专利名称：利用微生物脱支制备香蕉抗性淀粉的方法
技术领域：
本发明涉及一种香蕉抗性淀粉的制备方法，特别是利用微生物脱支制备香蕉抗性 淀粉的方法，属于生物技术领域。
背景技术：
淀粉从结构上分为直链淀粉和支链淀粉，直链淀粉的聚合度一般在500 6000个 葡萄糖残基，支链淀粉由A链、B链和C链构成，C链为主链，有一个还原末端，聚合度一般在 60个葡萄糖残基以上，B链是C链上的支链，聚合度一般为45 55个葡萄糖残基，A链是B 链上的支链，聚合度一般为14 18个葡萄糖残基，支链淀粉脱支后是短链的直链淀粉。淀 粉从性质上分为三个类型一是快速消化淀粉(rapid digested starch) ；二是慢速消化淀 粉(slowly digested starch)；三是抗性淀粉(resistantstarch)，简称RS，抗性淀粉定义 为“不被健康个体小肠所吸收的淀粉及其降解产物的总称”。抗性淀粉有多种生理功能，它能促进肠道有益菌丛的生长繁殖，是一种双歧杆菌 增殖因子，可以增加粪便容量，对防止便秘、盲肠炎和痔疮有重要作用。抗性淀粉在大肠中 发酵或部分发酵，产生挥发性短链脂肪酸，如丁酸，丙酸，乙酸等，降低大肠中的PH值，减少 结肠癌发病率，抑制致病菌的生长繁殖。抗性淀粉比膳食纤维更容易被大肠中的微生物发 酵，与其它膳食纤维相比，抗性淀粉发酵所产出的丁酸百分率是最高的，摄入抗性淀粉食 品，可降低饭后血糖的升高和促进胰岛素的分泌，同时改善脂质构成。抗性淀粉由结晶区和 无定形区组成，结晶区主要由结晶的直链淀粉构成。抗性淀粉抗淀粉酶类消化的能力源于 直链淀粉晶体。直链淀粉在一定条件下直链淀粉分子相互接近，分子间通过氢键形成双螺 旋，双螺旋相互叠加形成直链淀粉晶体，使长链直链淀粉变成短链直链淀粉，短链直链淀粉 容易形成抗性淀粉。《琼州学院学报》2009年第16卷第2期第55_60页发表了《青香蕉抗性淀粉提取 条件优化》，其方法是通过酶添加量、水解时间、温度等因素对果胶酶活性影响，确定提取青 香蕉淀粉的最适水解条件为料液比1 :2、温度45°C、酶解时间50min，但其淀粉获得率仅为 4. 67% ；国家知识产权局专利局公开的《天然香蕉抗性淀粉RS2的制备方法及应用》专利申 请(公告号CN101792783A)，其方法是香蕉热烫、去皮、调配、接入黑曲霉和绿脓杆菌发酵 制备香蕉抗性淀粉，但却没有进行细胞破壁，上述两种方法都是香蕉去皮，造成浪费和二次 污染，且抗性淀粉的获得率及纯度低。而对香蕉进行全果打浆，通过黑曲霉和枯草芽孢杆菌 代谢脱支酶，发酵培养后期使用青霉素进行细胞破壁的方法目前尚未见报道。
发明内容
本发明的目的是通过微生物发酵制备香蕉抗性淀粉，通过选育的枯草芽孢杆菌和 黑曲霉分别代谢α "淀粉酶、β "淀粉酶和脱支酶，把大分子直链淀粉酶解为小分子直链淀 粉，把支链淀粉脱去支链。本发明是通过以下方法制备完成
a.原料预处理将未成熟的青香蕉清洗干净，在柠檬酸护色液里浸泡10-20分钟，然后全果打浆， 过50-120目筛网分离粗纤维，获香蕉浆；b.配制培养基培养基各组分的重量份配比为香蕉浆10-30，(MM)2SO4O. 5-1, NaH2PO41-2, MgSO4 · 7H20 0. 1-1，蒸馏水 80-90，将香蕉浆、(NH4)2S04、NaH2PO4, MgSO4 · 7H20混合，再加入蒸馏水进行定溶，装入三 角瓶，微波消毒10-30秒形成培养基待用；c.斜面培养与孢子悬液和菌液悬液制备取黑曲霉接入PDA斜面培养基，枯草芽孢杆菌接入牛肉膏斜面培养基，分别接种 后置于培养箱里30°C培养72小时，然后用无菌水洗涤PDA斜面培养基上的孢子与牛肉膏斜 面培养基上的菌落，分别制成孢子悬液和菌液悬液；d.