一种调节肠道功能的小麦阿拉伯木聚糖提取物及其制备方法
【专利摘要】本发明公开一种调节肠道功能的小麦阿拉伯木聚糖提取物及其制备方法。该制备方法，包括如下步骤：小麦粉经提取谷朊粉和/或小麦淀粉后的生产废水经离心分离，取上清液；所述上清液经蒸煮后再进行离心分离，得上清液；所述上清液经下述1)或2)的步骤即得小麦阿拉伯木聚糖提取物：1)所述上清液经喷雾干燥即得；2)所述上清液经浓缩，并调整pH值为7～8后，加入β-淀粉酶和糖化酶进行反应，最后经离心分离后得到上清液，所述上清液经乙醇沉淀后，即得。本发明制备方法制备得到的提取物具有提高肠道屏障功能、促进小肠绒毛生长以及促进肠道DNA转录等多种功能，因此具有较好的应用前景。
【专利说明】-种调节肠道功能的小麦阿拉伯木聚糖提取物及其制备方 法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种调节肠道功能的小麦阿拉伯木聚糖提取物及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 阿拉伯木聚糖（Ar油inoxylans，简称AX)是一种半纤维素，存在于植物的初生及 次生细胞壁中，包括谷物种子和木材。AX是由木糖和阿拉伯糖两种糖组成的聚合物，也可称 作戊聚糖。基本结构包括木糖残基经1，4-糖巧键连接而成的木聚糖主链和阿拉伯糖基侧 链，在某些阿拉伯糖上还存在着W醋键相连接的酪酸类物质。
[000引 目前小麦阿拉伯木聚糖的提取主要有两种来源，一是从小麦款皮中提取，一种是 从小麦面粉中提取，提取方法主要有碱提法和酶提法两种。
[0004] 款皮为小麦加工的副产物，阿拉伯木聚糖含量丰富，约在20% W上，我国每年款皮 产量高达2000多万吨，所W目前一些阿拉伯木聚糖提取工艺的研究多集中在从款皮中提 取，但款皮中的阿拉伯木聚糖大多数都不溶于水，提取困难，目前可行的方法为碱提法，碱 提工艺会带来大量含碱废水排放，造成环境污染。
[0005] 面粉中的阿拉伯木聚糖含量在2 %左右，其中水可提取的部分约占0. 5 %? 0. 8%，从面粉中直接提取阿拉伯木聚糖，面粉原料用量大，提取成本高，目前只在实验室进 行小规模提取，提取方法多为物理离屯、配合酶法进行，只用于科学研究，大规模工业化生产 探索不够，没有形成成熟的工艺路线，不能进行产业化生产。
[0006] 小麦淀粉、谷航粉的生产废水中，含有优质的水溶性阿拉伯木聚糖，我国小麦面粉 加工产业庞大，传统的小麦淀粉、谷航粉加工工艺是将小麦面粉经过水提和分离等工序得 到目标物，废弃了洗脱水，每生产1吨淀粉，高浓度有机废水的排放量在5?12吨之间，该 些有机废水的直接排放对环境造成严重污染。目前国内还没有任何企业对该些加工废水进 行有效利用，分析原因，一方面是因为淀粉、谷阮粉企业没有认识到洗脱废水的利用价值， 对阿拉伯木聚糖在生理活性和加工特性方面的应用价值没有了解，另一方面，目前没有高 效成熟的分离提取工艺，无法对大量洗脱废水加W利用。
[0007] 国内关于阿拉伯木聚糖生理活性的研究多集中于小麦款皮来源的阿拉伯木聚糖， 而从小麦粉中提取的阿拉伯木聚糖生理活性鲜有报道。不少研究者认为小麦款皮可能是最 有效且最适合人体需要的膳食纤维，小麦款皮中膳食纤维组成比较复杂，包括纤维素、木质 素、葡聚糖、阿拉伯木聚糖、阿拉伯半乳聚糖等，具体是哪一种或几种组分起主要作用，尚不 清楚。
【发明内容】
