高濃度瓜爾膠溶液快速制備低聚半乳甘露糖酶解液的方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種高濃度瓜爾膠溶液快速制備低聚半乳甘露糖酶解液的方法，屬于 生物技術領域。
【背景技術】
[0002] 瓜爾膠是由一年生草本豆科作物瓜爾豆的胚乳部分加工而成的一種天然增稠劑 和品質改良劑，主要成分為半乳甘露聚糖。瓜爾膠是外觀為白色或微黃色的自由流動粉 末，能溶于冷水或熱水，遇水后形成膠狀物質，能迅速增稠。半乳甘露聚糖結構的主鏈是以 0-(1-4)糖苷鍵連接在一起的甘露聚糖，支鏈是以a-(1-6)糖苷鍵連接的半乳聚糖。低 聚半乳甘露糖是半乳甘露聚糖的不完全降解產物，由2-10個半乳糖和甘露糖分子通過糖 苷鍵聚合而成的低聚糖的總稱，半乳糖和甘露糖的摩爾比約為1 : 2。低聚半乳甘露糖不能 被人體消化吸收，熱量低，基本不增加血糖和血脂，但能顯著增進人體腸道內以雙歧桿菌和 乳酸桿菌為代表的有益菌的增殖，具有調節腸道功能、改善便秘、抗氧化和提高免疫力的作 用。
[0003] 當前，利用瓜兒膠為原料，酶切降解制備低聚半乳甘露糖的方法存在如下問題。一 是現有方法對瓜爾膠的酶解主要是采用0 -甘露聚糖酶，但采用單一酶水解瓜爾膠的效率 不高。雖然現有一些技術采用了復合酶降解植物多糖的方法，但由于每種酶分別進行降解， 時間較長，酶解效率較低。二是在瓜爾膠酶解過程中，由于瓜爾膠溶液黏度過高，目前普遍 采用的酶解瓜爾膠時的濃度為0. 3-2%，得到的低聚糖的濃度較低，在進一步制備低聚半乳 甘露糖粉劑時需要進行脫水干燥處理，這不僅增加了產物即低聚半乳甘露糖后續脫水、干 燥的成本，也嚴重影響了工業化生產的效率。
【發明內容】
[0004] 本發明所要解決的技術問題是：提供一種高濃度瓜爾膠溶液的快速酶解方法，獲 得低聚半乳甘露糖酶解液。
[0005] 為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是： 首先用檸檬酸-檸檬酸鈉緩沖溶液配制瓜爾膠粉溶液，然后控制溫度及時間進行加熱 溶脹，冷卻后，同時加入甘露聚糖酶、木聚糖酶、內切葡聚糖酶三種酶，充分混勻，控制 酶解溫度及時間進行降解。
[0006] 以上所述梓檬酸-梓檬酸鈉緩沖溶液為0.2mol/mL，pH值為6.0~6.6。
[0007] 瓜爾膠溶液濃度為12~15 %，加熱溫度為92~95°C，時間為50~60min;冷卻 至 25-30 °C。
[0008] 瓜爾膠粉與0 -甘露聚糖酶、木聚糖酶、內切葡聚糖酶的混和比例為：每克瓜爾膠 粉加入0 -甘露聚糖酶70~90U，木聚糖酶1000~2000U，內切葡聚糖酶2000~3000U。
[0009] 加入三種酶后采用溫度梯度酶解方式，具體為： (1)將溫度從冷卻后的溫度升高到35-40°C，酶解1. 5-2. 5h; (2)將溫度升高到48-53°C，酶解3-4h;升溫過程中每3-5分鐘升高1-2攝氏度，并且 每升高1-2攝氏度保持10分鐘； (3)將溫度升高到55°C，酶解2-3h。
[0010] 酶解結束后，即得到低聚半乳甘露糖酶解液。通過基質輔助激光解吸電離飛行時 間質譜（MALDI-TOF)和高效液相色譜法（HPLC)測定酶解液中不同聚合度低聚半乳甘露糖 的質量百分比。MALDI-TOF質譜儀的參數設置：氮激光器波長337nm，采用延時引出和反射 的工作方式，加速電壓19. 5kV，反射電壓20kV，延時引出電壓14. 5~16. 5kV，延時時 間50~200ns，正離子檢測。HPLC參數設置：色譜柱NH2Column(416mmX250mm)，柱溫 30°C，流速1mL/min,進樣量為20yL，流動相乙腈：水=75 : 25。
[0011] 通過檢測，聚合度2-10的低聚半乳甘露糖占酶解液糖類質量的99. 5%~99. 9%。
[0012] 本發明所述的復合酶解方法的有益效果是： 1、加熱溶脹步驟避免了因瓜爾膠溶液黏度過高而導致的瓜爾膠溶液與酶混合不均和 酶解困難。
[0013] 2、實現瓜爾膠12%以上高濃度下的酶解，并獲得低聚半乳甘露糖酶解液，節約了 后續生產低聚半乳甘露糖粉劑時干燥的成本。
[0014] 3、低聚半乳甘露糖作為供人食用的植物膳食纖維，檸檬酸-檸檬酸鈉作為緩沖溶 液，無毒副作用，食用安全。
