一种利用瓜尔胶快速制备半乳甘露聚糖的方法
【专利摘要】本发明公开了一种利用瓜尔胶快速制备半乳甘露聚糖的方法，包括下列步骤：（1）瓜尔胶片清洗；（2）破碎；（3）酶解；（4）超滤；（5）脱色膜过滤；（6）滤液浓缩；（7）干燥；（8）超微粉碎。本发明的制备方法时间短，节约了生产时间和成本，提高了效率。通过基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱（MALDI?TOF）和高效液相色谱法(HPLC)测定酶解液中不同聚合度半乳甘露聚糖的组成，酶解产物符合半乳甘露聚糖聚合度要求，经单糖组成分析，测得其中甘露糖与半乳糖的比例为2：1。
【专利说明】
-种利用瓜尔胶快速制备半乳甘露聚糖的方法
技术领域
[0001]本发明设及一种利用瓜尔胶快速制备半乳甘露聚糖的方法，属于生物技术领域。
【背景技术】
[0002]半乳甘露聚糖(Galactomannan，简写GM)或称半乳糖甘露聚糖，是一种包含了甘露 糖骨干与半乳糖旁基的多糖，更准确的一点来说，半乳甘露聚糖是直线状（1-4)-连结的P-D 型甘露糖（（1-4)-1;[扯日化日1日-0-1]胤1]1〇97招]1〇3日）骨干于它们6-连接点连接到日-0型半乳糖 (曰1口]1曰-〇-邑曰1曰。1:〇36)的多糖，即1-6-连结的日-〇型11比喃半乳糖（1-6-1;[扯6(1曰1911曰-0-galactopyranose)。部分植物与真菌都含有半乳甘露聚糖的成分。
[0003] 依照甘露糖与半乳糖的比值，将半乳甘露聚糖种类按比值由小至大排列： 胡芦己胶，甘露糖比半乳糖大约一比一;瓜儿胶(guargum)，甘露糖比半乳糖大约二比 一;塔拉胶(taragum)，甘露糖比半乳糖大约S比一;刺槐豆胶（10州S忧eangum，LBG)或角豆 胶(carobgum)，甘露糖比半乳糖大约四比一。半乳甘露聚糖经常被使用在食物产品中，用来 增加其水相的黏度，也可W作为食品的安定剂使用。另外，半乳甘露聚糖还有被使用在医药 与美容之中。类似白色粉末，无臭、无味、耐酸、耐盐，热稳定性好。可溶于水，水溶液透明，呈 中性并有很低的黏度。LD505g/kgW上。本品有很低的热量，具有多种生理功能，可促进小肠 内双歧杆菌增殖，预防便秘、结肠癌、屯、血管病和降血糖。可在各类食品中，按生产需要适量 使用。
【发明内容】
[0004] 本发明所要解决的技术问题是:提供一种利用瓜尔胶快速制备半乳甘露聚糖的方 法。
[0005] 为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是： 本发明提供的利用瓜尔胶快速制备半乳甘露聚糖的方法，包括下列步骤： (1) 瓜尔胶片清洗:用清水将瓜尔胶片清洗2-3次，得到洁净片，然后烘干至水分15%; (2) 破碎:将烘干的瓜尔胶片进行破碎处理，获得10目的粉状； (3) 酶解:将步骤(2)100重量份数的瓜尔胶粉溶于30-50°C的溫水，加入10-15重量份数 的硬脂酸单甘醋和15-20重量份数的巧樣酸，揽拌加溫水直到瓜尔胶完全溶解，瓜尔胶质量 浓度在20%-30%;然后升溫到60-75°C，加入5-10重量份的有机酸，维持1.5-化;迅速冷却至 30°C，用5mol/L化OH调抑至中性，加入复合甘露聚糖酶酶解，加入酶后将溫度升溫到45-55 °C，保持3-地，高溫灭酶； 加入混合酶继续酶解，溫度40-50°C，保持2-化，高溫灭酶； (4) 超滤:采用超滤设备，应用规格50kD超滤膜，在溫度为30-40°C，操作压力为0.10-0.40MPa条件下进行超滤； 巧)脱色膜过滤:将步骤(4)超滤后的溶液过脱色膜，脱色膜为聚丙締酷胺膜，膜截留分 子量为600-800Da，操作溫度为20-30 °C，操作压力为0.20-0.30MPa; (6) 滤液浓缩:取脱色膜过滤后的溶液浓缩，浓缩溫度70-80°C，使浓缩后浓缩液中的固 体物的质量浓度控制在60%-70%; (7) 干燥:采用低溫真空连续干燥，绝对压力为O. Ol-O. IMPa，溫度为0-5°C，干燥7-9小 时； (8) 超微粉碎，粉碎成200目的颗粒，然后筛分包装。
