CN107226871A - 一种青稞β‑葡聚糖的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种青稞β‑葡聚糖的制备方法，以青稞麸皮为原料，经调浆，糊化后，接入商品化酿酒活性干酵母，利用酵母发酵，所得的发酵液经离心、浓缩、醇沉、水溶、过滤、真空冷冻干燥，最终得到得率4.32‑4.92%，纯度为85.25‑91.61%,收得率为82‑95%的青稞β‑葡聚糖产品。该制备方法具有工艺简单，提取条件温和、对操作人员和设备要求低，生产成本低廉的优点。
Description
技术领域
本发明涉及植物成分的提取方法，具体涉及一种青稞β-葡聚糖的制备方法。
背景技术
青稞，也称裸大麦，是β葡聚糖含量最高的谷物，β-葡聚糖含量一般在3%-8%左右的。 β-葡聚糖具有多种生物功效，在食品、生物医药、护肤保健等方面也有着广泛的应用。
青稞β-葡聚糖高温水提方法存在提取得率低，除杂过程复杂，收率低等问题，最终青稞β-葡聚糖收得率为70-85%，纯度为55-80%。专利201610712035.7采用生物酶解法提取青稞β-葡聚糖，通过添加多种酶如α-淀粉酶、纤维素酶、蛋白酶解决了除去淀粉和蛋白质等杂质问题，但过程控制参数复杂，纯化成本及对人员、设备要求高，纯化处理后最终青稞β-葡聚糖收得率为11.6-31.1%，纯度为97.63-98.68%。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述的等技术问题而提供一种利用酵母发酵法制备青稞β-葡聚糖的方法，该方法解决了高温水提β-葡聚糖淀粉溶出干扰，纯度、收率低的问题，同时也简化了生物酶解法需要酶种类多，过程控制参数复杂等的技术问题。
本发明提供的青稞β-葡聚糖的制备方法，其技术方案特征在于具体包括如下步骤：
（1）、将粒径为75-100μm的青稞麸皮粉加入到水中，搅拌均匀后得到质量百分比浓度为10-20% 的青稞麸皮粉浆，然后控制温度为55-65℃进行糊化15-30min，冷却降温至25-35℃，得到糊化液；
（2）、在步骤（1）得到的糊化液中接种商品化酿酒活性干酵母，然后控制温度25℃-35℃，搅拌转速100-180rpm进行发酵24-72h,优选为36h，得到发酵液；
上述接种所用的商品化酿酒活性干酵母的量为步骤（1）所用青稞麸皮粉质量的0.05-0.2%；
（3）、将步骤（2）得到的发酵液控制转速为6000-8000rpm离心10-20min，去沉淀，得到上清液；
（4）、将步骤（3）所得的上清液于温度为45-65℃下旋转蒸发浓缩至原体积的1/11-1/5，得到浓缩液；
（5）、在步骤（4）所得的浓缩液中加入无水乙醇，然后4-10℃进行醇沉过夜，弃去上清，得到醇沉液；
无水乙醇的加入量为步骤（4）所得的浓缩液体积的2-5倍；
（6）、将步骤（5）得到的醇沉液控制转速为6000-8000rpm离心10-20min，收集沉淀，即为β-葡聚糖粗品；
（7）、按质量比计算，β-葡聚糖粗品：水为1：50-100的比例,将步骤（6）得到的β-葡聚糖粗品加入到水中溶解,得到β-葡聚糖水溶液；
然后按活性炭：β-葡聚糖水溶液为1g:200ml的比例，在上述所得的β-葡聚糖水溶液中加入活性炭，控制温度为45-60℃下水浴10-30min；
然后在真空度为0.1-0.4Mpa下过滤，收集滤液，所得的滤液控制温度为45-65℃进行浓缩后控制压力为8-10Pa进行真空冷冻干燥24-48h，得青稞β-葡聚糖。
本发明的有益技术效果
