本發(fā)明屬于海帶高值化利用，尤其涉及到一種從海帶中高效制備海藻寡糖的酶解方法。

背景技術(shù)：

1、海帶中的海藻多糖是重要的海洋活性物質(zhì)。海藻多糖是藻類細(xì)胞壁和膜間質(zhì)的主要成分。海藻多糖在抑制細(xì)菌生長、抗氧化、抗病毒、促進(jìn)機(jī)體發(fā)育等方面表現(xiàn)較好的生物活性，但其易凝的特點(diǎn)阻礙了已應(yīng)用。將海藻多糖降解為聚合度為2-20個(gè)單糖組成的海藻寡糖，可提高其可溶性，容易被機(jī)體吸收利用，更加有利于其在食品、醫(yī)藥、軍工、農(nóng)業(yè)的應(yīng)用。

2、隨著酶制劑工業(yè)的發(fā)展，高活性的海藻降解酶得到開發(fā)應(yīng)用，為通過生物降解法酶解海帶制備高濃度海藻寡糖提供了技術(shù)支撐，酶解法制備海藻寡糖與傳統(tǒng)的化學(xué)法相比，可更好的保持寡糖生物活性，也更加環(huán)保，因此具有更好的應(yīng)用前景。

3、以海帶為原料，采用生物酶法制備褐藻寡糖多采用多酶復(fù)合降解技術(shù)輔以物理破碎技術(shù)，如cn110637920a公開了“一種海帶的酶解方法”，采用物理粉碎步驟將海帶粉碎至20-60目，采用果膠酶和纖維素酶將海帶酶解，酶解產(chǎn)物中還原糖含量為8.0-12.5g/100g。該技術(shù)將海帶細(xì)胞在用果膠酶分解成單個(gè)分散細(xì)胞的基礎(chǔ)上，添加纖維素酶將海帶細(xì)胞細(xì)胞壁破壁。該方法雖然提高了海帶酶解液還原糖的含量，但并未提及深度裂解褐藻寡糖的含量。cn110301601a采用褐藻膠裂解酶和纖維素酶裂解鮮海帶，制備可溶性海帶粉，但其褐藻寡糖含量僅為40-50％。故現(xiàn)有技術(shù)中尚未提出更具可行性的既能有效深度降解海帶，又能同時(shí)提高所得低聚褐藻寡糖得率的方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供了一種從海帶中高效制備海藻寡糖的酶解方法，該方法大幅簡化了現(xiàn)有海帶酶法降解的技術(shù)工藝，使得海帶固形物酶解率達(dá)到67％以上，同時(shí)，酶解液中高活性的低聚褐藻寡糖比例達(dá)到78％左右，有效提高了低聚褐藻寡糖的得率。

2、為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種從海帶中高效制備海藻寡糖的酶解方法，利用由褐藻膠降解酶、果膠酶和纖維素酶組成的酶組合物對干海帶的超微粉進(jìn)行酶解反應(yīng)，所得海帶固形物酶解率達(dá)到67％以上，酶解液中高活性的低聚褐藻寡糖的比例達(dá)到78％。

3、作為優(yōu)選，褐藻膠降解酶的添加量為350-400u/g海帶粉、果膠酶的添加量為4500-5500u/g海帶粉、纖維素酶的添加量為250-300u/g海帶粉。

4、作為優(yōu)選，褐藻膠降解酶的添加量為360u/g海帶粉、果膠酶的添加量為5000u/g海帶粉、纖維素酶的添加量為280u/g海帶粉。

5、作為優(yōu)選，酶解反應(yīng)的溫度為45-50℃，ph為5.0-6.0，酶解時(shí)間為6-10h。。

6、作為優(yōu)選，酶解反應(yīng)的溫度為49℃，ph為5.2，酶解時(shí)間為8h。

7、作為優(yōu)選，干海帶的超微粉為300目下的超微粉。

8、可以理解的是，在上述方案中，本申請的關(guān)鍵在于通過由三種酶組成的酶組合物在特定條件下對海帶進(jìn)行深度酶解反應(yīng)，以達(dá)到預(yù)期效果，其原因在于海帶細(xì)胞壁和胞間質(zhì)含有多種成分，理論上根據(jù)其化學(xué)組成，使用多種酶共同作用才能實(shí)現(xiàn)海帶的深度降解。但是，酶作為一種生物催化劑，每一種酶具有各自適宜的作用溫度和酸堿度條件，要實(shí)現(xiàn)不同的酶在同一作用條件下共同發(fā)揮作用，需要權(quán)衡多種酶在不同條件下的活性保持率，探索一種適合多種酶發(fā)揮作用的條件。本發(fā)明通過大量實(shí)驗(yàn)摸索，建立了這樣一種可使3種裂解酶在同一反應(yīng)體系中最大程度發(fā)揮協(xié)同作用的工藝條件。這相比于現(xiàn)有技術(shù)中考慮到酶活性的保持，有的選擇使用2種關(guān)鍵酶，有的使用分步酶解(步驟比較繁瑣)，例如使用酶a在a條件下酶解6h，然后改變酶解條件b，加入酶b繼續(xù)酶解8h等技術(shù)而言，不僅簡化了繁瑣步驟，而且獲得了更優(yōu)的技術(shù)效果。

