專利名稱：一種從谷物麩中提取高純度水溶性β-葡聚糖的方法
技術領域：
本發明屬于谷物深加工技術領域，具體涉及一種從谷物麩中提取高純度水溶 性e-葡聚糖的方法。
背景技術：
水溶性p-葡聚糖是以(3-l,3和p-l,4糖苷鍵連接而成的高分子親水膠體，兩種糖 苷鍵的比例大致為3:7，主要存在于燕麥、大麥、青稞、小麥等谷物的細胞壁胚 乳層，它的含量隨品種、產地、處理加工方法不同而有較大的差別，不同的加工 和磨粉將極大的影響谷物麩皮中水溶性卩-葡聚糖的含量， 一般從1% 15%不等， 分子量的分布在5xl()S和3xl0S道爾頓之間，水溶性P-葡聚糖除作為功能因子降低 人體低密度脂蛋白，還具有潛在的食品應用價值，可以應用在各種飲料、烘焙、 保健品、化妝品、醫藥等領域。1995年，QUAKER公司提出將水溶性P-葡聚糖用于降低人體膽固醇水平之 后，國外的一些研究機構對它進行了廣泛的研究，包括水溶性(3-葡聚糖的功效性 和作用機理，以及產品的提取工藝和應用技術。美國心血管疾病控制中心(CCDC)通過對15名高膽固醇的肥胖男性的臨床試 驗，結果表明食用了含水溶性葡聚糖食品的人降低總膽固醇7%，而高密度脂 蛋白膽固醇(HDL-C)含量上升12。/。，并且具有很好的耐受性；荷蘭馬斯特進而赫 特大學的羅納德-P-門辛克領導的研究小組對飲用添加了水溶性葡聚糖的果汁飲 料的25名健康人進行臨床試驗，結果表明攝取水溶性葡聚糖的那組人員的總膽 固醇水平下降4.8%，低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)下降了7.7。/。。水溶性l3-葡聚糖用于降低膽固醇水平的功能性在逐漸得到大家的認可之后， 許多的研究人員對它的作用機理也在不斷研究，到目前為止，主要有三種作用機 制解釋 一種是水溶性葡聚糖結合人體的膽汁酸后促進體內膽固醇合成膽汁酸， 減少體內膽固醇含量；另外一種是水溶性葡聚糖延緩腸道清空，降低正餐后胰島 素的濃度，減少肝臟合成膽固醇；還有一種是水溶性葡聚糖增加腸道粘性，促進 消化腔內的物質吸收水分，減緩消化速度，干擾腸道對膽固醇吸收。藝路線是谷物滅酶、水法提取，離心 除雜，溶劑沉淀，干燥獲得成品，以上的方法存在用水量大，以及溶劑純化破壞 了水溶性卩-葡聚糖的結構，溶解能力低，純度在55%左右，不適宜應用在果汁飲 料、乳制品、豆制品等食品領域。但是要制備高純度、水溶性好的|3-葡聚糖，仍 存在以下幾個技術難點(1) 提取的水溶性葡聚糖溶液粘度大，不易離心，通過一次提純法獲得的提 取液含雜質較多，最終成品純度較難達到70%以上；(2) 常規的提純法會破壞水溶性葡聚糖的結構，降低產品溶解度且不穩定， 在水溶液中易析出，不宜在飲料中應用；(3) 采用柱層析方法提純可以達到，但是處理量少、生產成本高，不利于產 業化。發明內容本發明的目的在于提供一種從谷物麩中提取高純度水溶性e -葡聚糖的方 法，該提取方法工藝簡單、易操作、成本低，制備獲得的e-葡聚糖純度高，活 性高，水溶性好而且穩定，適宜應用在飲料中。為達到以上目的，本發明提供的從谷物麩中提取高純度水溶性e-葡聚糖的 方法，以谷物麩為原料，加水混勻，進行高壓均質、提取和酶解后，獲得初級純 化液，然后加入酵母發酵、加熱沉淀蛋白和離心后，獲得二級純化液，最后進行 噴霧干燥后獲得高純度水溶性p -葡聚糖產品。進一步的，本發明提供的從谷物麩中提取高純度水溶性e -葡聚糖的方法， 包括以下步驟(1) 高壓均質取谷物麩，加水混勻形成漿液，進行高壓均質，對谷物細 胞壁進行破壁，促進水溶性e-葡聚糖溶出得谷物乳液；(2) 提取調節溫度為30 10(TC，對谷物乳液中水溶性e-葡聚糖進行提取l~8h;(3) 酶解在步驟(2)所得提取液中加入纖維素酶，調節溫度為30~70°C， pH為3 9，反應l 5h后，離心過濾獲得含水溶性P-葡聚糖的初級純化液；(4) 酵母發酵調節溫度為28 40'C，在步驟(3)所得初級純化液中加入 酵母發酵1 24h;(5)加熱沉淀蛋白將步驟(4)所得發酵液加熱至60 100'C，加熱10 30min，離心除去蛋白沉淀，獲得二級純化液，將該純化液噴霧干燥后，即獲得高純度水 溶性P-葡聚糖產品。在上述制備方法中所述步驟(1)中谷物麩與水的重量比例為1 : 3~30。 