一种从微生物发酵液中分离纯化母乳低聚糖的方法及其应用技术

本发明专利技术公开一种从微生物发酵液中分离纯化母乳低聚糖的方法及其应用，该方法包括以下步骤：S10、将含有母乳低聚糖的微生物发酵液进行离心，分别收集上清液和下层的菌体；S20、将菌体重悬，并加入溶菌酶反应，再进行超声处理，使菌体破壁，过滤，得到滤液A；S30、将滤液A与上清液混合，得到混合液，将混合液浓缩醇沉，抽滤，再将抽滤得到的产物旋蒸，最后加水复溶，得到溶液B；S40、将溶液B用活性炭处理后，再用阳离子交换剂处理，得到溶液C；S50、将溶液C纳滤浓缩，得到浓缩液，将浓缩液进行喷雾干燥，即可得到母乳低聚糖。该方法通过步骤和实验条件的设计，提高了得到的母乳低聚糖的收率和纯度；最后一步为喷雾干燥，提高了其作为食品成分的安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种从微生物发酵液中分离纯化母乳低聚糖的方法及其应用
本专利技术涉及生物化学分离提取
，特别涉及一种从微生物发酵液中分离纯化母乳低聚糖的方法及其应用。
技术介绍
母乳低聚糖(HMO)是一种自然存在于母乳中的复杂混合低聚糖，是人类母乳中仅次于乳糖、脂类的第三大营养物质。母乳低聚糖跟一般的碳水化合物不同，它无法提供能量，却可以为宝宝带来诸多其他的益处：促进肠道益生菌菌群定植，维持肠道健康；阻挡病原菌，对抗感染；增强宝宝免疫力等。其中，母乳低聚糖主要以游离形式存在于母乳中，由3～10个单糖单位通过糖苷键链接起来形成直链或支链的一类低聚碳水化合物。目前国内外HMO奶粉中，添加的主要是2’-岩藻糖基乳糖、3’-岩藻糖基乳糖、乳糖-N-新四糖、3’-半乳糖基乳糖、3’-唾液酸乳糖、6’-唾液酸乳糖中的一种或多种。其中2’-岩藻糖基乳糖、3’-岩藻糖基乳糖、乳糖-N新四糖、3’-半乳糖基乳糖属于中性低聚糖，3’-唾液酸乳糖、6’-唾液酸乳糖属于酸性低聚糖。其中，化学法合成母乳低聚糖的路线复杂且糖苷供体昂贵，长期以来限于实验室小规模制备；酶法合成需要利用多酶反应体系从单糖开始催化，合成对应的糖核苷酸继而完成HMOs的合成，反应过程需要多种酶的纯化，不利于工业化生产；基于大肠杆菌、酵母菌等生物工程菌的生物合成途径具有生产成本低、环境污染小等优势，是当今商业化产品中积极采用的合成方法，目前多采用生物工程菌的生物合成途径来制备母乳低聚糖，但是含有母乳低聚糖的生物发酵液的提取工艺却受到限制，最终提取得到的母乳低聚糖的纯度和收率较低。此外，现有提取方法通常采用结晶来获得固体糖，结晶涉及使用有机溶剂，如醇、有机酸等，而母乳低聚糖是用作食品成分，用有机溶剂来获得固体母乳低聚糖的最后一步具有食品安全隐患。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是提出一种从微生物发酵液中分离纯化母乳低聚糖的方法及其应用，旨在提供一种安全性较好，且纯度和收率高的母乳低聚糖。为实现上述目的，本专利技术提出一种从微生物发酵液中分离纯化母乳低聚糖的方法，包括以下步骤：S10、将含有母乳低聚糖的微生物发酵液进行离心，分别收集上清液和下层的菌体；S20、将所述菌体重悬，并加入溶菌酶反应，再进行超声处理，使所述菌体破壁，过滤，得到滤液A；S30、将所述滤液A与所述上清液混合，得到混合液，将所述混合液浓缩醇沉，抽滤，再将抽滤得到的产物旋蒸，最后加水复溶，得到溶液B；S40、将所述溶液B用活性炭处理后，再用阳离子交换剂处理，得到溶液C；S50、将所述溶液C纳滤浓缩，得到浓缩液，将所述浓缩液进行喷雾干燥，即可得到母乳低聚糖。可选地，步骤S10中，所述微生物发酵液包括重组大肠杆菌发酵液，其中，所述重组大肠杆菌发酵可合成母乳低聚糖。可选地，步骤S10中，所述离心的转速为4000～8000rpm，离心时间为10～15min。可选地，步骤S20包括：将所述菌体用磷酸缓冲液重悬，并加入溶菌酶在25～30℃下反应15～20min，再进行超声处理，使所述菌体破壁，得到溶液A。可选地，所述磷酸缓冲液的pH值为6.2～7.0；和/或，所述溶菌酶的浓度为0.1～0.2mg/mL。可选地，所述超声处理的条件为：功率为100～200W，处理时间为5～10min。可选地，步骤S30中，所述浓缩醇沉步骤包括：将所述混合液真空浓缩至体积的1/3，再加入乙醇，得到混合溶液，并使所述混合溶液中所述乙醇的体积浓度为70～80％，将所述混合溶液静置12～24h。可选地，步骤S50中，所述纳滤浓缩的步骤中：所述纳滤浓缩的纳滤膜的材质包括醋酸纤维素、磺化聚砜、磺化聚醚砜和聚乙烯醇中的任意一种；和/或，所述纳滤浓缩的纳滤膜的截留分子量为80～1000。可选地，步骤S50中，所述喷雾干燥的条件为：所述喷雾干燥的喷嘴温度为100～150℃；和/或，所述喷雾干燥的出口温度为50～80℃。此外，本专利技术还提出一种婴幼儿奶粉，包括母乳低聚糖，所述母乳低聚糖是从微生物发酵液中分离纯化获得的，所述分离纯化方法为如上所述的从微生物发酵液中分离纯化母乳低聚糖的方法。本专利技术提供的从微生物发酵液中分离纯化母乳低聚糖的方法，采用超声波辅助溶菌酶使菌体破壁，释放出胞内母乳低聚糖，再过滤，得到了含有母乳低聚糖的滤液A，将滤液A与上清液混合后浓缩醇沉、抽滤，得到了母乳低聚糖，再对母乳低聚糖进行阳离子交换和纳滤浓缩，最后进行喷雾干燥，得到了母乳低聚糖粉末。该方法同时提取了胞内母乳低聚糖和胞外母乳低聚糖，且通过步骤的设计，降低了母乳低聚糖的损失率和最终产物中的杂质，从而提高了得到的母乳低聚糖的收率和纯度；此外，最后一步为喷雾干燥，提高了其作为食品成分的安全性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅为本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本专利技术提出的从微生物发酵液中分离纯化母乳低聚糖的方法的一实施例的流程示意图。本专利技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。此外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本专利技术要求的保护范围之内。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。目前多采用生物工程菌的生物合成途径来制备母乳低聚糖，但是含有母乳低聚糖的生物发酵液的提取工艺却受到限制，最终提取得到的母乳低聚糖的纯度和收率较低。此外，现有提取方法通常采用结晶来获得固体糖，结晶涉及使用有机溶剂，如醇、有机酸等，而母乳低聚糖是用作食品成分，用有机溶剂来获得固体母乳低聚糖的最后一步具有食品安全隐患。鉴于此，本专利技术提出一种从微生物发酵液中分离纯化母乳低聚糖的方法，旨在从微生物发酵液中提取得到安全性高，且纯度和收率高的母乳低聚糖。结合图1提出的从微生物发酵液中分离纯化母乳低聚糖的方法的一实施例的流程示意图，所述从微生物发酵液中分离纯化母乳低聚糖的方法包括以下步骤：步骤S10、将含有母乳低聚糖的微生物发酵液进行离心，分别收集上清液和下层的菌体。本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种从微生物发酵液中分离纯化母乳低聚糖的方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS10、将含有母乳低聚糖的微生物发酵液进行离心，分别收集上清液和下层的菌体；/nS20、将所述菌体重悬，并加入溶菌酶反应，再进行超声处理，使所述菌体破壁，过滤，得到滤液A；/nS30、将所述滤液A与所述上清液混合，得到混合液，将所述混合液浓缩醇沉，抽滤，再将抽滤得到的产物旋蒸，最后加水复溶，得到溶液B；/nS40、将所述溶液B用活性炭处理后，再用阳离子交换剂处理，得到溶液C；/nS50、将所述溶液C纳滤浓缩，得到浓缩液，将所述浓缩液进行喷雾干燥，即可得到母乳低聚糖。/n

