CN107501424A - 一种纯化罗望子多糖胶的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种纯化罗望子多糖胶的方法，所述方法包括以下步骤：1)将罗望子种子烘炒、粉碎、第一次过筛，制得罗望子多糖胶粒；2)将罗望子多糖胶粒与水混合，进行水合反应，反应结束后压延破壁，进行第二次过筛，制得罗望子多糖胶粉；3)罗望子多糖胶粉加入含有蛋白酶的乙醇水溶液中，进行反应，反应结束后，离心取沉淀，洗涤，干燥，即得。本发明能显著降低罗望子多糖胶的蛋白质含量，有效避免了多糖胶水溶液体系粘度高的问题。本发明处理过程简洁高效，易于实现，与现有多糖胶生产工艺具有良好的兼容性。

Description

一种纯化罗望子多糖胶的方法

技术领域

本发明涉及生物化工领域，具体涉及一种采用酶降解蛋白的纯化罗望子多糖胶的方法。

背景技术

罗望子多糖胶是从罗望子种仁中提取出来的一种中性多糖，罗望子主要产于印度、缅甸和巴基斯坦等地，在我国云南、广东、福建等省区也有种植。罗望子多糖胶主要是由D-半乳糖、D-木糖和D-葡萄糖(比例约为1：3：4)组成，其相对分子质量因测定方法不同差异较大，约为25万-65万。在罗望子多糖胶的分子结构中，主链是由β-1,4糖苷键连接的D-吡喃葡萄糖构成，侧链是α-1,6糖苷键连接的D-吡喃木糖和β-1,2糖苷键连接的D-吡喃半乳糖。除多糖外，还有少量游离的L-阿拉伯糖。罗望子多糖易溶于热水，也易分散于冷水中，并能迅速水化、溶胀，水溶液的粘稠性较强，具有耐盐、耐热和耐酸性的增稠稳定作用。其黏度不受酸类和盐类等的影响。罗望子多糖胶需要加热至85℃以上才能完全溶解，形成均匀的胶体溶液，在加热20-30min后达到最大黏度，其黏度远远高于淀粉。

罗望子种子中非纤维碳水化合物含量为65-73％，脂肪含量为6-8％，纤维为3-5％，灰分为2.5-3.2％，蛋白质含量为15-20％。可以看出脂肪和蛋白质为罗望子种子中除了非纤维碳水化合物外含量最多的两类物质。脂肪的存在使得罗望子多糖胶在储存和运输过程中容易腐烂而变质，脂肪可以通过使用异丙醇显著降低其在罗望子多糖中的含量，而较高含量的蛋白质存在于罗望子多糖胶中，当其分散于水中会产生大量的泡沫，这可能会导致在反应器的反应过程中液体的溢出和在系统传输过程中造成传输不利等一系列问题。据报道，罗望子多糖胶中蛋白质主要是由38.7％的不溶性蛋白质和61.3％的可溶性蛋白质(其中包括21.7％的盐溶蛋白质、19.6％的水溶蛋白质、16.7％的碱溶蛋白质和3.9％的醇溶蛋白质)组成。所以，若采用常规的物理、化学法来分离可溶性蛋白质，不仅操作过程繁琐，耗能耗力，还会造成多糖较大的损失。

蛋白酶水解法广泛应用于分离大米淀粉中的蛋白质。罗望子多糖胶中的蛋白质主要由谷氨酸、丝氨酸、半胱氨酸和赖氨酸等氨基酸组成。木瓜蛋白酶是番木瓜中含有的一种低特异性的蛋白水解酶，对动植物蛋白、多肽、酰胺等有较强的水解能力，它具有酶活高、热稳定好、天然卫生安全等特点，因此在食品、医药、日化等行业得到广泛应用。罗望子多糖胶中的蛋白质通过氢键的作用结合到多糖颗粒表面形成多糖蛋白复合物。当添加蛋白酶时，蛋白质可以水解成较短的氨基酸链或氨基酸分子，从而与多糖分离。

发明内容

基于上述背景技术，本发明在于提供一种采用将压延破壁的罗望子多糖胶分散在低浓度的乙醇-水溶液中通过酶法降解来脱除罗望子多糖胶中蛋白质的纯化方法，从而降低蛋白质的含量，提高产品的质量。

所述纯化方法具体包括以下步骤：

1)将罗望子种子烘炒、粉碎、第一次过筛，制得罗望子多糖胶粒；

2)将步骤1)制得的罗望子多糖胶粒与水混合，进行水合反应，反应结束后压延破壁，进行第二次过筛，制得罗望子多糖胶粉；

3)将步骤2)制得的罗望子多糖胶粉加入含有蛋白酶的乙醇水溶液中，进行反应，反应结束后，离心取沉淀，洗涤，干燥，即得。

罗望子胚乳片经过粉碎、水合和压延破壁后结构更加疏松且比表面积增大，有利于反应试剂接触，提高了反应效率。

其中，所述压延破壁具体采用双辊机挤压，所述双辊机双辊间隙为0.05-0.1mm。

步骤1)中所述罗望子多糖胶粒的具体由以下步骤制得：将罗望子种子在100～150℃的温度下烘炒，粉碎获得胚乳片，将胚乳片进一步粉碎后，采用10～12目进行第一次过筛，即得。

