專利名稱：一種燕麥β－葡聚糖的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種高效益生元燕麥β-葡聚糖的制備方法，屬于燕麥深加工技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
燕麥是一種兼具營養(yǎng)價值和保健功能的谷物。據(jù)統(tǒng)計，2003年我國的燕麥種植面積為361.65萬畝，平均畝產(chǎn)204.6公斤，總產(chǎn)量為74萬噸。隨著人們對自身飲食健康的日益重視，全球燕麥消費量持續(xù)增長，國際市場對燕麥的需求量很大。然而目前我國燕麥深加工技術(shù)相對比較落后，市場上燕麥類食品品種單一，導致我國燕麥供人食用部分不足總產(chǎn)量的4％，這種情況不僅造成了資源的極大浪費，而且限制了我國燕麥產(chǎn)業(yè)的進一步發(fā)展。
已有研究表明燕麥β-葡聚糖作為一種優(yōu)質(zhì)的膳食纖維具有降血脂、降血糖等功效，但其是否對腸道功能產(chǎn)生積極的作用到目前為止還不清楚。因此本發(fā)明以燕麥麩為原料，通過合理的工藝制備出能顯著促進腸道和糞便雙歧桿菌、乳酸桿菌增值作用的高效益生元燕麥β-葡聚糖產(chǎn)品，并作為一種新型的食品配料添加于食品中，以望起到益生元的作用，同時實現(xiàn)燕麥資源的綜合利用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種高效益生元燕麥β-葡聚糖的制備方法，所得產(chǎn)品能顯著促進腸道和糞便雙歧桿菌、乳酸桿菌增值作用。
本發(fā)明的技術(shù)方案以燕麥麩為原料，經(jīng)粉碎、微波輔助提取、加淀粉酶和糖化酶處理、等電點沉淀、離心分離、上清液濃縮、乙醇沉淀、離心分離收集沉淀、加水復溶、β-葡聚糖酶水解、噴霧干燥過程后得到能顯著促進腸道和糞便雙歧桿菌、乳酸桿菌增值作用的高效益生元燕麥β-葡聚糖產(chǎn)品。
(1)原料的粉碎要求對原料燕麥麩進行粉碎，并過0.5mm篩網(wǎng)。原料粉碎效果越好，越有利于燕麥麩中β-葡聚糖的提取。
(2)微波輔助提取料液比燕麥麩與水的質(zhì)量比例為1∶12，減小用水量會導致燕麥β-葡聚糖提取率偏低，增加用水量又會導致生產(chǎn)負荷加大，生產(chǎn)成本增加。因此比較適宜的料液比為1∶12。
微波功率與處理時間微波功率是影響燕麥麩β-葡聚糖提取率的關(guān)鍵因素。增加微波功率有利于提取率的增加；但功率也不宜過大，否則會導致能耗的增加和β-葡聚糖分子結(jié)構(gòu)的破壞，因此選擇的微波功率為720W。同樣的道理，微波處理時間不宜過長或過短，9min左右為宜。
pH值pH值在微波輔助提取工藝中對β-葡聚糖提取率的影響較小，弱堿性環(huán)境有利于β-葡聚糖的溶解，故定為pH值9.0。
(3)酶法處理酶法處理提取液是為了降解淀粉成小分子從而達到將其除去的目的。在90-100℃條件下加入耐熱α-淀粉酶(30U/ml反應液)進行攪拌約30min，至碘液不變蘭為止，隨后降低提取液溫度至55-60℃，調(diào)提取液pH至4.5，加入液體糖化酶(50U/ml反應液)，攪拌15-30min。
(4)等電點沉淀等電點沉淀的目的是除去溶解在提取液中的燕麥蛋白。燕麥蛋白的等電點在pH4.5左右，因此將提取液的pH保持在4.5靜置30min能最大程度沉淀燕麥蛋白。
(5)滅酶后離心分離對提取液中殘余的酶活進行滅酶處理，將提取液升溫至100℃保持10min。降至室溫后采用三足式離心機能將提取液進行有效分離，離心條件為3000r/min、20min，收集上清液，調(diào)pH至中性。
(6)上清液濃縮用降膜式雙效濃縮器對上清液進行濃縮，濃縮溫度60-65℃，濃縮一倍左右。