[0015] 4、實現0-甘露聚糖酶、木聚糖酶、內切葡聚糖酶同時酶解，時間短，省略了每種 酶依次降解后的純化步驟，節約了生產時間和成本，提高了效率。
[0016] 5、0 -甘露聚糖酶、木聚糖酶、內切葡聚糖酶的酶解特點各異，互為補充，酶解速度 快。酶解液糖類組成成分中，單糖成分為〇,保證了低聚半乳甘露糖實現其益生元的有益效 果；酶解液中聚合度為2-10的低聚糖的質量百分數是99. 5%~99. 9%，說明了瓜爾膠的充 分降解。
[0017] 現有技術中都是酶解低濃度的瓜爾膠或其他生物膠，普遍認為高濃度的膠溶液在 酶解時的效果不佳，本發明實現瓜爾膠高濃度下的酶解，并獲得高濃度的低聚半乳甘露糖 酶解液，節約了后續生產低聚半乳甘露糖粉劑時的脫水、干燥的成本。
【具體實施方式】
[0018] 實施例1 取瓜爾膠粉12g，用0.2mol/mL檸檬酸-檸檬酸鈉緩沖溶液定容至100mL，調pH值為 6.0;然后加熱溶脹，溫度為92°C，時間為50min;冷卻至25°C后，同時加入甘露聚糖酶 840U，木聚糖酶12000U，內切葡聚糖酶24000U，充分混合； 加入三種酶后采用溫度梯度酶解方式，具體為： (1)將溫度從冷卻后的溫度升高到35°C，酶解1. 5h; (2) 將溫度升高到48°C，酶解3h;升溫過程中每3分鐘升高1攝氏度，并且每升高1攝 氏度保持10分鐘； (3)將溫度升高到55°C，酶解2h。
[0019] 酶解結束后，即得到低聚半乳甘露糖酶解液。通過MALDI-TOF和HPLC方法測得該 實施例酶解液中不同聚合度低聚半乳甘露糖的質量百分比如表1，聚合度2-10的低聚半乳 甘露糖占酶解液糖類組成成分的99. 5%。
[0020] 表1實施例1中不同聚合度低聚半乳甘露糖的質量百分比
【主權項】
1. 一種高濃度瓜爾膠溶液快速制備低聚半乳甘露糖酶解液的方法，其特征在于，首先 用檸檬酸-檸檬酸鈉緩沖溶液配制瓜爾膠溶液，然后控制溫度及時間進行加熱溶脹，冷卻 后，同時加入0 -甘露聚糖酶、木聚糖酶、內切葡聚糖酶三種酶，充分混勻，控制酶解溫度及 時間進行降解。
2. 如權利要求1所述的高濃度瓜爾膠溶液快速制備低聚半乳甘露糖酶解液的方法，其 特征在于，檸檬酸-檸檬酸鈉緩沖溶液的濃度為0. 2mol/mL，pH值為6. O~6. 6。
3.如權利要求1所述的高濃度瓜爾膠溶液快速制備低聚半乳甘露糖酶解液的方法，其 特征在于，瓜爾膠溶液濃度為12~15%。
4. 如權利要求1所述的高濃度瓜爾膠溶液快速制備低聚半乳甘露糖酶解液的方法，其 特征在于，加熱溶脹溫度為92~95°C，時間為50~60min。
5.如權利要求1所述的高濃度瓜爾膠溶液快速制備低聚半乳甘露糖酶解液的方法，其 特征在于，加熱溶脹后冷卻至25-30°C。
6. 如權利要求1所述的高濃度瓜爾膠溶液快速制備低聚半乳甘露糖酶解液的方法，其 特征在于，瓜爾膠粉與e-甘露聚糖酶、木聚糖酶、內切葡聚糖酶的混和比例為：每克瓜爾 膠粉加入0 -甘露聚糖酶70~90U，木聚糖酶1000~2000U，內切葡聚糖酶2000~3000U。
7. 如權利要求1所述的高濃度瓜爾膠溶液快速制備低聚半乳甘露糖酶解液的方法，其 特征在于，加入三種酶后采用溫度梯度酶解方式，具體為： (1)將溫度從冷卻后的溫度升高到35-40°C，酶解I. 5-2. 5h ; (2)將溫度升高到48-53°C，酶解3-4h;升溫過程中每3-5分鐘升高1-2攝氏度，并且 每升高1-2攝氏度保持10分鐘； (3)將溫度升高到55°C，酶解2-3h。
【專利摘要】本發明公開了一種高濃度瓜爾膠溶液快速制備低聚半乳甘露糖酶解液的方法，首先用檸檬酸-檸檬酸鈉緩沖溶液配制瓜爾膠溶液，然后控制溫度及時間進行加熱溶脹，冷卻后，同時加入β-甘露聚糖酶、木聚糖酶、內切葡聚糖酶三種酶，充分混勻，控制酶解溫度及時間進行降解。本發明實現了高濃度下瓜爾膠的快速酶解，并獲得了低聚半乳甘露糖酶解液,節約了后續生產低聚半乳甘露糖時干燥、純化的成本。
【IPC分類】C12P19-14
【公開號】CN104745657
【申請號】CN201510174562
【發明人】劉云國, 張亮, 榮寶剛
【申請人】青州榮美爾生物科技有限公司
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2015年4月14日