具有优良结肠发酵特性的改性苹果果胶及其制备方法技术

技术编号:23357241 阅读:59 留言:0更新日期:2020-02-18 14:56
本发明专利技术公开一种改性苹果果胶,其中所含果胶的纯度高于90%、甲酯化度低于6%、乙酰化度低于2%、分子线性度大于12,平均分子量为8.0‑15kDa、在肠道中12h后的降解率高于90%。本发明专利技术公开上述果胶的制备方法,包括:将苹果粉加水混匀,先依次经α‑淀粉酶等酶解后得苹果粉酶解液,再浓缩、抽滤处理,将滤渣经热酸水浸提得果胶粗提液;向果胶粗提液中先加入果胶甲酯酶和果胶乙酰酯酶酶解,再加入鼠李半乳糖醛酸酶等酶解得果胶酶解液;将果胶酶解液经高压动态微射流处理后浓缩,加入乙醇沉淀,沉淀物复溶进行超滤、透析,经浓缩、干燥后得改性苹果果胶。本发明专利技术提高了改性苹果果胶的肠道发酵速度,降解率高于商品苹果果胶。

Modified apple pectin with excellent colon fermentation characteristics and its preparation

【技术实现步骤摘要】
具有优良结肠发酵特性的改性苹果果胶及其制备方法
本专利技术涉及果胶提取
,具体是一种具有优良结肠发酵特性的改性苹果果胶及其制备方法。
技术介绍
果胶是一类植物细胞壁中富含半乳糖醛酸的酸性杂多糖,是一类重要的水溶性膳食纤维,现代临床医学证据表明其具有明显的肠道益生功效。果胶基本结构是半乳糖醛酸以α-1,4糖苷键聚合形成的聚半乳糖醛酸,并包含甲酯化度、乙酰化度、分子线性度、聚合度等多维结构特征。果胶同时是一种典型的杂多糖,除聚半乳糖醛酸(HG)结构外,还包含鼠李半乳糖醛酸聚糖I型(RG-I)、鼠李半乳糖醛酸聚糖II型(RG-II)、木糖半乳糖醛酸聚糖(XGA)等结构单元。作为自然界结构最为复杂的天然杂多糖之一,即便是肠道微生物对其的降解速度也非常缓慢,并且膳食纤维的肠道降解产物是其发挥益生作用的重要方式,因此难以降解,不利于果胶肠道益生功效的发挥。现有的苹果果胶,分子量高达100kDa以上,分子上有大量中性糖支链(线性度较低、不高于5),酯化度和乙酰化度高,这些都不利于其肠道发酵,或者说肠道发酵速度会很慢,对肠道中有益微生物增殖效果较差,不利于其益生功效发挥。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是解决至少上述问题,并提供至少后面将说明的优点。本专利技术还有一个目的是提供一种具有优良结肠发酵特性的改性苹果果胶,所述改性苹果果胶中所含果胶的纯度高于90%、甲酯化度低于6%、乙酰化度低于2%、分子线性度大于12,平均分子量为8.0-15kDa、在肠道中12h后的降解率高于90%。。r>本专利技术还有一个目的是提供一种具有优良结肠发酵特性的改性苹果果胶的制备方法,提高了制得的改性苹果果胶的肠道发酵速度,提升其促进肠道不同部位益生菌增殖的效果。为了实现根据本专利技术的这些目的和其它优点,提供了一种具有优良结肠发酵特性的改性苹果果胶的制备方法,包括以下步骤:步骤一、将苹果粉加水混匀,依次经过α-淀粉酶、蛋白酶、淀粉葡萄糖苷酶、纤维素酶酶解后得到苹果粉酶解液,将苹果粉酶解液浓缩后经抽滤处理,收集滤渣,将滤渣经热酸水浸提后得到果胶粗提液;步骤二、向步骤一得到的果胶粗提液中先加入浓度均为0.2-2U/mL的果胶甲酯酶和果胶乙酰酯酶酶解1.5-2.5h,然后加入浓度均为5-15U/mL的鼠李半乳糖醛酸酶、木糖半乳糖醛酸酶、半乳聚糖酶、阿拉伯糖苷酶酶解4-6h,得到果胶酶解液;步骤三、将步骤二得到的果胶酶解液经高压动态微射流处理后浓缩,加入乙醇进行沉淀,收集沉淀物复溶后进行超滤、透析,再经浓缩、干燥后得到改性苹果果胶。优选的是,步骤一中的苹果粉是将苹果去皮去核后打浆或用苹果皮渣,经干燥、粉碎,过50-70目筛制得。优选的是,苹果粉加水混匀后先置于94-97℃保温1-5min,再进行后续的酶解操作,苹果粉酶解液在进行抽滤处理前先置于94-97℃保温1-5min。