专利名称：低聚糖益生元的制作方法
技术领域：
本发明属于食品添加剂与食品配料领域，具体地涉及一种含有具 有益生元作用的果胶酸性低聚糖的低聚糖益生元。
背景技术：
随着肠道微生物学研究的发展，肠道微生物菌群对宿主健康的影 响作用被逐渐阐明，肠道微生物菌群的生殖平衡对健康的重要意义也 逐渐被人们所认识。肠道中的益生菌如双歧杆菌、乳酸菌等在净化肠 道、改善机体营养和维护宿主健康方面起到重要作用。而益生元作为 人体不消化或难消化的食物成份，可以通过选择性地激活与增加肠道 有益微生物的生长与代谢来改善肠道菌群的平衡，从而有利于人体生 命的健康。
益生元的种类很多，目前已知的有低聚糖、多糖、植物提取物、 蛋白质水解物、多元醇等，而己形成商品化的益生元主要是一些有增 值双歧因子功能的低聚糖。与一般可消化性低聚糖不同，作为益生元 的功能性低聚糖因食后不被上消化道消化，可完整地进入大肠，被大 肠中的双歧杆菌利用生成低分子的有机酸等物质，被人体吸收后间接 的贡献于人体的健康。
目前，世界上已开发出的低聚糖有低聚果糖、低聚木糖、低聚乳 糖、异麦芽糖、低聚乳果糖、大豆低聚糖和棉子糖等，在世界食品与 词料领域具有很高的应用性能。而低聚果糖是目前对人体保健功能研
4究最为深入的一种寡糖，在世界多国被广泛用于作为促进双歧杆菌增 殖作用的食品配料或食品添加剂。作为典型的益生元，其效果已被许 多国家的研究者所证实。
但是，以上提及的这些低聚糖都属于中性低聚糖的范畴。目前国 际上对于低聚糖的研究开发工作也多以中性低聚糖为主，而对于酸性 低聚糖的研究比较少。事实上，中性低聚糖由于其化学结构与性质的 特点而存在分离精制困难等生产技术上的难点。而且中性低聚糖多数 只注目于益生元的作用，功能简单，随着保健意识的增强，人们越来 越青睐具有高效多功能的保健品。
发明内容
为了克服现有技术中的不足，本发明提供一种生产方法简单、具 有高效多功能性的低聚糖益生元。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是低聚糖益生元， 其特征在于包括果胶低聚糖和果寡糖，其重量份配比如下果胶酸性
低聚糖40 80份、果寡糖40 80份，
其中，所述的果胶酸性低聚糖是按如下方法制备的
1) 取质量百分浓度为1% 2%的果胶水溶液，调节pH为2 4， 在95 120。C，分解反应15min 2处；或取质量百分浓度为1°/。 2°/。 的果胶水溶液，按每克果胶0.01 1.0Unit的酶活单位的比例加入果 胶水解酶或果胶裂解酶，在30 50°C， pH为2.5 4.5，分解反应 30min 24h,得到果胶分解物；
2) 将得到的果胶分解物用中空纤维膜或陶瓷过滤膜处理，回收分子量6000道尔顿以下的低聚糖混合物后，用纳滤膜回收分子量 200 6000的低聚糖混合物，用Bio-gel P-2凝胶柱和/或Sephadex G-25 凝胶柱层析分离得到重合度为2 20的果胶低聚糖；或将得到的果胶 分解物用中空纤维膜或陶瓷过滤膜处理，回收分子量6000道尔顿以 下的低聚糖棍合物后，再用纳滤膜回收分子量200 6000的低聚糖混 合物，过DEAE-Sephadex A-25阴离子交换树脂，用相当床体积5 10倍的0.05 1M的无机盐水溶液梯度洗脱，得到重合度为2 20的 果胶低聚糖。
所述的无机盐是氯化钠、磷酸钠、碳酸氢铵或柠檬酸钠。
