本发明涉及一种高分子量可溶性功能膳食纤维的提取方法，具体涉及一种离心涡旋破壁辅助提取高分子量大麦β-葡聚糖的方法，属于植物活性物质提取及制备方法技术领域。
背景技术：
β-葡聚糖由β-(1-3,1-4)糖苷键连接的d-吡喃葡萄的线性均聚物，一般为每两到三个连续β-(1,4)糖苷键被一个β-(1,3)糖苷键隔开。在β-葡聚糖分子中纤维三糖单元(dp3)和纤维四糖单元(dp4)约占总低聚糖的90％～95％，聚合度大于5的低聚糖含量约在5％～10％。谷物来源的beta-glucan具有相同的基础结构，却具有不同的特征，比如长片段类纤维素碎片的存在于数量，纤维三糖和纤维四糖的比例以及分子尺寸等。大麦β-葡聚糖具有降低血浆胆固醇、血糖控制、免疫调节以及抗氧化等生理功能，已经被美国fda和欧盟批准了关于其降低血浆胆固醇浓度、降低餐后血糖浓度以及肠道健康功能等功效的健康声明。大麦在世界谷物作物产量中位居第4位，仅次于玉米、小麦和水稻，大麦种植广泛，同时大麦β-葡聚糖具有丰富的生理功能，使得大麦β-葡聚糖具有广阔的开发前景。
有学者指出，β-葡聚糖的生理功能与其相对分子质量大小相关。高相对分子质量的大麦β-葡聚糖具有较高的黏度，形成的凝胶网络结构更致密，能够增加消化系统内食糜的黏度，减缓胃排空增加饱腹感。大麦β-葡聚糖的分子量被认为是发挥其生理功能的关键。关于大麦β-葡聚糖的提取，报道的提取方法最初借鉴于燕麦葡聚糖的提取方法，有热水浸提、冷水浸提、酸碱提取以及酶水解法，但是该些方法的浸提时间较长，且大麦β-葡聚糖在浸提过程中分子链被部分降解。
技术实现要素：
本发明的主要目的在于提供一种离心涡旋破壁辅助提取高分子量大麦β-葡聚糖的方法，从而克服了现有技术中的不足。
为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：
本发明实施例提供了一种离心涡旋破壁辅助提取高分子量大麦β-葡聚糖的方法，其包括：提供大麦粉，并将所述大麦粉与溶剂均匀混合，之后依次经回流灭酶脱脂、破壁浸提、酶解、浓缩、沉淀、冷冻干燥，获得高分子量大麦β-葡聚糖。
在一些较为具体的实施方案中，所述方法具体包括：
(1)提供大麦粉；
(2)以1：5～1：15的料液比将所述大麦粉与75～85℃的溶剂均匀混合，回流灭酶脱脂，冷却，离心，获得灭酶脱脂后的大麦粉；
(3)以1：5～1：25的料液比将所述灭酶脱脂后的大麦粉与45～65℃的水均匀混合形成混合体系，并调节所述混合体系的ph值至6.5～7.5；
(4)将步骤(3)所获混合体系置于胶体磨中，均质15～45min，获得大麦β-葡聚糖浸提液；
(5)将步骤(4)所获大麦β-葡聚糖浸提液离心，取上清液预热至90～95℃，并调节ph值至5.8～6.5，加入耐高温α淀粉酶，水浴酶解去淀粉20～40min，冷却至室温，获得第一酶解液；
(6)将步骤(5)所获第一酶解液离心，取上清液预热至30～50℃，并调节ph值至7.8～8.5，加入预溶的猪胰酶，水浴酶解蛋白，冷却至室温，获得第二酶解液；
(7)将步骤(6)所获第二酶解液离心，取上清液并调节ph值至6.0～8.0，之后浓缩，获得浓缩酶解液；
(8)将步骤(7)所获浓缩酶解液离心，取上清液以沉淀剂进行沉淀，获得固形物，之后冷冻干燥，获得高分子量大麦β-葡聚糖。
较之现有技术，本发明采用灭活大麦籽粒内源β-葡聚糖酶、中性溶液提取、离心破壁辅助提取以缩短浸提时间等方法，获得高分子量大麦β-葡聚糖，更多的保留了大麦β-葡聚糖的生理功能。由于高分子量大麦β-葡聚糖可以根据加工需要进行可控的水解，得到适合分子量的大麦β-葡聚糖，可拓展大麦β-葡聚糖的应用范围。同时，该方法能有效的缩短浸提时间，提取率可达28.5％，纯度可达91.6％，分子量可达1.8×106da。
