CN102212595B

CN102212595B - 一种水溶性纳米级谷物多糖的制备方法及应用

Info

Publication number: CN102212595B
Application number: CN2011100988328A
Authority: CN
Inventors: 缪铭; 江波; 崔武卫; 张涛; 李蓉
Original assignee: Jiangnan University
Current assignee: Jiangnan University
Priority date: 2011-04-20
Filing date: 2011-04-20
Publication date: 2013-04-17
Anticipated expiration: 2031-04-20
Also published as: CN102212595A

Abstract

一种水溶性纳米级谷物多糖的制备方法及应用，属于现代营养食品加工领域。本发明是将sugary1甜质型谷物经过粉碎、物理场提取、酶解、膜滤、乙醇沉淀、干燥等步骤制备得到水溶性纳米级植物多糖，颗粒平均大小为20-100nm，分支密度6%-15%。本发明方法清洁高效、节能环保、无二次污染，产品得率、纯度均较高，为进一步功能应用奠定良好的基础，且产品的溶解性、生理活性均得到很好的保持。本发明的应用可涉及到食品、医药、日用化学品等多个领域，如食品营养素稳态化、功能因子靶向控释、微胶囊造粒、液态纳米包埋等。

Description

一种水溶性纳米级谷物多糖的制备方法及应用

技术领域

本发明涉及的是一种水溶性纳米级谷物多糖的制备方法及应用，属于现代营养食品加工领域。

背景技术

植物多糖是一种可再生资源，由许多相同或不同的单糖通过α-或β-糖苷键组成天然高分子化合物，普遍存在于自然界植物体中，包括淀粉、纤维素、壳聚糖等。由于植物多糖的来源广泛，不同种的植物多糖的分子构成及分子量各不相同，有些植物多糖如香菇多糖、枸杞多糖、木耳多糖等具有调节人体生理节奏的功能，包括降血糖、抗肿瘤、免疫调节、降血脂、抗辐射等特定活性功效，因此可应用于临床医学和保健食品的开发。目前，国际科学界视多糖的研究为生命科学的前沿领域，甚至提出21世纪是多糖的世纪。

纳米技术是一项涵盖生物学、化学和物理学的综合性跨领域技术，使人类认识和改造物质世界的能力延伸到了原子和分子水平，是当今最重要的新兴科学技术之一，已经引起了学术界和产业界的极大关注。研究纳米营养物载体的制备方法与技术，发展新型可食用纳米材料和营养物从而提高营养物的稳定性、实现营养物的靶向输送和高生物利用度，已成为现代食品科技发展趋势。然而，目前对纳米食品的研究报道较少，且主要集中在纳米茶/咖啡、纳米矿物质、小分子肽等方面，至今未见从甜质型谷物中获取水溶性纳米多糖相关报道。基于上述原因，本发明对水溶性纳米级谷物多糖的制备方法及应用进行了详细研究。

发明内容

本发明的目的在于针对目前功能因子加工稳定性差、生物利用度控制难等缺点而提供一种水溶性纳米级谷物多糖的制备方法及应用，该方法具有工艺简单、技术先进、安全性高、过程易于控制、可连续化生产等特点。

本发明的目的通过下述技术方案来实现：一种水溶性纳米级谷物多糖的制备方法，以sugary 1甜质型谷物为原料，依次经粉碎、物理场提取、酶解、膜滤、乙醇沉淀、干燥，步骤如下：

（1）粉碎：以sugary 1甜质型谷物为原料，经机械碾磨处理使颗粒大小粉碎至70-120目；

（2）物理场提取：取粉碎的谷物粉末加5-50倍重量的水，接着置于物理场中控制温度在30-60℃提取2-30 min；

（3）酶解：添加至体系中含0.01%-1.5%质量百分比浓度的蛋白酶与淀粉酶在30-60℃、pH 5-10条件下复合处理5-30 min；

（4）膜滤：将反应液加热煮沸后经离心处理，取上清液通过截留分子量30 0000-200 0000Da的滤膜处理，

（5）乙醇沉淀：收集截留液并加入乙醇至终浓度60%-95%，充分搅拌，使沉淀产生；

（6）干燥：离心取沉淀，并用质量浓度80%乙醇洗涤3-5次，减压干燥即得成品水溶性纳米级谷物多糖。

sugary 1甜质型谷物，选用玉米、高粱、稻米、大麦或荞麦的sugary 1突变异种。

物理场处理的参数条件为：微波功率600 W～1000 W，或者超声波频率20-80 kHz，或者高压压力100-600 MPa。

蛋白酶选用胃蛋白酶、胰蛋白酶、木瓜蛋白酶、无花果蛋白酶、碱性蛋白酶、中性蛋白酶、细菌蛋白酶或霉菌蛋白酶；淀粉酶选用耐高温α-淀粉酶、中温α-淀粉酶或真菌淀粉酶；蛋白酶与淀粉酶两者配比为0.1:1-10:1。

