[發(fā)明專利]魔芋葡甘低聚糖生產(chǎn)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310000738.3
• 申請(qǐng)日: 2013-01-04
• 公開（公告）號(hào): CN103060399A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鐘耕
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西南大學(xué)
• 主分類號(hào): C12P19/14
• 分類號(hào): C12P19/14
• 代理公司: 重慶弘旭專利代理有限責(zé)任公司 50209
• 代理人: 周韶紅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及農(nóng)副產(chǎn)品加工技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種魔芋葡甘低聚糖生產(chǎn)方法。

背景技術(shù)

功能性低聚糖（functional?oligosaccharide）是由2-10個(gè)相同或不同的單糖以糖苷鍵聚合而成、不被人體胃酸、胃酶降解、不在小腸吸收、可到達(dá)大腸的具有促進(jìn)雙歧桿菌增殖的糖類。從20世紀(jì)80年代后期開始，功能性低聚糖以其優(yōu)良的性能在世界保健食品中獨(dú)樹一幟，國(guó)際上已有十多種功能性低聚糖實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)，日本在低聚糖研發(fā)領(lǐng)域走在世界前列，目前積極尋找低聚糖新原料、研究低聚糖的新功能、擴(kuò)大其應(yīng)用范圍。我國(guó)在該領(lǐng)域的研究始于20世紀(jì)90年代，起步較晚，但發(fā)展迅速，需求量逐年增加，目前國(guó)內(nèi)投放市場(chǎng)的絕大多數(shù)功能性低聚糖產(chǎn)品均屬于普通級(jí)低聚糖，較常見的低聚糖有低聚異麥芽糖、低聚果糖、低聚半乳糖、低聚木糖、大豆低聚糖等，總的來說應(yīng)用的品種較少。我國(guó)正處于膳食營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)迅速變化的關(guān)鍵時(shí)期，約7.6億人處于亞健康狀態(tài)，據(jù)2010年底統(tǒng)計(jì)，2007年中國(guó)有4000萬人患糖尿病，至2010年總?cè)藬?shù)已發(fā)展到9200萬，三年間發(fā)病率猛增1.3倍。由此國(guó)家公眾營(yíng)養(yǎng)中心推動(dòng)“低聚糖項(xiàng)目”，該項(xiàng)目自2007年1月16日實(shí)施。因此亟待利用科技手段開發(fā)出新型、優(yōu)質(zhì)的功能性糖類，為廣大消費(fèi)者的健康造福。

葡甘低聚糖是由葡萄糖和甘露糖以β-1,4糖苷鍵連接組成的雜聚寡糖，最初從酵母的細(xì)胞壁中提取獲得，后來在魔芋（Amorphophallus?Konjac?K.Koch）植物中發(fā)現(xiàn)了高含量的魔芋葡甘聚糖（Konjac?Glucomannan），球莖中葡甘聚糖含量可達(dá)干重的60%，研究者通過控制魔芋葡甘聚糖非徹底降解獲得不同聚合度的魔芋葡甘低聚糖（Konjac?oligosaccharide,KOS），此種低聚糖兼具多種特殊生理功能，與其他功能性低聚糖相比，對(duì)雙歧桿菌的增殖效果更優(yōu)，還具有抑制腫瘤轉(zhuǎn)移、抑制血糖升高、降低血脂、抗病毒及免疫調(diào)節(jié)等生理功能，這使得魔芋葡甘低聚糖在消費(fèi)應(yīng)用領(lǐng)域具有廣闊前景；另外，我國(guó)作為魔芋葡甘低聚糖原料—魔芋的主產(chǎn)地，在資源方面具有很大優(yōu)勢(shì)，各地建立的魔芋種植基地或工業(yè)科技園也初成規(guī)模；而且國(guó)內(nèi)多家學(xué)術(shù)研究團(tuán)體正致力于魔芋葡甘低聚糖的基礎(chǔ)及應(yīng)用研究。

近年來國(guó)內(nèi)對(duì)開發(fā)高品質(zhì)魔芋葡甘低聚糖的研究不斷升溫，各大高校、科研單位紛紛與企業(yè)聯(lián)手，研究結(jié)果層出不窮。從目前研究結(jié)果來看，國(guó)內(nèi)對(duì)魔芋葡甘低聚糖的開發(fā)主要還處于試驗(yàn)階段，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上基本無此類商品。從制備方法來看，普遍采用酶解法，以魔芋精粉為原料制備葡甘低聚糖，并對(duì)其水解產(chǎn)物成分進(jìn)行分析測(cè)定，以期得到其最合適的水解條件，應(yīng)用于工業(yè)化生產(chǎn)。

已有的研究報(bào)道包括：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)的張迎慶等利用纖維素酶制備魔芋葡甘低聚糖，其最適條件為：l0?g魔芋精粉、500?U纖維素酶加入到0.2?mol/L醋酸—醋酸鈉的緩沖液（pH值為5.0）100mL中?40℃時(shí)反應(yīng)2?h后，用50%的乙醇溶液去雜，取濾渣真空濃縮制得KGM低聚糖，其分子量主要分布在數(shù)均相對(duì)分子量5100，重均相對(duì)分子量7160。

江南大學(xué)的李劍芳等利用黑曲霉菌株（Aspergillus?niger）LW-1所產(chǎn)生的酸性β-甘露聚糖酶對(duì)魔芋膠進(jìn)行水解制備魔芋葡甘低聚糖。通過試驗(yàn)研究了酶解時(shí)間、酶解溫度、魔芋膠濃度、加酶量、緩沖液pH值對(duì)水解程度的影響，并確定酶解的最佳工藝條件為：魔芋膠濃度150?g/L，加酶量50?IU/g值（魔芋膠），酶解溫度50℃，酶解時(shí)間6?h。

湖北工學(xué)院生物工程系的李慶國(guó)等以魔芋精粉為原料，確定了利用商業(yè)酶制備魔芋低聚糖的最適條件為：將魔芋精粉10?g?投入旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器圓底燒瓶中,?加入0.?2?molPL?醋酸-?醋酸鈉的緩沖液(?pH?值為5.?0)100?mL?和纖維素酶500?U，恒溫40℃?，?間隔15?min?旋轉(zhuǎn)(?500?r/?min)?1?min，酶解2?h，再用75%的工業(yè)酒精漂洗除去雜質(zhì)即得到魔芋低聚糖。

中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院的王紹云首先對(duì)鮮魔芋經(jīng)行預(yù)處理，制得魔芋粗粉，再利用商業(yè)中性β-甘露聚糖酶降解魔芋，討論了反應(yīng)時(shí)間、酶底比、反應(yīng)pH和反應(yīng)溫度對(duì)反應(yīng)的影響，采用響應(yīng)面優(yōu)化確定反應(yīng)時(shí)間3.4?h，反應(yīng)溫度41℃，反應(yīng)pH?7.1，酶底比為0.49時(shí)為最佳反應(yīng)參數(shù)。

湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)周海燕利用篩選出的葡甘聚糖酶的高活性菌株，對(duì)產(chǎn)生酶的性質(zhì)進(jìn)行研究。最后，用該粗酶液降解魔芋精粉制備魔芋葡甘低聚糖，按1:300的質(zhì)量添加魔芋精粉，50℃作用10?h，制成葡甘低聚糖漿，再經(jīng)噴霧干燥制成糖粉。