一种利用麦麸制备阿魏酸低聚糖糖浆的方法
【专利说明】一种利用麦麸制备阿魏酸低聚糖糖浆的方法 【技术领域】
[0001] 本发明涉及属于小麦深加工技术领域。更具体地，本发明涉及一种利用麦麸制备 阿魏酸低聚糖糖浆的方法。 【【背景技术】】
[0002] 我国小麦年产量已超过1亿吨，加工出的麦麸可达2000万吨/年。麦麸中含有较 丰富的淀粉酶系、蛋白质、碳水化合物、维生素等，其中非淀粉多糖含量约为46%，而阿拉伯 木聚糖约占非淀粉多糖的70%以上。另外，小麦麸皮细胞壁中还含有一些酚酸类化合物，如 阿魏酸、咖啡酸等，如果能够充分地利用麸皮进行深加工将具有很高的经济效益和社会效 益。
[0003] 阿魏酸是植物界普遍存在的一种酚酸，在自然界中只有很少一部分阿魏酸以游离 态存在，大部分通过酯键、醚键、缩醛键与纤维素、木质素、大分子酚类物质、萜类等相连。植 物中阿魏酸含量较高，主要存在于植物根部、种子、皮等部位，如在小麦麸皮中占0. 5%。人 们对麦麸的研宄主要集中在膳食纤维、麦麸蛋白、低聚木糖等方面，而对小麦麸皮中的阿魏 酸研宄甚少。但随着人们对阿魏酸功能特性的了解和认识越来越深刻，关于利用阿魏酸制 备阿魏酸衍生物或直接应用于医药、化妆品等领域的报道也开始逐渐增多，小麦麸皮中阿 魏酸得到了进一步的开发利用。
[0004] 阿魏酸具有多种生理功能，例如抗氧化、降血压、抗血栓、降血脂、抗感染、治疗心 脏病、抗癌、护肝、治疗糖尿病等。功能性低聚糖具有特殊的生理功能，例如促进双歧杆 菌增殖、降血脂、降胆固醇、改善肠道功能、防治便秘等。阿魏酸低聚糖是阿魏酸与低聚 糖通过酯键结合而形成的一种化合物，因此它兼具这两种物质的生理功能，且由于其结 构中特殊的酯键，使得某些生理活性有所增强。据Ohta等人（文献T.Ohta，T.Nakano， Y.Egashira,etal.AntioxidantActivityofFerulicAcid0-glueuronideinthe LDLoxidationSystem[J].BioscienceBiotechnologyBiochemistry，1997, 31:1942 ~ 1943)报道，在动物体内，吸收的阿魏酸是以阿魏酸低聚糖的形式存在的，阿魏酸低聚糖在 低密度脂蛋白（LDL)氧化体系中，抗氧化活性要强于阿魏酸纯品，其推测原因可能是阿魏 酸醋不仅有疏水性阿魏酸基团，还有亲水性的糖配体。Katapodis等人（文献H.Kikuzaki， M.Hisamoto,K.Hirose,etal.AntioxidantPropertiesofFerulicAcidanditsRelated ComPound[J].JournalofAgriculturalandFoodChemistry，2002,50:2161_2168)制备 出一种阿魏酸阿拉伯糖基木三糖，它具有DPPH?自由基清除作用，在LDL氧化体系中具有强 烈的抗氧化作用，比阿魏酸的作用还要强。因此，利用麦麸制备阿魏酸低聚糖有着巨大的科 学价值和经济价值。
[0005] 目前以谷物麸皮为材料，制备阿魏酸低聚糖的方法有两种：酸法水解和酶法水 解。酸法主要是采用草酸、三氟醋酸在高温下水解植物细胞壁中的阿拉伯木聚糖的糖 苷键。Saulnier等人（文献SanlnierL,VigourouxJ，ThibaultJF.Isolationand PartialcharacterizationofferuloylatedOligosaccharidesfrommaizebran[J]. CarbohydrateResearch. 1995, 272(2) : 241-253.)将lOg去淀粉麸皮与 500ml0? 05M CF3C00H混合，置于沸水浴中加热2h，离心，上层清液过滤并真空蒸发至近干，然后用200mL 蒸馏水重新溶解，再蒸发至近干，最后用50mL蒸馏水溶解，冷冻干燥，制得粗阿魏酸低聚 糖。酶法是指采用细胞壁降解酶水解植物原料，主要的酶是崩溃酶、纤维素酶、木聚糖酶。 木聚糖酶能随机地打开木聚糖主链上的糖苷键，因此，木聚糖酶酶解麸皮不溶性纤维得到 的木聚寡糖混合物中，有的低聚糖还可能保留有阿魏酸酯键。Yuan等人（文献YuanXP， WangJ,YaoHY.Antioxidantactivityofferuloylatedoligosaccharidesfromwheat bran[J].FoodChemistly. 2005,90(4) :759-764.)用木聚糖酶酶解麦麸不溶性纤维获得 粗阿魏酸低聚糖。