CN101792785B - 一种全酶法制备磷酸寡糖的方法 - Google Patents
一种全酶法制备磷酸寡糖的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101792785B CN101792785B CN2009101858803A CN200910185880A CN101792785B CN 101792785 B CN101792785 B CN 101792785B CN 2009101858803 A CN2009101858803 A CN 2009101858803A CN 200910185880 A CN200910185880 A CN 200910185880A CN 101792785 B CN101792785 B CN 101792785B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- starch
- oligosaccharide
- exchange resin
- add
- saccharification
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 229920001542 oligosaccharide Polymers 0.000 title claims abstract description 51
- -1 phosphoryl oligosaccharide Chemical class 0.000 title claims abstract description 46
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 108010025076 Holoenzymes Proteins 0.000 title claims abstract description 5
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 claims abstract description 27
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 claims abstract description 27
- 239000008107 starch Substances 0.000 claims abstract description 27
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 16
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 claims abstract description 12
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 claims abstract description 12
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 239000003957 anion exchange resin Substances 0.000 claims abstract description 8
- 108090000637 alpha-Amylases Proteins 0.000 claims abstract description 7
- 230000002538 fungal effect Effects 0.000 claims abstract description 6
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 5
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 5
- NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 1,2-bis(ethenyl)benzene;1-ethenyl-2-ethylbenzene;styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1.CCC1=CC=CC=C1C=C.C=CC1=CC=CC=C1C=C NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 claims abstract description 4
- 239000003729 cation exchange resin Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 4
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Chemical compound OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 claims description 12
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 10
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 10
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 8
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 8
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N phosphoric acid Substances OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 150000003440 styrenes Chemical class 0.000 claims description 7
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 6
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000007853 buffer solution Substances 0.000 claims description 6
