一种佛手果胶低聚糖及其制备与应用制造技术

本发明专利技术公开了一种佛手果胶低聚糖及其制备与应用，将佛手渣用去离子水浸提，获得果胶提取液，醇沉获得果胶；将果胶溶于水中，加入果胶酶，获得酶解液；将酶解液过滤，取上清液加入酵母，在25‑40℃下发酵，获得发酵液，pH值3.0‑4.0，加入活性炭，于40‑60℃下脱色，离心，取上清液浓缩后用过滤，冷冻干燥，获得佛手果胶低聚糖。果胶低聚糖在实现较好的抑菌活性的同时还具有一定的抗氧化生物活性，在食品防腐、蔬果保鲜方面具有较高应用前景。本发明专利技术果胶低聚糖浓度为25mg/ml时，对DPPH自由基清除率达到58.7％，对超氧自由基清除率达到23.1％。与采用普通果胶水解酶制备的果胶低聚糖抗氧化性能提高了36％。

【技术实现步骤摘要】
一种佛手果胶低聚糖及其制备与应用(一)
本专利技术涉及一种佛手果胶低聚糖及其制备与应用。(二)
技术介绍
水果除了日常直接食用外还有大量被加工制成各种饮料、罐头、零食等，在加工的过程中往往会产生果渣、果皮、果核等废弃物，如果不能合理的利用就会造成大量的浪费和污染。天然果胶类物质是细胞壁的一种组成成分，它广泛存在于植物的果实、根、茎、叶中，伴随纤维素而存在，主要是起相邻细胞间粘连作用，使植物组织细胞能够黏结在一起。果胶结构最主要成分是被部分甲酯化的α-1,4-D-聚半乳糖醛酸单元组成的直链。果胶经水解后得到的短链低聚复合糖具有抑菌、抗氧化、降血压、降血脂、抗癌、免疫调节等功效，如魔芋低聚糖(张琳.魔芋低聚糖的制备及其性质研究[D].吉林大学,2013.)、柑橘果胶低聚糖(尹颖.低分子柑橘果胶的物理制备法研究及其抗癌活性的初步评价[D].浙江师范大学,2013.)、苹果果胶低聚糖(王江浪,许增巍,马惠玲,杨力.由苹果渣制备果胶低聚糖的工艺[J].农业工程学报,2009,25(S1):122-128.)。佛手是香橼的变种之一，是不规则分枝的灌木或小乔木。佛手在中国广东丘陵平原开阔地带，四川的丘陵地带，中国长江以南各地都有栽种。南方各省区多栽培于庭院或果园中。广西、安徽、云南、福建等省区也有栽培出产。佛手中提取物质具有较高研究和利用价值，如佛手挥发油具有较好的抑菌活性(郭卫东,郑建树,邓刚,陈文荣,孙杰.佛手挥发油抑菌活性的研究[J].中国粮油学报,2009,24(08):103-107.)，佛手黄酮也具有较高抗氧化和抗自由基活性(黄小梅,邓祥.川佛手黄酮类物质的分离纯化和抗氧化活性研究[J/OL].化学研究，2017(06):1-5[2017-12-26].https://doi.org/10.14002/j.hxya.2017.06.011.)。佛手低聚糖的研究相对较少，本专利技术采用酸提醇沉法从佛手加工废渣中提取佛手果胶，再利用果胶裂解酶酶解佛手果胶制备功能性佛手果胶低聚糖，也可以直接利用果胶裂解酶酶解佛手加工废渣制备功能性佛手果胶低聚糖，并通过离心、除单糖、脱色、膜分离、浓缩、干燥等步骤得到具有特殊功能的佛手果胶低聚糖产品，对其进行抑菌活性和抗氧化活性的实验验证。研究表明该方法制备的佛手果胶低聚糖在抑菌和抗氧化应用领域都具有较好的使用价值。(三)
技术实现思路