[0006] 优选的，步骤(3)中有机酸选自巧樣酸、苹果酸、酒石酸、草酸中的一种或多种的混 合物。进一步的，有机酸选自苹果酸和酒石酸的混合物，两者的重量比例是3-5:1。
[0007] 优选的，步骤(3)复合甘露聚糖酶包括a-半乳甘露聚糖酶和木聚糖酶，加入单位 是:每100重量份数的瓜尔胶加入a-半乳甘露聚糖酶500-1000U，木聚糖酶400~600U。
[0008] 优选的，步骤(3)混合酶包括果胶酶、组织蛋白酶和木瓜蛋白酶，加入单位是：每 100重量份数的瓜尔胶加入果胶酶300~500U，组织蛋白酶500-1000U，木瓜蛋白酶400~ 600U。
[0009] 目前半乳甘露聚糖的制备方法主要是用酶解法，本发明结合酸解和酶解，实现快 速制备半乳甘露聚糖的目的，步骤(1)通过加入有机酸进行酸解，加入的硬脂酸单甘醋利于 酸解的进行。步骤(2)进行酶解，通过改进酶解的组合和方法，获得最佳的制备效果。
[0010] 本发明的有益效果是： 1、本发明实现O-半乳甘露聚糖酶、果胶酶和木聚糖酶的同时酶解，时间短，省略了每种 酶依次降解后的纯化步骤，节约了生产时间和成本，提高了效率。
[0011] 2、通过基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱（MALDI-TOF)和高效液相色谱法 化PLC)测定酶解液中不同聚合度半乳甘露聚糖的组成，酶解产物符合半乳甘露聚糖聚合度 要求。经单糖组成分析，测得其中甘露糖与半乳糖的比例为2:1。
【具体实施方式】 [001^ 实施例1 本实施例提供的利用瓜尔胶快速制备半乳甘露聚糖的方法，包括下列步骤： (1) 瓜尔胶片清洗:用清水将瓜尔胶片清洗3次，得到洁净片，然后烘干至水分15%; (2) 破碎:将烘干的瓜尔胶片进行破碎处理，获得10目的粉状； (3) 酶解:将步骤(2)100重量份数的瓜尔胶粉溶于50°C的溫水，加入15重量份数的硬脂 酸单甘醋和20重量份数的巧樣酸，揽拌加溫水直到瓜尔胶完全溶解，瓜尔胶质量浓度在 20%;然后升溫到75°C，加入10重量份的有机酸，维持化;迅速冷却至30°C，用5mol/L化OH调 抑至中性，加入复合甘露聚糖酶酶解，加入酶后将溫度升溫到55°C，保持地，高溫灭酶;加入 混合酶继续酶解，溫度40-50°C，保持2-化，高溫灭酶； (4) 超滤:采用超滤设备，应用规格50kD超滤膜，在溫度为40°C，操作压力为0.40M化条 件下进行超滤； 巧)脱色膜过滤:将步骤(4)超滤后的溶液过脱色膜，脱色膜为聚丙締酷胺膜，膜截留分 子量为SOODa，操作溫度为30°C，操作压力为0.30MPa; (6) 滤液浓缩:取脱色膜过滤后的溶液浓缩，浓缩溫度70°C，使浓缩后浓缩液中的固体 物的质量浓度控制在60%; (7) 干燥:采用低溫真空连续干燥，绝对压力为0.1 MPa，溫度为5°C，干燥9小时； (8)超微粉碎，粉碎成200目的颗粒，然后筛分包装。
[OOU]步骤(3)中有机酸选自巧樣酸、草酸的混合物，两者的重量比例是5:1。
[0014] 步骤(3)复合甘露聚糖酶包括a-半乳甘露聚糖酶和木聚糖酶，加入单位是:每100 重量份数的瓜尔胶加入O-半乳甘露聚糖酶1000 U，木聚糖酶600U。
[0015] 步骤(3)混合酶包括果胶酶、组织蛋白酶和木瓜蛋白酶，加入单位是:每100重量份 数的瓜尔胶加入果胶酶500U，组织蛋白酶1000 U，木瓜蛋白酶600U。