- 238000010828 elution Methods 0.000 claims description 6
- BHZOKUMUHVTPBX-UHFFFAOYSA-M sodium acetic acid acetate Chemical compound [Na+].CC(O)=O.CC([O-])=O BHZOKUMUHVTPBX-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 6
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 claims description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 5
- 230000004913 activation Effects 0.000 claims description 4
- 239000003480 eluent Substances 0.000 claims description 3
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 3
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 3
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 claims description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 3
- 238000004148 unit process Methods 0.000 claims description 2
- 235000000346 sugar Nutrition 0.000 abstract description 11
- 150000002482 oligosaccharides Chemical class 0.000 abstract description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 4
- 229920001592 potato starch Polymers 0.000 abstract description 3
- 239000006188 syrup Substances 0.000 abstract description 3
- 235000020357 syrup Nutrition 0.000 abstract description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 2
- 238000010793 Steam injection (oil industry) Methods 0.000 abstract 1
- 102000004139 alpha-Amylases Human genes 0.000 abstract 1
- 229940024171 alpha-amylase Drugs 0.000 abstract 1
- 235000011148 calcium chloride Nutrition 0.000 abstract 1
- 229940088598 enzyme Drugs 0.000 abstract 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract 1
- 238000011085 pressure filtration Methods 0.000 abstract 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 38
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 description 37
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 36
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000000047 product Substances 0.000 description 8
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 7
- FYGDTMLNYKFZSV-DZOUCCHMSA-N alpha-D-Glcp-(1->4)-alpha-D-Glcp-(1->4)-D-Glcp Chemical compound O[C@@H]1[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@H]1O[C@@H]1[C@@H](CO)O[C@H](O[C@@H]2[C@H](OC(O)[C@H](O)[C@H]2O)CO)[C@H](O)[C@H]1O FYGDTMLNYKFZSV-DZOUCCHMSA-N 0.000 description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 5
- 238000004587 chromatography analysis Methods 0.000 description 4
- 235000008504 concentrate Nutrition 0.000 description 4
- 238000011033 desalting Methods 0.000 description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 230000026731 phosphorylation Effects 0.000 description 4
- 238000006366 phosphorylation reaction Methods 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 4
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 238000005227 gel permeation chromatography Methods 0.000 description 3
