一种利用双氧水氧化降解法制备亚麻籽胶低聚糖的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用双氧水氧化降解法制备亚麻籽胶低聚糖的方法。本发明专利技术以市售亚麻籽胶为原料，采用高压辅助双氧水氧化降解法，经动态溶解、氧化降解、抽滤、脱色、超滤、透析、浓缩、冷冻干燥得到亚麻籽胶低聚糖(FGOS)。本发明专利技术所得的FGOS为半固态粘稠状，呈浅红棕色，有特殊香味，易溶于水，难溶于乙醇等有机溶剂，易吸湿，为典型糖类物质，并含有糖醛酸；本发明专利技术所得的FGOS组分均一，平均分子量为1047Da，吡喃糖环结构，属吡喃糖，由鼠李糖、岩藻糖、阿拉伯糖、木糖、甘露糖、半乳糖及葡萄糖7种单糖组成，具有一定的抗氧化能力，对羟自由基、DPPH自由基、ABTS自由基、超氧阴离子自由基有较高清除率。

Method for preparing linseed gum oligosaccharide by oxidation degradation of hydrogen peroxide

The invention discloses a method for preparing linseed gum oligosaccharide by oxidation degradation of hydrogen peroxide. The invention uses commercially available flaxseed gum as raw materials, using high pressure assisted hydrogen peroxide oxidation degradation method by dynamic dissolution, oxidation degradation, decolorization, filtration, ultrafiltration, dialysis, concentration and freeze drying of flaxseed gum oligosaccharides (FGOS). The FGOS is a semi solid sticky, pale brown, special aroma, soluble in water, insoluble in organic solvents such as ethanol, hygroscopic, typical sugars and uronic acid containing FGOS group; the homogeneous and average molecular weight of 1047Da, of pyranose ring the structure, genus pyranose, composed of rhamnose, fucose, xylose, mannose, Arabia sugar, galactose and glucose 7 monosaccharides, has certain antioxidant capacity of hydroxyl radicals, DPPH free radicals, ABTS free radicals, superoxide anion radicals have relatively high removal rates.

【技术实现步骤摘要】
一种利用双氧水氧化降解法制备亚麻籽胶低聚糖的方法
本专利技术属于生物医药和功能性食品领域，具体涉及一种利用双氧水氧化降解法制备亚麻籽胶低聚糖的方法。
技术介绍
低聚糖(Oligosaccharide)，又称寡糖，是指由2-10个单糖分子通过各种特异性糖苷键连接而成的一种低分子糖类。低聚糖种类繁多，广泛存在于动物、植物及微生物组织或代谢产物中，按其是否具有生理保健功能可分普通低聚糖，和功能性低聚糖。功能性低聚糖因其普遍具有增值双歧杆菌、调节胃肠功能、预防龃齿、保护肝脏、抗肿瘤、抗衰老、增强免疫力等一系列特殊的生理功能，近年来备受关注，发展迅猛，是食品科学乃至生物医学等领域的研究热点之一，各种新型低聚糖的研究也不断涌现和深入，市场上低聚糖产品也不断增加。亚麻籽胶(Flaxseedgum)，又名富兰克胶、胡麻胶，是从一年生草本植物亚麻的种子亚麻籽中获得的一种以多糖为主要成分的天然植物种子胶。我国具有多年亚麻栽培历史，资源丰富，产量仅次于加拿大、印度，居世界第三位，主要分布于内蒙古、甘肃、新疆等地。