具体实施方式
如前所述，鉴于现有技术的缺陷，借鉴现有技术中对谷物中β-葡聚糖的研究方法，本案发明人经长期研究和大量实践，优化了大麦β-葡聚糖的提取方法及其工艺，成功从大麦籽粒中提取得到了高分子量大麦β-葡聚糖，得以提出本发明的技术方案，其中的一个典型实施方案是以大麦脱壳籽粒为原料，经粉碎、灭酶脱脂、破壁浸提、酶解、浓缩、沉淀(优选为醇沉)、真空冷冻干燥等工艺，采用灭活大麦籽粒内源β-葡聚糖酶、中性溶液提取、离心破壁辅助提取以缩短浸提时间等方法，获得高分子量大麦β-葡聚糖。
如下将对本发明的技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。但是，应当理解，在本发明范围内，本发明的上述各技术特征和在下文(实施例)中具体描述的各技术特征之间都可以相互结合，从而构成新的或者优选的技术方案。限于篇幅，在此不再一一累述。
本发明说明书中述及的技术名词的含义若非特别说明，则均是本领域技术人员已经知悉的。本发明实施例的一个方面提供了一种离心涡旋破壁辅助提取高分子量大麦β-葡聚糖的方法，其包括：提供大麦粉，并将所述大麦粉与溶剂均匀混合，之后依次经回流灭酶脱脂、破壁浸提、酶解、浓缩、沉淀、冷冻干燥，获得高分子量大麦β-葡聚糖。
在一些较为具体的实施方案中，所述方法具体包括：
(1)提供大麦粉；
(2)以1：5～1：15的料液比将所述大麦粉与75～85℃的溶剂均匀混合，回流灭酶脱脂，冷却，离心，获得灭酶脱脂后的大麦粉；
(3)以1：5～1：25的料液比将所述灭酶脱脂后的大麦粉与45～65℃的水均匀混合形成混合体系，并调节所述混合体系的ph值至6.5～7.5；
(4)将步骤(3)所获混合体系置于胶体磨中，均质15～45min，获得大麦β-葡聚糖浸提液；
(5)将步骤(4)所获大麦β-葡聚糖浸提液离心，取上清液预热至90～95℃，并调节ph值至5.8～6.5，加入耐高温α淀粉酶，水浴酶解去淀粉20～40min，冷却至室温，获得第一酶解液；
(6)将步骤(5)所获第一酶解液离心，取上清液预热至30～50℃，并调节ph值至7.8～8.5，加入预溶的猪胰酶，水浴酶解蛋白，冷却至室温，获得第二酶解液；
(7)将步骤(6)所获第二酶解液离心，取上清液并调节ph值至6.0～8.0，之后浓缩，获得浓缩酶解液；
(8)将步骤(7)所获浓缩酶解液离心，取上清液以沉淀剂进行沉淀，获得固形物，之后冷冻干燥，获得高分子量大麦β-葡聚糖。
进一步的，步骤(1)包括：将大麦去壳，粉碎后过50～100目筛，获得大麦粉。
进一步的，步骤(2)包括：以1：5～1：15的料液比将所述大麦粉与75～85℃的溶剂均匀混合，回流灭酶脱脂1～2h，冷却至室温，以1500～4000g的速度离心20～40min，取沉淀室温晾干，获得灭酶脱脂后的大麦粉。
进一步的，所述胶体磨的转速为1000～8000r/min，定齿与转齿之间的间隙为0.1～5mm。物料透过胶体磨定、转齿之间的间隙时受到强大的剪切力、摩擦力、高速旋涡等物理作用，使大麦细胞壁破裂，暴露，从而使葡聚糖快速溶解提取。
进一步的，步骤(5)包括：将步骤(4)所获大麦β-葡聚糖浸提液以8000～12000g的速度离心20～60min，取上清液预热至90～95℃，并调节ph值至5.8～6.5，以300～600u/l的速度加入耐高温α淀粉酶，水浴酶解去淀粉20～40min，冷却至室温，获得第一酶解液。