水溶性纳米级谷物多糖颗粒平均大小为20-100nm，分支密度6% -15%。

所制备的水溶性纳米级谷物多糖的应用，应用于功能性大分子壁材、控缓释靶向载体、油炸食品保脆剂、表面活性剂、润肤液、或洗发露。

该水溶性多糖通过酯化、醚化或交联改性调控修饰糖苷链，如醋酸酯、磷酸酯、一氯醋酸、环氧烷化合物、三偏磷酸钠等化学反应，改善乳化稳定性、耐热、耐酸、耐剪切、生物可降解性功能特性。

采用透射电子显微镜观察的水溶性谷物多糖颗粒的大小（图1），分支密度由分子链精细结构中α-1,6糖苷键的比例来表示，在¹H NMR图谱上化学位移为5.4与5.0ppm的峰值分别定义α-1, 4与α-1, 6糖苷键的数量。

本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

1）本发明充分利用我国资源丰富的甜质型谷物原料，通过现代食品加工技术开发本产品，提高了其附加值，为其综合开发利用功能性成分提供一定的依据。

2）本发明步骤简便，易于操作，反应条件可控，同时采用物理场提取和酶水解工艺，成本相对较低，而且采用清洁绿色生产工艺，对环境基本无污染。

3）本发明制备的产品可应用于食品、医药、日用化学品等多个领域，市场前景十分看好，经济效益广阔。

附图说明

图1透射电子显微镜观察的水溶性谷物多糖颗粒的大小。

具体实施方式

下面结合实例进一步阐明本发明的内容，但本发明所保护的内容不仅仅局限于下面的实例。

实施例 1

以sugary 1甜质型玉米为原料，经机械碾磨处理使颗粒大小粉碎至70目；取粉碎的谷物粉末加30倍重量的水，接着置于高压场（500Mpa）中控制温度在60℃提取15 min；添加1.5%质量百分比浓度中性蛋白酶与真菌淀粉酶（10:1）在30℃、pH 7条件下复合处理12 min；将反应液加热煮沸后经高速离心处理，取上清液通过滤膜（截留分子量200 0000Da）处理，收集截留液并加入至终浓度为60%的乙醇充分搅拌，使沉淀产生；离心取沉淀，并用质量浓度80%乙醇洗涤3次，减压干燥即得成品，颗粒平均大小为80nm，分支密度8.5%。

实施例 2

以sugary 1甜质型荞麦为原料，经机械碾磨处理使颗粒大小粉碎至120目；取粉碎的谷物粉末加5倍重量的水，接着置于微波场（1000W）中控制温度在40℃提取2 min；添加0.01%质量百分比浓度胃蛋白酶与中温α-淀粉酶（0.1:1）在40℃、pH 5条件下复合处理30 min；将反应液加热煮沸后经高速离心处理，取上清液通过滤膜（截留分子量30 0000Da）处理，收集截留液并加入至终浓度为95%的乙醇充分搅拌，使沉淀产生；离心取沉淀，并用质量浓度80%乙醇洗涤5次，减压干燥即得成品，颗粒平均大小为25nm，分支密度6.1%。

实施例 3：

以sugary 1甜质型高粱为原料，经机械碾磨处理使颗粒大小粉碎至100目；取粉碎的谷物粉末加50倍重量的水，接着置于超声波场（20 kHz）中控制温度在30℃提取15 min；添加1%质量百分比浓度碱性蛋白酶与高温α-淀粉酶（1:1）在60℃、pH10条件下复合处理5 min；将反应液加热煮沸后经高速离心处理，取上清液通过滤膜（截留分子量80 0000Da）处理，收集截留液并加入至终浓度为80%的乙醇充分搅拌，使沉淀产生；离心取沉淀，并用质量浓度80%乙醇洗涤4次，减压干燥即得成品，颗粒平均大小为45nm，分支密度12.4%。

本文所描述的具体实施案例仅作为对本发明精神和部分实验做举例说明。本发明所述领域的技术人员可以对所描述的具体实施案例做出各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims

1.一种水溶性纳米级谷物多糖的制备方法，其特征在于以sugary 1甜质型谷物为原料，依次经粉碎、物理场提取、酶解、膜滤、乙醇沉淀、干燥，步骤如下：

物理场处理的参数条件为：微波功率600 W～1000 W，或者超声波频率20-80 kHz，或者高压压力100-600 MPa；

（4）膜滤：将反应液加热煮沸后经离心处理，取上清液通过截留分子量30 0000-200 0000Da的滤膜处理；

（6）干燥：离心取沉淀，并用质量浓度80%乙醇洗涤3-5次，减压干燥即得成品水溶性纳米级谷物多糖；

所述水溶性纳米级谷物多糖颗粒平均大小为20-100nm，分支密度6% -15%。

2.根据权利要求1所述的水溶性纳米级谷物多糖的制备方法，其特征在于：sugary 1甜质型谷物，选用玉米、高粱、稻米、大麦或荞麦的sugary 1突变异种。