发酵培养与代谢脱支发酵培养各组分的重量份配比为培养基90-120，孢子悬液0. 15-0. 5，菌液悬液0. 15-0. 5，25u/mL 单位的青霉素 0. 000020-0. 000040,向培养基内分别加入孢子悬液和菌液悬液，然后置于摇床上，控制转速为 90-180r/min,30°C _50°C发酵培养 10-30 小时；e.细胞破壁当发酵培养进行到16-36小时，再向培养基内加入青霉素，使细胞破壁，释放出更 多的体内酶，再继续发酵培养1-6小时；f.分离抗性淀粉采用高速三相卧螺分离机分离出湿抗性淀粉，分离机转鼓速度10000-14000r/ min,差速 30_50r/min ；g.微波干燥干燥温度100_120°C，干燥时间50-120秒，得抗性淀粉。本发明改进了目前常用的抗性淀粉的制备方法，在发酵培养期间进行细胞破壁， 释放出更多的体内酶，使抗性淀粉的获得率显著提高，达到原香蕉果的40%以上，同时抗性 淀粉的质量纯度达到99. 8%。
具体实施例方式通过以下实施例对本发明做进一步详细描述实施例一a.原料预处理选未成熟的青香蕉清洗后，在护色液柠檬酸浸泡10分钟，全果打浆，过100目筛网 分离出粗纤维，获香蕉浆；b.配制培养基取香蕉浆重量份30，(NH4) 2S04重量份0. 5，NaH2PO4重量份1，MgSO4 · 7H20重量份 0. 1混合，加入蒸馏水重量份80进行定溶，装入三角瓶，微波消毒30秒形成培养基待用；
c.斜面培养与孢子悬液和菌液悬液制备取黑曲霉接入PDA斜面培养基，枯草芽孢杆菌接入牛肉膏斜面培养基，分别接种 后置于培养箱里30°C培养72小时，然后用无菌水洗涤PDA斜面培养基上的孢子与牛肉膏斜 面培养基上的菌落，分别制成孢子悬液和菌液悬液；d.发酵培养分别取孢子悬液和菌液悬液重量份各0. 15加入上述培养基中，然后置于摇床上， 控制转速为180r/min，30°C发酵培养10小时；e.细胞破壁发酵培养进行到10小时，向培养基内加入25u/mL单位的青霉素重量份0. 000025, 使细胞破壁，释放出更多的体内酶，再继续发酵培养4小时；f.分离抗性淀粉采用高速三相卧螺分离机分离出湿抗性淀粉，分离机转鼓速度14000r/min，差速 35r/min ；g.微波干燥干燥温度120°C，干燥时间50秒，抗性淀粉获得率为原香蕉果的43%。实施例二 a.原料预处理选未成熟的青香蕉清洗后，在护色液柠檬酸浸泡10分钟，全果打浆，过80目筛网 分离出粗纤维，获香蕉浆；b.配制培养基取香蕉浆重量份20，(NH4) 2S04重量份0. 5，NaH2PO4重量份1，MgSO4 · 7H20重量份 0. 1，加入蒸馏水重量份86进行定溶，装入三角瓶，微波消毒30秒形成培养基待用；c.斜面培养与孢子悬液和菌液悬液制备取黑曲霉接入PDA斜面培养基，枯草芽孢杆菌接入牛肉膏斜面培养基，分别接种 后置于培养箱里30°C培养72小时，然后用无菌水洗涤PDA斜面培养基上的孢子与牛肉膏斜 面培养基上的菌落，分别制成孢子悬液和菌液悬液；d.发酵培养分别取孢子悬液和菌液悬液重量份各0.2加入上述培养基中，然后置于摇床上， 控制转速为180r/min，40°C发酵培养20小时；e.细胞破壁发酵培养进行到20小时，向培养基内加入25u/mL单位的青霉素重量份0. 000020,
使细胞破壁，释放出更多的体内酶，再继续发酵培养4小时；f.采用高速三相卧螺分离机分离出湿抗性淀粉，分离机转鼓速度13000r/min，差 速 30r/min ；g.微波干燥干燥温度160°C，干燥时间60秒，抗性淀粉获得率为原香蕉果的46%。实施例三a.原料预处理选未成熟的青香蕉清洗后，在护色液柠檬酸浸泡10分钟，全果打浆，过110目筛网分离出粗纤维，获香蕉浆；