所述果胶可以是从植物组织或其榨汁加工后的残渣中，按常规工 艺制得的果胶。制备果胶的常规工艺属于现有技术。如可以从植物 (苹果，柑橘，山楂，番茄，茄子等)组织或其榨汁加工后的残渣中 通过水(4 100°C, 3h)，或酸(pH2 6， 4 90°C， 3h)，或盐溶液 (NaCl， EDTA，草酸盐，柠檬酸盐等，3h)等提取，过滤，用乙醇 沉淀回收得到果胶。也可以采用各种市售的商业性果胶。
优选的，果胶为山楂果胶、苹果果胶、柑橘植物中果实提取的果 胶或市售各种商品果胶。
所述的果寡糖可以为市售；或者从天然植物如香蕉、胡萝卜、芦 ^、洋葱、菊苣、马铃薯等中，采用现有技术提取而得；或者采用现 有技术，从天然植物中提取到果聚多糖如菊粉后，通过化学或生物酶 学的方法诱导而得；或者利用蔗糖为原料通过已知的方法转化制得。
上述低聚糖益生元还可以包括1 5份蛋白质。
为了更好的达到人体内，各种营养物质的均衡，上述的低聚糖益 生元，还可以加入其它辅料，所述的辅料是5 20份碳水化合物、 1.0 2.0份含氮类营养组分、1.4 3.5份脂肪酸、0.3 0.8份维生素、0.2 0.7份生物活性功能因子或0.05 0.2份矿质元素的一种或几种 的混合。
所述的碳水化合物是葡萄糖、蔗糖、淀粉或纤维素的一种或几 种的混合。
所述的含氮营养组分是赖氨酸、核苷酸或免疫球蛋白的一种或 几种的混合。
所述的脂肪酸是花生四烯酸或DHA的一种或两种的混合。 所述的维生素是维生素A、维生素B1、维生素B2 、维生素B6、
维生素B12 、维生素C、维生素D、维生素E 、维生素K、烟酸、
叶酸或生物素的一种或几种的混合。
所述的生物活性功能因子是牛磺酸、胆碱或肌醇的一种或几种的混合。
所述的矿质元素是钙、镁、钾、锌、铁、铜或碘的一种或几种的 混合。
本发明的低聚糖益生元根据用途与保质的需要，可以是固体形 态，也可以是流体形态。可以根据需要加工成粉末、片剂、胶囊或口 服液。
本发明的低聚糖益生元可以加入到鲜乳，乳制品或其他食品中一 起食用。以稀释10倍左右食用为宜。推荐日摄入量为5 — 10g/天。 本发明的有益效果是
一、本发明按上述方法生产的果胶低聚糖与双栖杆菌在离体条件 下共培养后，可以明显的促进双栖杆菌的生长。饲喂小鼠后可以明显
的促进小鼠肠道内双栖杆菌的增殖。按上述方法制备的果胶低聚糖具 有很好的促进肠道双岐杆菌增殖的作用，可以作为肠道益生元的良好 材料。二、 按本发明的方法制备的果胶低聚糖除具有一般低聚糖所具有
的低热量性能外，还具有一些中性低聚糖所不具有的抗菌(El-Nakeeb etal., Plant Medica， 18,201-209.1970)，排除人体内重金属元素等有毒 物质(Inoue K et al.， Journal of the Japan Society of Waste Management Experts,, 13,216-222， 2002)，促进人体对钙离子的吸收(Innami et al.， Dietary Fiber, Dai-Ichi syuppan， p25， 1982)等多禾中功能。
三、 果胶酸性低聚糖具有原料低廉而丰富的特点，其独特的离子 特性，使得其容易分离，因而在生产上，制备容易。
四、 本发明按上述方法生产的果胶低聚糖与果寡糖混合后组成的 低聚糖益生元，比同等浓度下的果胶酸性低聚糖或果寡糖单独使用情 况下，对双栖杆窗的生长起到明显的协同促进作用。
