[發(fā)明專利]一種魔芋低聚糖的制備方法

無效

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• 申請日: 2009-08-04
• 公開（公告）號: CN101638678A
• 公開（公告）日: 2010-02-03
• 發(fā)明（設計）人: 張曉昱;鄔建國;王宏勛
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: C12P19/00
• 分類號: C12P19/00;C12P19/14;C12R1/645
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司
• 代理人: 王朋飛

技術領域

本發(fā)明涉及微生物工程和酶工程領域，具體地說，涉及一種由魔芋原料獲取魔芋低聚糖的生物制備方法。

背景技術

隨著國民經濟的發(fā)展，天然健康的食品的研制成為研究熱點，魔芋低聚糖以補鈣、減肥、降壓、抗癌、潔胃、排毒通便等功效倍受重視，魔芋低聚糖已經成為中國食品新戰(zhàn)略的著力點。目前，以魔芋粉或魔芋精粉作底物生產低聚糖的工藝很多，將酶法與發(fā)酵法結合的工藝也有很多，但均必須對獲得的酶液進行了分離純化才能達到顯著的效果，增加了工藝的復雜性及成本。目前魔芋低聚糖生產工藝主要包括兩個步驟：純酶液的生產和酶水解。其中純酶的生產主要集中在生產菌種單酶基因工程的改造，目的是獲得單位體積的更高酶活。用該工藝由一個最大的優(yōu)點在于底物比較集中，得率高，但也存問題，就是必須使用KGM比較純的原料，這樣就增加了成本，同時在水解過程中也使得原料中非KGM底物部分流失，并產生一定的環(huán)境污染。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于針對上述不足提供一種降解魔芋原料獲取魔芋低聚糖的方法。

本發(fā)明利用產β-葡甘露聚糖酶的擔子菌來制備魔芋低聚糖。優(yōu)選所述擔子菌還產淀粉酶和纖維素酶。

本發(fā)明可以通過如下方法實現：

1)直接發(fā)酵法獲取魔芋低聚糖：以魔芋原料為發(fā)酵培養(yǎng)基，直接利用產β-葡甘露聚糖酶的擔子菌發(fā)酵魔芋原料獲取魔芋低聚糖；或

2)間接酶解法獲取魔芋低聚糖：培養(yǎng)能夠產生β-葡甘露聚糖酶的擔子菌制備粗酶液；直接采用粗酶液對高濃度魔芋原料進行水解，獲取魔芋低聚糖。

其中擔子菌產生的粗酶液包括β-葡甘露聚糖酶、淀粉酶、纖維素酶，該粗酶液可實現魔芋原料中多種成分得以水解。

其使用的魔芋原料對其中魔芋葡甘露聚糖(KGM)的含量沒有要求，可以是芋角粉、魔芋粗粉、魔芋精粉和純KGM中的任何一種或搭配使用。

在制備粗酶液時，宜使用低濃度的魔芋粉作為培養(yǎng)基，在酶解時可使用粗酶液對高濃度魔芋粉進行水解。這里的低濃度和高濃度是相對的，培養(yǎng)時采用低濃度魔芋粉利于發(fā)酵，水解時采用高濃度魔芋粉可以提高水解效率。采用低濃度魔芋粉作為培養(yǎng)基的另一個好處是不會引入魔芋粉以外的雜質，從而使產物純凈。此外，在制備粗酶液時，宜在在β-葡甘露聚糖酶分泌高峰時獲取發(fā)酵液，這樣酶活較高。

直接發(fā)酵獲取魔芋低聚糖方法為：魔芋原料濃度為3～6％(質量體積百分比)，2～20％(體積百分比)的接種量，轉速為100～250r/min，24～32℃溫度下發(fā)酵72～144h；優(yōu)化的發(fā)酵方法為魔芋原料濃度為3～5％(質量體積百分比)，5～15％(體積百分比)的接種量，轉速為120～200r/min，27～30℃溫度下發(fā)酵72～120h；更優(yōu)的發(fā)酵方法為魔芋原料濃度為4％(質量體積百分比)，10％(體積百分比)的接種量，轉速為150r/min，28℃溫度下發(fā)酵96h。

間接酶解獲取魔芋低聚糖方法包括兩段工藝，第一段為粗酶液制備方法：魔芋原料濃度為0.5～3.0％(質量體積百分比)，轉速為100～250r/min，24～32℃溫度下培養(yǎng)24～96h；優(yōu)化的粗酶液制備方法為：魔芋原料濃度為0.5～2.0％(質量體積百分比)，轉速為120～180r/min，26～30℃溫度下培養(yǎng)36～72h。更優(yōu)的粗酶液制備方法為：魔芋原料濃度為1.0％(質量體積百分比)，轉速為150r/min，28℃溫度下培養(yǎng)48h。粗酶液以β-葡甘露聚糖酶酶活不低于(30IU/mL)為宜。第二段為粗酶液酶解方法：魔芋原料濃度為1.0～10％(質量體積百分比)，粗酶液添加量為2～20％(體積百分比)，酶解過程需要攪拌，轉速為30～300r/min，30～70℃溫度下酶解0.5～6h。優(yōu)化的粗酶液酶解方法為：魔芋原料濃度為2.0～5.0％(質量體積百分比)，粗酶液添加量為5～15％(體積百分比)，酶解過程需要攪拌，轉速為50～200r/min，45～65℃溫度下酶解2.0～4.0h。更優(yōu)的粗酶液酶解方法為：魔芋原料濃度為3.0％(質量體積百分比)，粗酶液添加量為10％(體積百分比)，酶解過程需要攪拌，轉速為100r/min，60℃溫度下酶解3.0h。

通過上述方法，最終魔芋原料水解率達70％以上。

本發(fā)明的優(yōu)點在于：

1)采用可藥膳兩用的擔子菌株直接直接發(fā)酵魔芋原料獲取低聚糖；

2)利用藥膳兩用的擔子菌株分泌多種水解酶的特性，發(fā)酵法制備可充分水解魔芋原料的粗酶液，增強原料利用率。

具體實施方式