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 3
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 3
- 238000004809 thin layer chromatography Methods 0.000 description 3
- BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N Calcium cation Chemical compound [Ca+2] BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004566 IR spectroscopy Methods 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 238000005349 anion exchange Methods 0.000 description 2
- 229910001424 calcium ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 2
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 2
- 238000010612 desalination reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 2
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 2
- 230000036541 health Effects 0.000 description 2
- 238000005374 membrane filtration Methods 0.000 description 2
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 2
- 150000003013 phosphoric acid derivatives Chemical class 0.000 description 2
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxy-5-methylphenyl)ethanamine Chemical compound COC1=CC=C(C)C=C1CCN SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 2-Propenoic acid Natural products OC(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 7553-56-2 Chemical compound [I] ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M Acetate Chemical compound CC([O-])=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229920001817 Agar Polymers 0.000 description 1
- 241000193830 Bacillus <bacterium> Species 0.000 description 1
- 241001473647 Elaeocarpus bifidus Species 0.000 description 1
- 206010019133 Hangover Diseases 0.000 description 1
- 241000282412 Homo Species 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N Phenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1 ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VMHLLURERBWHNL-UHFFFAOYSA-M Sodium acetate Chemical compound [Na+].CC([O-])=O VMHLLURERBWHNL-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- LPQOADBMXVRBNX-UHFFFAOYSA-N ac1ldcw0 Chemical compound Cl.C1CN(C)CCN1C1=C(F)C=C2C(=O)C(C(O)=O)=CN3CCSC1=C32 LPQOADBMXVRBNX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000008272 agar Substances 0.000 description 1
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 238000005571 anion exchange chromatography Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N beta-D-glucose Chemical compound OC[C@H]1O[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N 0.000 description 1
- 230000008827 biological function Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000001506 calcium phosphate Substances 0.000 description 1
- 229910000389 calcium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011010 calcium phosphates Nutrition 0.000 description 1
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 description 1
