专利名称：利用含甘露多糖的植物胶制备甘露寡糖的工艺方法
技术领域：
本发明涉及一种甘露寡糖制备的工艺方法。
上个世纪90年代后期，发现了多种具有生物活性的糖类物质，其种类的多样性远远超过了蛋白质，与蛋白质分子中氨基酸连接方式不同的是，在寡糖或多糖分子中的单糖可通过多种方式联接，形成多种多样的寡糖或多糖，从而在生物体中起到各种各样的功能和用途，虽然目前市场上有一些寡糖产品，但是其种类还不够丰富，特别是甘露寡糖，工业化生产还很少。在我国有一些独特的多糖资源，如魔芋精粉、田菁粉、香豆粉，含有大量的甘露聚糖。甘露寡糖被认为提高人体肠道中双歧杆菌、干酪乳杆菌、嗜酸乳杆菌等有益菌群活性，抑制肉毒梭状芽孢杆菌、生腐梭状芽孢杆菌、沙门氏菌等有害菌群的活性方面与其它寡糖相比较效果更为显著。
目前，绝大部分甘露寡糖是利用酶对多糖进行酶降解。如利用地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、嗜碱芽孢杆菌等的胞外酶对魔芋葡甘聚糖进行酶解，获得葡甘露寡糖。利用化学降解法获得寡糖的方法也有公开技术报道，如美国专利4965354采用高温和盐酸降解法获得寡糖。由于植物胶具有水溶胀性，对它们进行降解存在一些工艺上的困难，如魔芋精粉，它的2％水溶液就失去直观的流动性，粘度常常在十万厘泊以上，利用酶解法处理，往往魔芋精粉浓度不能超过3％，否则降解产物单糖的比例大幅度上升，降解不充分的多糖比例也大幅度升高，最终寡糖的聚合度分布太宽，不利于寡糖的应用。因此，酶解法生产效率低下，工业生产成本过高。这也是目前酶解法文献报道较多，工业生产的实际例子不多的原因。化学降解法生产寡糖的效率比较高，这是因为它可以通过调节温度和酸度来控制生产过程，同时，它还可以利用有机溶液的不溶解性对溶液溶解情况进行调节，所以它的生产工艺简单，生产成本相对低廉，由于化学反应不可避免地会出现一些副反应，最终产品的色泽、品质和寡糖聚合度分布与酶解法相比都有一定的差距。因此化学降解法也不是一个理想的方法，其产物利用也受限。
本发明针对现有技术中存在的问题，提供一种生产效率高、寡糖产品质量稳定的甘露寡糖的生产工艺方法。
其具体的技术解决方案是这样的
利用含甘露多糖的植物胶制备甘露寡糖的工艺方法，包括化学初步处理，其特征在于一、化学初步处理(1)、取100克含甘露糖元的多糖植物胶粉，置于50～1000毫升含0～85％的有机溶剂的水溶液中，用盐酸调节pH值至0～5.5，在温度35～135℃，搅拌反应5～500分钟，降至温度35～85℃，过滤或蒸馏除去有机溶剂；(2)、加水至固含量6～20％，获得粘度在5000～50000厘泊的溶液A；二、酶解处理取溶液A100克，用磷酸盐调节pH值至4.0～9.5，加入0.1～0.8克β-甘露聚糖内切酶，在温度20～65℃，缓慢搅拌5～500分钟，至粘度降至1000～8000厘泊，加热至85℃过滤除去沉淀物留滤液B，喷雾干燥得粉末状白色寡糖；三、精加工处理取100克滤液B，加入5～300毫升蒸馏水，加入50～1000毫升有机溶剂，2000～3000转/分钟离心5～35分钟，弃清液，留沉淀物，将沉淀物真空干燥，获得粉末状白色甘露寡糖。
2、根据权利要求1所述的利用含甘露多糖的植物胶制备甘露寡糖的工艺方法，其特征在于所述的含甘露糖元的多糖植物胶粉包括魔芋精粉、瓜尔胶、香豆胶或田菁胶。
3、根据权利要求1所述的利用含甘露多糖的植物胶制备甘露寡糖的工艺方法，其特征在于化学初步处理中的所述有机溶剂或为乙醇、或为甲醇、或为异丙醇。