步骤2)中所述水合反应具体为：将质量比为2～0.5:1的罗望子多糖胶粒与水混合，在温度为40～60℃的条件下，反应40～50min。

步骤2)中所述第二次过筛采用100～150目。

本发明进一步提出，所述蛋白酶的用量为木瓜蛋白酶的用量为所述罗望子多糖胶粉的20～300U/g，优选为50～200U/g；

所述蛋白酶为木瓜蛋白酶。

本发明进一步提出，所述乙醇水溶液中乙醇含量的体积比10％～50％，优选为20％～40％。

步骤3)中所述反应的温度为40～90℃，优选为55～75℃；所述反应的时间为4～6小时，优选为5小时。

步骤3)中所述洗涤具体为：采用体积比为0.5～2:1的乙醇与水至少洗涤两次；

优选地，所述乙醇与水的体积比为1:1。

具体为：反应结束后，对罗望子多糖胶分散液进行离心，离心结束后保留底部沉淀部分并回收离心液。然后对沉淀部分加入乙醇-水溶液离心洗涤两次次。将得到的离心后沉淀部分真空干燥或气流干燥，干燥结束后得到去一定含量蛋白质的罗望子多糖胶粉。

作为本发明的优选方法，提供一种纯化罗望子多糖胶的方法，所述方法包括以下步骤：

1)将罗望子种子在125～135℃的温度下烘炒3～5min，粉碎获得胚乳片，将胚乳片进一步粉碎后，采用10～12目进行第一次过筛，制得罗望子多糖胶粒；

2)将步骤1)制得的罗望子多糖胶粒与水按质量比0.8～1.2:1混合，在温度为45～55℃的条件下，反应40～50min，反应结束后压延破壁，采用120～130目进行第二次过筛，制得罗望子多糖胶粉；

3)将步骤2)制得的罗望子多糖胶粉加入含有木瓜蛋白酶的乙醇水溶液中，在55～60℃的温度下反应5h，反应结束后，离心取沉淀，采用体积百分比为50％的乙醇水溶液至少洗涤、离心两次，真空干燥或气流干燥，即得罗望子多糖胶。

所述木瓜蛋白酶的用量为木瓜蛋白酶的用量为所述罗望子多糖胶粉的50～60U/g；所述乙醇水溶液中乙醇含量的体积比为35％～40％。

本发明的又一目的在于提供一种采用上述人员方法所纯化的罗望子多糖胶。

罗望子多糖胶是天然高分子材料，因其具有稳定、乳化、增稠、胶凝和保水等作用而广泛应用于医药、食品、纺织和日化等工业领域。

本发明提供的木瓜蛋白酶法降低罗望子多糖胶蛋白质含量的技术具有以下优点：

1)本发明采用乙醇-水溶液作为反应溶剂，有效避免了多糖胶水溶液体系粘度高的问题。

2)本发明的蛋白酶法能够显著降低罗望子多糖胶的蛋白质含量。

3)本发明的纯化方法在处理过程中使用的乙醇能够回收再利用，降低了处理成本，且不添加任何化学药品，具有环境友好的特点。

4)本发明处理过程简洁高效，易于实现，与现有多糖胶生产工艺具有良好的兼容性。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图；

图2为质量分数分别为1％的罗望子多糖胶与纯化产品的表观粘度曲线图；

图3为质量分数分别为1.5％的罗望子多糖胶与纯化产品的表观粘度曲线图。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例中所纯化的罗望子多糖胶粉采用如下制备方法：

将罗望子种子在130℃温度下烘炒3-5min，烘炒结束后用高速万能粉碎机快速打击粉碎，筛分获得胚乳片。胚乳片粉碎过12目筛，获得罗望子多糖胶粒，罗望子多糖胶粒与水1:1(质量比)在50℃水合45min，水合后通过进行压延破壁，粉碎过120目筛获得罗望子多糖胶粉。该罗望子多糖胶粉的蛋白质的含量为18.16％。

实施例1

将罗望子种子在130℃温度下烘炒3-5min，烘炒结束后用高速万能粉碎机快速打击粉碎，筛分获得胚乳片。胚乳片粉碎过12目筛，获得罗望子多糖胶粒，罗望子多糖胶粒与水1:1(质量比)在50℃水合45min，水合后通过进行压延破壁，所述压延破壁具体采用双辊机挤压，所述双辊机双辊间隙为0.05mm。粉碎过120目筛获得罗望子多糖胶粉。

在温度为55℃的条件下，木瓜蛋白酶用量为50U/g，采用40％的乙醇-水溶液处理5h后，离心取沉淀，采用体积百分比为50％的乙醇水溶液至少洗涤、离心两次，气流干燥，测得罗望子多糖胶蛋白质含量为11.96％，罗望子多糖胶的得率为77.0％。

