一種利用瓜爾膠快速制備半乳甘露聚糖的方法
【專利摘要】本發明公開了一種利用瓜爾膠快速制備半乳甘露聚糖的方法，包括下列步驟：（1）瓜爾膠片清洗；（2）破碎；（3）酶解；（4）超濾；（5）脫色膜過濾；（6）濾液濃縮；（7）干燥；（8）超微粉碎。本發明的制備方法時間短，節約了生產時間和成本，提高了效率。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半乳甘露聚糖的組成，酶解產物符合半乳甘露聚糖聚合度要求，經單糖組成分析，測得其中甘露糖與半乳糖的比例為2：1。
【專利說明】
-種利用瓜爾膠快速制備半乳甘露聚糖的方法
技術領域
[0001]本發明設及一種利用瓜爾膠快速制備半乳甘露聚糖的方法，屬于生物技術領域。
【背景技術】
[0002]半乳甘露聚糖(Galactomannan，簡寫GM)或稱半乳糖甘露聚糖，是一種包含了甘露 糖骨干與半乳糖旁基的多糖，更準確的一點來說，半乳甘露聚糖是直線狀（1-4)-連結的P-D 型甘露糖（（1-4)-1;[扯日化日1日-0-1]胤1]1〇97招]1〇3日）骨干于它們6-連接點連接到日-0型半乳糖 (曰1口]1曰-〇-邑曰1曰。1:〇36)的多糖，即1-6-連結的日-〇型11比喃半乳糖（1-6-1;[扯6(1曰1911曰-0-galactopyranose)。部分植物與真菌都含有半乳甘露聚糖的成分。
[0003] 依照甘露糖與半乳糖的比值，將半乳甘露聚糖種類按比值由小至大排列： 胡蘆己膠，甘露糖比半乳糖大約一比一;瓜兒膠(guargum)，甘露糖比半乳糖大約二比 一;塔拉膠(taragum)，甘露糖比半乳糖大約S比一;刺槐豆膠（10州S憂eangum，LBG)或角豆 膠(carobgum)，甘露糖比半乳糖大約四比一。半乳甘露聚糖經常被使用在食物產品中，用來 增加其水相的黏度，也可W作為食品的安定劑使用。另外，半乳甘露聚糖還有被使用在醫藥 與美容之中。類似白色粉末，無臭、無味、耐酸、耐鹽，熱穩定性好。可溶于水，水溶液透明，呈 中性并有很低的黏度。LD505g/kgW上。本品有很低的熱量，具有多種生理功能，可促進小腸 內雙歧桿菌增殖，預防便秘、結腸癌、屯、血管病和降血糖。可在各類食品中，按生產需要適量 使用。
【發明內容】
[0004] 本發明所要解決的技術問題是:提供一種利用瓜爾膠快速制備半乳甘露聚糖的方 法。
[0005] 為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是： 本發明提供的利用瓜爾膠快速制備半乳甘露聚糖的方法，包括下列步驟： (1) 瓜爾膠片清洗:用清水將瓜爾膠片清洗2-3次，得到潔凈片，然后烘干至水分15%; (2) 破碎:將烘干的瓜爾膠片進行破碎處理，獲得10目的粉狀； (3) 酶解:將步驟(2)100重量份數的瓜爾膠粉溶于30-50°C的溫水，加入10-15重量份數 的硬脂酸單甘醋和15-20重量份數的巧樣酸，攬拌加溫水直到瓜爾膠完全溶解，瓜爾膠質量 濃度在20%-30%;然后升溫到60-75°C，加入5-10重量份的有機酸，維持1.5-化;迅速冷卻至 30°C，用5mol/L化OH調抑至中性，加入復合甘露聚糖酶酶解，加入酶后將溫度升溫到45-55 °C，保持3-地，高溫滅酶； 加入混合酶繼續酶解，溫度40-50°C，保持2-化，高溫滅酶； (4) 超濾:采用超濾設備，應用規格50kD超濾膜，在溫度為30-40°C，操作壓力為0.10-0.40MPa條件下進行超濾； 巧)脫色膜過濾:將步驟(4)超濾后的溶液過脫色膜，脫色膜為聚丙締酷胺膜，膜截留分 子量為600-800Da，操作溫度為20-30 °C，操作壓力為0.20-0.30MPa; (6) 濾液濃縮:取脫色膜過濾后的溶液濃縮，濃縮溫度70-80°C，使濃縮后濃縮液中的固 體物的質量濃度控制在60%-70%; (7) 干燥:采用低溫真空連續干燥，絕對壓力為O. Ol-O. IMPa，溫度為0-5°C，干燥7-9小 時； (8) 超微粉碎，粉碎成200目的顆粒，然后篩分包裝。
