CN102617751A - 一种动态高压微射流结合酸法制备果胶低聚糖的方法 - Google Patents
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Abstract
一种果胶低聚糖(POS)的制备方法，是以商业苹果果胶为原料，采用动态高压微射流(DHPM)结合酸水解法，经溶解、加酸、DHPM处理、中和、超滤等过程制备POS。本发明采用DHPM结合酸水解法降解果胶，得到具有益生活性的低聚糖，这种方法具有反应速度快、产率高、环境友好等特点。
Description
技术领域
本发明是一种动态高压微射流结合酸法制备果胶低聚糖的方法，涉及低聚糖的制备方法，以及低聚糖的益生活性。
背景技术
低聚糖又称为寡糖(oligosaccharide)，一般指由2-20个单糖构成的糖苷。不同的寡糖种类和来源决定了它们特有的生物学活性。总的来说，寡糖有以下几种生物活性：胃肠道活性、增强造血功能活性、预防龋齿作用、稳定血糖功能和提高免疫活性。
果胶是一系列具有相同特性，但是精细结构不同的低聚糖和多糖的总称。它是构成植物细胞壁的多糖之一，广泛存在于高等植物的根、茎、叶和果实的细胞壁中，果胶结构最主要的特征是含有α-(1-4)连接的D-半乳糖醛酸单元的直链。一般通过三种方法获得果胶低聚糖：(1)从植物中提取；(2)合成；(3)多糖降解。多糖降解是最常用的一种方法，因为这种方法得率较高，而且可以从一种聚合物中获得各种各样的低聚物。目前使用的降解方法有：酸水解、酶水解和物理降解方法。用无机酸对果胶进行降解，是应用最早的降解果胶方法，但温和的水解条件不能断开主要由糖醛酸组成的果胶，而强酸和延长水解时间又可能引起副反应，温度越高，副反应越多，生成的有色物质多，颜色深，需中和碱量大，因此产生的灰分也多，水解反应不易控制，低聚物产量不高。酶降解法是利用专一性或非专一性的果胶酶对果胶进行降解的方法，其需要较长的操作时间并且对pH变化敏感，添加酶使得工业化生产较困难。至于物理降解方法，目前只有采用辐射制备果胶低聚糖报道。
动态高压微射流(dynamic high-pressure microfluidization,DHPM)是一种新型的高压均质技术，它影响很多食品成分的研究工作，例如高分子和胶体，近年来受到广泛关注。目前这种方法已经在生产含果胶的食品和药品工业中用作均质机。动态高压微射流利用液压泵使流体产生高压，在撞击腔内的微孔道中，流体被分散成两股或多股细流进行强烈的高速撞击，在此过程中瞬间产生巨大的压力降，实现高速撞击、高频剪切、气蚀、高频振动、瞬时压降等综合作用，在100MPa下，时间小于5s即可达到使物料细化、乳化、均质和改性的目的。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足提供一种具有益生活性的果胶低聚糖的制备方法。
本发明采用的技术方案是：采用动态高压微射流结合酸水解法制备具有益生特性的果胶低聚糖。
本发明的工艺步骤如下：
（1）按1000ml去离子水中加入15-40g果胶计算，称取果胶溶于去离子水中，室温下搅拌达至完全溶解，用0.5MH2SO4溶液调整pH值至果胶溶液中H2SO4 浓度为0.15 M，水浴加热至63 oC；
（2）用高压微射流均质机处理步骤（1）得到的果胶溶液，压力为160MPa，处理次数为6次，得降解后的果胶溶液；
（3） 在步骤（2）得到的降解后的果胶溶液中加入10%果胶溶液的碳酸钙固体，充分搅拌，离心，取其上清液；
（4）将步骤（3）得到的上清液在截留分子量为5,000 Da的切向流超滤器中超滤6h，收集并浓缩渗透液；
（5）将步骤（3）得到的浓缩液在-80 ℃条件下冷冻干燥48h，即得果胶低聚糖；