优选的，步骤(5)还包括：将所述耐高温α淀粉酶于80～95℃恒温处理20～30min。
进一步的，步骤(6)包括：将步骤(5)所获第一酶解液以8000～12000g的速度离心20～60min，取上清液预热至30～50℃，并调节ph值至7.8～8.5，以0.25～0.5g/l的浓度加入预溶的猪胰酶，水浴酶解蛋白1.5～3.0h，冷却至室温，获得第二酶解液。
进一步的，步骤(7)包括：将步骤(6)所获第二酶解液以8000～12000g的速度离心20～60min，取上清液并调节ph值至6.0～8.0，之后于50～60℃旋转蒸发，获得浓缩酶解液。
进一步的，步骤(8)包括：将步骤(7)所获浓缩酶解液以8000～12000g的速度离心20～60min，取上清液加入1.5～2.5倍体积的沉淀剂进行沉淀，将所得沉淀以40～60倍水复溶，再次加入1.5～2.5体积的沉淀剂进行沉淀，获得固形物。
优选的，所述方法还包括以醇对步骤(8)所获固形物进行洗涤，之后冷冻干燥，获得高分子量大麦β-葡聚糖。
进一步的，本发明中所述溶剂包括乙醇、异丙醇、石油醚和乙醚等中的任意一种或两种以上的组合，优选为85％乙醇，但不限于此。
其中，在一更为具体的实施案例之中，所述方法具体包括以下步骤：
(1)大麦去壳，粉碎后过60目筛，得大麦粉；
(2)以1：10的料液比将大麦粉加入预热80℃的85％乙醇中，回流灭酶脱脂2h，冷却至室温，1500～4000g离心30min，取沉淀室温晾干；
(3)以1：5～1：25的料液比将灭酶脱脂后的大麦粉加入预热45～65℃的蒸馏水中，调节ph值至6.5～7.5；
(4)调整胶体磨转速1000～8000r/min，间隙0.1～5mm之间，将步骤(3)配好的物料放入胶体磨中，均质15～45min，得大麦β-葡聚糖浸提液；
(5)将大麦β-葡聚糖浸提液以8000～12000g离心20～60min，取上清液预热至90～95℃，调ph值为5.8～6.5，按300～600u/l加入耐高温α淀粉酶(淀粉酶液事先在95℃恒温处理30min)，水浴酶解去淀粉30min，碘液检查不含淀粉为止，冷却至室温；
(6)将步骤(5)的酶解液以8000～12000g离心20～60min，取上清液预热至37℃，调ph值为7.8～8.5，以0.25g/l～0.5g/l比例加入预溶的猪胰酶，水浴酶解蛋白2.5h，冷却至室温；
(7)将步骤(6)的酶解液以8000～12000g离心20～60min，取上清液调节ph值为7.0，55℃旋转蒸发至原体积的1/3；
(8)将步骤(7)的酶解液以8000～12000g离心20～60min，取上清液加入2倍体积的95％乙醇，过滤沉淀；沉淀加50倍水复溶，再次加入2倍体积的95％乙醇沉淀大麦β-葡聚糖；
(9)过滤沉淀，以无水乙醇洗涤沉淀并过滤，将沉淀冷冻干燥。
藉由本发明提供的离心涡旋破壁辅助提取高分子量大麦β-葡聚糖的方法，能有效的缩短浸提时间，提取率可达28.5％，纯度可达91.6％，分子量可达1.8×106da。
以下通过实施例进一步详细说明本发明的技术方案。然而，所选的实施例仅用于说明本发明，而不限制本发明的范围。
实施例1
(1)大麦去壳，粉碎后过60目筛，得大麦粉；
(2)准确称取100g大麦粉，加入1l预热至80℃的85％乙醇中，回流灭酶脱脂2h，冷却至室温，4000g离心30min，取沉淀室温晾干；
(3)以1：10的料液比将灭酶脱脂后的大麦粉加入预热55℃的蒸馏水中，调节ph值至7.0；