[0006] 優選的，步驟(3)中有機酸選自巧樣酸、蘋果酸、酒石酸、草酸中的一種或多種的混 合物。進一步的，有機酸選自蘋果酸和酒石酸的混合物，兩者的重量比例是3-5:1。
[0007] 優選的，步驟(3)復合甘露聚糖酶包括a-半乳甘露聚糖酶和木聚糖酶，加入單位 是:每100重量份數的瓜爾膠加入a-半乳甘露聚糖酶500-1000U，木聚糖酶400~600U。
[0008] 優選的，步驟(3)混合酶包括果膠酶、組織蛋白酶和木瓜蛋白酶，加入單位是：每 100重量份數的瓜爾膠加入果膠酶300~500U，組織蛋白酶500-1000U，木瓜蛋白酶400~ 600U。
[0009] 目前半乳甘露聚糖的制備方法主要是用酶解法，本發明結合酸解和酶解，實現快 速制備半乳甘露聚糖的目的，步驟(1)通過加入有機酸進行酸解，加入的硬脂酸單甘醋利于 酸解的進行。步驟(2)進行酶解，通過改進酶解的組合和方法，獲得最佳的制備效果。
[0010] 本發明的有益效果是： 1、本發明實現O-半乳甘露聚糖酶、果膠酶和木聚糖酶的同時酶解，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。
[0011] 2、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 化PLC)測定酶解液中不同聚合度半乳甘露聚糖的組成，酶解產物符合半乳甘露聚糖聚合度 要求。經單糖組成分析，測得其中甘露糖與半乳糖的比例為2:1。
【具體實施方式】 [001^ 實施例1 本實施例提供的利用瓜爾膠快速制備半乳甘露聚糖的方法，包括下列步驟： (1) 瓜爾膠片清洗:用清水將瓜爾膠片清洗3次，得到潔凈片，然后烘干至水分15%; (2) 破碎:將烘干的瓜爾膠片進行破碎處理，獲得10目的粉狀； (3) 酶解:將步驟(2)100重量份數的瓜爾膠粉溶于50°C的溫水，加入15重量份數的硬脂 酸單甘醋和20重量份數的巧樣酸，攬拌加溫水直到瓜爾膠完全溶解，瓜爾膠質量濃度在 20%;然后升溫到75°C，加入10重量份的有機酸，維持化;迅速冷卻至30°C，用5mol/L化OH調 抑至中性，加入復合甘露聚糖酶酶解，加入酶后將溫度升溫到55°C，保持地，高溫滅酶;加入 混合酶繼續酶解，溫度40-50°C，保持2-化，高溫滅酶； (4) 超濾:采用超濾設備，應用規格50kD超濾膜，在溫度為40°C，操作壓力為0.40M化條 件下進行超濾； 巧)脫色膜過濾:將步驟(4)超濾后的溶液過脫色膜，脫色膜為聚丙締酷胺膜，膜截留分 子量為SOODa，操作溫度為30°C，操作壓力為0.30MPa; (6) 濾液濃縮:取脫色膜過濾后的溶液濃縮，濃縮溫度70°C，使濃縮后濃縮液中的固體 物的質量濃度控制在60%; (7) 干燥:采用低溫真空連續干燥，絕對壓力為0.1 MPa，溫度為5°C，干燥9小時； (8)超微粉碎，粉碎成200目的顆粒，然后篩分包裝。
[OOU]步驟(3)中有機酸選自巧樣酸、草酸的混合物，兩者的重量比例是5:1。
[0014] 步驟(3)復合甘露聚糖酶包括a-半乳甘露聚糖酶和木聚糖酶，加入單位是:每100 重量份數的瓜爾膠加入O-半乳甘露聚糖酶1000 U，木聚糖酶600U。
[0015] 步驟(3)混合酶包括果膠酶、組織蛋白酶和木瓜蛋白酶，加入單位是:每100重量份 數的瓜爾膠加入果膠酶500U，組織蛋白酶1000 U，木瓜蛋白酶600U。
