利用分子組裝增溶技術制備酵母β-D-葡聚糖的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及食品加工技術領域，涉及一種酵母β-D-葡聚糖的制備方法，具體涉及一種利用分子組裝增溶技術制備可溶的高純度的酵母β -D-葡聚糖的方法。
【背景技術】
[0002]β-D-葡聚糖是一類廣泛存在于細菌、真菌、藻類和植物體內的多糖，它的主要來源之一為釀酒酵母。酵母β-D-葡聚糖占酵母細胞壁干重的30?60%，具有增強免疫力、消炎、抗菌、抗感染、抗病毒、抗癌、降低膽固醇、防輻射和治愈傷口等諸多生理功能。我國具有十分豐富的酵母資源，發酵工業特別是釀酒工業，每年能夠產生大量的廢啤酒酵母。2013年啤酒產量共計5061.5萬噸，產生了 100萬噸左右的啤酒酵母，但大部分僅作為廉價飼料銷售，或者作為廢棄物直接排入下水道。這不僅浪費資源，而且造成環境的嚴重污染，亟需利用現代科學技術加強對廢啤酒酵母資源進行綜合利用。
[0003]釀酒酵母β-D-葡聚糖的制備方法主要有酸法、堿法、酶法、超聲波法等。雖然方法眾多，但是大多產業化規模生產受限。目前，我國廣泛用于工業化生產釀酒酵母葡聚糖的方法為堿法，所得產品純度較高，但同時堿法會破壞β -D-葡聚糖的結構而降低其生物活性，限制其應用，且堿液會污染環境和損害人體健康。酵母β-D-葡聚糖分子內多羥基相互作用會形成致密的三股螺旋結從而使其不溶于水，制約了其在食品、醫藥及化妝品等領域的應用。因此，開發出一種條件溫和、適合產業化需要的，制備高純度、高溶解度的酵母β -D-葡聚糖的綠色技術是十分必要的。
[0004]動態高壓微射流技術作為一種新興的食品加工處理手段，集輸送、混合、超微粉碎、加壓、加溫、膨化等多種單元操作于一體，其工作原理是通過高速碰撞、高頻振蕩、瞬時壓降、氣穴作用、強烈剪切作用等實現對物料的改性，近年來逐漸在多糖制備與改性過程中被廣泛應用。
[0005]離子液體種類多，可設計，性能獨特，應用領域廣泛。離子液體主要是指由有機陽離子和無機或有機陰離子構成的在室溫或近于室溫下呈液態的鹽類。與傳統的有機溶劑相比，離子液體具有熱穩定性、極強的溶解性、可循環使用等優越性，離子液體作為“綠色的、可設計性”溶劑在分離、溶解、分子組裝等領域越來越受到關注。
[0006]在申請號為201310003610.2的中國發明專利申請中，公開了一種酵母β-D-葡聚糖的制備方法，但是該方法所制得的葡聚糖溶解度非常低，幾乎不溶解，極大的限制了其生物活性的發揮，也限制了其在生產中的實際應用。
【發明內容】
[0007]為了解決現有技術中存在的問題，本發明的目的是提供一種以酵母為原料的可溶的高純度酵母β-D-葡聚糖的制備方法。本發明通過將酶解處理、離子液體、高壓微射流技術相結合來進行酵母β -D-葡聚糖的綠色制備與分子組裝增溶，能夠得到純度較高、溶解性更好的酵母β-D-葡聚糖。
[0008]用于實現本發明上述目的的技術方案如下:
[0009]一種利用分子組裝增溶技術制備酵母β -D-葡聚糖的方法，所述方法包括以下步驟:
[0010](I)對酵母細胞壁的酶解液進行在70?200MPa下的微射流處理，然后離心得到沉淀；
[0011](2)將步驟(I)得到的沉淀用離子液體重懸后進行分散處理得到溶液；其中所述離子液體為1-乙基-3-甲基咪唑醋酸鹽或1-烯丙基-3-甲基咪唑氯鹽；
[0012](3)將步驟(2)得到的溶液離心后加入乙醇，離心收集沉淀；
[0013](4)將步驟(3)得到的沉淀以水重懸，然后離心取上清液。
[0014]優選地，所述方法還包括(5)將步驟(4)得到的上清液進行噴霧干燥處理，得到酵母β-D-葡聚糖粉末。
[0015]在上述方法的步驟(I)中，所述酵母細胞壁的酶解液是通過包括如下步驟的方法制備的:
[0016]a.將酵母細胞壁與水，優選為去離子水混合得到懸浮液，然后離心收集沉淀；
[0017]b.將步驟a得到的沉淀以水，優選為去離子水重懸，加熱浸提，然后離心收集沉淀；
[0018]c.將步驟b得到的沉淀用水，優選為去離子水重懸，加入蝸牛酶或中性蛋白酶酶解得到酶解液。