(4)调整胶体磨转速为5000r/min，定齿与转齿之间的间隙为2mm，将步骤(3)配好的物料放入胶体磨中，均质15min，得大麦β-葡聚糖浸提液；
(5)将大麦β-葡聚糖浸提液以8000g离心30min，取上清液预热至95℃，调节ph值至6.0，按300u/l加入耐高温α-淀粉酶(淀粉酶液事先在95℃恒温处理30min)，水浴酶解去淀粉30min，碘液检查不含淀粉为止，冷却至室温；
(6)将步骤(5)的酶解液以8000g离心30min，取上清液预热至37℃，调节ph值至8.0，以0.2g/l比例加入预溶的猪胰酶，水浴酶解蛋白2.5h，冷却至室温；
(7)将步骤(6)的酶解液以8000g离心30min，取上清液调节ph值至7.0，55℃旋转蒸发至原体积的1/3；
(8)将步骤(7)的酶解液以8000g离心30min，取上清液加入2倍体积的95％乙醇，过滤沉淀；沉淀加50倍水复溶，再次加入2倍体积的95％乙醇沉淀大麦β-葡聚糖；
(9)过滤沉淀，以无水乙醇洗涤沉淀并过滤，将沉淀冷冻干燥，得到高分子量大麦β-葡聚糖，提取率约25％，纯度约83％。
实施例2
(1)大麦去壳，粉碎后过60目筛，得大麦粉；
(2)准确称取500g大麦粉，加入5l预热至80℃的85％乙醇中，回流灭酶脱脂2h，冷却至室温，4000g离心30min，取沉淀室温晾干；
(3)以1：15的料液比将灭酶脱脂后的大麦粉加入预热55℃的蒸馏水中，调节ph值至7.0；
(4)调整胶体磨转速为5000r/min，定齿与转齿之间的间隙为1.5mm，将步骤(3)配好的物料放入胶体磨中，均质20min，得大麦β-葡聚糖浸提液；
(5)将大麦β-葡聚糖浸提液以8000g离心30min，取上清液预热至95℃，调节ph值至6.0，按400u/l加入耐高温α-淀粉酶(淀粉酶液事先在95℃恒温处理30min)，水浴酶解去淀粉30min，碘液检查不含淀粉为止，冷却至室温；
(6)将步骤(5)的酶解液以8000g离心30min，取上清液预热至37℃，调节ph值至8.0，以0.3g/l比例加入预溶的猪胰酶，水浴酶解蛋白2.5h，冷却至室温；
(7)将步骤(6)的酶解液以8000g离心30min，取上清液调节ph值至7.0，55℃旋转蒸发至原体积的1/3；
(8)将步骤(7)的酶解液以8000g离心30min，取上清液加入2倍体积的95％乙醇，过滤沉淀；沉淀加50倍水复溶，再次加入2倍体积的95％乙醇沉淀大麦β-葡聚糖；
(9)过滤沉淀，以无水乙醇洗涤沉淀并过滤，将沉淀冷冻干燥，得到高分子量大麦β-葡聚糖，提取率约28％，纯度约85％。
实施例3
(1)大麦去壳，粉碎后过60目筛，得大麦粉；
(2)准确称取1kg大麦粉，加入10l预热至80℃的85％乙醇中，回流灭酶脱脂2h，冷却至室温，4000g离心30min，取沉淀室温晾干；
(3)以1：15的料液比将灭酶脱脂后的大麦粉加入预热55℃的蒸馏水中，调节ph值至7.0；
(4)调整胶体磨转速为6000r/min，定齿与转齿之间的间隙为1.5mm，将步骤(3)配好的物料放入胶体磨中，均质30min，得大麦β-葡聚糖浸提液；
(5)将大麦β-葡聚糖浸提液以8000g离心30min，取上清液预热至95℃，调节ph值至6.0，按400u/l加入耐高温α-淀粉酶(淀粉酶液事先在95℃恒温处理30min)，水浴酶解去淀粉30min，碘液检查不含淀粉为止，冷却至室温；
(6)将步骤(5)的酶解液以8000g离心30min，取上清液预热至37℃，调节ph值至8.0，以0.3g/l比例加入预溶的猪胰酶，水浴酶解蛋白2.5h，冷却至室温；