b.配制培养基 取香蕉浆重量份20，(NH4) 2S04重量份0. 5，NaH2PO4重量份1，MgSO4 · 7H20重量份 0. 1，加入蒸馏水重量份85进行定溶，装入三角瓶，微波消毒30秒形成培养基待用；c.斜面培养与孢子悬液和菌液悬液制备取黑曲霉接入PDA斜面培养基，枯草芽孢杆菌接入牛肉膏斜面培养基，分别接种 后置于培养箱里30°C培养72小时，然后用无菌水洗涤PDA斜面培养基上的孢子与牛肉膏斜 面培养基上的菌落，分别制成孢子悬液和菌液悬液；d.发酵培养分别取孢子悬液和菌液悬液重量份各0.3加入上述培养基中，然后置于摇床上， 控制转速为180r/min，38°C发酵培养30小时；e.细胞破壁发酵培养进行到30小时，向培养基内加入25u/mL单位的青霉素重量份0. 000040, 再继续发酵培养6小时；f.采用高速三相卧螺分离机分离出湿抗性淀粉，分离机转鼓速度lOOOOr/min，差 速 20r/min ；g.微波干燥干燥温度100°C，干燥时间90秒，抗性淀粉获得率为原香蕉果的44%。实施例四a.原料预处理选未成熟的青香蕉清洗后，在护色液柠檬酸浸泡10分钟，全果打浆，过600目筛网 分离出粗纤维，获香蕉浆；b.配制培养基取香蕉浆重量份20，(NH4) 2S04重量份0. 5，NaH2PO4重量份1，MgSO4 · 7H20重量份 0. 1，加入蒸馏水重量份90进行定溶，装入三角瓶，微波消毒20秒形成培养基待用；c.斜面培养与孢子悬液和菌液悬液制备取黑曲霉接入PDA斜面培养基，枯草芽孢杆菌接入牛肉膏斜面培养基，分别接种 后置于培养箱里30°C培养72小时，然后用无菌水洗涤PDA斜面培养基上的孢子与牛肉膏斜 面培养基上的菌落，分别制成孢子和悬液菌液悬液；d.发酵培养分别取孢子悬液和菌液悬液重量份各0. 45加入上述培养基中，然后置于摇床上， 控制转速为180r/min，48°C发酵培养35小时；e.细胞破壁发酵培养进行到35小时，向培养基内加入25u/mL单位的青霉素重量份0. 000030, 再继续发酵培养5小时；f.采用高速三相卧螺分离机分离出湿抗性淀粉，分离机转鼓速度12000r/min，差 速 25r/min ；g.微波干燥干燥温度80°C，干燥时间100秒，抗性淀粉获得率为原香蕉果的42%。
权利要求
利用微生物脱支制备香蕉抗性淀粉的方法，其特征是通过以下方法制备完成1.a原料预处理将未成熟的青香蕉清洗干净，在柠檬酸护色液里浸泡10 20分钟，然后全果打浆，过50 120目筛网分离粗纤维，获香蕉浆；1.b配制培养基培养基各组分的重量份配比为香蕉浆10 30，(NH4)2SO4O.5 1，NaH2PO41 2，MgSO4·7H2O 0.1 1，蒸馏水80 90，将香蕉浆、(NH4)2SO4、NaH2PO4、MgSO4·7H2O混合，再加入蒸馏水进行定溶，装入三角瓶，微波消毒10 30秒形成培养基待用；1.c斜面培养与孢子悬液和菌液悬液制备取黑曲霉接入PDA斜面培养基，枯草芽孢杆菌接入牛肉膏斜面培养基，分别接种后置于培养箱里30℃培养72小时，然后用无菌水洗涤PDA斜面培养基上的孢子与牛肉膏斜面培养基上的菌落，分别制成孢子悬液和菌液悬液；1.d发酵培养与代谢脱支发酵培养各组分的重量份配比为培养基90 120，孢子悬液0.15 0.5，菌液悬液0.15 0.5，25u/mL单位的青霉素0.000020 0.000040，向培养基内分别加入孢子悬液和菌液悬液，然后置于摇床上，控制转速为90 180r/min，30℃ 50℃发酵培养10 30小时；1.e细胞破壁当发酵培养进行到16 36小时，再向培养基内加入青霉素，使细胞破壁，释放出更多的体内酶，再继续发酵培养1 6小时；1.f分离抗性淀粉采用高速三相卧螺分离机分离出湿抗性淀粉，分离机转鼓速度10000 14000r/min，差速30 50r/min；1.g微波干燥干燥温度100 120℃，干燥时间50 120秒，得抗性淀粉。
