一种以黄原胶为原料多酶法生产低分子膳食纤维的方法技术

一种以黄原胶为原料多酶法生产低分子膳食纤维的方法，属于生物转化技术及天然生物大分子活性修饰技术领域。本发明专利技术方法为向黄原胶溶液中依次添加β‑1,4‑甘露聚糖酶和β‑D‑葡聚糖酶，分步降解生产低分子膳食纤维;得到的含有低分子膳食纤维反应液随后进行分离、干燥，得到低分子膳食纤维。本发明专利技术涉及两种食品用酶制剂，以黄原胶作为原料，两种酶制剂分步加入到质量溶度为1%‑2%的黄原胶溶液中，分别反应2‑10h，产率达60%以上。本发明专利技术方法生产的低分子膳食纤维产品安全可靠，是一种具有市场潜力的功能性食品辅料。

A Method of Producing Low Molecular Dietary Fiber from Xanthan Gum by Multi-Enzyme Method

The invention relates to a method for producing low molecular dietary fiber by multi-enzymatic method with xanthan gum as raw material, belonging to the field of biotransformation technology and natural biological macromolecule activity modification technology. The method of the invention is to successively add beta 1,4 mannanase and beta D glucanase to xanthan gum solution to produce low molecular dietary fiber by step degradation, and the obtained reaction solution containing low molecular dietary fiber is subsequently separated and dried to obtain low molecular dietary fiber. The present invention relates to two kinds of enzymes for food. Xanthan gum is used as raw material. Two kinds of enzymes are added step by step into xanthan gum solution with mass solubility of 1%2%. The reaction time is 2_10 h, and the yield is over 60%. The low molecular dietary fiber product produced by the method of the invention is safe and reliable, and is a functional food adjuvant with market potential.

【技术实现步骤摘要】
一种以黄原胶为原料多酶法生产低分子膳食纤维的方法
本专利技术涉及一种以黄原胶为原料多酶法生产低分子膳食纤维的方法，属于生物转化技术及天然生物大分子活性修饰

