[發明專利]一種微波聯合酶法制備及精制半乳甘露寡糖工藝

無效

• 申請號: 200910032693.1
• 申請日: 2009-06-30
• 公開（公告）號: CN101591687A
• 公開（公告）日: 2009-12-02
• 發明（設計）人: 郭鴻飛;許正宏;史勁松;孫達峰;肖光焰;黃榮強
• 申請（專利權）人: 姜堰市博立生物制品有限公司
• 主分類號: C12P19/14
• 分類號: C12P19/14;C12P19/12;C12P19/04;C12P19/00;C07H3/04;C07H3/06;C07H1/06;C08B37/00
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司
• 代理人: 徐冬濤;劉成群

技術領域

本發明涉及一種微波聯合酶法制備及精制半乳甘露寡糖工藝。

背景技術

寡糖亦稱低聚糖，是指2～10個單糖通過非α-1，4-糖苷鍵連接形成的直鏈或支鏈的糖。具有低熱、穩定、安全無毒、無殘留等良好的理化性質。它是公認的保健食品功能因子，能顯著增殖雙歧桿菌等有益菌，調節腸道菌群平衡；有效抑制有害菌，減少毒素生成；增強免疫力，抑制、預防腫瘤；促進消化、吸收；潤腸通便，防止便秘；促進鈣、鎂、鐵、鋅等礦物質的吸收等廣泛用于乳制品、嬰兒食品、保健品、藥品等。半乳甘露寡糖(galactomannan-oligosaccharides，GMOS)是寡糖家族的新品種，是由二至十個甘露糖或甘露糖和半乳糖通過糖苷鍵連接起來，形成直鏈或分枝鏈的一類糖。

GMOS是寡糖家族的新成員，能顯著增進人體腸道內以雙歧桿菌(Bifidobacterrium)為代表的有益菌的增殖，減少腸道病原菌、改善腸黏膜功能，作為飼料添加劑使用，具有調節動物非特異免疫、調節腸道功能的雙重功效。研究表明，甘露寡糖是已知的對人體腸道內的有益菌群增殖效果最為顯著的寡糖品種之一，對雙歧桿菌增殖效果達50-100倍，明顯優于大豆低聚糖(10-16倍)、異麥芽低聚糖(3-10倍)、低聚果糖(10倍)。GMOS在臨床上還有調節血糖的作用，可作為調節腸道功能的食品保健原料，日本、美國、德國等國家已開發出相應的功能性產品，我國對GMOS的研究和產品開發還停留在對飼料添加劑層面上。

GMOS主要采用酶法降解半乳甘露聚糖進行制備，其原料來源于一些豆科植物種子胚乳膠片，如田菁(Sesbania?cannabina)、胡蘆巴(Trigonella?foenum?greacum)、瓜兒豆(Cyamopsis?tetragonoloba)、皂莢(Gleditsia?sinensis)、野皂莢(Gleditsia?heterophylla)、槐(Sophora?japonica)、塔拉(Caesalpinia?spinosa)等。

由于半乳甘露聚糖膠具有極高的黏度，尤其是隨著濃度增加，溶液的假塑性增強。在進行酶法水解時，一次性很難配置出3％以上的底物溶液，一般的酶解工藝中都采取1％～2％的底物濃度。從產業化角要進一步提高底物濃度，必須進行預降解，使動物膠液黏度降低。預降解降黏工藝作為酶解的預處理在工業生產中尤為關鍵，目前，降黏方法研究還很少，主要有物理、化學、生物酶方法，但存在生產效率低，污染物多，能耗較高的局限。

用于降解半乳甘露聚糖的酶主要是β-甘露聚糖酶，目前我國已能夠進行商品化生產。該酶以內切酶為主，但酶中含有少量的外切酶，因而在酶解液中存在少量單糖組分。由于β-半乳甘露聚糖酶具有底物特異性，當聚糖側鏈上存在較多半乳糖基修飾時，因空間位阻作用，導致主鏈無法被切割，因此在酶解液中存在部分大分子。酶的來源、原料品種以及酶解工藝的差別，將導致水解產物中單糖、寡糖、聚糖的比例不同。GMOS如果作為功能食品原料，就要求盡量去除大分子的聚糖和小分子的單糖成分，并使產品中的寡糖組分在批次之間保持穩定。此外，采用豆科植物胚乳膠片中，除了含量在60％～75％的半乳甘露聚糖成分外，還存在蛋白、淀粉、半纖維素雜質，在酶解的時候，部分進入到溶液體系，如果不予以去除，也會降低產品GMOS的純度。

GMOS產品是鏈長、分子量、結構上都不全相同的寡糖混合物，目前檢測手段還很難做到精確檢測出每一個寡糖的分子量，而且不同的檢測方式，如凝膠色譜發、光散射法，超離心法等檢測出的結果不盡相同，系統誤差較大。一般采用平均分子量(MW)、分子量分布(MWD)范圍來描述產品的組成特性。GMOS產品的許多物理、化學特性都受其分子量及分子量分布的影響，因此在制備半乳甘露低聚糖的過程中控制分子量的分布范圍是相當重要的。

化學和化工技術發展為分離組成不同的寡糖創造了多種手段，如溶劑沉淀、膜法分離、柱層析、樹脂吸附、電泳等。溶劑沉淀法是根據相對分子質量不同的寡糖溶解性上的差異進行分離的，主要用于快速除去高分子聚糖；柱層析法及樹脂吸附法，能夠對寡糖進行較為精細的分離，但分離效果受分離介質影響較大，但存在分離成本高、分離效率低等缺點，因而一般用于實驗分析。