(7)将步骤(6)的酶解液以8000g离心30min，取上清液调节ph值至7.0，55℃旋转蒸发至原体积的1/3；
(8)将步骤(7)的酶解液以8000g离心30min，取上清液加入2倍体积的95％乙醇，过滤沉淀；沉淀加50倍水复溶，再次加入2倍体积的95％乙醇沉淀大麦β-葡聚糖；
(9)过滤沉淀，以无水乙醇洗涤沉淀并过滤，将沉淀冷冻干燥，得到高分子量大麦β-葡聚糖，提取率约25％，纯度约85％。
实施例4
(1)大麦去壳，粉碎后过60目筛，得大麦粉；
(2)准确称取500g大麦粉，加入5l预热至80℃的85％乙醇中，回流灭酶脱脂2h，冷却至室温，4000g离心30min，取沉淀室温晾干；
(3)以1:5的料液比将灭酶脱脂后的大麦粉加入预热55℃的蒸馏水中，调节ph至7.0；
(4)调整胶体磨转速1000r/min，间隙0.1mm，将步骤(3)配好的物料放入胶体磨中，均质15min，得大麦β-葡聚糖浸提液。
(5)将大麦β-葡聚糖浸提液以8000g离心30min，取上清液预热至95℃，调ph6.2，按400u/l加入耐高温α-淀粉酶(淀粉酶液事先在95℃恒温处理30min)，水浴酶解去淀粉30min，碘液检查不含淀粉为止，冷却至室温；
(6)将步骤(5)的酶解液以8000g离心30min，取上清液预热至37℃，调ph8.0，以0.2g/l比例加入预溶的猪胰酶，水浴酶解蛋白2.5h，冷却至室温；
(7)将步骤(6)的酶解液以8000g离心30min，取上清液调节ph7.0，55℃旋转蒸发至原体积的1/3；
(8)将步骤(7)的酶解液以8000g离心30min，取上清液加入2倍体积的95％乙醇，过滤沉淀；沉淀加50倍水复溶，再次加入2倍体积的95％乙醇沉淀大麦β-葡聚糖；
(9)过滤沉淀，以无水乙醇洗涤沉淀并过滤，将沉淀冷冻干燥，得到高分子量大麦β-葡聚糖，提取率约20％，纯度约79％。
实施例5
(1)大麦去壳，粉碎后过60目筛，得大麦粉；
(2)准确称取500g大麦粉，加入5l预热至80℃的85％乙醇中，回流灭酶脱脂2h，冷却至室温，4000g离心30min，取沉淀室温晾干；
(3)以1:25的料液比将灭酶脱脂后的大麦粉加入预热55℃的蒸馏水中，调节ph至7.0；
(4)调整胶体磨转速8000r/min，间隙5mm，将步骤(3)配好的物料放入胶体磨中，均质45min，得大麦β-葡聚糖浸提液。
(5)将大麦β-葡聚糖浸提液以8000g离心30min，取上清液预热至95℃，调ph6.2，按400u/l加入耐高温α-淀粉酶(淀粉酶液事先在95℃恒温处理30min)，水浴酶解去淀粉30min，碘液检查不含淀粉为止，冷却至室温；
(6)将步骤(5)的酶解液以8000g离心30min，取上清液预热至37℃，调ph8.0，以0.2g/l比例加入预溶的猪胰酶，水浴酶解蛋白2.5h，冷却至室温；
(7)将步骤(6)的酶解液以8000g离心30min，取上清液调节ph7.0，55℃旋转蒸发至原体积的1/3；
(8)将步骤(7)的酶解液以8000g离心30min，取上清液加入2倍体积的95％乙醇，过滤沉淀；沉淀加50倍水复溶，再次加入2倍体积的95％乙醇沉淀大麦β-葡聚糖；
(9)过滤沉淀，以无水乙醇洗涤沉淀并过滤，将沉淀冷冻干燥，得到高分子量大麦β-葡聚糖，提取率约30％，纯度约85％。
实施例6
(1)大麦去壳，粉碎后过60目筛，得大麦粉；
(2)准确称取500g大麦粉，加入5l预热至80℃的85％乙醇中，回流灭酶脱脂2h，冷却至室温，4000g离心30min，取沉淀室温晾干；