4、根据权利要求1所述的利用含甘露多糖的植物胶制备甘露寡糖的工艺方法，其特征在于酶解处理中所述的磷酸盐或为磷酸钠、或为磷酸氢二钠、或为磷酸氢二钾、或为磷酸钾。
5、根据权利要求1所述的利用含甘露多精的植物胶制备甘露寡糖的工艺方法，其特征在于精加工处理中的有机溶剂或为乙醇、或为甲醇、或为丙酮、或为异丙醇。
本发明的工艺方法，与酶解法相比较，在同等投资条件下，在寡糖质量得到保证的前提下，生产效率提高一倍。虽然本发明的工艺流程相对较长，但是，过程控制方便，寡糖产品质量稳定。
采用本发明方法生产的寡糖可作为保健食品的成份之一，用于糖尿病、肥胖、肠胃功能失调、体质弱人士的辅助食品，健康人经常食用，可减少发生糖尿病、肥胖、肠胃功能失调的可能。该寡糖经过进一步改性，可作为药物使用。
下面通过实施例对本发明作进一步地说明。
实施例1取100克魔芋精粉，置于500毫升含有乙醇15％的水溶液中，用盐酸调节pH至1.0，在温度120℃，搅拌反应70分钟，至35℃，过滤除去有机溶剂，加水至固含量12％，获得粘度约25000厘泊的溶液。
取上述溶液100克，用磷酸钾调节pH至7.6，加入0.5克活力为450的β-甘露聚糖酶，在温度48℃，缓慢搅拌280分钟，粘度降至约5000厘泊，加热至85℃，利用孔径120目滤网过滤，除去沉淀物留滤液，喷雾干燥，获得粉末状白色寡糖10.1克。
实施例2取100克瓜尔胶粉，置于600毫升含有异丙醇10％的水溶液中，用盐酸调节pH至1.0，在温度100℃，搅拌反应100分钟，至35℃，过滤除去有机溶剂，加水至固含量12％，获得粘度约20000厘泊的溶液。
取上述溶液100克，用磷酸氢二钠调节pH至7.6，加入0.5克活力为450的β-甘露聚糖酶，在温度48℃，缓慢搅拌260分钟，至粘度降至约5000厘泊，加热至85℃，利用孔径120目滤网过滤，除去沉淀物留滤液，加入150毫升蒸馏水，加入650毫升有机溶剂甲醇，2000～3000转/分钟离心10分钟，弃清液留沉淀物，将沉淀物真空干燥，获得粉末状白色寡糖9.3克。
实施例3取100克香豆胶粉，置于600毫升含有甲醇10％的水溶液中，用盐酸调节pH至1.0，在温度120℃，搅拌反应60分钟，至35℃，过滤除去有机溶剂，加水至固含量15％，获得粘度约20000厘泊的溶液。
取上述溶液100克，用磷酸氢二钾调节pH值至7.6，加入0.5克活力为450的β-甘露聚糖酶，在温度48℃，缓慢搅拌260分钟，至粘度降至约5000厘泊，加热至85℃，利用孔径120目滤网过滤，除去沉淀物留滤液，加入100毫升蒸馏水，加入500毫升有机溶剂乙醇，2000～3000转/分钟离心10分钟，弃清液留沉淀物，将沉淀物真空干燥，获得粉末状白色寡糖8.2克。
实施例4取100克田菁胶粉，置于650毫升水溶液中，用盐酸调节pH值至1.0，在温度100℃，搅拌反应50分钟，加水至固含量15％，获得粘度约18000厘泊的溶液。
取上述溶液100克，用磷酸钠调节pH值至7.6，加入0.5克活力为450的β-甘露聚糖酶，在温度48℃，缓慢搅拌260分钟，至粘度降至约5000厘泊，加热至85℃，利用孔径120目滤网过滤，除去沉淀物留滤液，加入100毫升蒸馏水，加入500毫升有机溶剂异丙醇，2000～3000转/分钟离心10分钟，弃清液留沉淀物，将沉淀物真空干燥，获得粉末状寡糖7.8克。
实施例5取100克魔芋精粉，置于300毫升含有异丙醇15％的水溶液中，用盐酸调节pH至1.0，在温度120℃，搅拌反应80分钟，至温度85℃，减压蒸馏除去有机溶剂，加水至固含量12％，获得粘度16000厘泊的溶液。