称取l〇g麦麸不溶性纤维，用200ml1 %木聚糖酶液于50°C、暗处搅拌酶 解60h。将4g木聚糖酶粉溶解于400ml乙酸盐缓冲溶液（50mM，pH5. 0)中，于温度28°C 下搅拌处理30min，再离心得到1%木聚糖酶液。酶解后，在沸水中加热灭酶10min，离心， 经0. 45ym的微孔滤膜过滤并浓缩到50ml，从而获得粗阿魏酸低聚糖酷溶液。Lequart等 人（文献LequartC，NuzillardJM，KurekB，DebeireP.Hydrolysisofwheatbran andstrawbyanendoxylanase:Productionandstructuralcharacterizationof cinnamoyl-oligosaccharides[J].CarbohydrateResearch. 1999,319(1-4):102-111.)石开 宄确定，麦麸中肉桂酸类残基不会阻碍酶接近木聚糖，但是高聚合度阿拉伯糖取代基却会 阻碍酶解，同时木质素也可能是阻碍酶解的主要原因之一。Saulnier等人（文献Saulnier L,CrePeauMJ,LahayeM,ThibaultJF,etal.Isolationandstructuraldetermination oftwo5, 5?-diferuloyloligosaccharidesindicatethatmaizeheteroxylans arecovalentlycross-linkedbyoxidativelycoupledferulates[J].Carbohydrate Research. 1999, 320(1-2) : 82-92.)研宄了玉米麸皮的双阿魏酸结构，认为玉米麸皮比麦麸 更难于酶解的原因是高含量双阿魏酸和阿魏酸酯的存在。
[0006] 如上所述，无论采用酸法或酶法制备阿魏酸低聚糖，都要先对麦麸原料进行处理， 去除其中的淀粉和蛋白，这些淀粉和蛋白如果不除去，特别是在后续工艺过程中淀粉一旦 发生糊化，会造成料液粘度增大，导致后续工艺的固液分离困难，还会造成产品纯化非常 困难。目前相关研宄的报道中，去除淀粉的普遍方法都是采用淀粉酶水解，将淀粉转化为 可溶性糖加以除去；蛋白多采用碱法浸泡或者酶法水解法除去。在麦麸中，淀粉含量约为 10%~15%，蛋白含量约为12%~18%，如果将淀粉转化为糖，固液分离后，理论上料液中 将有1. 18倍重量的糖，这些糖如果直接作为废水排放，则将对废水处理带来极大的负担； 如果将这部分糖回收，这部分糖浆浓度低，杂质多，最终得到的糖的品质将远差于目前主流 的以玉米淀粉或者大米为原料生产的淀粉糖浆（玉米糖浆原料为精制玉米淀粉，杂质较 少；大米糖浆预料中淀粉含量在75%以上，杂质也较少），而且最终所得产品的生产成本也 远高于主流的淀粉糖。而且现有报道中采用高温淀粉酶水解淀粉需要在l〇〇°C左右高温下 长时间进行，将使麸皮中的蛋白发生不可逆的热变性，将大大降低后续碱法或者酶法去除 蛋白的作用效果，而且木聚糖在较高温度下0 -1，4糖苷键断裂发生自水解作用，使木聚糖 分子量降低，溶解度增大，在后续固液分离时，就会有一部分低聚糖随溶液的脱除而损失。
[0007] 为了解决现有技术的不利之处，既要得到较高纯度、高提取率的阿魏酸低聚糖，也 要同步回收麸皮中的淀粉和蛋白，提高麸皮利用的经济价值，本发明人经过多次试验，研宄 完成了本发明。 【
【发明内容】
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[0008] [要解决的技术问题]
[0009] 本发明的目的是提供一种利用麦麸制备阿魏酸低聚糖的方法。
[0010] [技术方案]
[0011] 本发明是通过下述技术方案实现的。
[0012] 本发明涉及一种利用麦麸制备阿魏酸低聚糖糖浆的方法。
[0013] 该方法的步骤如下：
[0014] A、原料预处理
[0015] 采用筛分方法，将麦麸原料中存在的有形异物去除；然后，筛分麦麸原料使用粉碎 设备粉碎至120~150目，得到一种麦麸粉；
[0016] B、第一次调浆与反应
[0017] 往步骤A得到的麦麸粉中加水调浆，得到麦麸粉浓度为以重量计18~24%的麦麸 粉浆液，再使用NaOH水溶液将所述麦麸粉浆液的pH值调节到8. 0~8. 5,然后加热至温度 45~50°C，并在这个温度下浸泡反应3~5h，得到第一次反应浆液；
[0018] C、洗涤与分离
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