所述步驟(1)中高壓均質的壓力為1 150MPa。所述步驟(3)中纖維素酶的用量為谷物麩重量的0.1 10%。。所述的纖維素 酶由木霉屬、曲霉屬或青霉屬菌種發酵提取制得。所述步驟(4)中酵母的添加量為谷物麩重量的1~10%。。所述酵母為面包酵 母，所述面包酵母包括壓榨酵母、活性干酵母或快速活性干酵母。所述步驟(1)中谷物麩為燕麥麩、大麥麩、青稞麩和小麥麩中的一種或幾種。所述步驟(5)中提取的水溶性0-葡聚糖產品的純度為70%以上。 與現有技術相比，本發明具有以下優點(1) 本發明提取方法條件溫和、工藝簡單、易操作、得率高；(2) 本發明提取方法清潔環保，無污染，符合國家清潔生產的相關政策；(3) 本發明提取方法制得的水溶性e -葡聚糖能夠顯著降低膽固醇，可廣泛應 用于食品、醫藥、化妝品行業中。
具體實施方式
以下實施例僅用于闡述本發明，而本發明的保護范圍并非僅僅局限于以下實 施例。所述技術領域的普通技術人員依據以上本發明公開的內容和各參數所取范 圍，均可實現本發明的目的。 實施例1取燕麥麩原料100kg，加水300kg，攪拌均勻，調節壓力為lOMPa，高壓均 質后將均質液升溫至3(TC， pH為7，持續攪拌反應5h，促進燕麥麩細胞壁破壁 溶出水溶性e-葡聚糖，在常壓下調節溫度為3(TC，加入30g纖維素酶，調節pH 為9，恒溫持續攪拌反應2h，采用吊袋式離心機，離心轉速為lOOOrpm,濾袋采 用滌綸材料，400目孔徑，離心收集得到上清液，加入酵母100g在28'C發酵24h， 加熱到60°C，恒溫15min，絮凝析出沉淀，采用高速離心機離心，轉速達到10000r/min，離心時間10min，將獲得的發酵液噴霧干燥，獲得水溶性e-葡聚糖， 所得產品外觀是極細微的白色粉末，產品純度達到70%以上，水溶性好，可廣泛 應用于食品、保健品、醫藥、化妝品等行業中。 實施例2取燕麥麩原料100kg，加水500kg，攪拌均勻，調節壓力為20MPa，高壓均 質后將均質液升溫至5(TC， pH為7，持續攪拌反應3h，促進燕麥麩細胞壁破壁 溶出水溶性P-葡聚糖，在常壓下降溫到40'C，加入150g纖維素酶，調節pH為 6，恒溫持續攪拌反應2.5h，采用吊袋式離心機，離心轉速為1000rpm，濾袋采 用滌綸材料，400目孔徑，離心收集得到上清液，加入酵母200g在30'C發酵2h， 加熱到80°C，恒溫20min，絮凝析出沉淀，采用高速離心機離心，轉速達到 10000r/min，離心時間10min，將獲得的發酵液噴霧干燥，獲得水溶性P-葡聚糖， 所得產品外觀是極細微的白色粉末，產品純度達到70%以上，水溶性好，可廣泛 應用于食品、保健品、醫藥、化妝品等行業中。 實施例3取大麥麩原料100kg，加水1200kg，攪拌均勻，調節壓力為15MPa，高壓 均質后將均質液升溫至7(TC， pH為7，持續攪拌反應2h，促進大麥麩細胞壁破 壁溶出水溶性(3-葡聚糖，在常壓下降溫到43'C，加入200g纖維素酶，調節pH 為6，恒溫持續攪拌反應lh,采用吊袋式離心機，離心轉速為1000rpm，濾袋采 用滌綸材料，400目孔徑，離心收集得到上清液，加入酵母180g在3(TC發酵2h， 加熱到7(TC，恒溫10min，絮凝析出沉淀，采用高速離心機離心，轉速達到 10000r/min，離心時間10min，將獲得的發酵液噴霧干燥，獲得水溶性(3-葡聚糖， 所得產品外觀是極細微的白色粉末，產品純度達到70%以上，水溶性好，這種水 溶性P-葡聚糖可廣泛應用于食品、保健品、醫藥、化妝品等行業中。 實施例4取青稞麩原料100kg，加水2000kg，攪拌均勻，調節壓力為15MPa，高壓 均質后將均質液升溫至8(TC， pH為7，持續攪拌反應2h，促進大麥麩細胞壁破 壁溶出水溶性(3-葡聚糖，在常壓下降溫到35'C，加入180g纖維素酶，調節pH 為6，恒溫持續攪拌反應lh，采用吊袋式離心機，離心轉速為1000rpm，濾袋采 用滌綸材料，400目孔徑，離心收集得到上清液，加入酵母250g在30。C發酵5h，加熱到90°C，恒溫10min，絮凝析出沉淀，采用高速離心機離心，轉速達到 10000r/min，離心時間10min，將獲得的發酵液噴霧干燥，獲得水溶性(3-葡聚糖， 所得產品外觀是極細微的白色粉水，產品純度達到70%以上，水溶性好，這種水 溶性P-葡聚糖可廣泛應用于食品、保健品、醫藥、化妝品等行業中。 