图1是果胶低聚糖对双歧杆菌生长的影响； 图2是果胶低聚糖对小鼠肠道双歧杆菌生长量的影响； 图3是低聚糖益生元对小鼠肠道双歧杆菌生长量的影响。
具体实施例方式
原料果寡糖采用市购的果寡糖。 实施例l
(一)果胶低聚糖的制备
1) 将山楂果实或搾汁后的残渣通过水(50 100°C),提取3小 时，按常规的果胶回收方法，用乙醇沉淀，回收得山楂果胶。
2) 取质量百分浓度为1%的山楂果胶水溶液，调节pH为3，在ll(TC,分解反应3h，得到山楂果胶分解物；
3 )将得到的山楂果胶分解物用中空纤维膜处理，回收分子量6000 道尔顿以下的低聚糖混合物后，用纳滤膜回收分子量200 6000道尔 顿的低聚糖混合物，用Bio-gel P-2和Sephadex G-25凝胶柱分离得到 重合度为2 20的果胶低聚糖。 (二)低聚糖益生元的制备
低聚糖益生元，由以下原料按重量份配比组成
果胶低聚糖60g、果寡糖60g，
将上述原料混合均匀后，按常规工艺制成冲剂。 实施例2
(一) 果胶酸性低聚糖的制备
1) 将山楂果实或榨汁后的残渣通过水(50 100°C)，提取3小 时，按常规的果胶回收方法，用乙醇沉淀，回收得山楂果胶。
2) 取质量百分浓度为1%的山楂果胶水溶液，调节pH为3，在
ll(TC，分解反应3h，得到山楂果胶分解物；
3 )将得到的山楂果胶分解物用中空纤维膜处理，回收分子量6000 道尔顿以下的低聚糖混合物后，用纳滤膜回收分子量200 6000道尔 顿的低聚糖混合物，用Bio-gd P-2和S印hadex G-25凝胶柱分离得到 重合度为2 20的果胶低聚糖。
(二) 低聚糖益生元的制备 低聚糖益生元，由以下原料按重量份配比组成 果胶低聚糖80g、果寡糖40g、蛋白质5g，将上述原料混合均匀后，按常规工艺制成冲剂。取低聚糖益生元，
按0.5%的浓度加入到GAM培养液中，加入一定量的经活化的双歧 杆菌，37"C厌氧培养24h后，在660nm处对培养液的吸光度进行检 测，结果表明对双歧杆菌的生长具有明显的促进作用。 实施例3
(一) 果胶酸性低聚糖的制备-
1) 将苹果榨汁加工后，榨汁残渣通过草酸溶液(pH2 6， 50 卯。C)，提取3小时后，过滤，滤液按常规的果胶回收方法，用乙醇 沉淀，回收得到苹果果胶。
2) 取质量百分浓度为2%的苹果果胶水溶液，调节pH为2，在
95°C，分解反应24h，得到苹果果胶分解物；
3) 将得到的苹果果胶分解物用陶瓷滤膜处理，回收分子量6000 道尔顿以下的低聚糖混合物，用纳滤膜回收分子量200 6000道尔顿 的低聚糖混合物，用S印hadex G-25凝胶柱层析分离得到重合度为2 20的果胶低聚糖。
(二) 低聚糖益生元的制备 低聚糖益生元，由以下原料按重量份配比组成
果胶低聚糖40g、果寡糖80g、蛋白质lg、葡萄糖10g，
将上述原料混合均匀后，按常规工艺制成片剂。按实施例2的方 法进行检测，结果表明对双歧杆菌的生长具有明显的促进作用。 实施例4
(一)果胶低聚糖的制备
1)将柑桔皮囊通过盐酸(pH2 6， 5Q 90。C)，提取3小时后，过滤，滤液按常规的果胶回收方法，用乙醇沉淀，回收得到柑橘果胶。
2) 取质量百分浓度为1%的柑橘果胶水溶液，调节pH为4，在
120°C，分解反应15min，得到柑橘果胶分解物；
3) 将得到的柑橘果胶分解物用中空纤维膜进行超滤处理，回收 分子量6000道尔顿以下的低聚糖混合物后，用纳滤膜回收分子量 200 6000道尔顿的低聚糖混合物，用Bio-gel P-2和Sephadex G-25 凝胶柱层析分离得到重合度为2 20的果胶低聚糖。