2.根据权利要求1所述的利用微生物脱支制备香蕉抗性淀粉的方法，其特征是通过以 下具体方法制备完成2. a选未成熟的青香蕉清洗后，在护色液柠檬酸浸泡10分钟，全果打浆，过100目筛网 分离出粗纤维，获香蕉浆；2. b取香蕉浆重量份30，(NH4) 2S04重量份0. 5，NaH2PO4重量份1，MgSO4 · 7H20重量份 0. 1混合，加入蒸馏水重量份80进行定溶，装入三角瓶，微波消毒30秒形成培养基待用；2. c取黑曲霉接入PDA斜面培养基，枯草芽孢杆菌接入牛肉膏斜面培养基，分别接种后 置于培养箱里30°C培养72小时，然后用无菌水洗涤PDA斜面培养基上的孢子与牛肉膏斜面 培养基上的菌落，分别制成孢子悬液和菌液悬液；2. d分别取孢子悬液和菌液悬液重量份各0. 15加入上述培养基中，然后置于摇床上， 控制转速为180r/min，30°C发酵培养10小时；2. e发酵培养进行到10小时，向培养基内加入25u/mL单位的青霉素重量份0. 000025,使细胞破壁，释放出更多的体内酶，再继续发酵培养4小时；2. f采用高速三相卧螺分离机分离出湿抗性淀粉，分离机转鼓速度HOOOr/min，差速 35r/min ；2.g干燥温度120°C，干燥时间50秒，抗性淀粉获得率为原香蕉果的43%。
3.根据权利要求1所述的利用微生物脱支制备香蕉抗性淀粉的方法，其特征是通过以 下具体方法制备完成3. a选未成熟的青香蕉清洗后，在护色液柠檬酸浸泡10分钟，全果打浆，过80目筛网分 离出粗纤维，获香蕉浆；3. b取香蕉浆重量份20，(MM)2SO4重量份0. 5，NaH2PO4重量份1，MgSO4 · 7H20重量份 0. 1，加入蒸馏水重量份86进行定溶，装入三角瓶，微波消毒30秒形成培养基待用；3. c取黑曲霉接入PDA斜面培养基，枯草芽孢杆菌接入牛肉膏斜面培养基，分别接种后 置于培养箱里30°C培养72小时，然后用无菌水洗涤PDA斜面培养基上的孢子与牛肉膏斜面 培养基上的菌落，分别制成孢子悬液和菌液悬液；3. d分别取孢子悬液和菌液悬液重量份各0. 2加入上述培养基中，然后置于摇床上，控 制转速为180r/min，40°C发酵培养20小时；3. e发酵培养进行到20小时，向培养基内加入25u/mL单位的青霉素重量份0. 000020, 使细胞破壁，释放出更多的体内酶，再继续发酵培养4小时；3. f采用高速三相卧螺分离机分离出湿抗性淀粉，分离机转鼓速度13000r/min，差速 30r/min ；3. g干燥温度160°C，干燥时间60秒，抗性淀粉获得率为原香蕉果的46%。
全文摘要
本发明公开了一种利用微生物脱支制备香蕉抗性淀粉的方法，其制备流程是原料预处理，配制培养基，斜面培养与孢子悬液和菌液悬液制备，发酵培养与代谢脱支，细胞破壁，分离抗性淀粉，微波干燥。本发明是通过选育的枯草芽孢杆菌和黑曲霉分别代谢α-淀粉酶、β-淀粉酶和脱支酶，把大分子直链淀粉酶解为小分子直链淀粉，把支链淀粉脱去支链，改进了目前常用的抗性淀粉的制备方法，特别是在发酵培养期间进行细胞破壁，释放出更多的体内酶，使抗性淀粉的获得率显著提高，达到原香蕉果的40％以上，同时抗性淀粉的质量纯度达到99.8％。
文档编号C12R1/125GK101948888SQ20101026747
公开日2011年1月19日 申请日期2010年8月30日 优先权日2010年8月30日
发明者周娅, 周靖波, 姚正辉, 黄宗泳, 黄继红 申请人:佛山市南海区石门中学