取上述溶液100克，用磷酸氢二钾调节pH值至7.6，加入0.5克活力为450的β-甘露聚糖酶，在温度48℃，缓慢搅拌250分钟，至粘度降至约5000厘泊，利用孔径120目滤网过滤，除去沉淀物留滤液，加入250毫升蒸馏水，加入600毫升有机溶剂丙酮，2000～3000转/分钟离心10分钟，弃清液留沉淀物，将沉淀物真空干燥，获得粉末状白色寡糖9.7克。
液相色谱检测发现单糖小于3％，双糖在7％，三糖13％，四糖14％，五糖16％，六糖12％，七糖6％，八糖6％，八糖以上为23％。
实施例6取100克瓜尔胶粉，置于400毫升含有乙醇15％的水溶液中，用盐酸调节pH值至1.0，在温度120 ℃，搅拌反应65分钟，至温度35℃，过滤除去有机溶剂，加水至固含量12％，获得粘度约22000厘泊的溶液。
取上述溶液100克，用磷酸钾调节pH值至7.6，加入0.5克活力为450的β-甘露聚糖酶，在温度48℃，缓慢搅拌300分钟，至粘度降至约5000厘泊，利用孔径120目滤网过滤，除去沉淀物留滤液，加入100毫升蒸馏水，加入600毫升有机溶剂甲醇，2000～3000转/分钟离心10分钟，弃清液留沉淀物，将沉淀物真空干燥，获得粉末状白色寡糖8.5克。
液相色谱检测发现单糖小于3％，双糖在8％，三糖10％，四糖14％，五糖15％，六糖10％，七糖7％，八糖6％，八糖以上为28％。
权利要求
1.利用含甘露多糖的植物胶制备甘露寡糖的工艺方法，包括化学初步处理，其特征在于一、化学初步处理(1)、取100克含甘露糖元的多糖植物胶粉，置于50～1000毫升含0～85％的有机溶剂的水溶液中，用盐酸调节pH值至0～5.5，在温度35～135℃，搅拌反应5～500分钟，降至温度35～85℃，过滤或蒸馏除去有机溶剂；(2)、加水至固含量6～20％，获得粘度在5000～50000厘泊的溶液A；二、酶解处理取溶液A100克，用磷酸盐调节pH值至4.0～9.5，加入0.1～0.8克β-甘露聚糖内切酶，在温度20～65℃，缓慢搅拌5～500分钟，至粘度降至1000～8000厘泊，加热至85℃过滤除去沉淀物留滤液B，喷雾干燥得粉末状白色寡糖；三、精加工处理取100克滤液B，加入5～300毫升蒸馏水，加入50～1000毫升有机溶剂，2000～3000转/分钟离心5～35分钟，弃清液，留沉淀物，将沉淀物真空于燥，获得粉末状白色甘露寡糖。
2.根据权利要求1所述的利用含甘露多糖的植物胶制备甘露寡糖的工艺方法，其特征在于所述的含甘露糖元的多糖植物胶粉包括魔芋精粉、瓜尔胶、香豆胶或田菁胶。
3.根据权利要求1所述的利用含甘露多糖的植物胶制备甘露寡糖的工艺方法，其特征在于化学初步处理中的所述有机溶剂或为乙醇、或为甲醇、或为异丙醇。
4.根据权利要求1所述的利用含甘露多糖的植物胶制备甘露寡糖的工艺方法，其特征在于酶解处理中所述的磷酸盐或为磷酸钠、或为磷酸氢二钠、或为磷酸氢二钾、或为磷酸钾。
5.根据权利要求1所述的利用含甘露多糖的植物胶制备甘露寡糖的工艺方法，其特征在于精加工处理中的有机溶剂或为乙醇、或为甲醇、或为丙酮、或为异丙醇。
全文摘要
本发明涉及一种利用含甘露多糖的植物胶制备甘露寡糖的工艺方法，其特征在于包括一.化学初步处理，取多糖植物胶粉，溶解于有机溶剂中，用盐酸调节；二.酶解处理，用磷酸盐调节，三.精加工处理，再加入有机溶剂处理，获得甘露寡糖。本发明的工艺方法，与酶解法相比较，在同等投资条件下，在寡糖质量得到保证的前提下，生产效率提高一倍。
文档编号C07H3/00GK1412194SQ0113407
公开日2003年4月23日 申请日期2001年10月19日 优先权日2001年10月19日
发明者吴志超, 何家庆 申请人:安徽大学