一种发酵麦麸联产低聚糖和膳食纤维的方法技术

本发明专利技术涉及微生物发酵法同时制备麦麸低聚糖和膳食纤维的应用。本发明专利技术对小麦麸皮进行综合开发和利用，采用“一线多品”的麦麸高效生物深加工工艺路线，利用微生物发酵法同时制取麦麸膳食纤维及功能性低聚糖。本发明专利技术所述的微生物指出芽短梗霉单一菌种或出芽短梗霉与茶薪菇的混合菌种，发酵麦麸时，可将麦麸中淀粉、蛋白质等物质作为微生物生长所需的营养成分，使其在消耗这些物质的同时产生木聚糖酶，进而水解麦麸半纤维素生成低聚糖，同时制得膳食纤维。突破了以往单一产品开发为目标的研发思路，资源综合利用率高，生产成本低，无化学物质残留和环境污染，可形成“生态、低碳、高效循环”的加工技术新模式，可增加麦麸产品的附加值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及生物法在制备麦麸低聚糖及膳食纤维中的应用。
技术介绍
谷物皮层由于具有重要的营养学特性，越来越引起人们研究的兴趣，其中主要研究对象之一就是小麦麸皮。麸皮中富含膳食纤维(35-50% )、蛋白质(12-18% )、脂肪 (3-5% )、总碳水化合物(45-65% )、灰分(4-6% )、维生素(0. 265% )以及天然抗氧化剂阿魏酸(0. 4-0. 7% )等成分，开发和利用潜力巨大。目前，主要的研究都是利用小麦麸皮加工麦麸膳食纤维、麦麸蛋白质和戊聚糖等单个产品，如通过酶解去除淀粉、酸解去除蛋白生产不溶性膳食纤维产品，或通过酶解、碱溶、醇沉等エ艺生产戊聚糖,也有通过酶解生产蛋白质等产品,エ艺技术往往均为以单ー产品为目的，既增加了生产环节，提高了生产成本，经济价值不高，且易造成化学物质的残留和环境污染。因此，对小麦麸皮进行综合开发和利用，采用“ー线多品”的麦麸高效生物深加工 エ艺路线，利用微生物发酵法同时制取麦麸膳食纤维及功能性低聚糖，突破以往单ー产品开发为目标的研发思路，资源综合利用率高，生产成本低，无化学物质残留和环境污染，可形成“生态、低碳、高效循环”的农业技术新模式。可使谷物加工副产品的综合利用得到进一步发展，而且还可增加产品的附加值，从而提高企业的经济效益和社会效益。膳食纤维是继碳水化合物、脂肪、蛋白质、维生素、矿物质和水之后的第七大营养素。可预防肥胖、冠心病、糖尿病和结肠癌等疾病的发生。麦麸中含有大量可利用的具有生理活性的膳食纤维，其中的纤维素和半纤维素，是优质的膳食纤维来源。但麦麸中还含较多的淀粉、蛋白质、油脂和植酸等，作为活性膳食纤维和功能食品添加剂仍不理想，若采用合理的制取エ艺，除去麦麸中非纤维成分和不良气味，可进ー步纯化膳食纤维并提高其含量。功能性低聚糖是糖类化合物的ー种，具有甜、粘等特性，可增殖肠道有益菌、预防癌症、预防肥胖、防止便秘等，已作为蔗糖替代品食用。广泛存在于禾本科植物中的阿魏酰低聚糖(Feruloyl oligosaccharides, FOs)是功能性低聚糖的ー种，由不同位置上的糖轻基与阿魏酸(Ferulic acid, FA)羧基酯化形成。FOs具有阿魏酰基与亲水性的低聚糖基团，因而兼具水溶性和耐热性，较好地解决了目前天然抗氧化剂遇到的不溶于水(如胡萝卜素、酚醛化合物和维生素E等)与不适于热加工的热敏性(如维生素C等)两大应用难题，是ー种具有较高的研究价值与应用价值的天然抗氧化剂。FOs抗氧化活性强于阿魏酸与维生素C，对小鼠红细胞溶血现象具有较强的抑制作用；F0s对人体具有特殊的生理活性， 可显著抑制白血病人淋巴细胞生长，促进白血病T细胞坏疽，可抑制人体内的蛋白非酶糖基化反应，预防糖尿病的发生等，近年来被广泛用于保健食品中。FOs在食品エ业中具有巨大的应用潜力，但是FOs的高效制备问题已成为其被广泛应用的瓶颈。目前膳食纤维和低聚糖的制备多采用化学法和生物酶法。化学法是利用酸碱等化学试剂水解去除原料中的淀粉、蛋白质，该方法操作简便，但反应剧烈，产物易被分解；且存在产品安全和废弃物污染问题。生物酶法是利用淀粉酶、蛋白酶等将原料中的淀粉和蛋白质水解，再经水洗后去除。该方法反应温和、操作简便，但水解产物的去除造成资源的浪费， 且形成大量废水。