(二)低聚糖益生元的制备
低聚糖益生元，由以下原料按重量份配比组成 果胶低聚糖60g、果寡糖50g、蛋白质3g、蔗糖5g、赖氨酸0.5g、维 生素A6mg、维生素B1 100mg、 f丐80mg、钾10mg，
将上述原料混合均匀后，按常规工艺制成胶囊。按实施例2的方 法进行检测，结果表明对双歧杆菌的生长具有明显的促进作用。 实施例5
(一)果胶低聚糖制备
1) 取质量百分浓度为1%的果胶(市购果胶)溶液，按每克果胶 O.lUnit的酶活单位的比例加入果胶水解酶，在40。C， pH为3.5,分 解反应3h，得到果胶分解物；
2) 将得到的果胶分解物用陶瓷过滤膜处理，回收分子量6000道 尔顿以下的低聚糖混合物后，再用纳滤膜回收分子量200 6000的低 聚糖混合物，过DEAE-SephadexA-25阴离子交换树脂，用相当床体 积8倍的0.08M的氯化钠水溶液梯度洗脱，得到重合度为2 20的果胶低聚糖。
(二)低聚糖益生元的制备 低聚糖益生元，由以下原料按重量份配比组成
果胶低聚糖50g、果寡糖50g、蛋白质3g、淀粉20g、核苷酸0.3g、 DHA l.Og、维生素B180mg、维生素D 60jng、维生素E50mg、烟 酸35mg、转100mg、钾10mg，
将上述原料混合均匀后，按常规工艺制成胶囊。按实施例2的方 法进行检测，结果表明对双歧杆菌的生长具有明显的促进作用。 实施例6
(一) 果胶低聚糖的制备
1) 取质量百分浓度为2%的果胶(市购)溶液，按每克果胶 O.OlUnit的酶活单位的比例加入果胶裂解酶，在5(TC， pH为2.5，分 解反应24h，得到果胶分解物；
2) 将所述果胶分解物用中空纤维膜进行超滤处理，回收分子量 6000道尔顿以下的低聚糖混合物后，用纳滤膜回收分子量200 6000 道尔顿的低聚糖混合物，过DEAE-Sephadex A-25阴离子交换树脂， 用相当床体积10倍的0.05M的磷酸钠水溶液梯度洗脱，得到重合度 为2 20的果胶低聚糖。
(二) 低聚糖益生元的制备 低聚糖益生元，由以下原料按重量份配比组成
果胶低聚糖70g、果寡糖50g、蛋白质4g、葡萄糖16g、免疫球蛋白 500mg、花生四烯酸2g、维生素A 6mg、维生素B6 20mg、维生素B12 20pg、维生素E 60mg、牛磺酸0.3g、胆碱0.5mg、 l丐100mg、钾10mg、锌15mg。
将上述原料混合均匀后，按常规工艺制成口服液。按实施例2的方法进行检测，结果表明对双歧杆菌的生长具有明显的促进作用。实施例7
(一) 果胶低聚糖的制备
1) 取质量百分浓度为1%的果胶溶液，按每克果胶l.OUnit的酶活单位的比例加入果胶水解酶，在30°C ，pH为4.5，分解反应30min，得到果胶分解物；
2) 将所述果胶分解物用中空纤维膜进行超滤处理，回收分子量6000道尔顿以下的低聚糖混合物后，用纳滤膜回收分子量200 6000道尔顿的低聚糖混合物，过DEAE-Sephadex A-25阴离子交换树脂，用相当床体积5倍的1M的碳酸氢铵水溶液梯度洗脱，得到重合度为2 20的果胶低聚糖。
(二) 低聚糖益生元的制备低聚糖益生元，由以下原料按重量份配比组成
果胶低聚糖70g、果寡糖50g、蛋白质4g、葡萄糖16g、免疫球蛋白500mg、维生素A6mg、维生素B6 20mg、牛磺酸0.3g、胆碱0.5mg、韩100mg、钾10mg、锌15mg、铁30mg。