(7)乙醇沉淀一定濃度的乙醇可以沉淀出溶液中的多糖。一般而言，乙醇濃度越高，多糖的沉淀效果越佳，但乙醇濃度過高又不利于選擇性地沉淀β-葡聚糖。為保證沉淀率和純度兩方面的要求，最適的乙醇終濃度為60％。
(8)離心分離經(jīng)上一步的乙醇沉淀過程，溶液中大部分β-葡聚糖被沉淀出來，必須通過離心分離的方法來回收β-葡聚糖，采用三足式離心機離心分離(3000r/min、30min)回收沉淀。
(9)沉淀加水復溶按1∶10的質(zhì)量比例在沉淀中加水攪拌復溶，準備進行下一步的酶解過程。
(10)β-葡聚糖酶水解β-葡聚糖酶最適的作用條件為pH值6.5，溫度50℃，在此條件下按酶底比E/S＝1％的比例添加β-葡聚糖酶作用60分鐘可得到所要求的產(chǎn)物。酶解反應結(jié)束后，為了阻止β-葡聚糖酶的進一步作用，對殘余酶活力進行滅酶處理，將酶解液升溫至100℃，并保持10min。
(11)噴霧干燥對酶解液進行噴霧干燥，出風溫度為85℃，水分含量在5％以下，干燥后的產(chǎn)品即為高效益生元燕麥β-葡聚糖。
高效益生元燕麥β-葡聚糖的促腸道有益菌生長活性檢測灌胃劑量為0.25/kg·d，對照組每日灌胃給予相同質(zhì)量生理鹽水，各組小鼠均自由取食和飲水，灌胃期28天。燕麥β-葡聚糖對小鼠糞便和腸道中大腸桿菌、雙歧桿菌和乳酸桿菌的影響如表1所示。從表1中可知，在28天時小鼠腸道和糞便中的雙歧桿菌和乳酸桿菌數(shù)目比對照組顯著增加，同時大腸桿菌數(shù)目減少，說明高效益生元燕麥β-葡聚糖可以作為益生元。
表1燕麥β-葡聚糖對小鼠糞便和腸道大腸桿菌、雙歧桿菌和乳酸桿菌的影響

燕麥β-葡聚糖的制備過程中所用耐熱α-淀粉酶的酶活為20,000U/mL，液體糖化酶的酶活為50,000U/mL，β-葡聚糖酶的酶活為40U/ml。
所制得的燕麥β-葡聚糖為白色粉末，相對分子質(zhì)量為5000～10000，對腸道和糞便雙歧桿菌、乳酸桿菌有促進增值作用。
本發(fā)明的有益效果采用本發(fā)明方法制備的高效益生元燕麥β-葡聚糖，能有效地起到促進腸道和糞便中有益菌(雙歧桿菌和乳酸桿菌)的生長，同時還可抑制大腸桿菌的繁殖，因此可以作為益生元應用于食品中用來提高機體的免疫力。


圖1高效益生元燕麥β-葡聚糖制備工藝流程示意圖。
具體實施例方式
實施例1取經(jīng)過粉碎、過0.5mm篩網(wǎng)的10kg燕麥麩，加入水120L攪拌混勻，調(diào)節(jié)pH值至9.0，微波功率720W的條件下處理9min后，升溫至95℃，加入耐熱α-淀粉酶0.18L后攪拌約30min，至碘液不變蘭，降低提取液溫度至55℃，調(diào)提取液pH4.5，加入液體糖化酶0.12L，繼續(xù)攪拌反應30min，靜置沉淀30min，酶解完成后加熱到100℃保溫10min，冷卻至室溫離心分離(3000r/min，20min)，收集上清液調(diào)pH至中性，用降膜式雙效濃縮器濃縮一倍，加入無水乙醇55L后對懸濁液進行離心分離(3000r/min，30min)回收沉淀，在沉淀中加8L水攪拌溶解，調(diào)pH值6.5，溫度50℃后加入8gβ-葡聚糖酶作用60分鐘，結(jié)束后將酶解液升溫至100℃，并保持10min，冷卻后噴霧干燥得到高效益生元燕麥β-葡聚糖產(chǎn)品0.8kg。
實施例2取經(jīng)過粉碎、過0.5mm篩的15kg燕麥麩，加入水180L攪拌混勻，調(diào)節(jié)pH值至9.0，微波功率720W的條件下處理9min后，升溫至90℃，加入耐熱α-淀粉酶0.27L后攪拌約25min，至碘液不變蘭，降低提取液溫度至60℃，調(diào)提取液pH4.5，加入液體糖化酶0.18L，繼續(xù)攪拌反應15min，靜置沉淀30min，酶解完成后加熱到100℃保溫10min，冷卻至室溫離心分離(3000r/min，20min)，收集上清液調(diào)pH至中性，用降膜式雙效濃縮器濃縮一倍，加入無水乙醇90L后對懸濁液進行離心分離(3000r/min，30min)回收沉淀，在沉淀中加12L水攪拌溶解，調(diào)pH值6.5，溫度50℃后加入12gβ-葡聚糖酶作用60分鐘，結(jié)束后將酶解液升溫至100℃，并保持10min，冷卻后噴霧干燥得到高效益生元燕麥β-葡聚糖產(chǎn)品1.2kg。