- 235000014633 carbohydrates Nutrition 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000002915 carbonyl group Chemical group [*:2]C([*:1])=O 0.000 description 1
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- 238000010835 comparative analysis Methods 0.000 description 1
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 1
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 1
- 210000003298 dental enamel Anatomy 0.000 description 1
- 210000004268 dentin Anatomy 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 description 1
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 description 1
- 239000012065 filter cake Substances 0.000 description 1
- 230000009970 fire resistant effect Effects 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 210000001035 gastrointestinal tract Anatomy 0.000 description 1
- 125000002791 glucosyl group Chemical group C1([C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O1)CO)* 0.000 description 1
- 150000004676 glycans Chemical class 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 229910017053 inorganic salt Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000031891 intestinal absorption Effects 0.000 description 1
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011630 iodine Substances 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 125000001434 methanylylidene group Chemical group [H]C#[*] 0.000 description 1
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 1
- OQUKIQWCVTZJAF-UHFFFAOYSA-N phenol;sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O.OC1=CC=CC=C1 OQUKIQWCVTZJAF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 125000002467 phosphate group Chemical group [H]OP(=O)(O[H])O[*] 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000035790 physiological processes and functions Effects 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 1
- 238000011020 pilot scale process Methods 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 description 1
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 238000004451 qualitative analysis Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 description 1
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229960001866 silicon dioxide Drugs 0.000 description 1
- 210000000813 small intestine Anatomy 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 239000001632 sodium acetate Substances 0.000 description 1
- 235000017281 sodium acetate Nutrition 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 238000001694 spray drying Methods 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H tricalcium bis(phosphate) Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- 229910021642 ultra pure water Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012498 ultrapure water Substances 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Saccharide Compounds (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
- Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
Abstract
本发明公开了一种利用马铃薯淀粉为原料,采用全酶法制备功能性低聚糖-磷酸寡糖的方法。采用新型耐高温α-淀粉酶结合低压蒸汽喷射液化技术对马铃薯淀粉进行液化,并加入CaCl2做为酶活促进剂,待液化完全,液化液经板框压滤后采用真菌酶进行糖化,并加入普鲁兰酶协同作用,使淀粉转化率≥98%,制备出低DE值的麦芽低聚糖浆。使用001×7强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂处理糖浆,用于除去一些带正电荷的杂质及色素物质,而后采用7170强碱性苯乙烯系阴离子交换树脂进行处理,分离除去中性糖,得到带负电荷的磷酸寡糖。最终,对分离所得糖液进行浓缩干燥,即为目的产品。
Description
一、技术领域
本发明涉及一种低聚糖的制备方法,确切地说是利用马铃薯淀粉为原料,采用全酶法制备一种新型的功能性低聚糖-磷酸寡糖的方法。
二、技术背景
寡糖(oligosacchride)也叫低聚糖,是指由2~10个单糖通过糖苷键连接而形成的直链或支链的低度聚合物。根据寡糖生物学功能又可将其分为功能性寡糖和普通寡糖两大类,而功能性寡糖是指具有特殊的生理学功能,特别是不被人和动物肠道吸收并促进双歧杆菌的增殖,有益于肠健康的一类寡糖,即双歧因子。
磷酸寡糖(Phosphorylated oligosaccharides)的概念最早是由日本学者Kamasaka,H.等于1995年提出的,他们在生产淀粉糖的废液中,发现了这种新物质,通过结构进行分析以后发现,这是由麦芽低聚糖中的葡萄糖残基与磷酸根共价连接得到的一类低聚糖,由于其结合有磷酸根,因此,其整个基团带有负电荷,Kamasaka,H等人将其命名为Phosphorylatedoligosaccharides(POs),即磷酸寡糖。
在以后的进一步研究中发现,磷酸寡糖具有对人体有益的生理功能,它可以在弱碱性条件下能与钙离子结合成可溶性复合物,抑制不溶性钙盐的形成,从而提高小肠中有效钙离子的浓度,促进人体对钙质的吸收,且不被口腔微生物发酵利用,同时,还具有加强牙齿釉质再矿化的作用,达到防止齿质损害的效果。磷酸寡糖主要成分的结构如图1所示。
在制备磷酸寡糖的技术上,日本学者采用壳聚糖修饰的层析柱进行分离,(《Biosci.Biotech.Biochem.,61(2),238-244,1997》。从文献报道来看,该层析柱的交换容量有限,且其洗脱收集液用70%乙醇进行醇沉来脱盐,脱盐效率低,仅适用于实验室的微量制备,无法实现中试放大和工业化生产。经检索,只发现一例生产磷酸糖类的的美国专利(专利号US Patent 6268182),但该专利技术生产得到的磷酸糖类是对葡聚糖、琼脂等多糖先进行磷酸化,再进行水解而得,但是,磷酸化处理属于化学法范畴,可能带能安全性问题,并且,磷酸化后还需进行水解步骤,过程繁琐,能耗较大,所以,经济利益不大,不利于大型工业化生产。我国学者谷利伟在所发文章中曾经提到过磷酸寡糖(《食品与机械,1999,12:27-28》),但并未引起我国食品研究学者的过多关注。近十年间,国内关于磷酸寡糖的研究和报道很少,仅有关于磷酸寡糖前体及检测方法的简单报道,并未对磷酸寡糖的生产做细致 研究。
三、发明内容
本发明旨在提供一种有益于人体健康的磷酸寡糖,所要解决的技术问题是以马铃薯淀粉为原料用生物酶法工业化制备磷酸寡糖。
本发明的技术方案是以马铃薯淀粉为原料的全酶促反应,包括调浆、液化、糖化以及分离、纯化、浓缩、干燥各单元过程,与现有技术的区别是所述的液化是在比重8~12OBé、pH值5.0~6.0的浆料中加入氯化钙和耐高温α-淀粉酶用蒸气喷射液化器于100~120℃下进行液化,控制出口温度95~97℃,并在此温度下保温25~35min,液化结束后灭酶、压滤分离得到淀粉液化料,以干淀粉计,氯化钙的加入量为0.6~0.7kg/吨淀粉,耐高温α-淀粉酶的加入量为1680000~2520000u/吨淀粉;所述的糖化是在淀粉液化料中加入真菌酶和普鲁兰酶于温度55~65℃、pH值5.0~5.5条件下糖化2~4h,糖化结束后灭酶、活性炭脱色并压滤分离得到淀粉糖化液,以干淀粉计,真菌酶加入量为2400000~3600000u/吨淀粉,普鲁兰酶加入量为16000~24000u/吨淀粉;所述的纯化是淀粉糖化液首先用001×7强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂吸附除去金属离子和带正电荷的杂质,然后用阴离子交换树脂分离磷酸寡糖。收集洗脱液即是主要含磷酸寡糖的糖液,经浓缩、干燥得到磷酸寡糖产品。
所述的阴离子交换树脂选自7170强碱性苯乙烯系阴离子交换树脂、201×7强碱性苯乙烯系阴离子交换树脂、D201大孔强碱性苯乙烯系阴离子交换树脂或者D315大孔弱碱性丙烯酸系阴离子交换树脂等。
优选7170强碱性苯乙烯系阴离子交换树脂,树脂活化后,再经pH 4.5的乙酸钠-乙酸缓冲溶液平衡24h,使溶出液pH4.5,采用pH4.0~5.0的乙酸钠-乙酸缓冲溶液定容配制的0.2~0.4mol/L氯化钠溶液为洗脱剂,以0.3BV/h洗脱流速进行洗脱,收集洗脱流出液即是主要含磷酸寡糖的糖液,经浓缩、干燥得到磷酸寡糖产品。
为进一步纯化可用凝胶层析柱对主要含磷酸寡糖的糖液进行脱盐处理,最后浓缩干燥。
本产品红外光谱图与红外光谱图库比较分析表明,产品为结合有磷酸的磷酸寡糖,进一步采用高效阴离子交换色谱法(HPAEC-PAD)进行分析,结果表明磷酸寡糖的含量≥85%,聚合度2~7。
由于本方法采用新型国产7170强碱性苯乙烯系阴离子交换树脂进行磷酸寡糖的分离,该树脂交换容量大,可以运用于大型离子交换系统,因此可以进行POs的大量制备,且对糖液采用凝胶层析脱盐,该法脱盐效果明显,处理效率高,总之,该法可以适用于磷酸寡糖(POs)的大型工业化生产。同时,由于该法直接对马铃薯原淀粉进行液化、糖化等操作来制备POs, 无需经过磷酸化处理,不会对产品带来潜在的安全性问题,且步骤较简单,能耗少,经济利益较大。
四、附图说明
图1是磷酸寡糖主要成分X衍射图。
图2是制备样品HPAEC-PAD谱图。图中(a)为麦芽低聚糖标准品谱图,(b)为样品谱图。
图3是样品薄层析(TLC)谱图
图4磷酸寡糖样品红外光谱图。图中(a)为马铃薯淀粉磷酸酯谱图,(b)为样品谱图。