该果胶低聚糖的益生活性可用下列方法确定：
（１）、在以1% (w/v)葡萄糖为碳源的10 ml基本培养基中接种双歧杆菌，乳酸杆菌，以及大肠杆菌，37 oC培养24h，制备接种菌株。
（２）、在以1% (w/v) 果胶低聚糖为碳源的9 ml基本培养基中加入1 ml步骤5得到的菌悬液，在37 oC无氧条件下培养48h，用血球计标准直接计数法计算样品培养0, 8, 12, 24 和48 h后的细菌数。
本发明的有益效果是：该发明具有反应时间短，产率高，环境友好的特点，制得的果胶低聚糖有良好的益生活性。
附图说明
附图１为制备果胶低聚糖的工艺路线方框图。
具体实施方式
实施例1
称取18.4g果胶溶于1000ml蒸馏水中，室温下搅拌达到完全溶解，用0.5MH2SO4 溶液调整pH至果胶溶液中H2SO4 浓度为0.15 M，水浴加热至63 oC。将加热的果胶溶液加入到微射流中，于160MPa下处理6次，得降解后的果胶溶液。在此果胶溶液加入10%果胶溶液的碳酸钙粉末，充分搅拌，离心，取上清液。上清液在截留分子量为5,000 Da的切向流超滤器中超滤6h，收集并浓缩渗透液。将渗透液在-80 oC条件下冷冻干燥48h，即得果胶低聚糖。在以1% (w/v)葡萄糖为碳源的10 ml基本培养基中接种双歧杆菌，乳酸杆菌，以及大肠杆菌，37 oC无氧条件下培养24h，制备接种菌株。在以1% (w/v) 果胶低聚糖为碳源的9 ml基本培养基中加入1 ml上述菌悬液，在37 oC无氧条件下培养48h，用血球计数板直接计数样品培养0, 8, 12, 24 和48 h后的细菌数。制得的果胶低聚糖产率为32.22%，它的益生特表现为培养基中的双歧杆菌和乳酸杆菌数量增加，而大肠杆菌数量减少。
实施例2
称取36.8 g果胶溶于1000 ml蒸馏水中，室温下搅拌达到完全溶解，用0.5MH2SO4 溶液调整pH至果胶溶液中H2SO4 浓度为0.15 M，水浴加热至63 oC。将加热的果胶溶液加入到微射流中，于160MPa下处理6次，得降解后的果胶溶液。在此果胶溶液加入10%果胶溶液的碳酸钙粉末，充分搅拌，离心，取上清液。上清液在截留分子量为5,000 Da的切向流超滤器中超滤6h，收集并浓缩渗透液。将渗透液在-80 oC条件下冷冻干燥48h，即得果胶低聚糖。在以1% (w/v)葡萄糖为碳源的10 ml基本培养基中接种双歧杆菌，乳酸杆菌，以及大肠杆菌，37 oC无氧条件下培养24h，制备接种菌株。在以1% (w/v) 果胶低聚糖为碳源的9 ml基本培养基中加入1 ml上述菌悬液，在37 oC无氧条件下培养48h，用血球计数板直接计数样品培养0, 8, 12, 24 和48 h后的细菌数。制得的果胶低聚糖产率为32.22%，它的益生特表现为培养基中的双歧杆菌和乳酸杆菌数量增加，而大肠杆菌数量减少。
Claims (1)
1.一种动态高压微射流结合酸法制备果胶低聚糖的方法，其特征在于：所述方法工艺步骤为：
（1）按1000ml去离子水中加入15-40g果胶计算，称取果胶溶于去离子水中，室温下搅拌至完全溶解，用0.5MH2SO4溶液调整pH值至果胶溶液中H2SO4 浓度为0.15 M，水浴加热至63 oC；
（2）用高压微射流均质机处理步骤（1）得到的果胶溶液，压力为160MPa，处理次数为6次，得降解后的果胶溶液；
（3） 在步骤（2）得到的降解后的果胶溶液中加入10%果胶溶液的碳酸钙固体，充分搅拌，离心，取其上清液；
（4）将步骤（3）得到的上清液在截留分子量为5,000 Da的切向流超滤器中超滤6h，收集并浓缩渗透液；
（5）将步骤（3）得到的浓缩液在-80 ℃条件下冷冻干燥48h，即得果胶低聚糖。
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