高纯度α-1,6半乳三糖的制备方法

专利名称：：高纯度α-1,6半乳三糖的制备方法
技术领域：
：本发明涉及一种a-l，6半乳三糖的制备方法。
背景技术：
：a-l,6半乳三糖是熟地黄低聚糖中的主要成分，又名木蜜三糖、甘露三糖(区别于甘露低聚糖中的甘露三糖)，英文名称manninotriose。a-l，6半乳三糖结构明确，分子式C18H32016，分子量504，它由葡萄糖以a-l，6糖苷键连接两分子半乳糖聚合组成，结构为D-Gal-alphal->6D-Gal-alphal->6D-Glucose，是低聚半乳糖的一种。a-l，6半乳三糖作为低聚半乳糖的一种，有很高的利用价值。目前国内对a-1，6半乳三糖的研究开发较少，未见到高纯a-1，6半乳三糖的研究报道及相关专利。所查文献"甘露三糖的制备及其工艺优化"(武卫红等，《中药材》)中提及的甘露三糖制备工艺为水苏糖的酸水解法，在pH为2.5、9(TC和24h条件下，90.63%的水苏糖水解成为甘露三糖和果糖。文献"熟地黄中活性成分甘露三糖提取工艺研究"(郭威等，《上海中医药大学学报》)采用熟地黄为原料，沸水浸提6h,加4倍水，提取2次，得到的甘露三糖含量为25.4%。
发明内容本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种高纯度a-1，6半乳三糖的制备方法。本发明的技术方案概述如下一种高纯度a-l，6半乳三糖的制备方法，由如下步骤组成(1)搾汁按质量比为1:36的比例，将干燥草石蚕或银白条加水于6(TC9(rC浸提0.5小时1.5小时，榨汁，取残渣，加1倍3倍于残渣质量的水60。C9(TC浸提0.5小时1.5小时复榨，混合两次得榨汁液；(2)发酵按质量比为iooo:(5io):(o.05o.5):(0.41)的比例，将榨汁液、酵母膏、MgS047H20和KH2P04混合，杀菌，冷却至常温后按1L:0.52.0g的比例，向混合液中加入活化好的干酵母，2837'C恒温静置培养2小时8小时，终止发酵，得发酵液；(3)除杂将所述发酵液升温至95130。C，保持530分钟，过滤，除去沉淀物，按512g:1L的比例将澄清剂氢氧化钙加入到滤液中，待沉淀完全，取上清液；(4)脱色按lL:410g的比例，在上清液中加入活性炭，加热至609(TC，脱色3060分钟，过滤除去活性炭；(5)脱盐将脱色后的液体依次经过阳离子交换树脂、阴离子交换树脂，得到精制糖液；(6)浓縮和干燥将所述精制糖液用微孔滤膜过滤，在4575'C真空浓縮，干燥，得到一种高纯度a-1，6半乳三糖。步骤(1)优选为按质量比为1:45的比例，将干燥草石蚕或银白条加水于7(TC8(TC浸提1小时，榨汁，取残渣，加2倍于残渣质量的水7(TC8(TC浸提1小时复榨，混合两次得榨汁液。步骤(2)优选为按质量比为1000:(78):(0.10.2):(0.60.8)的比例，将榨汁液、酵母膏、MgS047仏0和KH2P04混合，杀菌，冷却至常温后按1L:1.0g的比例，向混合液中加入活化好的干酵母，3032。C恒温静置培养4小时6小时，终止发酵，得发酵液。步骤(3)优选为将所述发酵液升温至12(TC，保持8分钟，过滤，除去沉淀物，按8g:1L的比例将澄清剂氢氧化钙加入到滤液中，待沉淀完全，取上清液。步骤(4)优选为按lL:68g的比例，在上清液中加入活性炭，加热至708(TC，脱色4050分钟，过滤除去活性炭。