将上述原料混合均匀后，按常规工艺制成冲剂。按实施例2的方法进行检测，结果表明对双歧杆菌的生长具有明显的促进作用。实施例8
(一) 果胶低聚糖的制备
1) 取质量百分浓度为1%的果胶水溶液，调节pH为3，在ll(TC，
分解反应3h，得到果胶分解物；
2) 将所述果胶分解物用陶瓷过滤膜处理，回收分子量6000道尔顿以下的低聚糖混合物后，再用纳滤膜回收分子量200 6000的低聚糖混合物，过DEAE-SephadexA-25阴离子交换树脂，用相当床体积8倍的0.06M的拧檬酸钠水溶液梯度洗脱，得到重合度为2 20的果胶低聚糖。
(二) 低聚糖益生元的制备低聚糖益生元，由以下原料按重量份配比组成
果品低聚糖55g、果寡糖55g、蛋白质3g、葡萄糖10g、赖氨酸0.6g、核苷酸0.3g、免疫球蛋白500mg、花生四烯酸1.5g、 DHA1.0g、维生素A6mg、维生素B160mg、维生素B2 30mg、维生素B6 25mg、维生素B12 20pg、维生素C400mg、维生素D 60吗、维生素E40mg、维生素K500昭、生物素300吗、烟酸35mg、叶酸0.5mg、牛磺酸0.2g、胆碱0.5mg、肌醇200mg、钙60mg、镁7mg、钾6mg、锌15mg、铁30mg、铜4mg、碘1.5mg。
将上述原料混合均匀后，按常规工艺制成冲剂。按实施例2的方法进行检测，结果表明对双歧杆菌的生长具有明显的促进作用。实施例9 果胶酸性低聚糖对益生菌双栖杆菌生殖的促进作用
取实施例l制备的果胶酸性低聚糖进行实验。采用无葡萄糖GAM培养基，37X:进行厌氧培养对双歧杆菌进行活化。经活化的双歧杆菌按等量的体积和菌浓度接菌入对照和含一定浓度的果胶酸性低聚糖的培养基中，37'C厌氧培养24h后，在660 nm处检测培养液的吸光度。以未加果胶酸性低聚糖的培养液作为对照，考察其吸光度的变化，以此来判定果胶酸性低聚糖对双歧杆菌生长的促进作用。即如果果胶酸性低聚糖培养液的吸光度高于对照，表示其对双歧杆菌的生长具有促进作用。如图1所示，果胶酸性低聚糖与双歧杆菌在离体条件下共同培养后，其生殖生长的活菌数显著的多于未添加果胶低聚糖的活菌数。
实施例10果胶低聚糖对益生菌双栖杆菌生殖的促进作用取实施例l制备的果胶低聚糖进行实验。
清洁级6周龄雄性昆明种小鼠(体重20 25g)按体重随机分入基础饲料组和果胶低聚糖处理组，每组10只。低聚糖处理组于实验首日开始灌胃(150 mg/kg.bw)果胶低聚糖，对照组灌胃与低聚糖处理组对应体积的蒸馏水。每天一次，连续30天。于最后一次灌胃后，禁食不禁水24h。解剖，取小肠中段部分的粪便分离培养(BBL培养基蛋白胨15g/L;酵母粉2g/L;葡萄糖20g/L;可溶性淀粉O. 5g/L; NaCl5g/L; 5。/。半胱氨酸10ml/L;吐温-80 0.1ml/L;肝提取液80ml/L;西红柿浸出液400ml/L)其中的双歧杆菌，考察其菌落数的变化情况。如图2所示，相应于上述离体条件下的实验结果，果胶酸性低聚糖同样可以显著的增加小鼠肠道中的益生菌——双歧杆菌的数量，起到调节肠道菌落的作用。实施例11 低聚糖益生元对益生菌双栖杆菌生殖的促进作用采用实施例1制备的低聚糖益生元进行实验。
