一种从青稞中连续提取和制备非淀粉多糖的方法技术

本发明专利技术公开了一种从青稞中连续提取和制备非淀粉多糖的方法。该法以青稞为原料，经过碾磨、水提取/碱提取、酶解、醇沉、冷冻干燥得到粗制多糖，再通过乙醇醇沉法得到纯化多糖。本发明专利技术方法简单快速，方便经济，能有效的从青稞中分离得到高纯度的β‑葡聚糖和阿拉伯木聚糖，可用于其结构解析、理化性质鉴定及生物活性研究等。

【技术实现步骤摘要】
一种从青稞中连续提取和制备非淀粉多糖的方法
本专利技术属于青稞食品
，具体涉及一种从青稞中连续提取和制备非淀粉多糖的方法。
技术介绍
青稞(HordeumvulgareLinn.var.nudumHook.F.)，又称元麦、裸大麦，是禾本科大麦属的一种谷类作物。在粮食作物中，不同于其它谷类，青稞拥有高蛋白质、高维生素、高纤维、低糖、低脂等的优点，这比较贴近于现代健康文明生活所鼓励提倡的“三高两低”膳食结构，同时，因其产量稳定、生育期较短、较早成熟、适应性广，是当今社会一种亟待开发的理想保健食品资源。但至今，青稞的用途范围依旧狭小，仍主要用于饲料和作为制作啤酒的原料，仅有小部分能够被人们直接食用，如青稞酒、青稞饼干、青稞粑粑、青稞麦片、青稞奶茶等，利用率较低。早在20世纪80年代末，大麦尤其是青稞中的(1→3)(1→4)-β-葡聚糖(简称β-葡聚糖)就被美国科学家发现具有降低血脂、降胆固醇和预防心血管疾病的作用，后来，陆续发现β-葡聚糖也具有调节血糖、提高免疫力、抗肿瘤等重要作用，引起了全世界的广泛关注。常规的β-葡聚糖提取包括干磨、筛分等物理法及热水浸提、强碱提取等化学法，采用酶法、酸法等常见纯化方法，获得β-1,3和β-1,4两种糖苷键比例不同、组合方式不同的β-葡聚糖。除β-葡聚糖外，阿拉伯木聚糖也是青稞中一种典型的非淀粉性多糖。长期以来，阿拉伯木聚糖一直是谷物化学领域的重要课题，在青稞等谷物加工行业影响到碾磨性能、面筋质量、啤酒的酿造、对面团的处理等。根据性质不同，阿拉伯木聚糖提取方法分为水提法、碱提法及酶解法(使不可溶的阿拉伯木聚糖因降解而可溶)，在除去淀粉、蛋白质、葡聚糖、阿拉伯半乳聚糖等杂质后，通过乙醇分级沉淀、柱层析等方法，获得较纯的阿拉伯木聚糖。由于阿拉伯木聚糖存在于麸皮中较胚乳细胞壁中多，因此为获得高纯度阿拉伯木聚糖，多数研究针对谷物麸皮进行提取。本专利技术通过优化提取、纯化工艺，对青稞进行充分利用，热水浸提得到β-葡聚糖含量较多的粗提物后，再对废弃的残渣进行碱提，以获得阿拉伯木聚糖含量较多的粗提物，并分别对两种粗提物进行快速的分离纯化，最终得到高纯度的青稞β-葡聚糖及阿拉伯木聚糖。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种从青稞中连续提取非淀粉多糖的方法。该方法以青稞为原料，经过碾磨、水提取/碱提取、酶解、醇沉、冷冻干燥得到粗制多糖，其分别溶解后再经由无水乙醇沉淀得到纯化多糖，所述方法能有效从青稞中分离得到高纯度的β-葡聚糖和阿拉伯木聚糖，可用于其结构解析、理化性质鉴定及生物活性研究等。本专利技术采用的技术方案如下：1.一种从青稞中连续提取非淀粉多糖的方法，包括以下步骤：(1)β-葡聚糖的制备a.原料的预处理：对青稞全谷粒粉末样品进行粉碎、乙醇回流灭酶处理，烘干得固体粉末；b.热水提取：将步骤a所得粉末样品加水并加热提取，将提取物用纱布过滤，分别收集滤液S和残渣P，重复提取2～3次；c.酶法水解：合并步骤b中所得滤液S，浓缩后依次加入耐高温α-淀粉酶、糖化酶、木瓜蛋白酶进行酶解，将酶解液离心，得上清液S1；d.醇沉：将步骤c中的上清液S1进行浓缩，并加入5～6倍体积95％食用乙醇，静置过夜，离心；e.