专利名称：一种燕麦β－葡聚糖的制备方法
技术领域：
一种高效益生元燕麦β-葡聚糖的制备方法，属于燕麦深加工技术领域。
背景技术：
燕麦是一种兼具营养价值和保健功能的谷物。据统计，2003年我国的燕麦种植面积为361.65万亩，平均亩产204.6公斤，总产量为74万吨。随着人们对自身饮食健康的日益重视，全球燕麦消费量持续增长，国际市场对燕麦的需求量很大。然而目前我国燕麦深加工技术相对比较落后，市场上燕麦类食品品种单一，导致我国燕麦供人食用部分不足总产量的4％，这种情况不仅造成了资源的极大浪费，而且限制了我国燕麦产业的进一步发展。
已有研究表明燕麦β-葡聚糖作为一种优质的膳食纤维具有降血脂、降血糖等功效，但其是否对肠道功能产生积极的作用到目前为止还不清楚。因此本发明以燕麦麸为原料，通过合理的工艺制备出能显著促进肠道和粪便双歧杆菌、乳酸杆菌增值作用的高效益生元燕麦β-葡聚糖产品，并作为一种新型的食品配料添加于食品中，以望起到益生元的作用，同时实现燕麦资源的综合利用。
发明内容
本发明的目的是提供一种高效益生元燕麦β-葡聚糖的制备方法，所得产品能显著促进肠道和粪便双歧杆菌、乳酸杆菌增值作用。
本发明的技术方案以燕麦麸为原料，经粉碎、微波辅助提取、加淀粉酶和糖化酶处理、等电点沉淀、离心分离、上清液浓缩、乙醇沉淀、离心分离收集沉淀、加水复溶、β-葡聚糖酶水解、喷雾干燥过程后得到能显著促进肠道和粪便双歧杆菌、乳酸杆菌增值作用的高效益生元燕麦β-葡聚糖产品。
(1)原料的粉碎要求对原料燕麦麸进行粉碎，并过0.5mm筛网。原料粉碎效果越好，越有利于燕麦麸中β-葡聚糖的提取。
(2)微波辅助提取料液比燕麦麸与水的质量比例为1∶12，减小用水量会导致燕麦β-葡聚糖提取率偏低，增加用水量又会导致生产负荷加大，生产成本增加。因此比较适宜的料液比为1∶12。
微波功率与处理时间微波功率是影响燕麦麸β-葡聚糖提取率的关键因素。增加微波功率有利于提取率的增加；但功率也不宜过大，否则会导致能耗的增加和β-葡聚糖分子结构的破坏，因此选择的微波功率为720W。同样的道理，微波处理时间不宜过长或过短，9min左右为宜。
pH值pH值在微波辅助提取工艺中对β-葡聚糖提取率的影响较小，弱碱性环境有利于β-葡聚糖的溶解，故定为pH值9.0。
(3)酶法处理酶法处理提取液是为了降解淀粉成小分子从而达到将其除去的目的。在90-100℃条件下加入耐热α-淀粉酶(30U/ml反应液)进行搅拌约30min，至碘液不变兰为止，随后降低提取液温度至55-60℃，调提取液pH至4.5，加入液体糖化酶(50U/ml反应液)，搅拌15-30min。
(4)等电点沉淀等电点沉淀的目的是除去溶解在提取液中的燕麦蛋白。燕麦蛋白的等电点在pH4.5左右，因此将提取液的pH保持在4.5静置30min能最大程度沉淀燕麦蛋白。
(5)灭酶后离心分离对提取液中残余的酶活进行灭酶处理，将提取液升温至100℃保持10min。降至室温后采用三足式离心机能将提取液进行有效分离，离心条件为3000r/min、20min，收集上清液，调pH至中性。
(6)上清液浓缩用降膜式双效浓缩器对上清液进行浓缩，浓缩温度60-65℃，浓缩一倍左右。
(7)乙醇沉淀一定浓度的乙醇可以沉淀出溶液中的多糖。一般而言，乙醇浓度越高，多糖的沉淀效果越佳，但乙醇浓度过高又不利于选择性地沉淀β-葡聚糖。为保证沉淀率和纯度两方面的要求，最适的乙醇终浓度为60％。