權(quán)利要求
1.一種燕麥β-葡聚糖的制備方法，其特征是以燕麥麩為原料，經(jīng)粉碎、微波輔助提取、加淀粉酶和糖化酶處理、等電點沉淀、離心分離、上清液濃縮、乙醇沉淀、離心分離收集沉淀、加水復溶、β-葡聚糖酶水解、噴霧干燥得到燕麥β-葡聚糖產(chǎn)品，工藝為(1)原料粉碎原料燕麥麩進行粉碎，過0.5mm篩網(wǎng)；(2)微波輔助提取粉碎后的燕麥麩按1∶12的質(zhì)量比例加水，調(diào)節(jié)pH值至9.0，微波功率720W的條件下處理9分鐘；(3)酶法處理提取液在90-100℃條件下加入耐熱α-淀粉酶進行攪拌，每毫升提取液加30U耐熱α-淀粉酶，至碘液不變蘭為止，降低溫度至55-60℃，調(diào)節(jié)提取液pH至4.5，加入液體糖化酶，每毫升提取液加50U糖化酶，攪拌15-30分鐘；(4)等電點沉淀保持pH值4.5，靜置30分鐘；(5)滅酶后離心分離將提取液加熱到100℃，保溫10分鐘后經(jīng)3000轉(zhuǎn)/分鐘離心分離20分鐘，收集上清液，調(diào)pH至中性；(6)上清液濃縮濃縮條件為溫度60-65℃，濃縮一倍左右；(7)乙醇沉淀在濃縮液中加入乙醇，使溶液中乙醇終濃度達60％；(8)離心分離將乙醇沉淀后的懸濁液經(jīng)3000轉(zhuǎn)/分鐘離心30分鐘，收集沉淀；(9)加水復溶按1∶10的質(zhì)量比例在沉淀中加水攪拌溶解；(10)β-葡聚糖酶水解將溶液調(diào)pH值至6.5，溫度50℃后，按酶底比E/S＝1％的比例添加β-葡聚糖酶作用60分鐘；反應結(jié)束后升溫至100℃、10分鐘滅酶；(11)噴霧干燥將酶解液進行噴霧干燥，出風溫度為85℃，水分含量為5％以下，干燥后的產(chǎn)品即為燕麥β-葡聚糖。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燕麥β-葡聚糖的制備方法，其特征是過程中所用耐熱α-淀粉酶的酶活為20,000U/mL，液體糖化酶的酶活為50,000U/mL，β-葡聚糖酶的酶活為40U/ml。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燕麥β-葡聚糖的制備方法，其特征是制得的燕麥β-葡聚糖為白色粉末，相對分子質(zhì)量為5000～10000，對腸道和糞便雙歧桿菌、乳酸桿菌有促進增值作用。
全文摘要
一種高效益生元燕麥β－葡聚糖的制備方法，屬于燕麥精深加工技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明以燕麥麩為原料，經(jīng)粉碎、微波輔助提取、加淀粉酶和糖化酶處理、等電點沉淀、離心分離、上清液濃縮、乙醇沉淀、離心分離收集沉淀、加水復溶、β－葡聚糖酶水解、噴霧干燥過程后得到了具有顯著促進腸道和糞便雙歧桿菌、乳酸桿菌增值作用的高效益生元燕麥β－葡聚糖產(chǎn)品。本發(fā)明方法設(shè)計科學合理，對于實現(xiàn)燕麥資源的綜合利用和提高其附加值具有重要的意義。
文檔編號C12P19/08GK1966531SQ20061009743
公開日2007年5月23日 申請日期2006年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月8日
發(fā)明者姚惠源, 申瑞玲, 張暉, 陳正行, 郭曉娜 申請人:江南大學