本发明的特点1.本发明采用微生物发酵法直接从天然植物中提取高纯度a-l,6半乳三糖，为a-l，6半乳三糖的功能性研究奠定了基础。2.通过对发酵过程的有效控制，得到的糖液中a-l，6半乳三糖纯度高于90%且水苏糖分解率大于98%，得率较高。3.单双糖含量低于3%，进一步扩大了a-1，6半乳三糖的应用领域和受用人群。4.提高了草右蚕、银白条等原料的利用价值，增加了农民收入，创造了较高的社会效'-fh^-。图1为发酵前搾汁液的HPLC图。图2为发酵后精制糖液的HPLC图。具体实施例方式本发明以水作为溶剂从植物中提取水苏糖，植物中各种可溶性的组分均被溶入水中，包括各种糖类(单糖、双糖、三糖、四糖等)以及可溶性蛋白质、各种有机酸、无机盐等。然后采用发酵法将提取液中的水苏糖分解为a-1，6半乳三糖和果糖，并将糖液中的单、双糖消耗掉，通过沉淀、脱色、离子交换、膜过滤等，把蛋白质、有机酸、无机盐含量降到最低的水平，得到一种a-l，6半乳三糖含量在90%左右(占总糖质量)的产品。下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明。、实施例1一种高纯度a-l，6半乳三糖的制备方法，由如下步骤组成(1)榨汁按质量比为1:4的比例，将干燥草石蚕加水于7(TC浸提1小时，搾汁，取残渣，加2倍于残渣质量的水70'C浸提1小时复搾，混合两次得搾汁液(榨汁液的HPLC图见图1)调整可溶性固形物含量为10°Brix;(2)发酵按质量比为iooo:7:o.i:o.6的比例，将搾汁液、酵母膏、Mgso47H2o和KH2PCV混合，杀菌，冷却至常温后按1L:l.Og的比例，向混合液中加入活化好的干酵母，3(TC恒温静置培养6小时，终止发酵，得发酵液；(3)除杂将所述发酵液升温至10(TC，保持20分钟，过滤，除去沉淀物，按8g:lL的比例将澄清剂氢氧化钙加入到滤液中，待沉淀完全，取上清液；(4)脱色按lL:6g的比例，在上清液中加入活性炭，加热至8(TC，脱色40分钟，过滤除去活性炭；(5)脱盐将脱色后的液体依次经过阳离子交换树脂、阴离子交换树脂，得到精制糖液(精制糖液的HPLC图见图2);(6)浓縮和干燥将所述精制糖液用微孔滤膜过滤，在5(TC真空浓縮，干燥，得到一种纯度为9(W的高纯度a-1，6半乳三糖。发酵前榨汁液和发酵后精制糖液的糖分(质量百分含量)<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>实施例2一种高纯度a-1,6半乳三糖的制备方法，由如下步骤组成(1)搾汁按质量比为1:5的比例，将干燥银白条加水于8(TC浸提1小时，榨汁，取残渣，加2倍于残渣质量的水8(TC浸提1小时复搾，混合两次得搾汁液，整可溶性固形物含量为11°Brix;(2)发酵按质量比为1000:8:0.2:0.8的比例，将榨汁液、酵母膏、MgS047H20和KH2P04混合，杀菌，冷却至常温后按1L:l.Og的比例，向混合液中加入活化好的干酵母，32'C恒温静置培养4小时，终止发酵，得发酵液；(3)除杂将所述发酵液升温至11(TC，保持15分钟，过滤，除去沉淀物，按8g:lL的比例将澄清剂氢氧化钙加入到滤液中，待沉淀完全，取上清液；(4)脱色按lL:8g的比例，在上清液中加入活性炭，加热至70。