本专利技术目的是提供一种佛手果胶低聚糖及其制备方法与应用，本专利技术所述佛手果胶低聚糖具有抗氧化和抑菌能力，生产成本低、抑菌效果好、无毒副作用。本专利技术采用的技术方案是：本专利技术提供一种佛手果胶低聚糖，所述佛手果胶低聚糖按如下步骤制备：(1)将新鲜佛手全果榨汁后的果渣粉碎，加水煮沸(优选8-10min)，过滤，取滤饼烘干，获得佛手渣；(2)将佛手渣用去离子水在70-90℃、pH值1.0-2.0条件下浸提(优选0.5-1.5h)，抽滤，取滤液，获得果胶提取液；(3)向果胶提取液中加入乙醇水溶液，静置沉淀(优选1-3h)，过滤，滤饼干燥(优选60℃)，获得果胶；(4)将果胶溶于水中，加入果胶酶，在pH3.5-4.5，40-50℃条件下酶解完全(优选3-5h)后，煮沸灭酶(优选10min)，获得酶解液；(5)将酶解液过滤，取上清液加入酵母，在25-40℃下发酵(优选12-36h)，获得发酵液；(6)发酵液调pH值3.0-4.0，加入活性炭，于40-60℃下脱色(优选30-60min)，离心(优选4℃，10000rpm离心10min)，取上清液，减压浓缩(45℃)(优选浓缩至原体积的1/4)，获得浓缩液；(7)将浓缩液用截留分子量为5KDa的聚醚砜膜过滤，取滤液再用分子量为1KDa的再生纤维素膜超滤分离，取截留液，冷冻干燥，获得佛手果胶低聚糖。进一步，步骤(1)中水质量加入量为果渣质量的2倍。进一步，步骤(2)中去离子水质量加入量为佛手渣质量的15-25倍。进一步，步骤(3)中乙醇水溶液体积浓度为95％，所述乙醇水溶液加入量至乙醇体积终浓度为52％。进一步，步骤(4)中果胶溶于去离子水制成0.1-0.3g/ml果胶溶液，所述果胶酶加入量终浓度为0.01-0.03U/ml。进一步，步骤(5)酵母加入量以上清液体积计为10-30g/L，所述酵母为安琪高活性酵母(购于安琪酵母股份有限公司)。进一步，步骤(6)活性炭加入量以上清液体积计为10g/L。本专利技术还提供一种所述佛手果胶低聚糖在制备抗氧化剂中的应用。本专利技术还提供一种所述佛手果胶低聚糖在制备抑菌剂中的应用。本专利技术方法制备得到的佛手果胶低聚糖，其聚合度在3-25，平均分子量在800-5000之间，经高效液相色谱检测后得到聚合度在3-25间的佛手果胶低聚糖含量达59.4％-64.6％之间。佛手果胶低聚糖的得率7.28±0.7％，总糖含量64.3±2.1％，还原糖含量2.6±0.6％，多糖含量61.4±2.0％，蛋白含量2.17±0.3％。本专利技术所用的原料是来自佛手加工企业的废弃物，是佛手全果经过机械压榨取汁后剩下的废弃果渣，具有果胶质含量高、原料成本低廉、成分相对简单的优点。本专利技术所述的果胶裂解酶由黑曲霉(Aspergillusniger-wz003)经过发酵培养获得，发酵培养可以是液态发酵培养也可以是固态发酵培养，培养基为本领域常见适用于黑曲霉的培养基材料。本专利技术的优点和产生的有益效果：1)先采用醇沉分离得到果胶后再进行酶解制备，可以得到较为纯净的佛手果胶低聚糖，从而保证了产品的质量。2)采用由黑曲霉(Aspergillusniger-wz003)经过发酵培养获得的果胶裂解酶酶解制备佛手果胶低聚糖可以在裂解过程中产生不饱和双键，提高了果胶低聚糖的抗氧化生物活性。果胶低聚糖浓度为25mg/ml时，对DPPH自由基清除率达到58.7％，对超氧自由基清除率达到23.1％。与采用普通果胶水解酶制备的果胶低聚糖抗氧化性能提高了36％。3)使用冷冻干燥技术，在4℃下对样品进行直接冷冻干燥能较好的保留佛手果胶低聚糖原有的生物活性和样品的溶解性。