9、作為優(yōu)選，高活性的低聚褐藻寡糖為分子量<2000da的褐藻寡糖。

10、作為優(yōu)選，高活性的低聚褐藻寡糖以聚合度為2糖、3糖、4糖的低聚褐藻寡糖為主。

11、作為優(yōu)選，包括以下步驟：

12、將粉碎至300目的干海帶超微粉及褐藻膠裂解酶、果膠酶、纖維素酶稱量好放入離心管中混勻，加入緩沖液，混勻，放入預(yù)設(shè)溫度的金屬浴中保溫進(jìn)行酶解；

13、酶解過程中每隔20-40min將酶解體系搖勻，使海帶粉充分酶解，酶解完成后立即將金屬浴溫度調(diào)至90-100℃反應(yīng)10-20min進(jìn)行反應(yīng)體系中酶的滅活，取出并自然降溫至室溫；

14、將酶解好的海帶酶解液在4000-5000×g條件下離心15-20min，重復(fù)分離2次即可。

15、作為優(yōu)選，所加入的海帶粉與緩沖液的質(zhì)量比為1：10。

16、作為優(yōu)選，金屬浴的預(yù)設(shè)溫度為40-60℃。

17、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果在于：

18、1、本發(fā)明提供的酶解方法選用3種裂解酶(褐藻膠降解酶、纖維素酶、果膠酶的組合)對海帶進(jìn)行酶解，采用響應(yīng)面法優(yōu)化了酶解復(fù)配比例以及酶解工藝條件，實(shí)現(xiàn)了對海帶的深度酶解，得到聚合度主要為2糖、3糖、4糖的低聚寡糖。

19、2、本發(fā)明建立的酶解方法經(jīng)歷了2輪優(yōu)化過程，其一為酶的復(fù)配比例優(yōu)化，使得固形物酶解率約達(dá)到54％，其二為酶解條件的進(jìn)一步優(yōu)化，使得固形物酶解率提高到約67％。通過2輪優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了3種裂解酶在同一反應(yīng)體系中的協(xié)同作用，降低了酶用量和成本，大幅度簡化了海帶酶法降解的技術(shù)工藝，在海帶固形物酶解率達(dá)到67％以上的同時(shí)，酶解液中高活性的低聚褐藻寡糖比例達(dá)到78％左右，有效提高了低聚褐藻寡糖的得率。

技術(shù)特征：

1.一種從海帶中高效制備海藻寡糖的酶解方法，其特征在于，利用由褐藻膠降解酶、果膠酶和纖維素酶組成的酶組合物對干海帶的超微粉進(jìn)行酶解反應(yīng)，所得海帶固形物酶解率達(dá)到67％以上，酶解液中高活性的低聚褐藻寡糖的比例達(dá)到78％。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的酶解方法，其特征在于，褐藻膠降解酶的添加量為350-400u/g海帶粉、果膠酶的添加量為4500-5500u/g海帶粉、纖維素酶的添加量為250-300u/g海帶粉。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的酶解方法，其特征在于，褐藻膠降解酶的添加量為360u/g海帶粉、果膠酶的添加量為5000u/g海帶粉、纖維素酶的添加量為280u/g海帶粉。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的酶解方法，其特征在于，酶解反應(yīng)的溫度為45-50℃，ph為5.0-6.0，酶解時(shí)間為6-10h。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的酶解方法，其特征在于，酶解反應(yīng)的溫度為49℃，ph為5.2，酶解時(shí)間為8h。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的酶解方法，其特征在于，高活性的低聚褐藻寡糖為分子量<2000da的褐藻寡糖。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的酶解方法，其特征在于，高活性的低聚褐藻寡糖以聚合度為2糖、3糖、4糖的低聚褐藻寡糖為主。

8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的酶解方法，其特征在于，包括以下步驟：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的酶解方法，其特征在于，所加入的海帶粉與緩沖液的質(zhì)量比為1：10。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的酶解方法，其特征在于，金屬浴的預(yù)設(shè)溫度為40-60℃。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種從海帶中高效制備海藻寡糖的酶解方法，屬于海藻高值化利用技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明提供的酶解方法利用由褐藻膠降解酶、果膠酶和纖維素酶組成的酶組合物對海帶超微粉進(jìn)行酶解反應(yīng)，所得海帶固形物酶解率達(dá)到67％以上，酶解液中高活性的低聚褐藻寡糖的比例達(dá)到78％。該方法實(shí)現(xiàn)了3種裂解酶在同一反應(yīng)體系中的協(xié)同作用，降低了酶用量和成本，大幅度簡化了海帶酶法降解的技術(shù)工藝，在有效提高海帶固形物酶解率的同時(shí)，還有效提高了低聚褐藻寡糖的得率。

技術(shù)研發(fā)人員：劉梅,仲晨,徐科鳳,高焱,董怡彤,史珂青,萬奎吉,武玉強(qiáng)
受保護(hù)的技術(shù)使用者：山東省海洋科學(xué)研究院（青島國家海洋科學(xué)研究中心）
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19