[0019]在所述方法的步驟a中，優選地，所述酵母細胞與水的質量比為1:5?7 ;優選地，所述離心是以4000?5000rpm的轉速離心5?1min ；
[0020]在所述方法的步驟b中，優選地，所述加熱浸提的溫度為80°C?95°C ;優選地，所述沉淀與水的質量比為15%?25% ;優選地，所述離心為以4000?5000rpm的轉速離心5 ?1min ；
[0021]在所述方法的步驟c中，優選地，所述沉淀與水的質量比為1:3?20 ;優選地，所述酶解的酶添加質量為所述沉淀的質量的0.01 %?0.05%，所述酶解的溫度為30?45°C，酶解時間為0.5?1.0小時。
[0022]在上述方法的步驟(I)中，優選地，所述微射流處理重復3?10次；
[0023]在上述方法的步驟(2)中，優選地，將步驟(I)得到的沉淀用離子液體重懸并充分攪拌均勻后進行分散處理得到溶液；優選地，在所述溶液中，以g:ml計所述沉淀與離子液體的比例為0.5%?2.0% ;優選地，所述分散處理是以8000?1000rpm的轉速分散處理5 ?8min ；
[0024]在上述方法的步驟(3)中，優選地，所述乙醇的體積為所述溶液體積的2?4倍；優選地，所述步驟(3)還包括以乙醇將沉淀洗滌2?3次以脫除沉淀中殘留的離子液體；
[0025]在上述方法的步驟(4)中，優選地，將步驟(3)得到的沉淀以水重懸并充分攪拌均勻，然后離心取上清液；優選地，以g:ml計所述沉淀與水的比例為1:200?500 ;優選地，所述離心是以4500rpm的轉速離心20min。
[0026]根據本發明的一個實施方案，所述方法中的所述酵母細胞壁的制備方法包括以下步驟:以釀酒酵母細胞為原料，用水洗滌后離心去除雜質，加水配制成懸浮液，加入NaCl，置于pH 5.0和55°C的條件下的恒溫水浴振蕩器中誘導自溶24h，升溫至85°C，保溫15min滅酶活，離心，水洗沉淀3次。
[0027]本發明還提供了上述方法制備的酵母β -D-葡聚糖。本發明的有益效果在于:
[0028]1、制備條件溫和，不采用強酸、強堿等對環境有害的試劑，清潔高效，環保安全；采用溶劑為綠色溶劑離子液體，可循環使用，且安全無污染。
[0029]2、所用儀器均有對應適合產業化生產的設備，可實現產業化規模生產。
[0030]3、本發明可實現工業副產物廢啤酒酵母的綜合利用，增加工業副產物的利用率和附加價值，具有重大的經濟效益和環保意義。
[0031]4、所用離子液體能夠回收，進行循環利用，可降低成本，且不污染樣品；所得酵母β -D-葡聚糖純度高且溶解度較好，有利的擴大了其應用范圍。
【附圖說明】
[0032]圖1為本發明的利用分子組裝增溶技術制備酵母β -D-葡聚糖的方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0033]圖1所示為本發明的利用分子組裝增溶技術制備酵母β-D-葡聚糖的方法的流程圖，下面結合實施例進一步說明本發明，應當理解，實施例僅用于進一步說明和闡釋本發明，并非用于限制本發明。
[0034]以下實施例中所使用的實驗方法如無特殊說明，均為常規方法。
[0035]以下實施例中所用的材料、試劑等，如無特殊說明，均由商業途徑得到。
[0036]以下實施例中所用離子液體購自中國科學院蘭州化學物理研宄所。
[0037]以下實施例中的釀酒酵母細胞壁購自浙江深友生物技術有限公司。
[0038]應當理解，本發明的釀酒酵母細胞壁也可以通過以下方法制備:以釀酒酵母為原料，用水洗滌后離心去除雜質，加水配制成懸浮液，加入NaCl，置于pH5.0和55°C的條件下的恒溫水浴振蕩器中誘導自溶24h，升溫至85°C，保溫15min滅酶活，離心，水洗沉淀3次。
[0039]實施例1
[0040](I)將釀酒酵母細胞壁加入去離子水，攪拌得到懸浮液，離心洗滌至上清澄清，收集沉淀；
[0041](2)向步驟⑴所述沉淀中加入去離子水，配制成以g/mL計濃度為15% (w/v)的溶液，于95°C的條件下恒溫水浴振蕩器中抽提4h，4500rpm離心1min收集