[0016] 实施例2 本实施例提供的利用瓜尔胶快速制备半乳甘露聚糖的方法，包括下列步骤： (1) 瓜尔胶片清洗:用清水将瓜尔胶片清洗2次，得到洁净片，然后烘干至水分15%; (2) 破碎:将烘干的瓜尔胶片进行破碎处理，获得10目的粉状； (3) 酶解:将步骤(2)100重量份数的瓜尔胶粉溶于30°C的溫水，加入10重量份数的硬脂 酸单甘醋和15重量份数的巧樣酸，揽拌加溫水直到瓜尔胶完全溶解，瓜尔胶质量浓度在 30%;然后升溫到60°C，加入5重量份的有机酸，维持1.5h;迅速冷却至30°C，用Smol/LNaOH调 抑至中性，加入复合甘露聚糖酶酶解，加入酶后将溫度升溫到45°C，保持化，高溫灭酶;加入 混合酶继续酶解，溫度40°C，保持化，高溫灭酶； (4) 超滤:采用超滤设备，应用规格50kD超滤膜，在溫度为30°C，操作压力为0.1 OMPa条 件下进行超滤； 巧)脱色膜过滤:将步骤(4)超滤后的溶液过脱色膜，脱色膜为聚丙締酷胺膜，膜截留分 子量为600Da，操作溫度为20°C，操作压力为0.20MPa; (6) 滤液浓缩:取脱色膜过滤后的溶液浓缩，浓缩溫度80°C，使浓缩后浓缩液中的固体 物的质量浓度控制在70%; (7) 干燥:采用低溫真空连续干燥，绝对压力为0.0IMPa，溫度为(TC，干燥7小时； (8) 超微粉碎，粉碎成200目的颗粒，然后筛分包装。
[0017] 步骤(3)中有机酸选自巧樣酸、苹果酸、酒石酸的混合物。=者的重量比例是3:5: Io
[0018] 步骤(3)复合甘露聚糖酶包括a-半乳甘露聚糖酶和木聚糖酶，加入单位是:每100 重量份数的瓜尔胶加入O-半乳甘露聚糖酶500U，木聚糖酶400U。
[0019] 步骤(3)混合酶包括果胶酶、组织蛋白酶和木瓜蛋白酶，加入单位是:每100重量份 数的瓜尔胶加入果胶酶300U，组织蛋白酶500U，木瓜蛋白酶400U。
[0020] 实施例3 本实施例提供的利用瓜尔胶快速制备半乳甘露聚糖的方法，包括下列步骤： (1) 瓜尔胶片清洗:用清水将瓜尔胶片清洗3次，得到洁净片，然后烘干至水分15%; (2) 破碎:将烘干的瓜尔胶片进行破碎处理，获得10目的粉状； (3) 酶解:将步骤(2)100重量份数的瓜尔胶粉溶于40°C的溫水，加入13重量份数的硬脂 酸单甘醋和18重量份数的巧樣酸，揽拌加溫水直到瓜尔胶完全溶解，瓜尔胶质量浓度在 25%;然后升溫到68°C，加入8重量份的有机酸，维持2h;迅速冷却至30°C，用Smol/LNaOH调抑 至中性，加入复合甘露聚糖酶酶解，加入酶后将溫度升溫到5 rc，保持3.化，高溫灭酶;加入 混合酶继续酶解，溫度45 °C，保持2.化，高溫灭酶； (4) 超滤:采用超滤设备，应用规格50kD超滤膜，在溫度为36°C，操作压力为0.30MPa条 件下进行超滤； 巧)脱色膜过滤:将步骤(4)超滤后的溶液过脱色膜，脱色膜为聚丙締酷胺膜，膜截留分 子量为700Da，操作溫度为26 °C，操作压力为0.25MPa; (6) 滤液浓缩:取脱色膜过滤后的溶液浓缩，浓缩溫度75°C，使浓缩后浓缩液中的固体 物的质量浓度控制在65%; (7) 干燥:采用低溫真空连续干燥，绝对压力为0.06MPa，溫度为3°C，干燥8小时； (8) 超微粉碎，粉碎成200目的颗粒，然后筛分包装。
[0021] 步骤(3)中有机酸选自苹果酸和酒石酸的混合物，两者的重量比例是3-5:1。
[0022] 步骤(3)复合甘露聚糖酶包括a-半乳甘露聚糖酶和木聚糖酶，加入单位是:每100 重量份数的瓜尔胶加入O-半乳甘露聚糖酶8000U，木聚糖酶500U。
[0023] 步骤(3)混合酶包括果胶酶、组织蛋白酶和木瓜蛋白酶，加入单位是:每100重量份 数的瓜尔胶加入果胶酶400U，组织蛋白酶6000U，木瓜蛋白酶500U。
[0024] 对上述实施例制备的半乳甘露聚糖进行分析： (1) 感官要求