(8)离心分离经上一步的乙醇沉淀过程，溶液中大部分β-葡聚糖被沉淀出来，必须通过离心分离的方法来回收β-葡聚糖，采用三足式离心机离心分离(3000r/min、30min)回收沉淀。
(9)沉淀加水复溶按1∶10的质量比例在沉淀中加水搅拌复溶，准备进行下一步的酶解过程。
(10)β-葡聚糖酶水解β-葡聚糖酶最适的作用条件为pH值6.5，温度50℃，在此条件下按酶底比E/S＝1％的比例添加β-葡聚糖酶作用60分钟可得到所要求的产物。酶解反应结束后，为了阻止β-葡聚糖酶的进一步作用，对残余酶活力进行灭酶处理，将酶解液升温至100℃，并保持10min。
(11)喷雾干燥对酶解液进行喷雾干燥，出风温度为85℃，水分含量在5％以下，干燥后的产品即为高效益生元燕麦β-葡聚糖。
高效益生元燕麦β-葡聚糖的促肠道有益菌生长活性检测灌胃剂量为0.25/kg·d，对照组每日灌胃给予相同质量生理盐水，各组小鼠均自由取食和饮水，灌胃期28天。燕麦β-葡聚糖对小鼠粪便和肠道中大肠杆菌、双歧杆菌和乳酸杆菌的影响如表1所示。从表1中可知，在28天时小鼠肠道和粪便中的双歧杆菌和乳酸杆菌数目比对照组显著增加，同时大肠杆菌数目减少，说明高效益生元燕麦β-葡聚糖可以作为益生元。
表1燕麦β-葡聚糖对小鼠粪便和肠道大肠杆菌、双歧杆菌和乳酸杆菌的影响
燕麦β-葡聚糖的制备过程中所用耐热α-淀粉酶的酶活为20,000U/mL，液体糖化酶的酶活为50,000U/mL，β-葡聚糖酶的酶活为40U/ml。
所制得的燕麦β-葡聚糖为白色粉末，相对分子质量为5000～10000，对肠道和粪便双歧杆菌、乳酸杆菌有促进增值作用。
本发明的有益效果采用本发明方法制备的高效益生元燕麦β-葡聚糖，能有效地起到促进肠道和粪便中有益菌(双歧杆菌和乳酸杆菌)的生长，同时还可抑制大肠杆菌的繁殖，因此可以作为益生元应用于食品中用来提高机体的免疫力。
图1高效益生元燕麦β-葡聚糖制备工艺流程示意图。
具体实施例方式
实施例1取经过粉碎、过0.5mm筛网的10kg燕麦麸，加入水120L搅拌混匀，调节pH值至9.0，微波功率720W的条件下处理9min后，升温至95℃，加入耐热α-淀粉酶0.18L后搅拌约30min，至碘液不变兰，降低提取液温度至55℃，调提取液pH4.5，加入液体糖化酶0.12L，继续搅拌反应30min，静置沉淀30min，酶解完成后加热到100℃保温10min，冷却至室温离心分离(3000r/min，20min)，收集上清液调pH至中性，用降膜式双效浓缩器浓缩一倍，加入无水乙醇55L后对悬浊液进行离心分离(3000r/min，30min)回收沉淀，在沉淀中加8L水搅拌溶解，调pH值6.5，温度50℃后加入8gβ-葡聚糖酶作用60分钟，结束后将酶解液升温至100℃，并保持10min，冷却后喷雾干燥得到高效益生元燕麦β-葡聚糖产品0.8kg。