[0016] 實施例2 本實施例提供的利用瓜爾膠快速制備半乳甘露聚糖的方法，包括下列步驟： (1) 瓜爾膠片清洗:用清水將瓜爾膠片清洗2次，得到潔凈片，然后烘干至水分15%; (2) 破碎:將烘干的瓜爾膠片進行破碎處理，獲得10目的粉狀； (3) 酶解:將步驟(2)100重量份數的瓜爾膠粉溶于30°C的溫水，加入10重量份數的硬脂 酸單甘醋和15重量份數的巧樣酸，攬拌加溫水直到瓜爾膠完全溶解，瓜爾膠質量濃度在 30%;然后升溫到60°C，加入5重量份的有機酸，維持1.5h;迅速冷卻至30°C，用Smol/LNaOH調 抑至中性，加入復合甘露聚糖酶酶解，加入酶后將溫度升溫到45°C，保持化，高溫滅酶;加入 混合酶繼續酶解，溫度40°C，保持化，高溫滅酶； (4) 超濾:采用超濾設備，應用規格50kD超濾膜，在溫度為30°C，操作壓力為0.1 OMPa條 件下進行超濾； 巧)脫色膜過濾:將步驟(4)超濾后的溶液過脫色膜，脫色膜為聚丙締酷胺膜，膜截留分 子量為600Da，操作溫度為20°C，操作壓力為0.20MPa; (6) 濾液濃縮:取脫色膜過濾后的溶液濃縮，濃縮溫度80°C，使濃縮后濃縮液中的固體 物的質量濃度控制在70%; (7) 干燥:采用低溫真空連續干燥，絕對壓力為0.0IMPa，溫度為(TC，干燥7小時； (8) 超微粉碎，粉碎成200目的顆粒，然后篩分包裝。
[0017] 步驟(3)中有機酸選自巧樣酸、蘋果酸、酒石酸的混合物。=者的重量比例是3:5: Io
[0018] 步驟(3)復合甘露聚糖酶包括a-半乳甘露聚糖酶和木聚糖酶，加入單位是:每100 重量份數的瓜爾膠加入O-半乳甘露聚糖酶500U，木聚糖酶400U。
[0019] 步驟(3)混合酶包括果膠酶、組織蛋白酶和木瓜蛋白酶，加入單位是:每100重量份 數的瓜爾膠加入果膠酶300U，組織蛋白酶500U，木瓜蛋白酶400U。
[0020] 實施例3 本實施例提供的利用瓜爾膠快速制備半乳甘露聚糖的方法，包括下列步驟： (1) 瓜爾膠片清洗:用清水將瓜爾膠片清洗3次，得到潔凈片，然后烘干至水分15%; (2) 破碎:將烘干的瓜爾膠片進行破碎處理，獲得10目的粉狀； (3) 酶解:將步驟(2)100重量份數的瓜爾膠粉溶于40°C的溫水，加入13重量份數的硬脂 酸單甘醋和18重量份數的巧樣酸，攬拌加溫水直到瓜爾膠完全溶解，瓜爾膠質量濃度在 25%;然后升溫到68°C，加入8重量份的有機酸，維持2h;迅速冷卻至30°C，用Smol/LNaOH調抑 至中性，加入復合甘露聚糖酶酶解，加入酶后將溫度升溫到5 rc，保持3.化，高溫滅酶;加入 混合酶繼續酶解，溫度45 °C，保持2.化，高溫滅酶； (4) 超濾:采用超濾設備，應用規格50kD超濾膜，在溫度為36°C，操作壓力為0.30MPa條 件下進行超濾； 巧)脫色膜過濾:將步驟(4)超濾后的溶液過脫色膜，脫色膜為聚丙締酷胺膜，膜截留分 子量為700Da，操作溫度為26 °C，操作壓力為0.25MPa; (6) 濾液濃縮:取脫色膜過濾后的溶液濃縮，濃縮溫度75°C，使濃縮后濃縮液中的固體 物的質量濃度控制在65%; (7) 干燥:采用低溫真空連續干燥，絕對壓力為0.06MPa，溫度為3°C，干燥8小時； (8) 超微粉碎，粉碎成200目的顆粒，然后篩分包裝。
[0021] 步驟(3)中有機酸選自蘋果酸和酒石酸的混合物，兩者的重量比例是3-5:1。
[0022] 步驟(3)復合甘露聚糖酶包括a-半乳甘露聚糖酶和木聚糖酶，加入單位是:每100 重量份數的瓜爾膠加入O-半乳甘露聚糖酶8000U，木聚糖酶500U。
[0023] 步驟(3)混合酶包括果膠酶、組織蛋白酶和木瓜蛋白酶，加入單位是:每100重量份 數的瓜爾膠加入果膠酶400U，組織蛋白酶6000U，木瓜蛋白酶500U。
[0024] 對上述實施例制備的半乳甘露聚糖進行分析： (1) 感官要求
