小麦麸皮活性多糖的提取方法与流程

文档序号:15857498发布日期:2018-11-07 11:14阅读:454来源:国知局
本发明涉及小麦麸皮的加工领域,尤其是涉及小麦麸皮活性多糖的提取方法。技术背景小麦麸皮是小麦加工加工面粉后得到的副产品。过去,麸皮主要是用作饲料,经济价值不高。实际上,麸皮可进行多层次的开发利用,深加工潜力大、门路多。作为中药的一味,含有大量人体必需的营养成分,具有润肺、滋润皮肤,防癌抗癌,健脾和胃,乌发固发,清理肠胃等作用,具有很高的医疗保健价值。据现代科研测定,其对氨基苯甲酸含量是植物中最高的,对氨基苯甲酸是人体细胞分裂必需物质,并有恢复皮毛颜色作用。食用麸皮纤维有多种食疗保健作用,可做食品的添加剂,广泛用于面包、饼干等的制作,也可直接食用。小麦麸皮的食疗功效包括:有效改善便秘、降低体内胆固醇、有润肤润肺乌发疗效、降低血液中雌激素的含量、预防乳腺癌、有效促进身体发育成长,麦麸中的氨基酸含量较高,并且含有丰富的微量元素。这些对儿童的生长发育有很重要的作用。技术实现要素:本发明的目的在于提供小麦麸皮活性多糖的提取方法,本发明方法通过添加发酵增效剂可以大大加快微生物的生长繁殖与发酵代谢,提高活性多糖的产率,同时在可以显著降低小麦麸皮活性多糖随着蛋白质变性胶状物被分离出去的几率,提高小麦麸皮活性多糖的得率与含量,小麦麸皮活性多糖可以作为一种抗氧化活性成分应用于清除体内多余自由基。本发明方法中所用到的微生物及其所购买企业为:裂褶菌,西安四季生物科技有限公司;枯草芽孢杆菌,沧州市益宏动物保健品有限公司;乳酸菌,青州市向日葵生物科技有限公司;酿酒酵母菌,烟台曼森商贸有限公司。本发明针对
背景技术
中提到的问题,采取的技术方案为:小麦麸皮活性多糖的提取方法,包括:制备种子液、配制发酵培养基、发酵、提取活性多糖,具体包括以下步骤:制备种子液:将经复活的裂褶菌、枯草芽孢杆菌、乳酸菌与酿酒酵母按照重量比1:5-6:1-2:2-3的比例接种于经121℃、0.1mpa灭菌的营养肉汤培养基中,在36-38℃、120-150r/min条件下培养24-26h得种子液,此时菌体浓度达到1.1-1.5×108cfu/ml;混菌发酵可以发挥多种菌种间的协同作用,可以降低单菌发酵的劣势,四种菌种间可能产生共生作用,代谢产物发生互补效应,能够克服中间产物过多对麸皮多糖生成的不利因素,因此有利于麸皮多糖的发酵;配制发酵培养基:以150-180份麸皮为主料,以30-35份豆粕粉、15-25份玉米芯粉为辅料,另添加1.5-2.5份蜂蜜、3-4份蔗糖,添加蒸馏水至含水量为45-48%,并灭菌后加入0.6-0.8份发酵增效剂即得发酵培养基;较高的水份有利于营养物质为微生物所摄取,可以促进微生物生长、酶促反应的进行与发酵产热的散发,从而提高了麸皮活性多糖的产量;发酵:将混合种子液按照发酵培养基干重9.8-12.5%的比例接种入发酵培养基中,搅拌均匀,置于35-37℃恒温培养箱中静置发酵60-72h;通过微生物所产生的酶作用麸皮底物,有助于麸皮多糖的释放,使更多的麸皮多糖不再被各种牢固的化学键所束缚,从而使其直接游离出来,而不需要过高的温度破坏化学键以使其脱离;提取活性多糖:取发酵麸皮湿样于50-