[000引本发明的目的是提供一种调节肠道功能的小麦阿拉伯木聚糖提取物及其制备方 法，本发明可W使小麦淀粉加工企业、谷阮粉加工企业、小麦蛋白粉加工企业减少高浓度有 机废水排放，实现节能减排，提高其产品附加值。
[0009] 本发明所提供的小麦阿拉伯木聚糖提取物的制备方法，包括如下步骤：
[0010] 小麦粉经提取谷航粉和/或小麦淀粉后的生产废水经离屯、分离，取上清液；所述 上清液经蒸煮后再进行离屯、分离，得上清液；所述上清液经下述1)或2)的步骤即得小麦阿 拉伯木聚糖提取物：
[0011] 1)所述上清液经喷雾干燥即得；
[001引 2)所述上清液经浓缩，并调整抑值为7?8后，加入0-淀粉酶和糖化酶进行反 应，最后经离屯、分离后得到上清液，所述上清液经己醇沉淀后，即得。
[0013] 上述的制备方法中，所述生产废水可在1000转/分钟?3000转/分钟的条件下 进行离屯、分离。
[0014] 上述的制备方法中，所述蒸煮的温度可为80°C?100°C，具体可为8〇°c、9(rc或 l〇〇°C，所述蒸煮的时间可为20分钟?70分钟，具体可为20分钟、50分钟或70分钟。
[0015] 上述的制备方法中，经蒸煮后的所述上清液在2000转/分钟?5000转/分钟的 条件下进行离屯、分离。
[0016] 上述的制备方法中，步骤1)中，所述喷雾干燥的温度可为80°C?200°C，如80°C。
[0017] 上述的制备方法中，步骤2)中，所述浓缩的倍数可为0. 5倍?2倍，如1倍。
[0018] 上述的制备方法中，步骤2)中，所述反应的温度可为60°C?85°C，所述反应的时 间可为1小时?3小时，具体可在60°C下反应1小时。
[0019] 上述的制备方法中，步骤2)中，所述0-淀粉酶和所述糖化酶的加入量均为体系 总质量的〇.5%?5%，具体可为0.5%?1.5%、0.5%?1%、0.5%、1%或1.5%，所述 体系总质量为所述上清液经浓缩后的质量；所述0-淀粉酶与所述糖化酶的质量比为1 ; 1?5,具体可为1 ;1、1 ;3或1 ;5 ;所述0 -淀粉酶与所述糖化酶的酶活力均为50000? lOOOOOU/g，IgP -淀粉酶或糖化酶于特定条件下（60°C?85°C、抑值为7?8的条件下） 分解可溶性淀粉产生Img葡萄糖，即为1个酶活力单位U/g。
[0020] 本发明制备方法制备得到的提取物具有提高肠道屏障功能、促进小肠绒毛生长、 促进小肠吸收功能、促进肠道DNA转录、促进肠道分泌、降低肠道抑值W及增加肠道内短链 脂肪酸含量等多种功能，因此具有较好的应用前景。
[0021] 本发明提供的制备方法具有如下优点：
[0022] 1、操作简单高效，适合工业化生产；
[0023] 2、成本较低；
[0024] 3、产物分子量小，黏度适中，生理活性高。
【具体实施方式】
[0025] 下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
[0026] 下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
[0027] 实施例1、制备小麦阿拉伯木聚糖提取物
[002引小麦粉经提取谷航粉后的生产废水在3000转/分钟的条件下进行离屯、分离，取 离屯、分离后的上清液；将上清液经蒸煮后再进行离屯、分离得上清液，其中，蒸煮的温度为 80°C，蒸煮的时间为20分钟，离屯、分离的条件为2000转/分钟；将得到的上清液经喷雾干 燥即得小麦阿拉伯木聚糖提取物干粉，喷雾干燥的温度为80°C。
[0029] 本实施例制备的小麦阿拉伯木聚糖提取物的纯度为30% (即含有阿拉伯木聚糖 的质量百分含量）。
