一种高效酶法制备魔芋葡甘露低聚糖的方法技术

本发明专利技术公开了一种高效酶法制备魔芋葡甘露低聚糖的方法，属于食品加工技术领域。本发明专利技术所述方法包括如下步骤：原料混合溶解、酶解、灭酶、乙醇沉淀、离心、干燥、研磨，得到魔芋葡甘露低聚糖产品。本发明专利技术通过往底物溶液中添加微量乙醇，从而在一定程度上抑制了魔芋精粉的溶胀速率，提高了酶法制备魔芋葡甘露低聚糖的效率，使底物浓度达到200g/L，得到了水解率高、抗氧化活性高、分子量相对均一的魔芋葡甘露低聚糖，符合健康饮食消费的需求，具有广阔的应用前景及巨大的经济效益；本发明专利技术的制备工艺简单，条件温和可控，无毒无害，安全卫生，解决了酶法制备魔芋葡甘露低聚糖底物浓度低的问题，生产效率高，有利于魔芋葡甘露低聚糖的工业化生产及应用。生产及应用。生产及应用。

【技术实现步骤摘要】
一种高效酶法制备魔芋葡甘露低聚糖的方法


[0001]本专利技术涉及一种高效酶法制备魔芋葡甘露低聚糖的方法，属于食品加工


技术介绍

[0002]魔芋又名蒟蒻，是天南星科魔芋属多年生单子叶草本植物，在我国主要生长在西南山区，是我国西南山区农村产业结构调整的主要特色经济作物之一。魔芋营养成分十分丰富，其主要成分为葡甘露聚糖(KGM)，还含有蛋白质、淀粉、粗纤维、多种氨基酸、多种维生素和矿物质元素等物质，是我国的传统食品及医药资源。在化学性质上KGM由β
‑
1,4糖苷键连接的D
‑
甘露糖残基和D
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葡萄糖残基组成，摩尔比为1.0:(1.5
‑
1.7)，在甘露糖的C
‑
3位置有少量的β
‑
1,3糖苷键分支连接。KGM作为一种可溶性膳食纤维，具有减肥、增强免疫力、排毒通便、降血糖、降血脂、增殖有益菌群等功效，具有重要的经济和保健价值。但是，目前KGM存在分子量大、胶凝性强、粘度大、性质不稳定等问题，并且其特殊的分子结构使香气分子难以进入内部，导致了魔芋食品难以赋味，因此限制了其在食品中的应用。我国是重要的魔芋生产国，魔芋资源丰富，因此通过物理法、化学法或生物法将KGM降解，形成不同聚合度的魔芋葡甘露低聚糖(KOGM)将有较大的社会效益和经济效益。
[0003]KOGM是一种功能性低聚糖，具有调理肠道菌群、预防肥胖症、改善血糖血脂水平等功能。同时KOGM作为一种膳食纤维，具有低甜度、低热量、不能被人体消化吸收等特点，不仅适宜糖尿病人食用，还适合作为减肥食品的辅料。与KGM相比，KOGM具有更小的分子量、更好的活性功能、更低的水溶液粘度，可以更好地应用在食品加工生产中。目前，KOGM的制备方法可分为天然产物提取法和降解法两种。天然产物提取法主要采用水提取和乙醇沉淀的方法将魔芋低聚糖从溶液中提取出来，但由于天然产物中低聚糖的含量较少，存在提取成本高，有机溶剂残留等问题，未得到广泛的应用。而降解法主要是利用酶水解、酸水解、超声波和辐照降解含有KGM的原料从而制备低聚糖。其中酶法制备具有无副作用、条件温和可控、对环境污染小等优点，已成为使用最多、最广泛的方法。使用的酶主要为甘露聚糖酶和纤维素酶，不同来源的酶由于具有不同的最适反应条件，其酶解KGM的工艺条件也不尽相同。在酶解过程中，由于底物KGM的高分子量、强吸水性、高粘度，在酶解过程中只能使用较低的KGM底物浓度，使得酶解法生产效率低，生产成本较高，不利于KOGM的工业化生产及应用。盲目地提高KGM底物浓度会因KGM的高溶胀速率，使KGM大量结块，导致酶解不充分。目前，可通过在酶解过程中不断搅拌并逐步添加KGM的方法使酶解底物浓度提高到150g/L。但是这种方法存在先添加的KGM被过度酶解，而后添加的KGM酶解不充分的问题，从而导致KOGM的分子量分布不均匀以及抗氧化活性低。因此，迫切需要研发一种高效酶解KGM制备KOGM的方法。
[0004]专利CN113278663A提供了一种魔芋葡甘露低聚糖的制备方法，该方法在磷酸氢二钠
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柠檬酸缓冲液中利用超微辅助酶解，在减少酶用量的情况下得到品质较好的魔芋葡甘露低聚糖产品。但该制备方法的酶解时底物浓度太低(30g/L)，使得生产成本较高，不利于
KOGM的工业化生产及应用。专利CN111264813A提供了一种多功能魔芋粉及其制备方法，该方法在β
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甘露聚糖酶、纤维素酶和果胶酶的共同作用下，酶解魔芋精粉(150g/L)得到一种具有降血脂、降血糖、抗氧化等多功能魔芋粉。但该制备方法所制备的多功能魔芋粉的出粉率较低(12.5％)，且所得的多功能魔芋粉中低聚糖和其他可溶性糖含量较低(40.1％)。专利CN103030712A公开了一种魔芋葡甘露低聚糖的制备方法，该方法将魔芋精粉放入浓度为70％
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95％(V/V)二甲基亚砜溶液中，经不同频率超声波超声处理后制得分子量相对均一的魔芋葡甘露低聚糖，所得产物保持了魔芋葡甘聚糖的化学结构。但该制备方法制备工艺复杂，且二甲亚砜的添加会增加食品安全问题的风险，难以大规模推广。
[0005]所以，在目前的现有技术中缺少一种简单易行，处理效率高，产物得率高，适于工业大规模生产的魔芋葡甘露低聚糖制备方法。