55℃烘箱中烘至恒重后粉碎,过120-160目筛,按照料液比1:8-12加入蒸馏水,在78-80℃水浴中浸提45-60min,离心取上清,上清液加入5-8倍体积的92-95%乙醇溶液,静置过夜,离心收集沉淀,沉淀用蒸馏水复溶后即得麸皮多糖溶液;以蒸馏水作为浸提液,不仅节约了能源、降低了成本、保护了环境,而且蒸馏水有利于麸皮多糖的溶出,对麸皮多糖的提取效果较好,降低了麸皮多糖的提取时间,同时也不会破坏麸皮多糖的活性;机体处于氧化应激状态时,会产生大量的氧自由基,氧自由基会直接导致生物膜多不饱和脂肪酸的过氧化,进而破坏细胞结构,同时脂质过氧化的分解产物也会引起细胞损伤,导致细胞代谢及功能障碍,而小麦麸皮活性多糖可以有效提高大鼠总抗氧能力、抗氧化酶活性和gsh含量,从而减少氧自由基对细胞膜脂质的过氧化作用,降低机体mda含量,对肝脏自发性脂质过氧化表现出抑制作用。作为优选,配制发酵培养基步骤中的发酵增效剂包含下列含量的物质:65-75%尿素、3.5-4.5%α-萘乙酸钠、16-18%氧化钙、3.5-5.0%硫酸镁、0.6-0.8%磷酸二甲酯;尿素会发生氨化作用,麸皮经氨化处理后孔隙率增多,其与酶的接触面积增大,有利于多糖的产生;发酵增效剂中特殊配比的α-萘乙酸钠与磷酸二甲酯具有协同作用,该协同作用可以促使枯草芽孢杆菌增强对乙酰辅酶a的分泌,进而增进其与草酰乙酸的缩合反应,加快柠檬酸的合成,可以大幅度提高枯草芽孢杆菌三羧酸循环的速度,加快枯草芽孢杆菌的生长繁殖与发酵代谢,使得更多的酶与发酵底物作用,进而提高多糖的产率,因而小麦麸皮活性多糖可以作为一种抗氧化活性成分应用于清除体内多余自由基。作为优选,提取麸皮多糖中的蒸馏水中含有2-5%的乙醇,在乙醇中预先溶解有5-8%的正丁醇、0.045-0.05%的4-苄基-2-噁唑酮,4-苄基-2-噁唑酮中含有4.8-5.0%的(r)-4-苄基-2-噁唑酮;氯仿、正丁醇的混合溶液可以将游离蛋白转变为不溶性物质,经离心去除,可以达到去除蛋白质的目的,然而在蛋白质被离心去除的过程中,会有部分活性多糖被包裹在蛋白质变性胶状物中随之分离,乙醇溶液中的正丁醇和适当比例的(r)-4-苄基-2-噁唑酮与(s)-4-苄基-2-噁唑酮可以作用于蛋白质变性胶状物,降低蛋白质变性胶状物包裹的活性多糖的量,从而可以大大降低麸皮活性多糖被分离出去的几率,提高小麦麸皮活性多糖的得率与含量,降低产物中蛋白质的含量,提高产物纯度。与现有技术相比,本发明的优点在于:1)特殊配比的α-萘乙酸钠与磷酸二甲酯的协同作用可以促使枯草芽孢杆菌增强对乙酰辅酶a的分泌,进而增进其与草酰乙酸的缩合反应,加快柠檬酸的合成,可以大幅度提高枯草芽孢杆菌三羧酸循环的速度,加快枯草芽孢杆菌的生长繁殖与发酵代谢,使得更多的酶与发酵底物作用,进而提高多糖的产量;2)适当比例的(r)-4-苄基-2-噁唑酮与(s)-4-苄基-2-噁唑酮可以作用于蛋白质变性胶状物,降低蛋白质变性胶状物包裹的活性多糖的量,从而可以大大降低麸皮活性多糖被分离出去的几率,提高小麦麸皮活性多糖的得率与含量,降低产物中蛋白质的含量,提高产物纯度;3)小麦麸皮活性多糖可以有效提高大鼠总抗氧能力、抗氧化酶活性和gsh含量,从而减少氧自由基对细胞膜脂质的过氧化作用,降低机体mda含量,对肝脏自发性脂质过氧化表现出抑制作用,因而小麦麸皮活性多糖可以作为一种抗氧化活性成分应用于清除体内多余自由基。