實施例5取小麥麩原料100kg，加水3000kg，攪拌均勻，調節壓力為16MPa，高壓 均質后將均質液升溫至IO(TC， pH為7，持續攪拌反應8h，促進燕麥麩細胞壁破 壁溶出水溶性(3-葡聚糖，在常壓下降溫到70'C，加入250g纖維素酶，調節pH 為3，恒溫持續攪拌反應2.5h，采用吊袋式離心機，離心轉速為1000rpm，濾袋 采用滌綸材料，400目孔徑，離心收集得到上清液，加入酵母500g在4(TC發酵 10h，加熱到80'C，恒溫10min，絮凝析出沉淀，采用高速離心機離心，轉速達 到10000r/min，離心時間10min，將獲得的發酵液噴霧干燥，獲得水溶性P-葡聚 糖，所得產品外觀是極細微的白色粉末，產品純度達到70%以上，水溶性好，可 廣泛應用于食品、保健品、醫藥、化妝品等行業中。
權利要求
1、一種從谷物麩中提取高純度水溶性β-葡聚糖的方法，其特征在于，以谷物麩為原料，加水混勻，進行高壓均質、提取和酶解后，獲得初級純化液，然后加入酵母發酵、加熱沉淀蛋白和離心后，獲得二級純化液，最后進行噴霧干燥后獲得高純度水溶性β-葡聚糖產品。
2、 根據權利要求1所述的從谷物麩中提取高純度水溶性0 -葡聚糖的方法， 其特征在于，包括以下步驟(1) 高壓均質取谷物麩，加水混勻形成漿液，進行高壓均質，對谷物細 胞壁進行破壁，促進水溶性P -葡聚糖溶出得谷物乳液；(2) 提取調節溫度為30 10(TC，對谷物乳液中水溶性e-葡聚糖進行提取l~8h;(3) 酶解在步驟(2)所得提取液中加入纖維素酶，調節溫度為30~70°C， pH為3~9,反應1 5h后，離心過濾獲得含水溶性(3-葡聚糖的初級純化液；(4) 酵母發酵調節溫度為28 40'C，在步驟(3)所得初級純化液中加入 酵母發酵l~24h;(5) 加熱沉淀蛋白將歩驟(4)所得發酵液加熱至60~100°C ，加熱10 30min， 離心除去蛋白沉淀，獲得二級純化液，將該純化液噴霧干燥后，即獲得高純度水 溶性e-葡聚糖產品。
3、 根據權利要求2所述的從谷物麩中提取高純度水溶性e -葡聚糖的方法，其特征在于，所述步驟(1)中谷物麩與水的重量比例為1 : 3~30。
4、 根據權利要求2所述的從谷物麩中提取高純度水溶性e -葡聚糖的方法， 其特征在于，所述步驟(1)中高壓均質的壓力為1 150MPa。
5、 根據權利要求2所述的從谷物麩中提取高純度水溶性e -葡聚糖的方法，其特征在于，所述步驟(3)中纖維素酶的用量為谷物麩重量的0.1~10%。。
6、 根據權利要求5所述的從谷物麩中提取高純度水溶性e -葡聚糖的方法， 其特征在于，所述的纖維素酶由木霉屬、曲霉屬或青霉屬菌種發酵提取制得。
7、 根據權利要求2所述的從谷物麩中提取高純度水溶性e -葡聚糖的方法， 其特征在于，所述歩驟(4)中酵母的添加量為谷物麩重量的1~10。；。
8、 根據權利要求7所述的從谷物麩中提取高純度水溶性0 -葡聚糖的方法， 其特征在于，所述酵母為面包酵母，所述面包酵母包括壓搾酵母、活性干酵母或 快速活性干酵母。
9、 根據權利要求2所述的從谷物麩中提取高純度水溶性P -葡聚糖的方法， 其特征在于，所述步驟(1)中谷物麩為燕麥麩、大麥麩、青稞麩和小麥麩中的 一種或幾種。
10、 根據權利要求2所述的從谷物麩中提取高純度水溶性歸-葡聚糖的方法，其特征在于，所述步驟(5)中提取的水溶性e-葡聚糖產品的純度為7o。/。以上。
全文摘要
本發明公開了一種從谷物麩中提取高純度水溶性β-葡聚糖的方法，該方法以谷物麩為原料，加水混勻，進行高壓均質、提取和酶解后，獲得初級純化液，然后加入酵母發酵、加熱沉淀蛋白和離心后，獲得二級純化液，最后進行噴霧干燥后獲得高純度水溶性β-葡聚糖產品。該提取方法工藝簡單、易操作、成本低，制備獲得的β-葡聚糖純度和活性高，水溶性好而且穩定，適宜應用在飲料中。
文檔編號C08B37/00GK101602816SQ20091004035
公開日2009年12月16日 申請日期2009年6月18日 優先權日2009年6月18日
發明者李春榮, 詹耀才, 鐘細娥, 高展炬 申請人:廣東省食品工業研究所