技术实现思路

[0006]为了解决酶法制备KOGM时底物KGM浓度低，酶解效率低，不利于KOGM的工业化生产及应用的问题，本专利技术提供了一种高效酶法制备魔芋葡甘露低聚糖的方法。本专利技术在对KGM进行酶解前，向水中添加微量乙醇，乙醇的添加可在魔芋精粉溶于溶液的初期在一定程度上降低KGM的溶胀速率，从而解决因KGM的溶胀速率过高导致的魔芋精粉结块和溶解不充分的问题，提高酶解时KGM的底物浓度。采用本专利技术的方法既提高了酶法制备魔芋葡甘露低聚糖的底物浓度，提高酶解效率，又使制得的魔芋葡甘露低聚糖的分子量相对均一、抗氧化活性较高，本方法可有效提高制备KOGM的生产效率，降低KOGM的生产成本，有利于KOGM的工业化生产及应用。
[0007]本专利技术的第一个目的是提供一种高效酶法制备魔芋葡甘露低聚糖的方法，包括以下步骤：
[0008](1)原料溶解：将魔芋精粉与β
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甘露聚糖酶混合均匀，向其中加入0.25
‑
5％乙醇溶液，搅拌，得到魔芋精粉混合液，其中魔芋精粉混合液中魔芋精粉浓度为100
‑
250g/L；
[0009](2)酶解：将步骤(1)中魔芋精粉混合液进行酶解反应，得到酶解液；
[0010](3)灭酶：将步骤(2)中酶解液进行灭酶，得到灭酶后的料液；
[0011](4)乙醇沉淀处理：向步骤(3)灭酶后的料液中加入乙醇，得到悬浊液；
[0012](5)离心：对步骤(4)中悬浊液进行离心，收集沉淀；
[0013](6)干燥、研磨：将步骤(5)中沉淀进行干燥、研磨，得魔芋葡甘露低聚糖粉末。
[0014]在本专利技术一种实施方式中，步骤(1)中β
‑
甘露聚糖酶的酶活为30000～60000U/g，酶与底物质量比为1:1000
‑
1:4000。
[0015]优选的，步骤(1)中β
‑
甘露聚糖酶的酶活为50000U/g，酶与底物质量比为1:3000。
[0016]在本专利技术一种实施方式中，步骤(1)中所述乙醇溶液浓度为1
‑
2％。
[0017]优选的，步骤(1)中所述乙醇溶液浓度为1％。
[0018]在本专利技术一种实施方式中，步骤(1)中所述魔芋精粉的混合液底物浓度为150～200g/L。
[0019]优选的，步骤(1)中所述魔芋精粉的混合液底物浓度为200g/L。
[0020]在本专利技术一种实施方式中，步骤(2)中所述酶解条件为：酶解温度为30
‑
70℃，酶解时间为1
‑
6h。
[0021]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高效酶法制备魔芋葡甘露低聚糖的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)原料溶解：将魔芋精粉与β
‑
甘露聚糖酶混合均匀，向其中加入0.25
‑
5％乙醇溶液，搅拌，得到魔芋精粉混合液，其中魔芋精粉混合液中魔芋精粉浓度为100
‑
250g/L；(2)酶解：将步骤(1)中魔芋精粉混合液进行酶解反应，得到酶解液；(3)灭酶：将步骤(2)中酶解液进行灭酶，得到灭酶后的料液；(4)乙醇沉淀处理：向步骤(3)灭酶后的料液中加入乙醇，得到悬浊液；(5)离心：对步骤(4)中悬浊液进行离心，收集沉淀；(6)干燥、研磨：将步骤(6)中沉淀进行干燥、研磨，得魔芋葡甘露低聚糖粉末。2.根据权利要求1中所述的方法，其特征在于，步骤(1)中β
‑
甘露聚糖酶的酶活为30000～60000U/g，酶与底物质量比为1:1000
‑
1:4000。3.根据权利要求1中所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述乙醇溶液浓度为1
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2％。4.根据权利要求1中所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述魔芋精粉的混合液底物浓度为150～200g/L。5.根据权利要求1中所述的方法，其特征在于，步骤(2)中所述酶解条件为：酶解温度为30
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70℃，酶解时间为1
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6h。6.根据权利要求1中所述的方法，其特征在于，步骤(3)中所述灭酶条件为：灭酶温度为90～100℃，...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏宇杰，张勉章，杨严俊，顾璐萍，常翠华，李俊华，姜丽丽，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：