图5是本方法工艺路线图。
五、具体实施方式
1、具体操作步骤:
1)调浆。首先向配料罐里注入水,而后在不断搅拌下,徐徐投入1吨原料淀粉,用玻美计进行在线检测,直到浆料浓度为10oBe,然后加入0.65kg CaCl2做为酶活促进剂,用HCl和Na2CO3将浆料调至PH值为5.4。
2)液化。用泵将物料泵入喷射液化器后,向其中加入新型耐高温α-淀粉酶,用量为2100000u/吨淀粉,在喷射器中,粉浆和蒸汽直接充分相遇,喷射温度110℃,并维持4~8min,控制出料温度为95~97℃,喷射液化后的料液进入层流罐,在95℃条件下保温30min,典试反应显碘本色时,通蒸汽灭酶。液化料DE值为15%~17%。
3)一次板框压滤。压滤时,开始压力应不低于0.6Mpa,待滤饼形成阻力增大时再增加压力,但以不超过2Mpa为宜,料液应保持一定得温度,以增加其流动性,但不应高于100℃,pH值为5.2~5.4时,过滤速度最快。
4)糖化。将料液冷却至60℃,向糖化罐中加入真菌酶和普鲁兰酶,用量分别为3000000u/吨淀粉和20000u/吨淀粉,调节PH值为5.2,反应2~4h,然后通入高压蒸汽100℃条件下灭酶2~3h。糖化液DE值为34%~37%。主要成分为麦芽低聚糖。淀粉转化率≥98%。
5)脱色、二次压滤。糖化后糖液随着管道进入脱色罐,罐中含有活性碳,保持罐温为80℃左右,糖液通入后,在不断搅拌的情况下,活性碳吸附糖液所含的色素以及部分无机盐,随后活性碳随同糖液一并进入板框压滤机,经过压滤除去活性碳。
6)离子交换处理。经脱色、压滤后的糖化液进入离子交换处理系统,首先,进入阳离子交换柱,树脂使用001×7强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂,用来除去一些金属离子及带正电杂质。其次,经阳离子柱交换后的糖化液进入阴离子交换柱进行磷酸寡糖和中性糖的分离步骤,树脂使用7170强碱性苯乙烯系阴离子交换树脂(活化后,经pH4.5的乙酸钠-乙酸缓冲溶液平衡24h,使流出液pH值为4.5),当糖化液经过阴离子交换柱时,磷酸寡糖被吸附,而中性糖不被吸附,随着管道进入三效蒸发浓缩系统进行浓缩,作为麦芽低聚糖进行销售。而后对被吸附的磷酸寡糖进行洗脱,洗脱条件为:采用经pH 4.5的乙酸钠-乙酸缓冲溶液定容配制的0.3mol/L氯化钠溶液为洗脱剂,洗脱流速为0.3BV/h。用苯酚-硫酸法(吸取1ml糖液+1ml去离子水+1ml 6%的苯酚+5ml浓硫酸,静置20分钟,在490nm下检测吸光度)进行糖含量检测,直到洗脱液里不再含糖,将先前所有洗脱液进行收集,内含磷酸寡糖粗品,最后,对收集液进行凝胶层析脱盐处理。
7)浓缩。将收集的磷酸寡糖粗样液,使用旋转蒸发器或者进入三效蒸发浓缩系统进行浓缩处理,为防止焦糖化发生,一般要求温度不超过70℃为宜。
8)干燥。使用喷雾干燥法对浓缩液进行干燥,即为最终磷酸寡糖成品。其中,喷雾干燥的工艺条件为:
进料浓度:35%~45%;
进料温度:60~85℃;
进风温度:135~160℃;
排风温度:75~90℃;
水分含量:6%以下。
3、产品的定性分析
(1)HPAEC-PAD检测糖组分
采用HPAEC-PAD方法测定所制备的样品糖分组成,以麦芽低聚糖标准品为对照,进行分析检测。
1)离子色谱条件
色谱柱:CarboPac PA100 2-mm分析柱和保护柱;柱温:30℃;检测器:脉冲安培检测器PAD;流动相:A:100%水;B:100mmol/L氢氧化钠,200mmol/L乙酸钠;进样体积:25μL。梯度洗脱条件见表1。
表1麦芽低聚糖浆梯度洗脱条件
2)绘制标准品谱图
称取葡萄糖和麦芽2~7糖标品(分别用G1、G2、G3、G4、G5、G6、G7表示)约10mg,用100μL的超纯水溶解,混和均匀,用0.45μm的水系滤膜过滤后进样。得到标品谱图,如图2(a)所示。
3)样品组分检测
取制备的样品将其稀释至0.005%,用0.45μm的水系滤膜过滤后进样检测。得到样品谱图,如图2(b)所示
(2)薄层层析(TLC)分析
展开剂:乙酸乙酯∶甲醇∶水∶氨水=10∶18∶2∶3;显色剂:苯胺-二苯胺-磷酸。取硅胶板在100~110℃活化30~60min。取葡萄糖和麦芽低聚糖(DP2~7)标准品,分离得到的磷酸寡糖样品,配成1%(W/V)的浓度,用微量吸管点样于薄层板上,吹干。再将薄层板放在盛有展开剂的层析缸中展开。当溶剂前沿到达距薄层板末端1cm时,停止展开。取出薄层板,用吹风机吹干,喷显色剂于薄层板,再在电热板上加热10min使其充分显色。如图3所示,1、2样点均为磷酸寡糖样品,可以看出:谱带显色良好,展开稍有拖尾,其各个显色点对应于标样均显滞后,是由于其结合磷酸根从而使分子量增大的缘故,由此我们可以推断出磷酸寡糖含有结合有磷酸根的G2~G7这几种糖组分。
(3)磷酸寡糖的红外光谱分析
将经干燥后的样品,通过溴化钾压片法进行红外光谱分析。见图4。
对两者进行对照分析,发现在1080和928cm-1左右,均有磷脂键特征峰出现。根据红外光谱图库对图2两组谱图进行分析表明:1080cm-1处有P-O-C基团的伸缩振动吸收峰,928cm-1处有5价磷的P-O伸展振动。此外,在3000-2800cm-1区域内的吸收峰是糖类的特征峰, 2930cm-1是次甲基(-CH2-)中C-H伸缩振动的吸收峰,1420cm-1处事羰基的C=O伸缩振动引起的吸收峰,768cm-1处是D-葡萄吡喃糖环C-O-C振动吸收峰,由此可以判定该产品即为结合有磷酸基团的磷酸寡糖。
Claims (1)
1.一种全酶法制备磷酸寡糖的方法,以马铃薯淀粉为原料,包括调浆、液化、糖化、以及分离、纯化、浓缩、干燥各单元过程,其特征在于:所述的液化是在比重8~12OBé、pH值5.0~6.0的淀粉浆料中加入氯化钙和耐高温α-淀粉酶用蒸气喷射液化器于100~120℃下进行液化,喷射器出口温度95~97℃并在此温度下保温25~30min;以干淀粉计,氯化钙的加入量为0.6~0.7kg/吨淀粉,耐高温α-淀粉酶的加入量为1680000~2520000u/吨淀粉;所述的糖化在淀粉液化料中加入真菌酶和普鲁兰酶于温度55~65℃、pH值5.0~5.5条件下糖化2~4h,以干淀粉计,真菌酶加入量为2400000~3600000u/吨淀粉,普鲁兰酶加入量为16000~24000u/吨淀粉;所述的纯化是淀粉糖化液首先用001×7强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂吸附除去金属离子和带正电荷的杂质,然后使用阴离子交换树脂收集洗脱液,所述的阴离子交换树脂为7170强碱性苯乙烯系阴离子交换树脂,树脂活化后,再经pH4.5的乙酸钠-乙酸缓冲溶液平衡24h,使流出液pH值为4.5,采用经pH 4.0~5.0的乙酸钠-乙酸缓冲溶液定容配制的0.2~0.4mol/L氯化钠溶液为洗脱剂,以0.3BV/h洗脱流速进行洗脱,收集洗脱液即是含磷酸寡糖的糖液。