本发明的一种青稞β-葡聚糖的制备方法，即以糊化青稞麸皮为培养基，利用酿酒酵母菌自身丰富的酶系统，通过发酵，分解纤维素，促进青稞β-葡聚糖的溶出，同时消耗了青稞中的淀粉和蛋白质，降低了其对β-葡聚糖的提取干扰，从而提高了青稞β-葡聚糖的收得率。该制备方法过程控制参数简单、对设备、人员要求低，最终青稞β-葡聚糖得率为4.32-4.92%，纯度为85.25-91.61%，收得率为82-95%。
进一步，本发明的一种青稞β-葡聚糖的制备方法，由于采用了商品化酿酒活性干酵母，菌种质量稳定，省去了菌种保藏、活化、扩培等步骤，解决了菌种来源、稳定性和菌种培养等技术问题，过程操作简单，设备要求低。
附图说明
图1、实施例4中，发酵液中β-葡聚糖的含量随发酵时间变化的关系图；
图2、实施例4中所得的青稞β-葡聚糖产品的紫外扫描图。
具体实施方式
下面通过具体实施例并结合附图对本发明进一步阐述，但并不限制本发明。
本发明的各实施例中所得的青稞β-葡聚糖样品中β-葡聚糖含量的测定的方法按照张娟等《刚果红法测定燕麦中β-葡聚糖含量的研究》中所述的方法，采用7200型可见分光光度计（UNIC）仪器，测定方法如下：
称取β-葡聚糖标准样品粉末5mg，用蒸馏水定容到50ml（0.1mg/mL），取6组10mL的比色管，除0号为1支外，其余均为3支平行管。每组分别加入0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0mLβ-葡聚糖标准溶液（0.1mg/mL）后用去离子水补足至2.0mL，再在以上各试管中分别加入4mL刚果红溶液，于545nm测定吸光度，然后绘制β-葡聚糖标准曲线，得y=0.0013+0.0012x，R2=0.990。
1）刚果红溶液的配置：准确称取0.020g刚果红溶解于0.1mol•L-1、pH8.0的磷酸缓冲液中，定容至200mL；
2）参比溶液的配置：取4mL刚果红溶液加入2mL蒸馏水混匀；
3）待测青稞β-葡聚糖样品用蒸馏水稀释10倍后，取稀释液1ml加入蒸馏水至2mL，最后加入4ml刚果红溶液，20℃下反应30min；
4）在545nm波长下测定吸光度值；×100％
5） 根据β-葡聚糖标准曲线计算出待测青稞β-葡聚糖样品中的β-葡聚糖的含量。
本发明的各实施例所得的青稞β-葡聚糖产品的纯度按如下公式计算：
；
本发明的各实施例所得的青稞β-葡聚糖产品的得率按如下公式计算：
；
本发明的各实施例所得的青稞β-葡聚糖收得率按如下公式计算：
。
本发明的各实施例中所用的商品化酿酒活性干酵母，购于某超市，500g，生产厂家为安琪酵母股份有限公司。
实施例1
一种青稞β-葡聚糖的制备方法，其特征在于具体包括如下步骤：
（1）、将50g粒径为75-100μm的青稞麸皮粉加入到500g水中，搅拌均匀后得到质量百分比浓度为10% 的青稞麸皮粉浆，然后控制温度为55℃进行糊化15min，冷却降温至25℃，得到糊化液；
（2）、在步骤（1）得到的糊化液中接种0.025g商品化酿酒活性干酵母，然后控制温度25℃，搅拌转速180rpm，碘液测试无淀粉时，发酵了24小时，得到发酵液；
上述接种所用的商品化酿酒活性干酵母的量为步骤（1）所用青稞麸皮粉质量0.05%；
（3）、将步骤（2）得到的发酵液控制转速为8000rpm离心15min，去沉淀，得到上清液；
（4）、将步骤（3）所得的上清液于温度为45℃下旋转蒸发浓缩至原体积的1/10，得到浓缩液；
（5）、在步骤（4）所得的浓缩液中加入无水乙醇，然后4℃进行醇沉过夜，弃去上清，得到醇沉液；