具体实施方式下面通过实施例对本发明方案作进一步说明:实施例1:小麦麸皮活性多糖的提取方法,具体包括以下步骤:1)将经复活的裂褶菌、枯草芽孢杆菌、乳酸菌与酿酒酵母按照重量比1:5:1:2的比例接种于经121℃、0.1mpa灭菌的营养肉汤培养基中,在36℃、120r/min条件下培养24h,此时菌体浓度达到1.1×108cfu/ml;2)以150份麸皮为主料,以30份豆粕粉、15份玉米芯粉为辅料,另添加1.5份蜂蜜、3份蔗糖,添加蒸馏水至含水量为45%,并灭菌后即得发酵培养基;3)将混合种子液按照发酵培养基干重9.8%的比例接种入发酵培养基中,搅拌均匀,置于35℃恒温培养箱中静置发酵60h;取发酵麸皮湿样于50℃烘箱中烘至恒重后粉碎,过120目筛,按照料液比1:8加入蒸馏水,在78℃水浴中浸提45-60min,离心取上清,上清液加入5倍体积的92%乙醇溶液,静置过夜,离心收集沉淀,沉淀用蒸馏水复溶后即得麸皮多糖溶液。实施例2:小麦麸皮活性多糖的提取方法,具体包括以下步骤:1)制备种子液:将经复活的裂褶菌、枯草芽孢杆菌、乳酸菌与酿酒酵母按照重量比1:6:2:3的比例接种于经121℃、0.1mpa灭菌的营养肉汤培养基中,在38℃、150r/min条件下培养26h,此时菌体浓度达到1.5×108cfu/ml;混菌发酵可以发挥多种菌种间的协同作用,可以降低单菌发酵的劣势,四种菌种间可能产生共生作用,代谢产物发生互补效应,能够克服中间产物过多对麸皮多糖生成的不利因素,因此有利于麸皮多糖的发酵;2)配制发酵培养基:以180份麸皮为主料,以35份豆粕粉、25份玉米芯粉为辅料,另添加2.5份蜂蜜、4份蔗糖,添加蒸馏水至含水量为48%,并灭菌后加入0.8份发酵增效剂即得发酵培养基,其中发酵增效剂包含下列含量的物质:75%尿素、4.5%α-萘乙酸钠、16%氧化钙、3.7%硫酸镁、0.8%磷酸二甲酯;较高的水份有利于营养物质为微生物所摄取,可以促进微生物生长、酶促反应的进行与发酵产热的散发,从而提高了麸皮活性多糖的产量;尿素会发生氨化作用,麸皮经氨化处理后孔隙率增多,其与酶的接触面积增大,有利于多糖的产生;3)发酵:将混合种子液按照发酵培养基干重12.5%的比例接种入发酵培养基中,搅拌均匀,置于37℃恒温培养箱中静置发酵72h;通过微生物所产生的酶作用麸皮底物,有助于麸皮多糖的释放,使更多的麸皮多糖不再被各种牢固的化学键所束缚,从而使其直接游离出来,而不需要过高的温度破坏化学键以使其脱离;4)提取活性多糖:取发酵麸皮湿样于55℃烘箱中烘至恒重后粉碎,过160目筛,按照料液比1:12加入蒸馏水,蒸馏水中含有5%的乙醇,在乙醇中预先溶解有8%的正丁醇、0.05%的4-苄基-2-噁唑酮,4-苄基-2-噁唑酮中含有5%的(r)-4-苄基-2-噁唑酮;在80℃水浴中浸提60min,离心取上清,上清液加入8倍体积的95%乙醇溶液,静置过夜,离心收集沉淀,沉淀用蒸馏水复溶后即得麸皮多糖溶液;以蒸馏水作为浸提液,不仅节约了能源、降低了成本、保护了环境,而且蒸馏水有