專利名稱：一種動(dòng)態(tài)高壓微射流結(jié)合酸法制備果膠低聚糖的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種動(dòng)態(tài)高壓 微射流結(jié)合酸法制備果膠低聚糖的方法，涉及低聚糖的制備方法，以及低聚糖的益生活性。
背景技術(shù)：
低聚糖又稱為寡糖(oligosaccharide), —般指由2-20個(gè)單糖構(gòu)成的糖苷。不同的寡糖種類和來源決定了它們特有的生物學(xué)活性。總的來說，寡糖有以下幾種生物活性 胃腸道活性、增強(qiáng)造血功能活性、預(yù)防齲齒作用、穩(wěn)定血糖功能和提高免疫活性。果膠是一系列具有相同特性，但是精細(xì)結(jié)構(gòu)不同的低聚糖和多糖的總稱。它是構(gòu)成植物細(xì)胞壁的多糖之一，廣泛存在于高等植物的根、莖、葉和果實(shí)的細(xì)胞壁中，果膠結(jié)構(gòu)最主要的特征是含有a-(1-4)連接的D-半乳糖醛酸單元的直鏈。一般通過三種方法獲得果膠低聚糖(I)從植物中提?。?2)合成；(3)多糖降解。多糖降解是最常用的一種方法，因?yàn)檫@種方法得率較高，而且可以從一種聚合物中獲得各種各樣的低聚物。目前使用的降解方法有酸水解、酶水解和物理降解方法。用無機(jī)酸對(duì)果膠進(jìn)行降解，是應(yīng)用最早的降解果膠方法，但溫和的水解條件不能斷開主要由糖醛酸組成的果膠，而強(qiáng)酸和延長水解時(shí)間又可能引起副反應(yīng)，溫度越高，副反應(yīng)越多，生成的有色物質(zhì)多，顏色深，需中和堿量大，因此產(chǎn)生的灰分也多，水解反應(yīng)不易控制，低聚物產(chǎn)量不高。酶降解法是利用專一性或非專一性的果膠酶對(duì)果膠進(jìn)行降解的方法，其需要較長的操作時(shí)間并且對(duì)PH變化敏感，添加酶使得工業(yè)化生產(chǎn)較困難。至于物理降解方法，目前只有采用輻射制備果膠低聚糖報(bào)道。動(dòng)態(tài)高壓微射流(dynamichigh-pressure microf luidization, DHPM)是一種新型的高壓均質(zhì)技術(shù)，它影響很多食品成分的研究工作，例如高分子和膠體，近年來受到廣泛關(guān)注。目前這種方法已經(jīng)在生產(chǎn)含果膠的食品和藥品工業(yè)中用作均質(zhì)機(jī)。動(dòng)態(tài)高壓微射流利用液壓泵使流體產(chǎn)生高壓，在撞擊腔內(nèi)的微孔道中，流體被分散成兩股或多股細(xì)流進(jìn)行強(qiáng)烈的高速撞擊，在此過程中瞬間產(chǎn)生巨大的壓力降，實(shí)現(xiàn)高速撞擊、高頻剪切、氣蝕、高頻振動(dòng)、瞬時(shí)壓降等綜合作用，在IOOMPa下，時(shí)間小于5s即可達(dá)到使物料細(xì)化、乳化、均質(zhì)和改性的目的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足提供一種具有益生活性的果膠低聚糖的制備方法。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是采用動(dòng)態(tài)高壓微射流結(jié)合酸水解法制備具有益生特性的果膠低聚糖。本發(fā)明的工藝步驟如下
(I)按1000ml去離子水中加入15-40g果膠計(jì)算，稱取果膠溶于去離子水中，室溫下攪拌達(dá)至完全溶解，用0. 51^2304溶液調(diào)整pH值至果膠溶液中H2SO4濃度為0.15 M，水浴加熱至 63 0C ；
(2)用高壓微射流均質(zhì)機(jī)處理步驟(I)得到的果膠溶液，壓力為160MPa，處理次數(shù)為6次，得降解后的果膠溶液； (3)在步驟(2)得到的降解后的果膠溶液中加入10%果膠溶液的碳酸鈣固體，充分?jǐn)嚢?，離心，取其上清液；
(4)將步驟(3)得到的上清液在截留分子量為5，000Da的切向流超濾器中超濾6h，收集并濃縮滲透液；
(5)將步驟(3)得到的濃縮液在-801條件下冷凍干燥48h，即得果膠低聚糖；
該果膠低聚糖的益生活性可用下列方法確定
(I )、在以1% (w/v)葡萄糖為碳源的10 ml基本培養(yǎng)基中接種雙歧桿菌,乳酸桿菌，以及大腸桿菌，37 0C培養(yǎng)24h，制備接種菌株。( 2 )、在以1% (w/v)果膠低聚糖為碳源的9 ml基本培養(yǎng)基中加入I ml步驟5得到的菌懸液，在37 oC無氧條件下培養(yǎng)48h，用血球計(jì)標(biāo)準(zhǔn)直接計(jì)數(shù)法計(jì)算樣品培養(yǎng)0，8，12，24和48 h后的細(xì)菌數(shù)。本發(fā)明的有益效果是該發(fā)明具有反應(yīng)時(shí)間短，產(chǎn)率高，環(huán)境友好的特點(diǎn)，制得的果膠低聚糖有良好的益生活性。


