加入灭菌培养基中。取健康志愿者的新鲜粪便5.0 g，加入45 mL生理盐水，混匀，等量接种至体外发酵培养基中，37 ℃静置培养。分别在体外模拟发酵每隔2h时，测定发酵液pH值及产气量。发酵液pH值采用pH计直接测定。 产气量的测定在玻璃瓶的橡胶帽上垂直插入无菌注射器，每隔2h观察发酵液上注射器的刻度并做记录。短链脂肪酸测定采用HPLC分析试样中的乳酸、乙酸、丙酸、丁酸的含量。对比去除阿拉伯糖前后的糖液在体外模拟发酵过程中的pH值和产气量的变化，以及利用高效液相色谱法测定体外模拟发酵24小时后的短链脂肪酸含量。结果见附图1-3。从附图1-3中可以看出，本专利技术的利用掷孢酵母去除部分阿拉伯糖后的小麦麸皮低聚糖较去除以前，产气量明显降低，pH值明显降低，短链脂肪酸中乳酸含量明显增加。根据肠道菌群微生物的变化规律，以上这些变化最可能的原因是在体外模拟实验过程中乳酸菌和双歧杆菌数量和比例增加。这些数据显示，经过后专利技术方法处理后，也就是部分去除阿拉伯糖后的小麦麸皮低聚糖具有更好的有益菌增殖效果。 附图说明图1是体外模拟发酵过程中产气量随发酵时间变化图；图2是体外模拟发酵液pH值随发酵时间变化图；图3是体外模拟发酵24小时发酵液中短链脂肪酸含量变化图。本文档来自技高网...

【技术保护点】
利用微生物发酵法去除麦麸低聚糖中阿拉伯糖的方法，其特征在于：以掷孢酵母（Sporobolomyces singularis）作为菌种，发酵去除麦麸低聚糖中的部分阿拉伯糖，从而提高其有益菌增殖效果等功能性。

【技术特征摘要】
1.利用微生物发酵法去除麦麸低聚糖中阿拉伯糖的方法，其特征在于：以掷孢酵母（Sporobolomyces singularis）作为菌种，发酵去除麦麸低聚糖中的部分阿拉伯糖，从而提高其有益菌增殖效果等功能性。2.权利要求1所述的一种利用微生物发酵法去除麦麸低聚糖中阿拉伯糖的方法，其步骤如下：配制葡萄糖6%，蛋白胨1%，酵母膏0.5%的摇瓶培养基，煮沸至完全溶解；将配制好的摇瓶培养基于121℃灭菌15 min，冷却至室温；将掷孢酵母试管菌种接入摇瓶培养基中，在培养温度25℃，摇床转速120 r...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁长河，悦玉霞，张玲，陈复生，
申请(专利权)人：河南工业大学，
类型：发明
国别省市：河南;41