利于麸皮多糖的溶出,对麸皮多糖的提取效果较好,降低了麸皮多糖的提取时间,同时也不会破坏麸皮多糖的活性;机体处于氧化应激状态时,会产生大量的氧自由基,氧自由基会直接导致生物膜多不饱和脂肪酸的过氧化,进而破坏细胞结构,同时脂质过氧化的分解产物也会引起细胞损伤,导致细胞代谢及功能障碍,而小麦麸皮活性多糖可以有效提高大鼠总抗氧能力、抗氧化酶活性和gsh含量,从而减少氧自由基对细胞膜脂质的过氧化作用,降低机体mda含量,对肝脏自发性脂质过氧化表现出抑制作用。实施例3:小麦麸皮活性多糖的提取方法,包括:制备种子液、配制发酵培养基、发酵、提取活性多糖,具体包括以下步骤:制备种子液:将经复活的裂褶菌、枯草芽孢杆菌、乳酸菌与酿酒酵母按照重量比1:5:1:3的比例接种于经121℃、0.1mpa灭菌的营养肉汤培养基中,在37℃、140r/min条件下培养24h,此时菌体浓度达到1.2×108cfu/ml;混菌发酵可以发挥多种菌种间的协同作用,可以降低单菌发酵的劣势,四种菌种间可能产生共生作用,代谢产物发生互补效应,能够克服中间产物过多对麸皮多糖生成的不利因素,因此有利于麸皮多糖的发酵;配制发酵培养基:以160份麸皮为主料,以30份豆粕粉、20份玉米芯粉为辅料,另添加2份蜂蜜、3份蔗糖,添加蒸馏水至含水量为45%,并灭菌后加入0.6份发酵增效剂即得发酵培养基;较高的水份有利于营养物质为微生物所摄取,可以促进微生物生长、酶促反应的进行与发酵产热的散发,从而提高了麸皮活性多糖的产量;发酵:将混合种子液按照发酵培养基干重10%的比例接种入发酵培养基中,搅拌均匀,置于36℃恒温培养箱中静置发酵72h;通过微生物所产生的酶作用麸皮底物,有助于麸皮多糖的释放,使更多的麸皮多糖不再被各种牢固的化学键所束缚,从而使其直接游离出来,而不需要过高的温度破坏化学键以使其脱离;提取活性多糖:取发酵麸皮湿样于52℃烘箱中烘至恒重后粉碎,过140目筛,按照料液比1:10加入蒸馏水,在78℃水浴中浸提45min,离心取上清,上清液加入6倍体积的95%乙醇溶液,静置过夜,离心收集沉淀,沉淀用蒸馏水复溶后即得麸皮多糖溶液;以蒸馏水作为浸提液,不仅节约了能源、降低了成本、保护了环境,而且蒸馏水有利于麸皮多糖的溶出,对麸皮多糖的提取效果较好,降低了麸皮多糖的提取时间,同时也不会破坏麸皮多糖的活性;机体处于氧化应激状态时,会产生大量的氧自由基,氧自由基会直接导致生物膜多不饱和脂肪酸的过氧化,进而破坏细胞结构,同时脂质过氧化的分解产物也会引起细胞损伤,导致细胞代谢及功能障碍,而小麦麸皮活性多糖可以有效提高大鼠总抗氧能力、抗氧化酶活性和gsh含量,从而减少氧自由基对细胞膜脂质的过氧化作用,降低机体mda含量,对肝脏自发性脂质过氧化表现出抑制作用。配制发酵培养基步骤中的发酵增效剂包含下列含量的物质:72%尿素、4.2%α-萘乙酸钠、18%氧化钙、5%硫酸镁、0.8%磷酸二甲酯;尿素会发生氨化作用,麸皮经氨化处理后孔隙率增多,其与酶的接触面积增大,有利于多糖的产生;发酵增效剂中特殊配比的α-萘乙酸钠与磷酸二甲酯具有协同作用,该协同作用可以促使枯草芽孢杆菌增强对乙酰辅酶a的分泌,进而增进其与草酰乙酸的缩合反应,加快柠檬酸的合成,可以大幅度提高枯草芽孢杆菌三羧酸循环的速度,加快枯草芽孢杆菌的生长繁殖与发酵代谢,使得更多的酶与发酵底物作用,进而提高多糖的产率,因而小麦麸皮活性多糖可以作为一种抗氧化活性成分应用于清除体内多余自由基。