亚麻籽中含有丰富的脂肪、蛋白质、纤维素、维生素、矿物质等营养成分以及ω-3不饱和脂肪酸、木酚素、水溶性植物胶等功能因子，具有很高的科研价值及潜在的经济价值。其中亚麻籽胶是除了脂肪、蛋白质以外含量最丰富的一种物质，目前主要用作食品添加剂，其它应用及产品开发还不多见。亚麻籽胶的主要成分是一种大分子聚合物多糖，可通过物理、化学或生物(酶)的方法切断其糖苷键，从而释放出更低聚合度的小分子糖，可考虑作为制备新型低聚糖的良好资源。目前低聚糖制备的方法主要有从天然产物中提取纯化而得(例如CN101463052A，一种龙眼果皮低聚糖的制备方法)、酶法制备(例如CN105410948A，一种水溶性葛根纤维低聚糖及其制备方法)等，然而由于天然产物中低聚糖含量有限，且分离纯化工艺要求很高，因此从天然产物中直接分离纯化有其应用局限性；酶法由于较为温和且专一性很高，对于一些难降解的杂多糖并不适用。例如对于亚麻籽胶而言，由于其多糖结构的复杂性，酶法并不能十分有效地降解。双氧水氧化降解法作为一种新型化学降解方法，且其还原产物为水，不会引入其他杂质，绿色安全。有个别文献涉及双氧水辅助酸水解法降解多糖制备低聚糖(CN201310077612.6，一种魔芋葡甘低聚糖的制备方法及其所采用的薄膜蒸发器，此法工艺复杂，对于该专利涉及的原料采用酶法更为简单实用)，但利用高压辅助双氧水氧化降解法制备功能性低聚糖尚未见报道，尤其是利用该方法降解亚麻籽胶制备具有抗氧化活性的新型低聚糖更未见报道。
技术实现思路
针对传统酶法降解亚麻籽胶的局限性，本专利技术的首要目的在于提供一种具有抗氧化活性的新型低聚糖—亚麻籽胶低聚糖的制备方法。本专利技术的另一个目的在于提供上述制备方法获得的具有抗氧化活性的亚麻籽胶低聚糖，以及提供上述新型亚麻籽胶低聚糖的性质、结构及抗氧化活性。本专利技术目的通过以下技术方案实现：一种利用双氧水氧化降解法制备亚麻籽胶低聚糖的方法，包括以下步骤：(1)亚麻籽胶的溶解：取市售亚麻籽胶动态溶解于适量浓度的双氧水溶液中，使亚麻籽胶充分溶解，亚麻籽胶的添加量不高于5％(w/v)；(2)亚麻籽胶的氧化降解：取步骤(1)获得的亚麻籽胶液，于密封高压条件下氧化降解，控制一定的反应时间及反应温度，反应结束后取出冷却；(3)亚麻籽胶低聚糖的脱色：将步骤(2)获得的降解混合溶液进行抽滤并反复洗涤滤饼，合并滤出液，在适宜温度下采用活性炭震荡吸附脱色，直至糖液变为淡黄色或无色(以无色为佳)，滤去活性炭，取滤出液；(4)亚麻籽胶低聚糖的超滤及透析：将步骤(3)获得脱色糖液进行超滤处理，弃去超滤浓缩液，取滤出液，适当浓缩后进行透析处理；(5)亚麻籽胶低聚糖的干燥：将步骤(4)获得的经透析处理后的糖液进行真空浓缩后冷冻干燥，得到所述亚麻籽胶低聚糖。步骤(1)所述的动态溶解是指于容器中加入适量特定浓度的双氧水溶液，内置一颗梭形转子，高速搅拌(500r/min以上)状态下加入亚麻籽胶，使亚麻籽胶充分溶解成粘液状。步骤(2)所述的氧化降解亚麻籽胶的条件为：双氧水浓度为0.1–0.6mol/L，反应温度80–125℃，反应时间0.5–3.0h。步骤(2)中将亚麻籽胶液分装于螺纹口玻璃瓶中，密闭，置于高压蒸汽灭菌锅中实现高压(相对压力0.05MPa以上)辅助双氧水降解亚麻籽胶，高压蒸汽灭菌锅可采用全自动可控温立式高压蒸汽灭菌锅。步骤(3)所述的抽滤是采用双圈定性滤纸进行抽滤；所述的脱色过程是采用粉末活性炭震荡吸附脱色法，活性炭添加量为糖液体积的1％(w/v)，脱色温度控制为40–60℃，脱色2–3次，每次脱色时间1–2h。步骤(4)所述的超滤是采用实验级切向流浓缩纯化透析系统(配有PelliconXL50cm2管匣，截留分子量不低于5000Da)进行超滤处理，控制进料口压力及回流压力；所述的透析是采用即用型透析袋，截留分子量为500–1000Da，透析时间为24h，期间每隔4h换一次水，透析结束后取透析袋内截留糖液。步骤(5)所述的真空浓缩是采用旋转蒸发仪，控制温度为60℃、真空度为0.10MPa进行旋转蒸发浓缩至原有体积的5–10％；所述的冷冻干燥是控制冷阱温度为-50℃，真空度为50Pa，冷冻干燥时间为10–16h，视样品干燥情况可适当延长或缩短干燥时间。上述制备方法获得了具有抗氧化活性的亚麻籽胶低聚糖(FGOS)，所述FGOS为半固态粘稠状，呈浅红棕色，有特殊香味，易溶于水，难溶于乙醇、乙醚等有机溶剂，易吸湿；纯度分析表明其为典型糖类物质，并含有糖醛酸，为酸性低聚糖。