4)使用超滤膜分离技术，选取了截留分子量为5KDa和1Kda的超滤膜进行样品分离纯化，能简单高效地获得高抑菌活性分子量段的果胶低聚糖产品。5)上述工艺制备的果胶低聚糖在实现较好的抑菌活性的同时还具有一定的抗氧化生物活性，产品安全无毒，在食品防腐、蔬果保鲜方面具有较高应用前景。6)产品原料来自佛手加工废渣，提高资源的利用率，对绿色环保有一定价值。(四)附图说明图1为佛手果胶低聚糖的制备工艺流程图。图2为佛手果胶低聚糖侧链单糖的组成和含量检测液相色谱分析图，A为单糖标准品液相分析图，B为佛手果胶低聚糖侧链单糖的组成液相色谱分析图。图3为佛手果胶低聚糖和其他防腐剂抑菌效果对比图，A为佛手果胶低聚糖和乳酸链球菌素、苯甲酸钠抑菌效果对比图，B为佛手果胶低聚糖和山梨酸钾、空白缓冲液抑菌效果对比图。图4为佛手果胶低聚糖浓度与清除DPPH自由基性能的关系图，A为抗血坏酸浓度与清除DPPH自由基性能的关系，B为佛手果胶低聚糖浓度与清除DPPH自由基性能的关系。图5为佛手果胶低聚糖浓度与清除超氧自由基性能的关系图，A为抗血坏酸浓度与清除超氧自由基性能的关系，B为佛手果胶低聚糖浓度与清除超氧自由基性能的关系。(五本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种佛手果胶低聚糖，其特征在于所述佛手果胶低聚糖按如下步骤制备：(1)将佛手全果榨汁后的果渣粉碎，加水煮沸，过滤，取滤饼烘干，获得佛手渣；(2)将佛手渣用去离子水在70‑90℃、pH值1.0‑2.0条件下浸提，抽滤，取滤液，获得果胶提取液；(3)向果胶提取液中加入乙醇水溶液，静置沉淀，过滤，滤饼干燥，获得果胶；(4)将果胶溶于水中，加入果胶酶，在pH3.5‑4.5，40‑50℃条件下酶解完全后，煮沸灭酶，获得酶解液；(5)将酶解液过滤，取上清液加入酵母，在25‑40℃下发酵，获得发酵液；(6)发酵液调pH值3.0‑4.0，加入活性炭，于40‑60℃下脱色，离心，取上清液，减压浓缩，获得浓缩液；(7)将浓缩液用截留分子量为5KDa的聚醚砜膜过滤，取滤液再用分子量为1KDa的再生纤维素膜超滤分离，取截留液，冷冻干燥，获得佛手果胶低聚糖。

【技术特征摘要】
1.一种佛手果胶低聚糖，其特征在于所述佛手果胶低聚糖按如下步骤制备：(1)将佛手全果榨汁后的果渣粉碎，加水煮沸，过滤，取滤饼烘干，获得佛手渣；(2)将佛手渣用去离子水在70-90℃、pH值1.0-2.0条件下浸提，抽滤，取滤液，获得果胶提取液；(3)向果胶提取液中加入乙醇水溶液，静置沉淀，过滤，滤饼干燥，获得果胶；(4)将果胶溶于水中，加入果胶酶，在pH3.5-4.5，40-50℃条件下酶解完全后，煮沸灭酶，获得酶解液；(5)将酶解液过滤，取上清液加入酵母，在25-40℃下发酵，获得发酵液；(6)发酵液调pH值3.0-4.0，加入活性炭，于40-60℃下脱色，离心，取上清液，减压浓缩，获得浓缩液；(7)将浓缩液用截留分子量为5KDa的聚醚砜膜过滤，取滤液再用分子量为1KDa的再生纤维素膜超滤分离，取截留液，冷冻干燥，获得佛手果胶低聚糖。2.如权利要求1所述佛手果胶低聚糖，其特征在于步骤(1)中水质量加...

【专利技术属性】
技术研发人员：章银军，倪海飞，郭跃平，郑建永，汪钊，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33