C，脱色50分钟，过滤除去活性炭；(5)脱盐将脱色后的液体依次经过阳离子交换树脂、阴离子交换树脂，得到精制糖液；(6)浓縮和干燥将所述精制糖液用微孔滤膜过滤，在6(TC真空浓縮，干燥，得到一种纯度为91%的高纯度。-1，6半乳三糖。实施例3一种高纯度a-l，6半乳三糖的制备方法，由如下步骤组成(1)榨汁按质量比为1:3的比例，将干燥草石蚕加水于9(TC浸提0.5小时，搾汁，取残渣，加1倍于残渣质量的水90'C浸提0.5小时复榨，混合两次得搾汁液，调整可溶性固形物含量为9°Brix;(2)发酵按质量比为1000:5:0.05:0.4的比例，将榨汁液、酵母膏、MgS047H20和KH2P04混合，杀菌，冷却至常温后按lL:0.5g的比例，向混合液中加入活化好的干酵母，28"C恒温静置培养8小时，终止发酵，得发酵液；(3)除杂将所述发酵液升温至120。C，保持10分钟，过滤，除去沉淀物，按5g:lL的比例将澄清剂氢氧化钙加入到滤液中，待沉淀完全，取上清液；(4)脱色按lL:4g的比例，在上清液中加入活性炭，加热至60。C，脱色60分钟，过滤除去活性炭；(5)脱盐将脱色后的液体依次经过阳离子交换树脂、阴离子交换树脂，得到精制糖液；(6)浓縮和干燥将所述精制糖液用微孔滤膜过滤，在45。C真空浓縮，干燥，得到一种纯度为93%的高纯度(1-1，6半乳三糖。实施例4一种高纯度a-l，6半乳三糖的制备方法，由如下步骤组成(1)榨汁按质量比为1:6的比例，将干燥银白条加水于60。C浸提1.5小时，榨汁，取残渣，加3倍于残渣质量的水6(TC浸提1.5小时复榨，混合两次得榨汁液，调整可溶性固形物含量为12。Brix;(2)发酵按质量比为iooo:io:0.5:i的比例，将搾汁液、酵母膏、Mgso4*7H2o和KH2P(V混合，杀菌，冷却至常温后按lL:2.0g的比例，向混合液中加入活化好的干酵母，37'C恒温静置培养2小时，终止发酵，得发酵液；(3)除杂将所述发酵液升温至13(TC，保持5分钟，过滤，除去沉淀物，按12g:lL的比例将澄清剂氢氧化钙加入到滤液中，待沉淀完全，取上清液；(4)脱色按lL:10g的比例，在上清液中加入活性炭，加热至9(TC,脱色30分钟，过滤除去活性炭；(5)脱盐将脱色后的液体依次经过阳离子交换树脂、阴离子交换树脂，得到精制糖液；(6)浓缩和干燥将所述精制糖液用微孔滤膜过滤，在75'C真空浓縮，干燥，得到一种纯度为92%的高纯度<1-1，6半乳三糖。实施例5一种高纯度a-1，6半乳三糖的制备方法，由如下步骤组成(1)榨汁将1000g干草石蚕洗净后加4L水8(TC热浸提l小时，搾汁后取残渣加2倍于残渣质量的水8(TC热浸提1小时复榨，混合两次搾汁得榨汁液，调整可溶性固形物含量为10°Brix;(2)发酵按质量比为iooo:io:0.5:i的比例，将搾汁液、酵母膏、Mgso47H2o和KH2P04混合，杀菌，冷却至常温后按1L:0.5g的比例，向混合液中加入活化好的干酵母，28。C恒温静置培养2小时，终止发酵，得发酵液；(3)除杂将所述发酵液升温至95。C，保持30分钟，过滤，除去沉淀物，按12g:lL的比例将澄清剂氢氧化钙加入到滤液中，待沉淀完全，取上清液；(4)脱色按lL:10g的比例，在上清液中加入活性炭，加热至8(TC，脱色30分钟，过滤除去活性炭；(5)脱盐将脱色后的液体依次经过阳离子交换树脂、阴离子交换树脂，得到精制糖液；(6)浓縮和干燥将所述精制糖液用微孔滤膜过滤，在75'C真空浓縮，干燥，得到一种纯度为93%的高纯度(1-1，6半乳三糖。