快速制備低聚半乳甘露糖的復合酶解方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種快速制備低聚半乳甘露糖的復合酶解方法，屬于生物技術領域。
【背景技術】
[0002] 瓜爾膠是由瓜爾豆胚乳部分加工而成的大分子天然親水膠體，主要成分為半乳甘 露聚糖，是一種天然的增稠劑和品質改良劑。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，達到迅速增稠的功效。半乳甘露聚糖的線性主鏈由通過 0-(1-4)糖苷鍵連接在一起的甘露糖組成，a-(1-6)糖苷鍵形成連接半乳糖單元的分支 點。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，具有調理腸道、提高免疫力的作用，具有膳食纖維的 功效，是一種功能性益生元產品。
[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，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：提供一種高濃度下的快速制備瓜爾膠復合酶解液 的方法，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：
[0006]瓜爾膠粉首先與甘露聚糖酶、木聚糖酶、纖維二糖酶充分混合，然后加入檸檬 酸-檸檬酸鈉緩沖溶液配制瓜爾膠與三種酶的混合液，瓜爾膠溶脹后，控制酶解溫度及時 間進行降解。
[0007] 以上所述瓜爾膠粉與甘露聚糖酶、木聚糖酶、纖維二糖酶的混和比例為：每 克瓜爾膠粉加入0 -甘露聚糖酶50~70U，木聚糖酶1000~3000U，纖維二糖酶1000~ 2000U。
[0008] 本發明提供的一種緩沖溶液為0. 2mol/mL檸檬酸-檸檬酸鈉緩沖溶液，pH值為 6. 0 ~6. 6。
[0009] 加入檸檬酸-檸檬酸鈉緩沖溶液配制的瓜爾膠溶液濃度為8~12%，溶脹時間為 30~90min ;溶脹溫度為26-38°C。
[0010] 溶脹完成后進入酶解階段，本發明提供兩種酶解方式。
[0011] -、瓜爾膠溶脹后采用單一溫度酶解方式：酶解溫度為50~55°C，時間為6~ 10h〇
[0012] 二、溶脹后采用溫度梯度酶解方式，具體為：
[0013] (1)將溫度從溶脹溫度升高到35-40°C，酶解1. 5-2. 5h;
[0014] (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；
[0015] (3)將溫度升高到55°C，酶解2-3h。
[0016] 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-T0F)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-T0F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。
[0017] 冊1^：參數設置：色譜柱順2(：〇11111111(416臟\250臟)，柱溫301：，流速111117111111，進樣 量為20yL，流動相乙腈：水=75 : 25。
[0018] 通過測定，低聚半乳甘露糖占酶解液糖類質量組成成分的95%以上，單糖為0,聚 合度為2-10的低聚糖占95 %~99%。
[0019] 本發明所述的復合酶解方法的有益效果是：
[0020] 1、瓜爾膠粉首先與三種酶充分混合，避免了瓜爾膠溶脹后加入酶，因黏度過高而 導致的混合不均。
[0021] 2、實現三種酶同時酶解，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。
[0022] 3、三種酶的酶切特點各異，互為補充。酶解液糖類組成成分中，單糖為0,保證了低 聚半乳甘露糖實現其益生元的有益效果；聚合度為2-10的低聚糖占95%~99. 9%，說明了 瓜爾膠的充分降解。
[0023] 4、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。
[0024] 5、本發明提供的兩種酶解方式，酶解效果都超過95%以上，都能保證每種酶的酶 解效果。第一種操作簡單，第二種酶解方式酶解方式更好，可達99. 9%。
[0025] 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】[0026] 實施例1
[0027] 瓜爾膠粉8g與0 -甘露聚糖酶400U、木聚糖酶8000U、纖維二糖酶8000U充分混 合；然后加入0. 2mol/mL檸檬酸-檸檬酸鈉緩沖溶液定容至100mL，調pH值為6. 0 ;溶脹溫 度為26°C，溶脹30min;然后將溶液升溫到50°C，酶解6h;酶解結束后，即得到低聚半乳甘 露糖酶解液。通過MALDI-T0F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95. 3%。
[0028]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. 一種快速制備低聚半乳甘露糖的復合酶解方法，其特征在于，瓜爾膠粉首先與 0 -甘露聚糖酶、木聚糖酶、纖維二糖酶充分混合，然后加入檸檬酸-檸檬酸鈉緩沖溶液配 制瓜爾膠與三種酶的混合液，瓜爾膠溶脹后，控制酶解溫度及時間進行降解。
2. 如權利要求1所述的快速制備低聚半乳甘露糖的復合酶解方法，其特征在于，瓜爾 膠粉與甘露聚糖酶、木聚糖酶、纖維二糖酶的混和比例為：每克瓜爾膠粉加入甘露 聚糖酶50~70U，木聚糖酶1000~3000U，纖維二糖酶1000~2000U。
3. 如權利要求1所述的快速制備低聚半乳甘露糖的復合酶解方法，其特征在于，檸檬 酸-檸檬酸鈉緩沖溶液濃度為〇. 2mol/mL，pH值為6. 0~6. 6。
4. 如權利要求1所述的利用快速制備低聚半乳甘露糖的復合酶解方法，其特征在于， 瓜爾膠溶液濃度為8~12%，溶脹時間為30~90min，溶脹溫度為26-38°C。
5. 如權利要求1所述的快速制備低聚半乳甘露糖的復合酶解方法，其特征在于，瓜爾 膠溶脹后采用單一溫度酶解方式：酶解溫度為50~55°C，時間為6~10h。
6. 如權利要求1所述的快速制備低聚半乳甘露糖的復合酶解方法，其特征在于，溶脹 后采用溫度梯度酶解方式，具體為： (1) 將溫度從溶脹溫度升高到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】本發明公開了一種快速制備低聚半乳甘露糖的復合酶解方法，其特征在于，瓜爾膠粉首先與β-甘露聚糖酶、木聚糖酶、纖維二糖酶充分混合，然后加入檸檬酸-檸檬酸鈉緩沖溶液配制瓜爾膠與三種酶的混合液，瓜爾膠溶脹后，控制酶解溫度及時間進行降解。本發明實現了三種復合酶同時酶解，省略了單一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。實現了瓜爾膠高濃度下的酶解，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脫水、干燥的成本。
【IPC分類】C12P19-14
【公開號】CN104745658
【申請號】CN201510175962
【發明人】劉云國, 徐云峰, 劉艷華, 馬云, 劉凌霄
【申請人】劉云國
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2015年4月14日