CN101560269B - 一种酵母β-1,3-葡聚糖的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种酵母β-1，3-葡聚糖的制备方法。本发明采用生产啤酒过程中的副产物啤酒酵母渣液或经烘干后的啤酒酵母渣粉为原料，制备高纯度的酵母β-1，3-葡聚糖。本发明制备方法通过如下步骤实现：(1)将啤酒酵母渣分散于水中，使固形物∶水的质量比为1∶5～1∶20，搅拌充分混合；(2)在啤酒酵母渣悬液中于90～105℃条件下加入α-淀粉酶，搅拌，充分反应；(3)在悬液中加入碱，温度90～105℃，搅拌，反应充分后，离心收集沉淀物；(4)将沉淀物加水，水洗脱盐，离心干燥，即得。本发明制备的酵母β-1，3-葡聚糖纯度高，制备工艺简单，成本低廉，有利于工业化生产。

Description

一种酵母β-1,3-葡聚糖的制备方法

技术领域

本发明涉及一种酵母β-1，3-葡聚糖的制备方法。

背景技术

酵母β-1，3-葡聚糖是酵母细胞壁的主要构成物质之一，广泛存在于面包酵母、啤酒酵母中。除了增强酵母β-1，3-葡聚糖是一种微生物天然活性多糖，作为一种功能因子，主要是用于增强人体免疫力，通过诱导机体产生免疫反应防御细菌、真菌、病毒等以及外源致病因子的侵害；有研究显示酵母葡聚糖也能有效抑制SARS、炭疽等病毒，是人体良好的免疫机能活化因子。人体免疫力之外，也可以用于抑制肿瘤的生长、降低胆固醇。啤酒废弃酵母是啤酒酿造工业主要的副产物，是一种天然的食品资源，而且价格低廉，适合用作提取酵母β-1，3-葡聚糖的原料。啤酒酵母渣中所含有的大量的以α-1，4糖苷键连接的淀粉类α-葡聚糖。啤酒酵母渣是啤酒酿造过程中的废弃物，啤酒生产企业只是对废弃物进行干燥后作为动物饲料处理。酵母菌本身的α-葡聚糖含量很低，啤酒酵母渣所含淀粉类α-葡聚糖源于酵母发酵营养基。据测定国内某大型啤酒生产企业干燥的啤酒酵母渣原料中酵母葡聚糖约20％、甘露聚糖约8％、α-葡聚糖多糖约6-8％、蛋白质约40-50％及脂质和灰分。不同企业的酵母渣各成分比例有所不同，但淀粉类α-葡聚糖必定存在。国内外有以酸碱法或碱酶法从啤酒酵母渣分离纯化酵母葡聚糖(中国专利CN101012468，CN101205552)，虽然可以得到酵母β-1，3-葡聚糖，但产品中酵母β-1，3-葡聚糖含量实际并不高，主要原因有二：

其一，已有的酸碱法或碱酶法，能较好地除去蛋白质、甘露聚糖、脂质，这些方法中，碱处理并不能水解α-葡聚糖；虽然酸可以水解α-葡聚糖，但已有方法所用的酸浓度不高，作用时间不长，作用温度一般较低，其目的只是为了除去甘露聚糖，也不能有效除去淀粉类α-葡聚糖，且易将葡聚糖水解，降低得率；酶法是用蛋白酶水解除去蛋白质。若以实验室培养的酵母菌过滤后为原料，用已有方法提取葡聚糖，α-葡聚糖杂质残留很少，但以啤酒酵母渣为原料，α-葡聚糖则必须采取相应的工艺除去。另有文献报道的酵母自溶法，也并未考虑除去α-葡聚糖，且该法不适用以干燥啤酒渣为原料的生产。

其二，测定β-1，3-葡聚糖含量至今尚无直接、实用的方法。酵母葡聚糖是以β-1，3糖苷键连接为主，带有少量β-1，6糖苷键分枝的葡萄糖高聚物，平均分子量在20万以上，化学结构是以分子间和分子内氢键构成的三股螺旋形式存在，三股多糖链平行排列并缠绕在一起形成紧密的三链螺旋结构，不溶于水，也不易溶于其它强极性溶剂。虽然目前有方法可以准确测定含量，如核磁共振法，化学衍生结合气质色谱联用法，但需要非常昂贵的仪器和专业人员操作，非一般的实验室和企业所能实现。目前常用的纯度鉴定方法有红外光谱方法，但只是定性确定β-1，3糖苷键的存在；薄层层析法只是分析水解终产物有无甘露糖，没有分析α-葡聚糖。常用定量检测方法原理是用酶或高温强酸水解样品，用液相色谱或葡萄糖氧化酶法测定水解得到的游离葡萄糖作为葡聚糖含量，没有减去α-葡聚糖含量，造成产品含量偏高。这也是造成已有制备β-1，3-葡聚糖方法并不能得到高纯度产品的原因之一。