(2) 薄層色譜分析 溶液配制 待測溶液:將IOmg本發明的方法制備的半乳甘露聚糖裝在厚壁離屯、管中，加入2mL 230 g/L的S氣乙酸溶液配成溶液，劇烈搖晃使已形成的膠體溶解，將離屯、管蓋上蓋子于120°C 加熱比。離屯、，將上清液轉移至50 mL的燒瓶中，加入10 mL水，真空干燥。將干燥后的殘渣溶 于IOmL水中，再次真空干燥，得到無乙酸氣味的澄清透明的膜，再加入0.1 ml水和1 mL甲 醇，離屯、去除沉淀，用甲醇稀釋上清液至ImL。
[0025] 標準溶液：將10 mg半乳糖和10 mg甘露糖溶解于2 ml水中，再用甲醇稀釋至10 ITlL O
[00%]色譜條件及分析步驟 層析板:薄層層析硅膠板 流動化水：乙臘(體積比為15:85 ) 加樣量:5 JiL,點成20 mmX3 mm的條帶。
[0027] 展開:跑樣超過15 cm。
[0028] 用氨馬尿酸噴霧，并在120 °C加熱5 min。
[0029] 結果 標準溶液色譜圖中有2條明顯分開的褐色條帶，分別為半乳糖和甘露糖;待測溶液的色 譜圖中也顯示出2條條帶，對應的位置分別為半乳糖和甘露糖。
【主權項】
1. 一種利用瓜爾膠快速制備半乳甘露聚糖的方法，其特征在于，包括下列步驟： (1) 瓜爾膠片清洗:用清水將瓜爾膠片清洗2-3次，得到潔凈片，然后烘干至水分15%; (2) 破碎:將烘干的瓜爾膠片進行破碎處理，獲得10目的粉狀； (3) 酶解:將步驟(2)100重量份數的瓜爾膠粉溶于30-50 °C的溫水，加入10-15重量份數 的硬脂酸單甘酯和15-20重量份數的檸檬酸，攪拌加溫水直到瓜爾膠完全溶解，瓜爾膠質量 濃度在20%-30% ;然后升溫到60-75°C，加入5-10重量份的有機酸，維持1.5-2h;迅速冷卻至 30°C，用5mol/LNaOH調pH至中性，加入復合甘露聚糖酶酶解，加入酶后將溫度升溫到45-55 °C，保持3-4h，高溫滅酶； 加入混合酶繼續酶解，溫度40-50 °C，保持2-3h，高溫滅酶； (4) 超濾：采用超濾設備，應用規格50kD超濾膜，在溫度為30-40°C，操作壓力為0.10- 0.40MPa條件下進行超濾； (5) 脫色膜過濾:將步驟(4)超濾后的溶液過脫色膜，脫色膜為聚丙烯酰胺膜，膜截留分 子量為600-800Da，操作溫度為20-30 °C，操作壓力為0 · 20-0 · 30MPa; (6 )濾液濃縮:取脫色膜過濾后的溶液濃縮，濃縮溫度70-80 °C，使濃縮后濃縮液中的固 體物的質量濃度控制在60%_70%; (7) 干燥:采用低溫真空連續干燥，絕對壓力為0.01-0.1 MPa，溫度為0-5°C，水分控制在 10-12%； (8) 超微粉碎，粉碎成200目的粉狀，水分控制小于5%，然后篩分包裝。2. 根據權利要求1所述的利用瓜爾膠快速制備半乳甘露聚糖的方法，其特征在于，步驟 (3)中有機酸選自檸檬酸、蘋果酸、酒石酸、草酸中的一種或多種的混合物。3. 根據權利要求2所述的利用瓜爾膠快速制備半乳甘露聚糖的方法，其特征在于，有機 酸選自蘋果酸和酒石酸的混合物，兩者的重量比例是3-5:1。4. 根據權利要求1所述的利用瓜爾膠快速制備半乳甘露聚糖的方法，其特征在于，步驟 (3)復合甘露聚糖酶包括α-半乳甘露聚糖酶和木聚糖酶，加入單位是:每100重量份數的瓜 爾膠加入α-半乳甘露聚糖酶500-1000U，木聚糖酶400~600U。5. 根據權利要求1所述的利用瓜爾膠快速制備半乳甘露聚糖的方法，其特征在于，步驟 (3)混合酶包括果膠酶、組織蛋白酶和木瓜蛋白酶，加入單位是:每100重量份數的瓜爾膠加 入果膠酶300~500U，組織蛋白酶500-1000U，木瓜蛋白酶400~600U。
【文檔編號】C12P19/04GK105861595SQ201610492584
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年6月30日
【發明人】張亮, 劉云國, 榮保剛
【申請人】青州榮美爾生物科技有限公司