冷冻干燥：将步骤d中的醇沉沉淀物经无水乙醇洗涤两遍后，用水复溶，经透析、浓缩、冷冻干燥，得含β-葡聚糖固体粉末；f.纯化：取步骤e中获得的固体粉末加水溶解，离心；上清液经分级醇沉方式进行分离纯化，取20％乙醇(v/v)醇沉组分，静置过夜，离心，收集沉淀物，经冷冻干燥得高纯度β-葡聚糖；(2)阿拉伯木聚糖的制备：g.碱提取：将步骤b中残渣P经乙醇、热水先后洗涤后再烘干，之后加入饱和氢氧化钡溶液溶解，在室温条件下提取2～3次，合并上清液后调节pH值至6.5～6.8，离心；h.酶解：碱提上清液依次加入耐高温α-淀粉酶、糖化酶、木瓜蛋白酶进行酶解，将酶解液离心，得上清液S2；i.醇沉：将步骤h中的上清液S2进行浓缩，并加入5～6倍体积95％食用乙醇，静置过夜，离心；j.冷冻干燥：将步骤i中的醇沉沉淀物经无水乙醇洗涤两遍后，再加水复溶，经透析、浓缩、冷冻干燥，得含阿拉伯木聚糖固体粉末；k.纯化：取步骤j中获得的固体粉末加水溶解，离心，上清液直接加1.5倍体积无水乙醇，静置过夜，离心，收集沉淀物，经冷冻干燥得高纯度阿拉伯木聚糖。优选地，步骤a中乙醇回流的浓度为80％～85％，温度为80～85℃，回流处理1～3h。优选地，步骤b中青稞谷粒粉末样品与水重量比为1:8～1:12，水浴条件：温度为50～55℃，时间为1～3h；每次水提取中间用纱布过滤，渣滓与水重量比为1:8～1:12，进行下一次水提取。优选地，步骤c和步骤h中，依次加入耐高温α-淀粉酶、糖化酶、木瓜蛋白酶进行酶解，具体为：加入15～20μL/g耐高温α-淀粉酶，90～100℃水浴2～3h；水浴温度调至55～65℃，冷却后加入1～2μL/g糖化酶，水浴20～40min；加入15～20mg/g蛋白酶，水浴1～2h；100℃水浴灭酶10～20min。优选地，步骤g，具体为：残渣P先后用95％食用乙醇、热水进行洗涤，后用55～65℃热风干燥至完全；饱和氢氧化钡溶液与青稞谷粒粉末的用量比为(6mL:1g～4mL:1g)，室温搅拌提取15～17h后离心分离上清液和沉淀物，然后沉淀物中再加入饱和氢氧化钡溶液(4mL:1g～2mL:1g)，室温搅拌提取5～7h；用稀HCl溶液对合并后的上清液调pH值至6.5～6.8，离心。本专利技术的有益效果：1.本专利技术较现有技术单一的制备非淀粉糖，能同时制备获得β-葡聚糖和阿拉伯木聚糖两种非淀粉糖，不但提高了效率同时也节约了成本；2.本专利技术较现有技术，制备阿拉伯木聚糖，在碱提取步骤时，将青稞经预处理和热水处理后获得的残渣依次采用乙醇、热水进行洗涤，后用热风干燥，再进行后续步骤处理，由于经乙醇、热水洗涤后，可以极大程度除去剩余的水溶性多糖，同时采用热风干燥物料，极大程度重组了剩余生物质的结构，有利于碱溶性多糖的提取，因此对碱提取步骤时的改进极大地提高了阿拉伯木聚糖的纯度；3.本专利技术纯化步骤均采用乙醇沉淀的方式，分别分离纯化粗制多糖HBBG中的β-葡聚糖和HBAX中的阿拉伯木聚糖，在保证了纯化得到的β-葡聚糖和阿拉伯木聚糖的纯度较高的情况下，同时还实现了更加快速简单、方便经济、周期短的生产方式。4.采用温和的酶解方式除去淀粉、蛋白质等大分子杂质，多次水提取使得水溶性β-葡聚糖的提取率最大化，并且极大提高了后续阿拉伯木聚糖的提取率和纯度；附图说明图1为测定多糖组分HBBG-G20及直接二次醇沉后得到纯化样品HBBG-60与粗制多糖HBBG对比的高效液相色谱。图2为测定多糖组分HBAX-60及HBAX分级醇沉后各组分对比原样HBAX的高效液相色谱图。