上述无水乙醇的加入量为步骤（4）所得的浓缩液体积的2倍；
（6）、将步骤（5）得到的醇沉液控制转速为8000rpm离心15min，收集沉淀，即为β-葡聚糖粗品；
（7）、按质量比计算，β-葡聚糖粗品：水为1：50的比例，将步骤（6）得到的β-葡聚糖粗品加入到水中溶解,得到β-葡聚糖水溶液；
然后在上述所得的β-葡聚糖水溶液中加入活性炭，然后控制温度为45℃下水浴10min，然后在0.4Mpa条件下过滤，收集滤液，所得的滤液在温度为45℃的条件下浓缩后，控制压力为8Pa的条件下进行真空冷冻干燥48h，得2.26g青稞β-葡聚糖产品，青稞β-葡聚糖得率4.32%，收得率为82.29%；
上述活性炭的加入量，按活性炭：β-葡聚糖水溶液为1g：200ml的比例计算。
按照张娟等《刚果红法测定燕麦中β-葡聚糖含量的研究》中所述的方法，采用7200型可见分光光度计（UNIC）仪器对上述所得的青稞β-葡聚糖产品中的β-葡聚糖进行测定，结果表明青稞β-葡聚糖产品的纯度为85.25%。
实施例2
一种青稞β-葡聚糖的制备方法，其特征在于具体包括如下步骤：
（1）、将50g粒径为75-100μm的青稞麸皮粉加入到330g水中，搅拌均匀后得到质量百分比浓度为15% 的青稞麸皮粉浆，然后控制温度为60℃进行糊化15min，冷却降温至25℃，得到糊化液；
（2）、在步骤（1）得到的糊化液中接种0.05g商品化酿酒活性干酵母，然后控制温度30℃，搅拌转速180rpm，碘液测试无淀粉时，发酵了36小时，得到发酵液；
上述接种所用的商品化酿酒活性干酵母的量为步骤（1）所用青稞麸皮粉质量的0.1%；
（3）、将步骤（2）得到的发酵液控制转速为8000rpm离心15min，去沉淀，得到上清液；
（4）、将步骤（3）所得的上清液于温度为50℃下旋转蒸发浓缩至原体积的1/11，得到浓缩液；
（5）、在步骤（4）所得的浓缩液中加入无水乙醇，然后4℃进行醇沉过夜，弃去上清，得到醇沉液；无水乙醇的加入量为步骤（4）所得的浓缩液体积的3倍；
（6）、将步骤（5）得到的醇沉液控制转速为8000rpm离心15min，收集沉淀，即为β-葡聚糖粗品；
（7）、按质量比计算，β-葡聚糖粗品：水为1：50的比例，将步骤（6）得到的β-葡聚糖粗品加入到水中溶解,得到β-葡聚糖水溶液；
然后在上述所得的β-葡聚糖水溶液中加入活性炭，然后控制温度为50℃下水浴15min，然后在0.4Mpa下过滤，收集滤液，所得的滤液在温度为50℃的条件下浓缩后，控制压力为8Pa的条件下进行真空冷冻干燥48h，得2.235g青稞β-葡聚糖产品，青稞β-葡聚糖得率4.47%，收得率为85.14%；
上述活性炭的加入量，按活性炭：β-葡聚糖水溶液为1g：200ml的比例计算。
按照张娟等《刚果红法测定燕麦中β-葡聚糖含量的研究》中所述的方法，采用7200型可见分光光度计（UNIC）仪器对上述所得的青稞β-葡聚糖产品中的β-葡聚糖进行测定，其纯度为87.26%。
实施例3
一种青稞β-葡聚糖的制备方法，其特征在于具体包括如下步骤：
（1）、将50g粒径为75-100μm的青稞麸皮粉加入到330g水中，搅拌均匀后得到质量百分比浓度为15% 的青稞麸皮粉浆，然后控制温度为60℃进行糊化15min，冷却降温至25℃，得到糊化液；
（2）、在步骤（1）得到的糊化液中接种0.075g商品化酿酒活性干酵母，然后控制温度30℃，搅拌转速180rpm，碘液测试无淀粉时，发酵了48小时，得到发酵液；