技术介绍
随着生活水平的提高，人们的饮食日趋精细，导致“富贵病”、肠道癌等疾病越来越普遍。水溶性膳食纤维作为一种天然活性功能因子具有预防改善以上疾病的功能，受到国内外食品部门的特别关注。英国国家顾问委员会建议膳食纤维摄入量人均为25-30g/天，美国FDA推荐的总膳食纤维摄入量为人均每日20-35g(成人)，澳大利亚报告人均每日摄入膳食纤维25g，可明显减少冠心病的发病率和死亡率，中国营养学会2010年建议我国成年人膳食纤维的适宜摄入量为30g/天左右。膳食纤维是一种多糖，也是一种大分子聚合物，具有调节肠道功能，降血糖、降血脂、降胆固醇、促进矿物质吸收等生理功能，但由于其较高的分子量（100-1000kDa）使得它在水溶液中呈无序的无规则线团状态，分子旋转和伸屈时占有较大的空间，分子间碰撞频率高，产生较高的粘度，从而影响食品的质地与口感。近年来，低分子膳食纤维是广大消费者及食品行业业内人士的关注热点。黄原胶是由假黄单胞菌属分泌的一种酸性胞外杂多糖，具有良好的安全性、水溶性、稳定性、增黏性、假塑性和乳化性，同时还耐酸、碱、盐、酶及高温，被广泛应用于日用化工、石油开采、纺织印染、食品、医药等众多领域。黄原胶本身也是水溶性膳食纤维，但由于其粘度太高，无法大量食用，因此需要降低其粘度，增加其在食品中添加量，以补充膳食纤维摄入量。黄原胶是由纤维素主链和由甘露糖、葡萄糖醛酸和甘露糖组成三糖侧链。目前酶法制备低分子量黄原胶一般分为两步：一种酶作用于黄原胶侧链，使侧链末端的丙酮酸化甘露糖断裂下来；另一种酶作用于主链的β-(1,4)-D-葡聚糖苷键，使长链分子降解成低分子量多糖。目前黄原胶主要通过相关菌株发酵生产黄原胶裂解酶对其进行降解，其产率和产物特性受菌株发酵条件影响较大。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服上述不足之处，提供一种以黄原胶为原料多酶法生产低分子膳食纤维的方法，其使用双酶分步降解的方法得到一种低粘度黄原胶，提高其在食品配料中的应用，再通过提纯与精制的方法，以得到高纯度低分子膳食纤维粉末。本专利技术的技术方案，一种以黄原胶为原料多酶法生产低分子膳食纤维的方法，向黄原胶溶液中依次添加β-1,4-甘露聚糖酶和β-D-葡聚糖酶，分步降解生产低分子膳食纤维，得到的含有低分子膳食纤维反应液，随后进行分离、干燥，得到低分子膳食纤维。步骤如下：（1）黄原胶溶液的配置：取黄原胶粉末，采用磷酸盐缓冲液配置成质量浓度为1%-2%的黄原胶溶液；（2）一次酶解：以黄原胶为底物，在步骤（1）配置所得的黄原胶溶液中添加β-1,4-甘露聚糖酶进行酶解，添加量为1-100U/g底物，调节pH7-8，随后在35-40℃、50-300rpm条件下酶解2-10h；（3）二次酶解：以黄原胶为底物，在步骤（2）所得酶解液中继续添加β-D-葡聚糖酶，添加量为1-100U/g底物，调节pH为7-8，在35-40℃、50-300rpm条件下酶解2-10h，得到含有低分子膳食纤维反应液；（4）后处理：将步骤（3）所得含有低分子膳食纤维反应液分离后干燥，得到低分子膳食纤维粉末。步骤（4）中分离方式为醇沉、离心或膜分离。所述醇沉采用乙醇沉淀；离心采用4000-6000rpm离心；膜分离采用不同分子量超滤膜进行分离。步骤（4）中的干燥方式为冷冻干燥、真空干燥、带式干燥或喷雾干燥。所述冷冻干燥具体为在-60~-80℃下干燥10-24h；真空干燥具体-0.1MPa、50℃下干燥2-15h；带式干燥具体为50℃下干燥2-5h；喷雾干燥具体为进口温度150-180℃，出口温度50-75℃。步骤（2）和步骤（3）中采用磷酸盐缓冲液调节pH。本专利技术的有益效果：本专利技术涉及两种食品用酶制剂，以黄原胶作为原料，两种酶制剂分步加入到质量溶度为1%-2%的黄原胶溶液中，分别反应2-10h，产率达60%以上。本专利技术方法生产的低分子膳食纤维产品安全可靠，是一种具有市场潜力的功能性食品辅料。具体实施方式以下实施例中β-1,4-甘露聚糖酶购自山东隆科特酶制剂有限公司，β-D-葡聚糖酶购自夏盛生物科技有限公司。实施例1酶法制备低分子膳食纤维（1）酶解：向质量浓度1%，150mL黄原胶溶液中加入β-1,4-甘露聚糖酶进行降解，降解条件为采用磷酸盐缓冲液调节pH为7，β-1,4-甘露聚糖酶添加量5U/g底物，反应温度为35℃，反应时间为2h。再向上述酶反应液中加入β-D-葡聚糖酶，降解条件为采用磷酸盐缓冲液调节pH为7，β-D-葡聚糖酶添加量10U/g底物，反应温度为35℃，反应时间为2h。所得产物分子量为20kDa，5%水溶液25℃时的粘度为10cp。（2）后处理：醇沉：在含有低分子膳食纤维的酶反应液中，按体积比1：3缓慢加入无水乙醇，乙醇终浓度达到75%，静置24h后，5℃、8000rpm离心5min，取沉淀；冷冻干燥：将醇沉后的沉淀预冷2h后，放入冷冻干燥机中，冷冻干燥24h后取出，即得低分子膳食纤维粉末。实施例2酶法制备低分子膳食纤维（1）酶解：质量浓度2%，150mL黄原胶溶液中加入β-1,4-甘露聚糖酶进行降解，降解条件为采用磷酸盐缓冲液调节pH为7.5，β-1,4-甘露聚糖酶添加量10U/g底物，反应温度为35℃，反应时间为3h。再向上述酶反应也加入β-D-葡聚糖酶，降解条件为采用磷酸盐缓冲液调节pH为7，β-D-葡聚糖酶添加量20U/g底物，反应温度为35℃，反应时间为3h。所得产物分子量为50kDa，5%的水溶液25℃时的粘度20cp。（2）后处理：超滤分离：含有低分子膳食纤维的酶反应液依次透过截留分子量分别为500kDa、30kDa、10kDa、1000Da的超滤膜，分级分离，收集各分离阶段流出液得到不同低分子膳食纤维产品。冷冻干燥：将上述收集得到的流出液预冷2h后，放入冷冻干燥机中，冷冻干燥24h后取出，即得低分子膳食纤维粉末。实施例3酶法制备低分子膳食纤维（1）酶解：质量浓度2%，250mL黄原胶溶液中加入β-1,4-甘露聚糖酶进行降解，降解条件为采用磷酸盐缓冲液调节pH为7.5，β-1,4-甘露聚糖酶添加量16U/g底物，反应温度为40℃，反应时间为4h。再向上述酶反应也加入β-D-葡聚糖酶，降解条件为采用磷酸盐缓冲液调节pH为7，β-D-葡聚糖酶添加量30U/g底物，反应温度为40℃，反应时间为4h。所得产物分子量为40kDa，5%的水溶液25℃时的粘度16cp。（2）后处理：醇沉：向上述收集得到的流出液中，按体积比1：3缓慢加入无水乙醇，乙醇终浓度达到75%，静置24h后，8000rpm，5min，5℃离心取沉淀。真空干燥：离心后得到的沉淀放入40℃真空干燥箱中，干燥4h，即可得到低分子膳食纤维粉末。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种以黄原胶为原料多酶法生产低分子膳食纤维的方法，其特征在于：向黄原胶溶液中依次添加β‑1,4‑甘露聚糖酶和β‑D‑葡聚糖酶，分步降解生产低分子膳食纤维;得到的含有低分子膳食纤维反应液随后进行分离、干燥，得到低分子膳食纤维。

【技术特征摘要】
1.一种以黄原胶为原料多酶法生产低分子膳食纤维的方法，其特征在于：向黄原胶溶液中依次添加β-1,4-甘露聚糖酶和β-D-葡聚糖酶，分步降解生产低分子膳食纤维;得到的含有低分子膳食纤维反应液随后进行分离、干燥，得到低分子膳食纤维。2.根据权利要求1所述以黄原胶为原料多酶法生产低分子膳食纤维的方法，其特征在于步骤如下：（1）黄原胶溶液的配置：取黄原胶粉末，采用磷酸盐缓冲液配置成质量浓度为1%-2%的黄原胶溶液；（2）一次酶解：以黄原胶为底物，在步骤（1）配置所得的黄原胶溶液中添加β-1,4-甘露聚糖酶进行酶解，添加量为1-100U/g底物，调节pH7-8，随后在35-40℃、50-300rpm条件下酶解2-10h；（3）二次酶解：以黄原胶为底物，在步骤（2...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝海标，江波，陈佳薇，
申请(专利权)人：健隆生物科技股份有限公司，江南大学，
类型：发明
国别省市：内蒙古,15