[0030] 实施例2、制备小麦阿拉伯木聚糖提取物
[0031] 小麦粉经提取谷航粉后的生产废水在3000转/分钟的条件下进行离屯、分离，取 离屯、分离后的上清液；将上清液经蒸煮后再进行离屯、分离得上清液，其中，蒸煮的温度为 100°c，蒸煮的时间为70分钟，离屯、分离的条件为5000转/分钟；将得到的上清液进行浓 缩，浓缩的倍数为1倍；并将抑值调控为7. 5,然后加入0 -淀粉酶和糖化酶（均为体系总 质量的1%，且两者的质量比为1 ;1，0-淀粉酶的酶活力为50000U/g，糖化酶的酶活力为 50000U/g)。进行反应，反应的温度为85°C，反应的时间为60分钟；反应后的反应液经离屯、 得到上清液，将该上清液用己醇进行沉淀；第一次醇沉步骤的己醇用量为反应液的35%， 第二次醇沉步骤的己醇用量为反应液的45%，得到小麦阿拉伯木聚糖提取物。
[0032] 本实施例制备的小麦阿拉伯木聚糖提取物的纯度为60% (即含有阿拉伯木聚糖 的质量百分含量）。
[0033] 实施例3、制备小麦阿拉伯木聚糖提取物
[0034] 小麦粉经提取谷航粉和小麦淀粉后的生产废水在3000转/分钟的条件下进行离 屯、分离，取离屯、分离后的上清液；将上清液经蒸煮后再进行离屯、分离得上清液，其中，蒸煮 的温度为900°C，蒸煮的时间为50分钟，离屯、分离的条件为4000转/分钟；将得到的上清液 进行浓缩，浓缩的倍数为1倍；并将抑值调控为7. 5,然后加入0 -淀粉酶和糖化酶（均为 体系总质量的1. 5%，且两者的质量比为1 ;5, 0-淀粉酶的酶活力为lOOOOOU/g，糖化酶的 酶活力为lOOOOOU/g)。进行反应，反应的温度为85°C，反应的时间为60分钟；反应后的反 应液经离屯、得到上清液，将该上清液用己醇进行沉淀；第一次醇沉步骤的己醇用量为反应 液的35%，第二次醇沉步骤的己醇用量为反应液的45%，得到小麦阿拉伯木聚糖提取物。
[0035] 本实施例制备的小麦阿拉伯木聚糖提取物的纯度为60% (即含有阿拉伯木聚糖 的质量百分含量）。
[0036] 实施例4、制备小麦阿拉伯木聚糖提取物
[0037] 小麦粉经提取小麦淀粉后的生产废水在3000转/分钟的条件下进行离屯、分离， 取离屯、分离后的上清液；将上清液经蒸煮后再进行离屯、分离得上清液，其中，蒸煮的温度为 100°c，蒸煮的时间为70分钟，离屯、分离的条件为5000转/分钟；将得到的上清液进行浓 缩，浓缩的倍数为1倍；并将抑值调控为7. 5,然后加入0 -淀粉酶和糖化酶（均为体系总 质量的1%，且两者的质量比为1 ;3, 0-淀粉酶的酶活力为lOOOOOU/g，糖化酶的酶活力为 lOOOOOU/g)。进行反应，反应的温度为85°C，反应的时间为60分钟；反应后的反应液经离屯、 得到上清液，将该上清液用己醇进行沉淀；第一次醇沉步骤的己醇用量为反应液的35%， 第二次醇沉步骤的己醇用量为反应液的45%，得到小麦阿拉伯木聚糖提取物。
[003引本实施例制备的小麦阿拉伯木聚糖提取物的纯度为60% (即含有阿拉伯木聚糖 的质量百分含量）。
[0039] 实施例5、实施例2制备的小麦阿拉伯木聚糖提取物在提高肠道屏障功能中的应 用
[0040] 1、实验方法值-木糖吸收试验）
[0041] 将40只昆明小鼠先适应性喂养基础饲料1周后根据体重随机分成4组，每组10 只，分别为空白对照组、低剂量组、中剂量组和高剂量组。