提取麸皮多糖中的蒸馏水中含有4%的乙醇,在乙醇中预先溶解有5%的正丁醇、0.045%的4-苄基-2-噁唑酮,4-苄基-2-噁唑酮中含有5%的(r)-4-苄基-2-噁唑酮;氯仿、正丁醇的混合溶液可以将游离蛋白转变为不溶性物质,经离心去除,可以达到去除蛋白质的目的,然而在蛋白质被离心去除的过程中,会有部分活性多糖被包裹在蛋白质变性胶状物中随之分离,乙醇溶液中的正丁醇和适当比例的(r)-4-苄基-2-噁唑酮与(s)-4-苄基-2-噁唑酮可以作用于蛋白质变性胶状物,降低蛋白质变性胶状物包裹的活性多糖的量,从而可以大大降低麸皮活性多糖被分离出去的几率,提高小麦麸皮活性多糖的得率与含量,降低产物中蛋白质的含量,提高产物纯度。采用苯酚-硫酸法测定多糖产量(马亚团,周文明,田鹏,等.小麦麸皮多糖提取工艺研究[j].),多糖产量由下式得出:经测定,实施例1-3中的多糖产量如表1所示。由表1可知,本发明方法的实施例1-3中的小麦麸皮活性多糖的产量均超过了120mg/g,属于高产行列,特别是实施例3中的活性多糖的产量接近于140mg/g,因此本发明方法是一种高产、高效的小麦麸皮活性多糖的提取方法。表1.实施例1-3中的活性多糖产量项目实施例1实施例2实施例3活性多糖产量(mg/g)120.6132.5138.1实施例4:选用雄性大鼠36只,暂养后按将大鼠随机分为6组:低剂量组:每天灌服100mg/kg体重麸皮多糖溶液(实施例3);中剂量组:每天灌服200mg/kg体重麸皮多糖溶液(实施例3);高剂量组:每天灌服400mg/kg体重麸皮多糖溶液(实施例3);正对照组:每天灌服100mg/kg体重维生素c;负对照组:空白攻毒;正常对照组:空白不攻毒。饲养21天后,饲养结束当天,正常对照组注射等量生理盐水,其它五组大鼠腹腔注射0.1mmol/kg体重敌草快攻毒,攻毒24h后屠宰,选取血浆、肝脏、肾脏、回肠和脾脏样品,测定抗氧化指标和炎性因子指标。测定结果表明:与负对照组相比,麸皮多糖粗制品处理组的大鼠血浆和组织的过氧化氢酶、超氧化物歧化酶、谷胱甘肽过氧化物酶活性和谷胱甘肽含量显著上升,脂质过氧化产物丙二醛水平显著降低,其中高剂量组大鼠的部分抗氧化指标恢复到正常对照组组的水平;同时,麸皮多糖处理组的大鼠,血浆和肝脏、肾脏、回肠和脾脏的炎性因子显著低于负对照组组。因此,麸皮多糖可以有效缓解敌草快诱导的大鼠机体的氧化应激,就整体效果而言,鼓皮多糖的保护作用具有剂量依赖性。本发明操作步骤中的常规操作为本领域技术人员所熟知,在此不进行赘述。以上所述的实施例对本发明的技术方案进行了详细说明,应理解的是以上所述仅为本发明的具体实施例,并不用于限制本发明,凡在本发明的原则范围内所做的任何修改、补充或类似方式替代等,均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页12
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