所述FGOS组分均一，经尺寸排阻色谱法(SEC)测定其平均分子量为1047Da，红外光谱分析表明FGOS具有吡喃糖环结构，属吡喃糖；所述FGOS经毛细管气相色谱分析表明是由鼠李糖、岩藻糖、阿拉伯糖、木糖、甘露糖、半乳糖及葡萄糖7种单糖组成，其摩尔百分比分别为8.26％、7.54％、12.85％、7.93％、29.31％、14.28％、19.82％，原料来源不同可导致单糖种类和相对含量的差异；所述FGOS具有一定的抗氧化能力，对羟自由基、DPPH自由基、ABTS自由基、超氧阴离子自由基的清除率分别不低于82％、52％、91％、73％。上述具有抗氧化活性的新型低聚糖—亚麻籽胶低聚糖(FGOS)可作为抗氧化制剂、药品及功能食品配料。与现有低聚糖的制备技术相比，本专利技术具有以下优点及有益效果：(1)本专利技术针对传统酶法降解亚麻籽胶的局限性，首次采用高压辅助双氧水氧化降解法对市售亚麻籽胶进行降解，相比于酶法，双氧水氧化降解法能不受亚麻籽胶多糖分子复杂支链结构的影响而高效地切断其主链分子中的糖苷键，从而获得了一种新型低聚合度的小分子糖—FGOS，并采用脱色、超滤、透析等一系列简单处理工艺对FGOS进行了有效的分离纯化。(2)为了深入研究亚麻籽胶低聚糖，我们还对分离纯化后的FGOS进行了理化性质、结构组成及抗氧化活性的分析和讨论。本专利技术利用纯度分析实验、傅里叶红外变换光谱、尺寸排阻色谱、毛细管气相色谱等方式对FGOS进行了理化性质分析及结构表征，并通过羟基自由基清除试验、DPPH自由基清除试验、ABTS自由基清除试验及超氧阴离子自由基清除试验表本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用双氧水氧化降解法制备亚麻籽胶低聚糖的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)取市售亚麻籽胶动态溶解于双氧水溶液中，使亚麻籽胶充分溶解；(2)取步骤(1)获得的亚麻籽胶液，于密封高压条件下氧化降解，控制一定的反应时间及反应温度，反应结束后取出冷却；(3)将步骤(2)获得的降解混合溶液进行抽滤并反复洗涤滤饼，合并滤出液，采用活性炭震荡吸附脱色，直至糖液变为淡黄色或无色，滤去活性炭，取滤出液；(4)将步骤(3)获得脱色糖液进行超滤处理，弃去超滤浓缩液，取滤出液，浓缩后进行透析处理；(5)将步骤(4)获得的经透析处理后的糖液进行真空浓缩后冷冻干燥，得到所述亚麻籽胶低聚糖。

【技术特征摘要】
1.一种利用双氧水氧化降解法制备亚麻籽胶低聚糖的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)取市售亚麻籽胶动态溶解于双氧水溶液中，使亚麻籽胶充分溶解；(2)取步骤(1)获得的亚麻籽胶液，于密封高压条件下氧化降解，控制一定的反应时间及反应温度，反应结束后取出冷却；(3)将步骤(2)获得的降解混合溶液进行抽滤并反复洗涤滤饼，合并滤出液，采用活性炭震荡吸附脱色，直至糖液变为淡黄色或无色，滤去活性炭，取滤出液；(4)将步骤(3)获得脱色糖液进行超滤处理，弃去超滤浓缩液，取滤出液，浓缩后进行透析处理；(5)将步骤(4)获得的经透析处理后的糖液进行真空浓缩后冷冻干燥，得到所述亚麻籽胶低聚糖。2.根据权利要求1所述的一种利用双氧水氧化降解法制备亚麻籽胶低聚糖的方法，其特征在于，步骤(1)所述的动态溶解是指于容器中加入适量特定浓度的双氧水溶液，内置一颗梭形转子，搅拌状态下加入亚麻籽胶，使亚麻籽胶充分溶解成粘液状。3.根据权利要求1所述的一种利用双氧水氧化降解法制备亚麻籽胶低聚糖的方法，其特征在于，步骤(2)所述的氧化降解反应条件为：双氧水浓度为0.1–0.6mol/L，反应温度80–125℃，反应时间0.5–3.0h。4.根据权利要求1所述的一种利用双氧水氧化降解法制备亚麻籽胶低聚糖的方法，其特征在于，步骤(3)所述的抽滤是采用双圈定性滤纸进行抽滤；所述的脱色过程是采用粉末活性炭震荡吸附脱色法，活性炭添加量为糖液体积的1％(w/v)，脱色温度控制为40–60℃，脱色2–3次，每次脱色时间1–2h。5.根据权利要求1所述的一种利用双氧水氧化降解法制备亚麻籽胶低聚糖的方法，其特征在于，步骤(4)所述的超滤是采用实验级切向流浓缩纯化透析系统进行超滤处理；所述的透析是采用即用型透析袋，截留分...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪勇，梁珊，滕英来，张宁，仇超颖，
申请(专利权)人：暨南大学，
类型：发明
国别省市：广东,44