因而，以往的制备方法中存在着资源浪费和环境污染等问题。寻找ー种可利用淀粉、蛋白等营养成分，井高效转化生成安全的膳食纤维和低聚糖方法是新的研究方向。生物发酵法是利用微生物转化获得目的产物的方法，目前多用于商品酶和多糖等功效成分的制备中。出芽短梗霉(Aureobacidium pullulans 或 Pullularia pullulans) 是ー类与酵母密切相关的真菌，研究表明其生长过程中可产生高活性的内切木聚糖酶 (xylanase 或 1-4-^ -D-xylanxylanohydrolase, EC3. 2. I. 8)、淀粉酶、蛋白酶、纤维素酶和半纤维素酶等，且具有较好的热稳定性。其中淀粉酶和蛋白酶水解原料中的淀粉、蛋白质为其生长提供营养，并将其转变为真菌多糖和菌体纤维，増加膳食纤维来源；半纤维素酶可水解原料的细胞壁多糖，生成低聚糖。国外对出芽短梗霉的研究较早，已有短梗霉多糖产品闻世，且允许作为食品添加剂增稠剂使用，可见采用出芽短梗霉发酵麦麸联产膳食纤维和低聚糖具有食用安全性，具有广阔的应用前景。
技术实现思路
本专利技术的目的我国常年小麦产量高达I. 15亿吨左右，面粉加工过程中产生的麦麸在3000 3500万吨(居世界前列)，是我国大宗农副产品资源之一，开发和利用潜力巨大。目前，主要的研究都是利用小麦麸皮加工麦麸膳食纤维、麦麸蛋白质和戊聚糖等单个产品，资源利用率低，环境污染严重，形成的产品综合效益不高。本专利技术采用经诱变获得的出芽短梗霉高产木聚糖酶单ー菌株或出芽短梗霉与茶薪菇的混合菌种进行发酵法制备麦麸膳食纤维和低聚糖，可为膳食纤维和低聚糖保健食品开发提供技术支撑，推动功能性低聚糖的产业化及科学化发展。本专利技术的技术方案以麦麸为原料，采用食安性真菌出芽短梗霉或出芽短梗霉与茶薪菇的混合菌种发酵法制备膳食纤维和低聚糖，菌株可直接利用麦麸中的淀粉、蛋白质生长代谢，既消除了淀粉、蛋白质的存在对麦麸膳食纤维应用的不良影响，又提供了微生物生长代谢所需的营养，可直接将产木聚糖酶的微生物应用于低聚糖及膳食纤维制备中，使微生物发酵产酶过程与酶解麦麸获得低聚糖及膳食纤维的过程合ニ为一，则可省去酶制剂生产中的分离纯化过程，降低生产成本，提高产率。本专利技术的有益效果本项目采用“ー线多品”的麦麸高效生物深加工エ艺路线，利用微生物发酵法同时制取麦麸功能性低聚糖及膳食纤维，突破了以往单ー产品开发为目标的研发思路，资源综合利用率高，生产成本低，无化学物质残留和环境污染，形成了“生态、 低碳、高效循环”的加工技术新模式。可使谷物加工副产品的综合利用得到进ー步发展，而且还可增加产品的附加值，从而提高企业的经济效益和社会效益。具体实施例方式下面结合具体实施例对本专利技术进行进ー步说明，但实施例不限制本专利技术的保护范围。实施例I出芽短梗霉生成阿魏酰低聚糖的发酵ェ艺优化I.菌种培养基的制备菌种活化培养基(g/L):马铃薯200蔗糖20蛋白胨5琼脂粉20pH自然蒸馏水 10OOmT ,0. 103MPa 灭菌 20min ；种子培养基(g/L):蔗糖50Na2HP04 5.0 酵母膏 3.0 MgS04 7H20 0.2 (NH4)2SO40.6NaC10. I pH6. 0 蒸馏水 IOOOmL 0. 103MPa 灭菌 20min ；发酵培养基(g/L):麦麸液20KH2P04 I MgSO4 7H20 I Vbi 0.1 0. 103MPa 灭菌 20mino2.菌种培养母种培养在温度为28°C，摇床转速180r/min，摇瓶装液量为50mL/250mL三角瓶， 接种I块直径约为4mm的母种菌块，培养3d ；培养条件确定用发酵条件在前期单因素实验的基础上，据实验设计表I设定。测定发酵液中阿魏酰低聚糖(FOs)产量。表I发酵条件确定研究中因素水平表Table I Levels of culture condition for fermentation 本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：余晓红，顾振新，邵荣，刘珊珊，申玉香，
申请(专利权)人：盐城工学院，
类型：发明
国别省市：