[0042] 低剂量组、中剂量组和高剂量组分别灌胃0. 4g/kgbw/d、0. 8g/kgbw/d和1. 6g/ kgbw/d的实施例1制备的小麦阿拉伯木聚糖提取物（配制成水溶液），每天记录小鼠体重 和摄食量，期间自由进食饮水。
[004引空白对照组灌胃水进行对照，每日灌胃0. 2血/lOgbw，连续灌胃2周，每天1次。
[0044] 上述空白对照组和各受试组喂养2周后，灌胃D-木糖（灌胃量为0. 5g/gbw)，1小 时后己離麻醉后采血，400化/min离屯、lOmin取血清后待检。
[0045] 2、实验结果
[0046] 空白对照组和个受试组小鼠血清中D-木糖的浓度如表1中所示。
[0047] 由表1中数据可W看出，与空白对照组相比，低剂量组血清中D-木糖的含量显著 降低（P<0. 05)，该表明低剂量本发明小麦阿拉伯木聚糖提取物增强了小鼠的肠道屏障功 能。
[0048] 由表1中数据可W看出，低剂量组血清中D-木糖的含量降低，虽然中剂量组血清 中D-木糖的含量并没有出现显著差异，但是也展现出了下降的趋势，说明本发明小麦阿拉 伯木聚糖提取物使小肠的通透性降低，肠道屏障功能得到了提高，该也在一定程度上反映 了肠黏膜良性增生。
[0049] 表1小麦阿拉伯木聚糖提取物对小鼠肠道通透性的影响（n=10,x±s)
[00 加]
【权利要求】
1. 一种小麦阿拉伯木聚糖提取物的制备方法，包括如下步骤： 小麦粉经提取谷朊粉和/或小麦淀粉后的生产废水经离心分离，取上清液；所述上清 液经蒸煮后再进行离心分离，得上清液；所述上清液经下述1)或2)的步骤即得小麦阿拉伯 木聚糖提取物： 1) 所述上清液经喷雾干燥即得； 2) 所述上清液经浓缩，并调整pH值为7?8后，加入淀粉酶和糖化酶进行反应，最 后经离心分离后得到上清液，所述上清液经乙醇沉淀后，即得。
2. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述生产废水在1000转/分钟? 3000转/分钟的条件下进行离心分离。
3. 根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：所述蒸煮的温度为80°C? l〇〇°C，所述蒸煮的时间为20分钟?70分钟。
4. 根据权利要求1-3中任一项所述的制备方法，其特征在于：经蒸煮后的所述上清液 在2000转/分钟?5000转/分钟的条件下进行离心分离。
5. 根据权利要求1-4中任一项所述的制备方法，其特征在于：步骤1)中，所述喷雾的 温度为80°C?200°C。
6. 根据权利要求1-5中任一项所述的制备方法，其特征在于：步骤2)中，所述浓缩的 倍数为〇. 5?2倍。
7. 根据权利要求1-6中任一项所述的制备方法，其特征在于：步骤2)中，所述反应的 温度为60°C?85°C，所述反应的时间为1小时?3小时。
8. 根据权利要求1-7中任一项所述的制备方法，其特征在于：步骤2)中，所述0-淀 粉酶和所述糖化酶的加入量均为体系总质量的0. 5%?5%，所述体系总质量为所述上清 液经浓缩后的质量；所述e -淀粉酶与所述糖化酶的质量比为1 :1?5。
9. 权利要求1-8中任一项所述方法制备的小麦阿拉伯木聚糖提取物。
【文档编号】C08B37/14GK104448054SQ201410724550
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年12月3日 优先权日:2014年12月3日
【发明者】刘晋, 陈影, 钱平 申请人:中国人民解放军总后勤部军需装备研究所