(3)以1:15的料液比将灭酶脱脂后的大麦粉加入预热55℃的蒸馏水中，调节ph至7.0；
(4)调整胶体磨转速8000r/min，间隙0.5mm，将步骤(3)配好的物料放入胶体磨中，均质25min，得大麦β-葡聚糖浸提液。
(5)将大麦β-葡聚糖浸提液以8000g离心30min，取上清液预热至95℃，调ph6.2，按400u/l加入耐高温α-淀粉酶(淀粉酶液事先在95℃恒温处理30min)，水浴酶解去淀粉30min，碘液检查不含淀粉为止，冷却至室温；
(6)将步骤(5)的酶解液以12000g离心30min，取上清液预热至37℃，调ph8.0，以0.2g/l比例加入预溶的猪胰酶，水浴酶解蛋白2.5h，冷却至室温；
(7)将步骤(6)的酶解液以12000g离心30min，取上清液调节ph7.0，55℃旋转蒸发至原体积的1/3；
(8)将步骤(7)的酶解液以12000g离心30min，取上清液加入2倍体积的95％乙醇，过滤沉淀；沉淀加50倍水复溶，再次加入2倍体积的95％乙醇沉淀大麦β-葡聚糖；
(9)过滤沉淀，以无水乙醇洗涤沉淀并过滤，将沉淀冷冻干燥，得到高分子量大麦β-葡聚糖，提取率可达28％，纯度可达90％。
实施例7
(1)大麦去壳，粉碎后过80目筛，得大麦粉；
(2)准确称取500g大麦粉，加入5l预热至80℃的85％乙醇中，回流灭酶脱脂2h，冷却至室温，4000g离心30min，取沉淀室温晾干；
(3)以1:15的料液比将灭酶脱脂后的大麦粉加入预热55℃的蒸馏水中，调节ph至7.0；
(4)调整胶体磨转速4000r/min，间隙2.5mm，将步骤(3)配好的物料放入胶体磨中，均质30min，得大麦β-葡聚糖浸提液。
(5)将大麦β-葡聚糖浸提液以10000g离心30min，取上清液预热至95℃，调ph6.2，按450u/l加入耐高温α-淀粉酶(淀粉酶液事先在95℃恒温处理30min)，水浴酶解去淀粉30min，碘液检查不含淀粉为止，冷却至室温；
(6)将步骤(5)的酶解液以10000g离心30min，取上清液预热至37℃，调ph8.0，以0.2g/l比例加入预溶的猪胰酶，水浴酶解蛋白2h，冷却至室温；
(7)将步骤(6)的酶解液以10000g离心30min，取上清液调节ph7.0，55℃旋转蒸发至原体积的1/3；
(8)将步骤(7)的酶解液以10000g离心30min，取上清液加入2倍体积的95％乙醇，过滤沉淀；沉淀加50倍水复溶，再次加入2倍体积的95％乙醇沉淀大麦β-葡聚糖；
(9)过滤沉淀，以无水乙醇洗涤沉淀并过滤，将沉淀冷冻干燥，得到高分子量大麦β-葡聚糖，提取率可达27％，纯度可达88％。
综上所述，藉由实施例1-7的技术方案，本发明采用灭活大麦籽粒内源β-葡聚糖酶、中性溶液提取、离心破壁辅助提取以缩短浸提时间等方法，获得高分子量大麦β-葡聚糖，更多的保留了大麦β-葡聚糖的生理功能。由于高分子量大麦β-葡聚糖可以根据加工需要进行可控的水解，得到适合分子量的大麦β-葡聚糖，可拓展大麦β-葡聚糖的应用范围。同时，该方法能有效的缩短浸提时间，提取率可达28.5％，纯度可达91.6％，分子量可达1.8×106da。
此外，本案发明人还参照实施例1-实施例7的方式，以本说明书中列出的其它原料和条件等进行了试验，并同样成功提取到了高分子量大麦β-葡聚糖。
应当理解，以上较佳实施例仅用于说明本发明的内容，除此之外，本发明还有其他实施方式，但凡本领域技术人员因本发明所涉及之技术启示，而采用等同替换或等效变形方式形成的技术方案均落在本发明的保护范围内。