采用无葡萄糖GAM培养基，37'C进行厌氧培养，对双歧杆菌进行活化。经活化的双歧杆菌接菌入分别含重量百分浓度为0.5%的果胶低聚糖、果寡糖及本发明的低聚糖益生元的培养基中，37'C进行厌氧。在培养24h后进行取样，参照国标GB4789.2-2003细菌总数的计数法，通过平板倍数稀释培养法来检测其中双栖杆菌的生长数量。如图3所示，本发明的低聚糖益生元对双歧杆菌的生长具有明显的协同作用的效果，也就是说，果胶低聚糖与果寡糖可作为良好的具有重要生理功能的益生元组合。
1权利要求
1、低聚糖益生元，其特征在于包括果胶低聚糖和果寡糖，其重量份配比如下果胶低聚糖40～80份、果寡糖40～80份，其中，所述的果胶低聚糖是按如下方法制备的1)取质量百分浓度为1％～2％的果胶水溶液，调节pH为2～4，在95～120℃，分解反应15min～24h；或取质量百分浓度为1％～2％的果胶水溶液，按每克果胶0.01～1.0Unit的酶活单位的比例加入果胶水解酶或果胶裂解酶，在30～50℃，pH为2.5～4.5，分解反应30min～24h，得到果胶分解物；2)将得到的果胶分解物用中空纤维膜或陶瓷过滤膜处理，回收分子量6000道尔顿以下的低聚糖混合物后，用纳滤膜回收分子量200～6000的低聚糖混合物，用Bio-gel P-2凝胶柱和/或Sephadex G-25凝胶柱层析分离得到重合度为2～20的果胶低聚糖；或将得到的果胶分解物用中空纤维膜或陶瓷过滤膜处理，回收分子量6000道尔顿以下的低聚糖混合物后，再用纳滤膜回收分子量200～6000的低聚糖混合物，过DEAE-Sephadex A-25阴离子交换树脂，用相当床体积5～10倍的0.05～1M的无机盐水溶液梯度洗脱，得到重合度为2～20的果胶低聚糖；所述的无机盐是氯化钠、磷酸钠、碳酸氢铵或柠檬酸钠。
2、 按照权利要求1所述的低聚糖益生元，其特征在于包括1 5 份蛋白质。
3、 按照权利要求2所述的低聚糖益生元，其特征在于包括辅料，所述的辅料是5 20份碳水化合物、0.2 2.0份含氮类营养组分、0.4 3.5份脂肪酸、0.02 0.8份维生素、0.20 0.70份生物活性功能因子或0.05 0.20份矿质元素的一种或几种的混合。
4、按照权利要求3所述的低聚糖益生元，其特征在于.-所述的碳水化合物是葡萄糖、蔗糖、淀粉或纤维素的一种或几 种的混合；所述的含氮类营养组分是赖氨酸、核苷酸或免疫球蛋白的一种 或几种的混合；所述的脂肪酸是花生四烯酸或DHA的一种或两种的混合； 所述的维生素是维生素A、维生素B1、维生素B2 、维生素B6、维生素B12 、维生素C、维生素D、维生素E、维生素K、烟酸、叶酸或生物素的 一种或几种的混合；所述的生物活性功能因子是牛磺酸、胆碱或肌醇的一种或几种的混合。所述的矿质元素是钙、镁、钾、锌、铁、铜或碘的一种或几种的 混合。
全文摘要
本发明涉及一种低聚糖益生元。采用的技术方案是低聚糖益生元，包括40～80份果胶低聚糖和40～80份果寡糖。上述低聚糖益生元还可以包括1～5份蛋白质。上述的低聚糖益生元，还可以加入其它辅料，所述的辅料是5～20份碳水化合物、0.2～2.0份含氮类营养组分、0.4～3.5份脂肪酸、0.02～0.8份维生素、0.2～0.7份生物活性功能因子或0.05～0.2份矿质元素的一种或几种的混合。本发明生产方法简单，原料易得，具有抗菌功能，对双栖杆菌的生长起到明显的促进作用。
文档编号A23L1/30GK101637264SQ20091001328
公开日2010年2月3日 申请日期2009年8月20日 优先权日2009年8月20日
发明者李拖平, 李苏红, 娜 王, 梅 郭 申请人:辽宁大学