发明内容

本发明的目的是为了解决目前制备酵母β-1，3-葡聚糖纯度不高的问题，提供了一种能得到高纯度酵母β-1，3-葡聚糖的制备方法。

为了实现上述目的，本发明制备方法步骤如下：

(1)将啤酒酵母渣分散于水中，使固形物∶水质量比为1∶5～1∶20，搅拌充分混合；

(2)在酵母渣悬液中于90～105℃条件下加入α-淀粉酶，搅拌，充分反应；

(3)在悬液中加入碱，温度90～105℃，搅拌，充分反应后，离心收集沉淀物；

(4)将沉淀物加水，水洗脱盐，离心干燥，即得。

上述步骤(3)中，所用的碱优选为氢氧化钠或氢氧化钾，碱在悬液中的浓度为2～6％。

上述步骤(4)中，干燥沉淀物的方法优选为有机溶剂脱水、脱脂烘干或喷雾干燥；有机溶剂优选为乙醇、甲醇、乙醚或丙酮，沉淀物与有机溶剂的质量比为1∶1.5～1∶20。

上述步骤(2)和(3)之间可添加如下处理步骤：降低温度至50～70℃，调节pH至4～6，加入β-糖化酶，搅拌，充分反应。

上述步骤(3)和(4)之间可添加如下处理步骤：将沉淀物进行第二次碱处理，碱在悬液中的浓度为2～6％，温度90～105℃，搅拌，反应充分后，离心收集沉淀物。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明利用啤酒酿造工业的主要副产物啤酒渣作为原料制备酵母β-1，3-葡聚糖，通过α-淀粉酶处理，将α-葡聚糖水解，从而得到纯度高达80％的酵母β-1，3-葡聚糖；通过碱处理法解决了用常规检测葡聚糖含量造成α-葡聚糖含量偏高的问题，且用啤酒酵母渣制备酵母β-1，3-葡聚糖可以节约资源，降低生产成本，方法简单易行，便于工业化生产。

具体实施方式

实施例1

取100克干燥啤酒酵母渣，加1000毫升水，搅拌均匀，加热到95℃，加入5万单位α-淀粉酶，保温0.5小时；降温至45℃，加入1万单位β-糖化酶，保温1.5小时；再加热至95℃，加入氢氧化钠40克，搅拌反应1.5小时，离心收集沉淀物；沉淀物加水1000毫升，加热至95℃，加入氢氧化钠30克，反应1小时，离心收集沉淀物；沉淀物加水1000毫升，搅拌水洗脱盐，再重复两次水洗步骤，离心收集沉淀物；将沉淀物用乙醇搅拌浸提脱脂、脱水三次，最后用烘箱烘干，得到酵母β-1，3-葡聚糖8.5克，酵母β-1，3-葡聚糖纯度为95.4％。

实施例2

啤酒酵母废弃液500毫升，固形物约40克，加热升温至95℃，加入α-淀粉酶，保温0.5小时；加入20克氢氧化钠，95℃反应2小时，离心收集沉淀物；沉淀物加水500毫升，加氢氧化钠15克，95℃反应1小时，离心收集沉淀物；沉淀物水洗三次，乙醇脱脂、脱水三次，烘箱烘干，得到酵母β-1，3-葡聚糖4.3克，酵母β-1，3-葡聚糖纯度为87.6％。

实施例3

500升反应罐中加入400升水和50公斤啤酒酵母渣，搅拌均匀，升温至100℃，加入α-淀粉酶，保温1小时；降温至45℃，加入β-糖化酶，保温2小时；再加热至95℃，加入氢氧化钠16公斤，搅拌反应1.5小时，离心收集沉淀物；沉淀物加水500升，加热至95℃，加入氢氧化钠12公斤，反应1小时，离心收集沉淀物；沉淀物水洗脱盐，再重复两次水洗步骤，离心收集沉淀物；沉淀物呈膏状，加水悬浮，用离心喷雾干燥机喷雾干燥，进风口温度180℃，出风口温度85-90℃，得到粒度大于300目的浅白色酵母β-1，3-葡聚糖粉末4.2公斤。酵母β-1，3-葡聚糖纯度为91.2％。

Claims (5)

1.一种酵母β-1，3-葡聚糖的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)将啤酒酵母渣分散于水中，使固形物∶水质量比为1∶5～1∶20，搅拌充分混合；

(2)在啤酒酵母渣悬液中于90～105℃条件下加入α-淀粉酶，搅拌，充分反应；

(3)在悬液中加入碱，温度90～105℃，搅拌，反应充分后，离心收集沉淀物；

(4)将沉淀物加水，水洗脱盐，离心干燥，即得；

步骤(3)中所用的碱为氢氧化钠或氢氧化钾，碱在悬液中的质量浓度为2～6％。

2.根据权利要求1所述的酵母β-1，3-葡聚糖的制备方法，其特征在于步骤(2)和(3)之间添加如下处理步骤：降低温度至50～70℃，调节pH至4～6，加入β-糖化酶，搅拌，充分反应。

3.根据权利要求1或2所述的酵母β-1，3-葡聚糖的制备方法，其特征在于步骤(3)和(4)之间添加如下处理步骤：将沉淀物进行第二次碱处理，碱在悬液中的质量浓度为2～6％，温度90～105℃，搅拌，反应充分后，离心收集沉淀物。

4.根据权利要求1所述的酵母β-1，3-葡聚糖的制备方法，其特征在于步骤(4)中干燥沉淀物的方法为有机溶剂脱水、脱脂烘干或喷雾干燥。

5.根据权利要求4述的酵母β-1，3-葡聚糖的制备方法，其特征在于所述有机溶剂为乙醇、甲醇、乙醚或丙酮，沉淀物与有机溶剂的质量比为1∶1.5～1∶20。