优选的是,步骤一中经α-淀粉酶酶解时的pH为5.5-6.5、温度为55-70℃、酶解时间为1h,蛋白酶酶解时的pH为7-7.5、温度为50-65℃、酶解时间为1h,淀粉葡萄糖苷酶酶解时的pH为3.8-4.5、温度为55-65℃、酶解时间为1h,纤维素酶酶解时的pH为4.5-5.5、温度为45-55℃、酶解时间为2h,其中,α-淀粉酶的浓度为460-530U/mL,蛋白酶的浓度为56.7-64.5U/mL,淀粉葡萄糖苷酶的浓度为285-310U/mL,纤维素酶的浓度为18-25U/mL。优选的是,步骤一中的纤维素酶为β-1,4-葡聚糖-4-葡聚糖水解酶。优选的是,步骤一中将苹果粉酶解液浓缩后得到浓缩液,再对浓缩液进行抽滤处理,具体为:向浓缩液中加入3-8倍重量的体积分数为95%的乙醇,搅拌均匀后进行第一次抽滤,收集第一次抽滤的滤渣加入与第一次抽滤时同等重量的乙醇,进行第二次抽滤,收集第二次抽滤的滤渣溶解于25-30倍重量的丙酮中,静置4-8min后,进行第三次抽滤,收集第三次抽滤的滤渣进行热酸水浸提,其中,加酸调节pH至2-3,浸提的时间为2-10h,热水的温度为65-90℃。优选的是,所述加酸调节pH所用得酸是盐酸、硫酸。优选的是,步骤二中的果胶甲酯酶从胡萝卜或番茄中提取。优选的是,步骤三中果胶酶解液在高压动态微射流处理之前还进行了灭酶处理,灭酶处理是将果胶酶解液在94-97℃加热1-5min,高压动态微射流处理的压力为300-450MPa、循环系数为1-5次,超滤时的截留分子量为15000Da以下,透析时所使用的透析袋的孔隙度为8000Da、透析时间为24h。本专利技术至少包括以下有益效果:本专利技术通过精准酶切改性的方法调节甲酯化度、脱甲酯区域分布、乙酰化度、分子量、分子线性度等果胶精细结构特征,将果胶中的不易降解的中性糖侧链切除,同时区域化的切除了主链上的甲酯基和乙酰基,获得的改性苹果果胶具有结肠发酵速度快的优点,可显著改善肠道菌群结构的,促进有益菌增殖(如双歧杆菌、乳酸菌和拟杆菌等),有害菌群丰度减少(如肉毒梭菌、假单胞菌等),同时产生短链脂肪酸的细菌明显被富集,从而可避免或者改善代谢性疾病的发生发展,益生作用范围覆盖盲肠和结肠各个部位,提升了改性苹果果胶促进肠道不同部位益生菌增殖的效果。本专利技术制得的改性苹果果胶,肠道微生物发酵速度快(表现为pH值下降速度快,肠道内短链脂肪酸产量高),本专利技术制得的改性苹果果胶降解率高于商品苹果果胶,经动物试验验证该改性果胶是一种高效的肠道益生元。经动物模型试验验证,本专利技术制备的改性苹果果胶,可同时有效降低盲肠、升结肠、横结肠、降结肠、乙状结肠内容物的pH,同时不同程度地提高不同部位结肠内容物中短链脂肪酸的含量,改善盲肠和不同部位结肠的菌群结构,也就是说本专利技术制得的改性苹果果胶,其益生功效的靶点包含盲肠和整个结肠不同部位,益生效果更加突出。本专利技术制备的改性苹果果胶中的果胶含量高于90%,其甲酯化度低于6%、果胶连续脱酯基区间大于98%、乙酰化度低于2%、分子线性度大于12、平均分子量为8.0-15kDa之间、果胶在肠道中12h后的降解率高于90%。本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现,部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术做进一步的详细说明,以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。<实施例1>一种具有优良结肠发酵特性的改性苹果果胶的制备方法,包括以下步骤:步骤一、将苹果粉加水混匀,依次经过α-淀粉酶、蛋白酶、淀粉葡萄糖苷酶、纤维素酶酶解后得到苹果粉酶解液,将苹果粉酶解液经抽滤处理后收集滤渣,将滤渣经热酸水浸提后得到果胶粗提液;步骤二、向步骤一得到的果胶粗提液中先加入浓度均为0.2U/mL的果胶甲酯酶和果胶乙酰酯酶酶解1.5h,然后加入浓度均为5U/mL的鼠李半乳糖醛酸酶、木糖半乳糖醛酸酶、半乳聚糖酶、阿拉伯糖苷酶酶解4h,得到果胶酶解液;步骤三、将步骤二得到的果胶酶解液经高压动本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有优良结肠发酵特性的改性苹果果胶,其特征在于,所述改性苹果果胶中所含果胶的纯度高于90%、甲酯化度低于6%、乙酰化度低于2%、分子线性度大于12、平均分子量为8.0-15kDa、在肠道中12h后的降解率高于90%。/n