(2) 薄层色谱分析 溶液配制 待测溶液:将IOmg本发明的方法制备的半乳甘露聚糖装在厚壁离屯、管中，加入2mL 230 g/L的S氣乙酸溶液配成溶液，剧烈摇晃使已形成的胶体溶解，将离屯、管盖上盖子于120°C 加热比。离屯、，将上清液转移至50 mL的烧瓶中，加入10 mL水，真空干燥。将干燥后的残渣溶 于IOmL水中，再次真空干燥，得到无乙酸气味的澄清透明的膜，再加入0.1 ml水和1 mL甲 醇，离屯、去除沉淀，用甲醇稀释上清液至ImL。
[0025] 标准溶液：将10 mg半乳糖和10 mg甘露糖溶解于2 ml水中，再用甲醇稀释至10 ITlL O
[00%]色谱条件及分析步骤 层析板:薄层层析硅胶板 流动化水：乙腊(体积比为15:85 ) 加样量:5 JiL,点成20 mmX3 mm的条带。
[0027] 展开:跑样超过15 cm。
[0028] 用氨马尿酸喷雾，并在120 °C加热5 min。
[0029] 结果 标准溶液色谱图中有2条明显分开的褐色条带，分别为半乳糖和甘露糖;待测溶液的色 谱图中也显示出2条条带，对应的位置分别为半乳糖和甘露糖。
【主权项】
1. 一种利用瓜尔胶快速制备半乳甘露聚糖的方法，其特征在于，包括下列步骤： (1) 瓜尔胶片清洗:用清水将瓜尔胶片清洗2-3次，得到洁净片，然后烘干至水分15%; (2) 破碎:将烘干的瓜尔胶片进行破碎处理，获得10目的粉状； (3) 酶解:将步骤(2)100重量份数的瓜尔胶粉溶于30-50 °C的温水，加入10-15重量份数 的硬脂酸单甘酯和15-20重量份数的柠檬酸，搅拌加温水直到瓜尔胶完全溶解，瓜尔胶质量 浓度在20%-30% ;然后升温到60-75°C，加入5-10重量份的有机酸，维持1.5-2h;迅速冷却至 30°C，用5mol/LNaOH调pH至中性，加入复合甘露聚糖酶酶解，加入酶后将温度升温到45-55 °C，保持3-4h，高温灭酶； 加入混合酶继续酶解，温度40-50 °C，保持2-3h，高温灭酶； (4) 超滤：采用超滤设备，应用规格50kD超滤膜，在温度为30-40°C，操作压力为0.10- 0.40MPa条件下进行超滤； (5) 脱色膜过滤:将步骤(4)超滤后的溶液过脱色膜，脱色膜为聚丙烯酰胺膜，膜截留分 子量为600-800Da，操作温度为20-30 °C，操作压力为0 · 20-0 · 30MPa; (6 )滤液浓缩:取脱色膜过滤后的溶液浓缩，浓缩温度70-80 °C，使浓缩后浓缩液中的固 体物的质量浓度控制在60%_70%; (7) 干燥:采用低温真空连续干燥，绝对压力为0.01-0.1 MPa，温度为0-5°C，水分控制在 10-12%； (8) 超微粉碎，粉碎成200目的粉状，水分控制小于5%，然后筛分包装。2. 根据权利要求1所述的利用瓜尔胶快速制备半乳甘露聚糖的方法，其特征在于，步骤 (3)中有机酸选自柠檬酸、苹果酸、酒石酸、草酸中的一种或多种的混合物。3. 根据权利要求2所述的利用瓜尔胶快速制备半乳甘露聚糖的方法，其特征在于，有机 酸选自苹果酸和酒石酸的混合物，两者的重量比例是3-5:1。4. 根据权利要求1所述的利用瓜尔胶快速制备半乳甘露聚糖的方法，其特征在于，步骤 (3)复合甘露聚糖酶包括α-半乳甘露聚糖酶和木聚糖酶，加入单位是:每100重量份数的瓜 尔胶加入α-半乳甘露聚糖酶500-1000U，木聚糖酶400~600U。5. 根据权利要求1所述的利用瓜尔胶快速制备半乳甘露聚糖的方法，其特征在于，步骤 (3)混合酶包括果胶酶、组织蛋白酶和木瓜蛋白酶，加入单位是:每100重量份数的瓜尔胶加 入果胶酶300~500U，组织蛋白酶500-1000U，木瓜蛋白酶400~600U。
【文档编号】C12P19/04GK105861595SQ201610492584
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年6月30日
【发明人】张亮, 刘云国, 荣保刚
【申请人】青州荣美尔生物科技有限公司