上述接种所用的商品化酿酒活性干酵母的量为步骤（1）所用青稞麸皮粉质量的0.15%；
（3）、将步骤（2）得到的发酵液控制转速为8000rpm离心15min，去沉淀，得到上清液；
（4）、将步骤（3）所得的上清液于温度为45℃下旋转蒸发浓缩至原体积的1/11，得到浓缩液；
（5）、在步骤（4）所得的浓缩液中加入无水乙醇，然后4℃进行醇沉过夜，弃去上清，即为醇沉液；无水乙醇的加入量为步骤（4）所得的浓缩液体积的4倍；
（6）、将步骤（5）得到的醇沉液控制转速为8000rpm离心15min，收集沉淀，即为β-葡聚糖粗品；
（7）、按质量比计算，β-葡聚糖粗品：水为1：50的比例，将步骤（6）得到的β-葡聚糖粗品加入到水中溶解,得到β-葡聚糖水溶液；
然后在上述所得的β-葡聚糖水溶液中加入活性炭，然后控制温度为50℃下水浴20min，然后在0.4Mpa的条件下过滤，收集滤液，所得的滤液在温度为50℃的条件下浓缩后，控制压力为8Pa的条件下进行真空冷冻干燥48h，得2.46g青稞β-葡聚糖产品，青稞β-葡聚糖得率4.89%，收得率为93.14%；
上述活性炭的加入量，按活性炭：β-葡聚糖水溶液为1g：200ml的比例计算。
按照张娟等《刚果红法测定燕麦中β-葡聚糖含量的研究》中所述的方法，采用7200型可见分光光度计（UNIC）仪器对上述所得的青稞β-葡聚糖产品中的β-葡聚糖进行测定，其纯度为89.23%。
实施例4
一种青稞β-葡聚糖的制备方法，其特征在于具体包括如下步骤：
（1）、将50g粒径为75-100μm的青稞麸皮粉加入到250g水中，搅拌均匀后得到质量百分比浓度为20% 的青稞麸皮粉浆，然后控制温度为60℃进行糊化20min，冷却降温至25℃，得到糊化液；
（2）、在步骤（1）得到的糊化液中接种0.1g商品化酿酒活性干酵母，然后控制温度35℃，搅拌转速180rpm，碘液测试无淀粉时，发酵了72小时，得到发酵液；
上述接种所用的商品化酿酒活性干酵母的量为步骤（1）所用青稞麸皮粉质量的0.2%；
上述发酵过程中，每6h取样一次，检测发酵液中β-葡聚糖的含量，最终得到发酵时间与发酵液中β-葡聚糖的含量的关系图，结果如图1所示，从图1中可以看出发酵液中β-葡聚糖的含量随发酵时间的增加而上升，于36h时达到最高后趋于平缓，随着时间的增长，工艺过程中成本会增加，由此表明了最佳发酵时间为36h；
（3）、将步骤（2）得到的发酵液控制转速为8000rpm离心15min，去沉淀，得到上清液；
（4）、将步骤（3）所得的上清液于温度为50℃下旋转蒸发浓缩至原体积的1/5，得到浓缩液；
（5）、在步骤（4）所得的浓缩液中加入无水乙醇，然后4℃进行醇沉过夜，弃去上清，即为醇沉液；无水乙醇的加入量为步骤（4）所得的浓缩液体积的5倍；
（6）、将步骤（5）得到的醇沉液控制转速为8000rpm离心15min，收集沉淀，即为β-葡聚糖粗品；
（7）、按质量比计算，β-葡聚糖粗品：水为1：50的比例，将步骤（6）得到的β-葡聚糖粗品加入到水中溶解,得到β-葡聚糖水溶液；
然后在上述所得的β-葡聚糖水溶液中加入活性炭，然后控制温度为50℃下水浴20min，然后在0.4Mpa的条件下过滤，收集滤液，所得的滤液在温度为45℃的条件下浓缩后，控制压力为8Pa的条件下进行真空冷冻干燥48h，得2.16g青稞β-葡聚糖产品，青稞β-葡聚糖得率4.92%，收得率为94.25%；
上述活性炭的加入量，按活性炭：β-葡聚糖水溶液为1g：200ml的比例计算。