权利要求1.一种高纯度α-1，6半乳三糖的制备方法，其特征是由如下步骤组成(1)榨汁按质量比为1∶3～6的比例，将干燥草石蚕或银白条加水于60℃～90℃浸提0.5小时～1.5小时，榨汁，取残渣，加1倍～3倍于残渣质量的水60℃～90℃浸提0.5小时～1.5小时复榨，混合两次得榨汁液；(2)发酵按质量比为1000∶(5～10)∶(0.05～0.5)∶(0.4～1)的比例，将榨汁液、酵母膏、MgSO4·7H2O和KH2PO4混合，杀菌，冷却至常温后按1L∶0.5～2.0g的比例，向混合液中加入活化好的干酵母，28～37℃恒温静置培养2小时～8小时，终止发酵，得发酵液；(3)除杂将所述发酵液升温至95～130℃，保持5～30分钟，过滤，除去沉淀物，按5～12g∶1L的比例将澄清剂氢氧化钙加入到滤液中，待沉淀完全，取上清液；(4)脱色按1L∶4～10g的比例，在上清液中加入活性炭，加热至60～90℃，脱色30～60分钟，过滤除去活性炭；(5)脱盐将脱色后的液体依次经过阳离子交换树脂、阴离子交换树脂，得到精制糖液；(6)浓缩和干燥将所述精制糖液用微孔滤膜过滤，在45～75℃真空浓缩，干燥，得到一种高纯度α-1，6半乳三糖。2.根据权利要求1所述的一种高纯度a-1，6半乳三糖的制备方法，其特征是所述步骤(1)为按质量比为1:45的比例，将干燥草石蚕或银白条加水于7(TC8(TC浸提1小时，榨汁，取残渣，加2倍于残渣质量的水7(TC8(TC浸提1小时复搾，混合两次得搾汁液。3.根据权利要求1所述的一种高纯度a-1,6半乳三糖的制备方法，其特征是所述步骤(2)为按质量比为iooo:(78):(o.io.2):(o.6o.8)的比例，将榨汁液、酵母膏、MgS0r7H20和KH2PO4混合，杀菌，冷却至常温后按1L:1.0g的比例，向混合液中加入活化好的干酵母，3032。C恒温静置培养4小时6小时，终止发酵，得发酵液。4.根据权利要求1所述的一种高纯度a-1，6半乳三糖的制备方法，其特征是所述步骤(3)为将所述发酵液升温至12(TC，保持8分钟，过滤，除去沉淀物，按8g:lL的比例将澄清剂氢氧化钙加入到滤液中，待沉淀完全，取上清液。5.根据权利要求1所述的一种高纯度a-1，6半乳三糖的制备方法，其特征是所述步骤(4)为按lL:68g的比例，在上清液中加入活性炭，加热至7080。C，脱色4050分钟，过滤除去活性炭。全文摘要本发明公开了一种高纯度α-1，6半乳三糖的制备方法，由如下步骤组成榨汁将干燥草石蚕或银白条加水浸提，榨汁；(2)发酵将榨汁液、酵母膏、MgSO₄·7H₂O和KH₂PO₄混合，杀菌，冷却至常温，加入干酵母，28～37℃恒温静置培养，得发酵液；(3)除杂；(4)脱色；(5)脱盐；(6)浓缩和干燥得到一种高纯度α-1，6半乳三糖。本发明采用微生物发酵法直接从天然植物中提取高纯度α-1，6半乳三糖，为α-1，6半乳三糖的功能性研究奠定了基础；得到的α-1，6半乳三糖纯度高，得率较高；单双糖含量低于3％，进一步扩大了α-1，6半乳三糖的应用领域和受用人群。文档编号C12P19/00GK101649335SQ20091008744公开日2010年2月17日申请日期2009年6月25日优先权日2009年6月25日发明者周志桥,张金泽,明曾,静林,段素芳,雪王申请人:中国食品发酵工业研究院