【技术特征摘要】
1.一种具有优良结肠发酵特性的改性苹果果胶,其特征在于,所述改性苹果果胶中所含果胶的纯度高于90%、甲酯化度低于6%、乙酰化度低于2%、分子线性度大于12、平均分子量为8.0-15kDa、在肠道中12h后的降解率高于90%。


2.一种具有优良结肠发酵特性的改性苹果果胶的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一、将苹果粉加水混匀,依次经过α-淀粉酶、蛋白酶、淀粉葡萄糖苷酶、纤维素酶酶解后得到苹果粉酶解液,将苹果粉酶解液浓缩后经抽滤处理,收集滤渣,将滤渣经热酸水浸提后得到果胶粗提液;
步骤二、向步骤一得到的果胶粗提液中先加入浓度均为0.2-2U/mL的果胶甲酯酶和果胶乙酰酯酶酶解1.5-2.5h,然后加入浓度均为5-15U/mL的鼠李半乳糖醛酸酶、木糖半乳糖醛酸酶、半乳聚糖酶、阿拉伯糖苷酶酶解4-6h,得到果胶酶解液;
步骤三、将步骤二得到的果胶酶解液经高压动态微射流处理后浓缩,加入乙醇进行沉淀,收集沉淀物复溶后进行超滤、透析,再经浓缩、干燥后得到改性苹果果胶。


3.如权利要求2所述的具有优良结肠发酵特性的改性苹果果胶的制备方法,其特征在于,步骤一中的苹果粉是将苹果去皮去核后打浆或用苹果皮渣,经干燥、粉碎,过50-70目筛制得。


4.如权利要求2所述的具有优良结肠发酵特性的改性苹果果胶的制备方法,其特征在于,苹果粉加水混匀后先置于94-97℃保温1-5min,再进行后续的酶解操作,苹果粉酶解液在进行抽滤处理前先置于94-97℃保温1-5min。


5.如权利要求2所述的具有优良结肠发酵特性的改性苹果果胶的制备方法,其特征在于,步骤一中经α-淀粉酶酶解时的pH为5.5-6.5、温度为55-70℃、酶解时间为1h,蛋白酶酶解时的pH为7-7.5、温度为50-65℃、...

【专利技术属性】
技术研发人员:易建勇毕金峰赵圆圆吴昕烨李旋金鑫杜茜茜
申请(专利权)人:中国农业科学院农产品加工研究所
类型:发明
国别省市:北京;11

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