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN2009101858803A CN101792785B (zh) | 2009-12-10 | 2009-12-10 | 一种全酶法制备磷酸寡糖的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN2009101858803A CN101792785B (zh) | 2009-12-10 | 2009-12-10 | 一种全酶法制备磷酸寡糖的方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN101792785A CN101792785A (zh) | 2010-08-04 |
CN101792785B true CN101792785B (zh) | 2012-02-01 |
Family
ID=42585699
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN2009101858803A Expired - Fee Related CN101792785B (zh) | 2009-12-10 | 2009-12-10 | 一种全酶法制备磷酸寡糖的方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN101792785B (zh) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102120971B (zh) * | 2010-12-02 | 2014-04-09 | 天津工业生物技术研究所 | 一种普鲁兰酶产生菌及其所产生的耐热普鲁兰酶及编码基因 |
CN102485901A (zh) * | 2010-12-03 | 2012-06-06 | 安玉琴 | 一种利用马铃薯淀粉制备磷酸寡糖的方法 |
CN103555789B (zh) * | 2013-10-11 | 2015-09-09 | 上海交通大学 | 用芭蕉芋淀粉同时制备低聚异麦芽糖和磷酸寡糖的方法 |
CN108300748B (zh) * | 2018-02-13 | 2021-01-29 | 江南大学 | 一种全酶法制备交替糖寡糖的方法 |
CN108220362B (zh) * | 2018-03-07 | 2021-07-16 | 江南大学 | 一种利用环糊精水解酶制备特定聚合度麦芽低聚糖的方法 |
-
2009
- 2009-12-10 CN CN2009101858803A patent/CN101792785B/zh not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
朱培蕾等.马铃薯淀粉磷酸寡糖的全酶法制备及其分离.《食品与发酵工业》.2009,(第05期), * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN101792785A (zh) | 2010-08-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101792785B (zh) | 一种全酶法制备磷酸寡糖的方法 | |
CN102559810B (zh) | 一种小麦淀粉制备高纯度低聚异麦芽糖的方法 | |
CN100510094C (zh) | 纤维素酶制备魔芋甘露寡糖的生产方法 | |
CN101914597B (zh) | 一种制备魔芋葡甘露寡糖的方法 | |
CN108822001B (zh) | 一种从西瓜中提取瓜氨酸的方法 | |
CN106589010B (zh) | 一种同时生产l-阿拉伯糖和d-半乳糖的方法 | |
CN101376668B (zh) | 高纯度灯盏花乙素原料药的制备工艺 | |
CN103588892B (zh) | 一种小麦麸皮活性多糖的溶剂提取方法 | |
CN101229335A (zh) | 酶法制备黑刺菝葜总皂苷提取物的方法 | |
CN109354625A (zh) | 一种从螺旋藻中同时分离纯化出藻蓝蛋白和多糖的方法 | |
CN102372750A (zh) | 一种同时制备芍药内酯苷和芍药苷的方法 | |
CN103265583B (zh) | 一种水苏糖结晶的制备方法 | |
CN101130797A (zh) | 胞二磷胆碱生产工艺 | |
CN104878056A (zh) | 一种生产高纯度低聚果糖的方法 | |
CN101077851B (zh) | 一种从荞麦麸皮中提取d-手性肌醇的方法 | |
CN102190688A (zh) | 一种制备寡聚半乳糖醛酸的方法 | |
CN105541944A (zh) | 瓜蒌皮注射液中化学成分的制备方法及其用途 | |
CN110903333A (zh) | 一种糖苷及其衍生物的制备方法 | |
CN204752588U (zh) | 一种微波辅助提取香菇多糖的设备 | |
CN106046066B (zh) | 一种纯化制备高纯度木二糖的方法 | |
CN111013189B (zh) | 基于大数据的抑菌物质分离纯化控制系统及方法 | |
Walker et al. | Oligosaccharide formation during synthesis of cellulose by Acetobacter acetigenum | |
CN105153222B (zh) | 磷酸肌酸钠的纯化方法 | |
Mortimer et al. | The incorporation of C14 into cellulose and other polysaccharides of sugar beet leaf during short term photosynthesis in C14O2 | |
CN117964790B (zh) | 盐地碱蓬多糖及其制备方法和应用 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20120201 Termination date: 20181210 |