【技术特征摘要】
1.一种从微生物发酵液中分离纯化母乳低聚糖的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S10、将含有母乳低聚糖的微生物发酵液进行离心，分别收集上清液和下层的菌体；
S20、将所述菌体重悬，并加入溶菌酶反应，再进行超声处理，使所述菌体破壁，过滤，得到滤液A；
S30、将所述滤液A与所述上清液混合，得到混合液，将所述混合液浓缩醇沉，抽滤，再将抽滤得到的产物旋蒸，最后加水复溶，得到溶液B；
S40、将所述溶液B用活性炭处理后，再用阳离子交换剂处理，得到溶液C；
S50、将所述溶液C纳滤浓缩，得到浓缩液，将所述浓缩液进行喷雾干燥，即可得到母乳低聚糖。


2.如权利要求1所述的从微生物发酵液中分离纯化母乳低聚糖的方法，其特征在于，步骤S10中，所述微生物发酵液包括重组大肠杆菌发酵液，其中，所述重组大肠杆菌发酵可合成母乳低聚糖。


3.如权利要求1所述的从微生物发酵液中分离纯化母乳低聚糖的方法，其特征在于，步骤S10中，所述离心的转速为4000～8000rpm，离心时间为10～15min。


4.如权利要求1所述的从微生物发酵液中分离纯化母乳低聚糖的方法，其特征在于，步骤S20包括：
将所述菌体用磷酸缓冲液重悬，并加入溶菌酶在25～30℃下反应15～20min，再进行超声处理，使所述菌体破壁，得到溶液A。


5.如权利要求4所述的从微生物发酵液中分离纯化母乳低聚糖的方法，其特征在于，所述磷...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈蕾，谭少伟，蔡双山，潘其军，汪益红，刘慧芳，胡锐，
申请(专利权)人：湖北福星生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42