实施例2取经过粉碎、过0.5mm筛的15kg燕麦麸，加入水180L搅拌混匀，调节pH值至9.0，微波功率720W的条件下处理9min后，升温至90℃，加入耐热α-淀粉酶0.27L后搅拌约25min，至碘液不变兰，降低提取液温度至60℃，调提取液pH4.5，加入液体糖化酶0.18L，继续搅拌反应15min，静置沉淀30min，酶解完成后加热到100℃保温10min，冷却至室温离心分离(3000r/min，20min)，收集上清液调pH至中性，用降膜式双效浓缩器浓缩一倍，加入无水乙醇90L后对悬浊液进行离心分离(3000r/min，30min)回收沉淀，在沉淀中加12L水搅拌溶解，调pH值6.5，温度50℃后加入12gβ-葡聚糖酶作用60分钟，结束后将酶解液升温至100℃，并保持10min，冷却后喷雾干燥得到高效益生元燕麦β-葡聚糖产品1.2kg。
权利要求
1.一种燕麦β-葡聚糖的制备方法，其特征是以燕麦麸为原料，经粉碎、微波辅助提取、加淀粉酶和糖化酶处理、等电点沉淀、离心分离、上清液浓缩、乙醇沉淀、离心分离收集沉淀、加水复溶、β-葡聚糖酶水解、喷雾干燥得到燕麦β-葡聚糖产品，工艺为(1)原料粉碎原料燕麦麸进行粉碎，过0.5mm筛网；(2)微波辅助提取粉碎后的燕麦麸按1∶12的质量比例加水，调节pH值至9.0，微波功率720W的条件下处理9分钟；(3)酶法处理提取液在90-100℃条件下加入耐热α-淀粉酶进行搅拌，每毫升提取液加30U耐热α-淀粉酶，至碘液不变兰为止，降低温度至55-60℃，调节提取液pH至4.5，加入液体糖化酶，每毫升提取液加50U糖化酶，搅拌15-30分钟；(4)等电点沉淀保持pH值4.5，静置30分钟；(5)灭酶后离心分离将提取液加热到100℃，保温10分钟后经3000转/分钟离心分离20分钟，收集上清液，调pH至中性；(6)上清液浓缩浓缩条件为温度60-65℃，浓缩一倍左右；(7)乙醇沉淀在浓缩液中加入乙醇，使溶液中乙醇终浓度达60％；(8)离心分离将乙醇沉淀后的悬浊液经3000转/分钟离心30分钟，收集沉淀；(9)加水复溶按1∶10的质量比例在沉淀中加水搅拌溶解；(10)β-葡聚糖酶水解将溶液调pH值至6.5，温度50℃后，按酶底比E/S＝1％的比例添加β-葡聚糖酶作用60分钟；反应结束后升温至100℃、10分钟灭酶；(11)喷雾干燥将酶解液进行喷雾干燥，出风温度为85℃，水分含量为5％以下，干燥后的产品即为燕麦β-葡聚糖。
2.根据权利要求1所述的燕麦β-葡聚糖的制备方法，其特征是过程中所用耐热α-淀粉酶的酶活为20,000U/mL，液体糖化酶的酶活为50,000U/mL，β-葡聚糖酶的酶活为40U/ml。
3.根据权利要求1所述的燕麦β-葡聚糖的制备方法，其特征是制得的燕麦β-葡聚糖为白色粉末，相对分子质量为5000～10000，对肠道和粪便双歧杆菌、乳酸杆菌有促进增值作用。
全文摘要
一种高效益生元燕麦β－葡聚糖的制备方法，属于燕麦精深加工技术领域。本发明以燕麦麸为原料，经粉碎、微波辅助提取、加淀粉酶和糖化酶处理、等电点沉淀、离心分离、上清液浓缩、乙醇沉淀、离心分离收集沉淀、加水复溶、β－葡聚糖酶水解、喷雾干燥过程后得到了具有显著促进肠道和粪便双歧杆菌、乳酸杆菌增值作用的高效益生元燕麦β－葡聚糖产品。本发明方法设计科学合理，对于实现燕麦资源的综合利用和提高其附加值具有重要的意义。
文档编号C12P19/08GK1966531SQ20061009743
公开日2007年5月23日 申请日期2006年11月8日 优先权日2006年11月8日
发明者姚惠源, 申瑞玲, 张晖, 陈正行, 郭晓娜 申请人:江南大学