附圖I為制備果膠低聚糖的工藝路線方框圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I
稱取18. 4g果膠溶于IOOOml蒸餾水中，室溫下攪拌達(dá)到完全溶解，用0. 5MH2S04溶液調(diào)整PH至果膠溶液中H2SO4濃度為0. 15 M，水浴加熱至63 °C。將加熱的果膠溶液加入到微射流中，于160MPa下處理6次，得降解后的果膠溶液。在此果膠溶液加入10%果膠溶液的碳酸鈣粉末，充分?jǐn)嚢瑁x心，取上清液。上清液在截留分子量為5，000 Da的切向流超濾器中超濾6h，收集并濃縮滲透液。將滲透液在-80 0C條件下冷凍干燥48h，即得果膠低聚糖。在以1% (w/v)葡萄糖為碳源的10 ml基本培養(yǎng)基中接種雙歧桿菌,乳酸桿菌，以及大腸桿菌,37 °C無氧條件下培養(yǎng)24h,制備接種菌株。在以1% (w/v)果膠低聚糖為碳源的9 ml基本培養(yǎng)基中加入I ml上述菌懸液，在37 °(無氧條件下培養(yǎng)48h，用血球計(jì)數(shù)板直接計(jì)數(shù)樣品培養(yǎng)0，8，12，24和48 h后的細(xì)菌數(shù)。制得的果膠低聚糖產(chǎn)率為32. 22%，它的益生特表現(xiàn)為培養(yǎng)基中的雙歧桿菌和乳酸桿菌數(shù)量增加，而大腸桿菌數(shù)量減少。實(shí)施例2
稱取36. 8 g果膠溶于1000 ml蒸餾水中，室溫下攪拌達(dá)到完全溶解，用0. 5MH2S04溶液調(diào)整pH至果膠溶液中H2SO4濃度為0. 15 M，水浴加熱至63 °C。將加熱的果膠溶液加入到微射流中，于160MPa下處理6次，得降解后的果膠溶液。在此果膠溶液加入10%果膠溶液的碳酸鈣粉末，充分?jǐn)嚢?，離心，取上清液。上清液在截留分子量為5，000 Da的切向流超濾器中超濾6h，收集并濃縮滲透液。將滲透液在-80 0C條件下冷凍干燥48h，即得果膠低聚糖。在以1% (w/v)葡萄糖為碳源的10 ml基本培養(yǎng)基中接種雙歧桿菌,乳酸桿菌，以及大腸桿菌,37 °C無氧條件下培養(yǎng)24h,制備接種菌株。在以1% (w/v)果膠低聚糖為 碳源的9 ml基本培養(yǎng)基中加入I ml上述菌懸液，在37 °(無氧條件下培養(yǎng)48h，用血球計(jì)數(shù)板直接計(jì)數(shù)樣品培養(yǎng)0，8，12，24和48 h后的細(xì)菌數(shù)。制得的果膠低聚糖產(chǎn)率為32. 22%，它的益生特表現(xiàn)為培養(yǎng)基中的雙歧桿菌和乳酸桿菌數(shù)量增加，而大腸桿菌數(shù)量減少。
權(quán)利要求
1.一種動(dòng)態(tài)高壓微射流結(jié)合酸法制備果膠低聚糖的方法，其特征在于所述方法エ藝步驟為 (1)按IOOOml去離子水中加入15-40g果膠計(jì)算，稱取果膠溶于去離子水中，室溫下攪拌至完全溶解，用O. 5MH2S04溶液調(diào)整pH值至果膠溶液中H2SO4濃度為O. 15 M，水浴加熱至63 0C ； (2)用高壓微射流均質(zhì)機(jī)處理步驟(I)得到的果膠溶液，壓カ為160MPa，處理次數(shù)為6次，得降解后的果膠溶液； (3)在步驟(2)得到的降解后的果膠溶液中加入10%果膠溶液的碳酸鈣固體，充分?jǐn)嚢?，離心，取其上清液； (4)將步驟(3)得到的上清液在截留分子量為5，000Da的切向流超濾器中超濾6h，收集并濃縮滲透液； (5)將步驟(3)得到的濃縮液在-80で條件下冷凍干燥48h，即得果膠低聚糖。
全文摘要
一種果膠低聚糖(POS)的制備方法，是以商業(yè)蘋果果膠為原料，采用動(dòng)態(tài)高壓微射流(DHPM)結(jié)合酸水解法，經(jīng)溶解、加酸、DHPM處理、中和、超濾等過程制備POS。本發(fā)明采用DHPM結(jié)合酸水解法降解果膠，得到具有益生活性的低聚糖，這種方法具有反應(yīng)速度快、產(chǎn)率高、環(huán)境友好等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)C08B37/06GK102617751SQ20121001261
公開日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2012年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月17日
發(fā)明者劉偉, 劉成梅, 梁瑞紅, 陳軍 申請(qǐng)人:南昌大學(xué)