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术做进一步的描述，有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种从青稞中连续提取非淀粉多糖的方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(1)β-葡聚糖的制备/na.原料的预处理：对青稞全谷粒粉末样品进行粉碎、乙醇回流灭酶处理，烘干得固体粉末；/nb.热水提取：将步骤a所得粉末样品加水并加热提取，将提取物用纱布过滤，分别收集滤液S和残渣P，重复提取2～3次；/nc.酶法水解：合并步骤b中所得滤液S，浓缩后依次加入耐高温α-淀粉酶、糖化酶、木瓜蛋白酶进行酶解，将酶解液离心，得上清液S1；/nd.醇沉：将步骤c中的上清液S1进行浓缩，并加入5～6倍体积95％食用乙醇，静置过夜，离心；/ne.冷冻干燥：将步骤d中的醇沉沉淀物经无水乙醇洗涤两遍后，用水复溶，经透析、浓缩、冷冻干燥，得固体粉末；/nf.纯化：取步骤e中获得的固体粉末加水溶解，离心；上清液经分级醇沉方式进行分离纯化，取20％乙醇(v/v)醇沉组分，静置过夜，离心，收集沉淀物，经冷冻干燥得高纯度β-葡聚糖；/n(2)阿拉伯木聚糖的制备/ng.碱提取：将步骤b中残渣P经乙醇、热水先后洗涤后再烘干，之后加入饱和氢氧化钡溶液溶解，在室温条件下提取2～3次，合并上清液后调节pH值至6.5～6.8，离心；/nh.酶解：碱提上清液依次加入耐高温α-淀粉酶、糖化酶、木瓜蛋白酶进行酶解，将酶解液离心，得上清液S2；/ni.醇沉：将步骤h中的上清液S2进行浓缩，并加入5～6倍体积95％食用乙醇，静置过夜，离心；/nj.冷冻干燥：将步骤i中的醇沉沉淀物经无水乙醇洗涤两遍后，再加水复溶，经透析、浓缩、冷冻干燥，得固体粉末；/nk.纯化：取步骤j中获得的固体粉末加水溶解，离心，上清液直接加1.5倍体积无水乙醇，静置过夜，离心，收集沉淀物，经冷冻干燥得高纯度阿拉伯木聚糖。/n...

【技术特征摘要】
1.一种从青稞中连续提取非淀粉多糖的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)β-葡聚糖的制备
a.原料的预处理：对青稞全谷粒粉末样品进行粉碎、乙醇回流灭酶处理，烘干得固体粉末；
b.热水提取：将步骤a所得粉末样品加水并加热提取，将提取物用纱布过滤，分别收集滤液S和残渣P，重复提取2～3次；
c.酶法水解：合并步骤b中所得滤液S，浓缩后依次加入耐高温α-淀粉酶、糖化酶、木瓜蛋白酶进行酶解，将酶解液离心，得上清液S1；
d.醇沉：将步骤c中的上清液S1进行浓缩，并加入5～6倍体积95％食用乙醇，静置过夜，离心；
e.冷冻干燥：将步骤d中的醇沉沉淀物经无水乙醇洗涤两遍后，用水复溶，经透析、浓缩、冷冻干燥，得固体粉末；
f.纯化：取步骤e中获得的固体粉末加水溶解，离心；上清液经分级醇沉方式进行分离纯化，取20％乙醇(v/v)醇沉组分，静置过夜，离心，收集沉淀物，经冷冻干燥得高纯度β-葡聚糖；
(2)阿拉伯木聚糖的制备
g.碱提取：将步骤b中残渣P经乙醇、热水先后洗涤后再烘干，之后加入饱和氢氧化钡溶液溶解，在室温条件下提取2～3次，合并上清液后调节pH值至6.5～6.8，离心；
h.酶解：碱提上清液依次加入耐高温α-淀粉酶、糖化酶、木瓜蛋白酶进行酶解，将酶解液离心，得上清液S2；
i.醇沉：将步骤h中的上清液S2进行浓缩，并加入5～6倍体积95％食用乙醇，静置过夜，离心；
j.冷冻干燥：将步骤i中的醇沉沉淀物经无水乙醇洗涤两遍后，再加水复溶，经透析、浓缩、冷冻干燥，得固体粉末...

【专利技术属性】
技术研发人员：聂少平，姚豪颖叶，王鑫，吴鑫，柳驎原，李松，谢明勇，殷军艺，
申请(专利权)人：南昌大学，
类型：发明
国别省市：江西;36