按照张娟等《刚果红法测定燕麦中β-葡聚糖含量的研究》中所述的方法，采用7200型可见分光光度计（UNIC）仪器对上述所得的青稞β-葡聚糖产品中的β-葡聚糖进行测定，其纯度为91.61%。
采用紫外分光光度计（上海宜友科技有限公司）对上述所得的青稞β-葡聚糖产品进行紫外扫描，所得的特征峰图如图2所示，从图2中可以看出，在190nm-400nm范围内，青稞β-葡聚糖产品只在190nm-200nm有明显吸收峰，而在260nm和280nm无明显吸收峰，由于190nm-200nm为多糖的特征吸收峰，260nm和280nm分别为核酸和蛋白质的特征吸收峰，由此表明，上述所得的青稞β-葡聚糖产品中核酸和蛋白质含量极少。
综上所述，本发明提供的一种青稞β-葡聚糖的制备方法，由于利用酿酒酵母菌自身丰富的酶系统，通过发酵，分解纤维素，促进青稞β-葡聚糖的溶出，同时消耗了青稞中的淀粉和蛋白质，降低β-葡聚糖的提取干扰，提高了青稞β-葡聚糖的收得率。较高温水提法技术提高了产品收率和纯度，较生物酶法简化了纯化步骤，产品的收率提高了54.69-63.15%，产品的纯度接近。与原青稞β-葡聚糖提取技术相比较，本发明的技术进步是显著的，最终得到的青稞β-葡聚糖产品得率4.32-4.92%，纯度为85.25-91.61%，收得率82-95%。
以上所述仅是本发明的实施方式的举例，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种青稞β-葡聚糖的制备方法，其特征在于具体包括如下步骤：
（1）、将粒径为75-100μm的青稞麸皮粉加入到水中，搅拌均匀后得到质量百分比浓度为10-20% 的青稞麸皮粉浆，然后控制温度为55-65℃进行糊化15-30min，冷却降温至25-35℃，得到糊化液；
（2）、在步骤（1）得到的糊化液中接种商品化酿酒活性干酵母，然后控制温度25℃-35℃，搅拌转速100-180rpm进行发酵24-72h,得到发酵液；
上述接种所用的商品化酿酒活性干酵母的量为步骤（1）所用青稞麸皮粉质量的0.05-0.2%；
（3）、将步骤（2）得到的发酵液控制转速为6000-8000rpm离心10-20min，去沉淀，得到上清液；
（4）、将步骤（3）所得的上清液于温度为45-65℃下旋转蒸发浓缩至原体积的1/11-1/5，得到浓缩液；
（5）、在步骤（4）所得的浓缩液中加入无水乙醇，然后4-10℃进行醇沉过夜，弃去上清，得到醇沉液；
无水乙醇的加入量为步骤（4）所得的浓缩液体积的2-5倍；
（6）、将步骤（5）得到的醇沉液控制转速为6000-8000rpm离心10-20min，收集沉淀，所得的沉淀为β-葡聚糖粗品；
（7）、按质量比计算，β-葡聚糖粗品：水为1：50-100的比例，将步骤（6）得到的β-葡聚糖粗品加入到水中溶解,得到β-葡聚糖水溶液；
然后按活性炭：β-葡聚糖水溶液为1g:200ml的比例，在上述所得的β-葡聚糖水溶液中加入活性炭，控制温度为45-60℃下水浴10-30min；
然后在真空度为0.1-0.4Mpa下过滤，所得的滤液控制温度为45-65℃进行浓缩后控制压力为8-10Pa进行真空冷冻干燥24-48h，得青稞β-葡聚糖。
2.如权利要求1所述的一种青稞β-葡聚糖的制备方法，其特征在于步骤（2）中控制温度25℃-35℃，搅拌转速100-180rpm进行发酵36h。
3.如权利要求1所述的一种青稞β-葡聚糖的制备方法，其特征在于步骤（7）中按质量比计算，β-葡聚糖粗品：水为1：50。
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