实施例2

将预处理得到的罗望子多糖胶粉在温度为55℃的条件下，木瓜蛋白酶用量为200U/g，采用30％的乙醇-水溶液处理5h后，离心，洗涤，干燥，测得罗望子多糖胶蛋白质含量为8.39％，罗望子多糖胶的得率为74.6％。

分别以质量分数为1％和1.5％的罗望子原料和去蛋白质产品在80℃条件下水化溶解1h，冷却，然后在30℃条件下测定其剪切率与表观粘度的曲线。罗望子多糖胶原料和纯化产品流变曲线如图2、图3所示，表观粘度随着剪切率提高而降低，但罗望子多糖纯化产品的表观粘度远大于罗望子多糖胶原料的表观粘度。

其他操作同实施例1。

实施例3

将预处理得到的罗望子多糖胶粉在温度为65℃的条件下，木瓜蛋白酶用量50U/g，采用20％的乙醇-水溶液处理5h后，离心，洗涤，干燥，测得罗望子多糖胶蛋白质含量为8.52％，罗望子多糖胶的得率为62.6％。

其他操作同实施例1。

实施例4

将预处理得到的罗望子多糖胶粉在温度为65℃的条件下，木瓜蛋白酶用量200U/g，采用20％的乙醇-水溶液处理5h后，离心，洗涤，干燥，测得罗望子多糖胶蛋白质含量为7.32％，罗望子多糖胶的得率为43.1％。

其他操作同实施例1。

实施例5

将预处理得到的罗望子多糖胶粉在温度为75℃的条件下，木瓜蛋白酶用量200U/g，采用30％的乙醇-水溶液处理5h后，离心，洗涤，干燥，测得罗望子多糖胶蛋白质含量为8.06％，罗望子多糖胶的得率为48.2％。

其他操作同实施例1。

虽然，上文中已经用一般性说明、具体实施方式及试验，对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种纯化罗望子多糖胶的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将罗望子种子烘炒、粉碎、第一次过筛，制得罗望子多糖胶粒；

2)将步骤1)制得的罗望子多糖胶粒与水混合，进行水合反应，反应结束后压延破壁，进行第二次过筛，制得罗望子多糖胶粉；

3)将步骤2)制得的罗望子多糖胶粉加入含有蛋白酶的乙醇水溶液中，进行反应，反应结束后，离心取沉淀，洗涤，干燥，即得。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1)中所述罗望子多糖胶粒的具体由以下步骤制得：将罗望子种子在100～150℃的温度下烘炒，粉碎获得胚乳片，将胚乳片进一步粉碎后，采用10～12目筛进行第一次过筛，即得。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤2)中所述水合反应具体为：将质量比为2～0.5:1的罗望子多糖胶粒与水混合，在温度为40～60℃的条件下，反应40～50min。

4.根据权利要求1-3任一所述的方法，其特征在于，步骤2)中所述第二次过筛采用100～150目。

5.根据权利要求1-4任一所述的方法，其特征在于，所述蛋白酶的用量为所述罗望子多糖胶粉的20～300U/g，优选为50～200U/g；

更优选地，所述蛋白酶为木瓜蛋白酶。

6.根据权利要求1-5任一所述的方法，其特征在于，所述乙醇水溶液中乙醇含量的体积比10％～50％，优选为20％～40％。

7.根据权利要求1-6任一所述的方法，其特征在于，步骤3)中所述反应的温度为40～90℃，优选为55～75℃；所述反应的时间为4～6小时，优选为5小时。

8.根据权利要求1-7所述的方法，其特征在于，步骤3)中所述洗涤具体为：采用体积比为0.5～2:1的乙醇与水至少洗涤两次；

优选地，所述乙醇与水的体积比为1:1。

9.根据权利要求1所述的一种纯化罗望子多糖胶的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

1)将罗望子种子在125～135℃的温度下烘炒3～5min，粉碎获得胚乳片，将胚乳片进一步粉碎后，采用10～12目进行第一次过筛，制得罗望子多糖胶粒；

2)将步骤1)制得的罗望子多糖胶粒与水按质量比0.8～1.2:1混合，在温度为45～55℃的条件下，反应40～50min，反应结束后压延破壁，采用120～130目进行第二次过筛，制得罗望子多糖胶粉；

3)将步骤2)制得的罗望子多糖胶粉加入含有木瓜蛋白酶的乙醇水溶液中，在55～60℃的温度下反应5h，反应结束后，离心取沉淀，采用体积百分比为50％的乙醇水溶液至少洗涤、离心两次，气流干燥，即得罗望子多糖胶；

所述木瓜蛋白酶的用量为所述罗望子多糖胶粉的50～60U/g；所述乙醇水溶液中乙醇含量的体积比为35％～40％。

10.权利要求1-9任一所述的方法所纯化的罗望子多糖胶。