CN110484577A - 一种从火龙果茎中提取和制备甘露糖的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种从火龙果茎中提取和制备甘露糖的方法，属于甘露糖制造技术领域，包括火龙果茎预处理、多糖提取、多糖脱蛋白、多糖脱色、多糖脱小分子杂质、多糖醇沉与干燥、甘露低聚糖制备、甘露糖转化、高纯度甘露糖制备等步骤。本申请的制备方法用火龙果副产物—果茎为原料，利用超高压辅助热水浸提结合现代酶法制备火龙果茎多糖，二次复提，明显提高了火龙果茎粗多糖的提取率和利用率。采用现代生物酶技术、膜分离技术结合有机溶剂置换结晶法，仅经过一步结晶、无须经过精制环节直接获得纯度99％以上的甘露糖晶体制品，工艺简单，易于生产化。
Description
技术领域
本发明涉及甘露糖制备技术领域，具体涉及一种从火龙果茎中提取和制备甘露糖的方法。
背景技术
甘露糖(Mannose)：是一种单糖，也是一种六碳糖，是葡萄糖、半乳糖的同分异构体。自然界常见的是D-甘露糖。甘露糖存在形式非常广泛，是多数多糖的组成成分；同时，在植物和细胞壁的寡糖中也存在大量的甘露糖。甘露糖是一种应用广泛的功能性糖醇，甘露糖及其衍生物常被用于医药、食品工业等行业，对糖尿病、肥胖病、便秘、高胆固醇、膀胱炎与尿道炎等疾病患者有良好的辅助治疗作用。甘露糖独特的性质决定它拥有独特的医药用途，开发甘露糖产品，不仅对保障人民身体健康有重要作用，而且可以具有明显的经济效益。美国零售市场上，甘露糖的价格为3盎司(约95克)一瓶，正常销售价约为30美元/瓶，特别优惠价约为18美元/瓶。按此估计，甘露糖的批发价应当相当于人民币100万元/吨以上。按目前的技术，即使销售价是20万元/吨，仍然是一个具有相当吸引力的项目。如果按中国患者最保守的可能市场估计，中国妇女占6.5亿，50％曾经有过一次膀胱炎或尿道炎，每次治疗需要用甘露糖50克，人均寿命65岁计，中国市场每年就应当在250吨以上。甘露糖将成为一种非常有前景的精细化工产品，但是在我国由于受原料、提取收率等因素的限制，影响了甘露糖生产的发展。
火龙果茎(Stem of Pitaya)：火龙果是一种既能观花、观果又能食用的仙人掌科植物。火龙果茎即为火龙果多年生肉质植株，绿色，茎蔓呈三角柱形，攀附在墙壁、水泥柱上，每段茎节凹陷处各生有短刺1～3枝。火龙果茎作为火龙果副产物，可利用资源相当丰富。火龙果茎生长迅速，一年可长7～10cm。火龙果茎中含有植物性多糖以及多种矿物质元素、维生素E和甾醇等物质，其中植物性多糖含量最高，占干品的7％左右。研究发现火龙果茎多糖是含有大量β-D-吡喃甘露聚糖的混合物。甘露聚糖可用于制备甘露糖。火龙果茎含有丰富的营养成分，具有特殊的生理功能，其开发利用前景广阔，潜在价值高。将火龙果茎直接丢弃不仅造成宝贵资源的浪费，还会污染环境。
甘露糖的诸多生理功能，使其具有非常可观的市场潜力。加工原料的来源、生产加工过程中的成本费用以及生产出来的产品的安全性，对能否将其成功地投入到商业化生产销售中影响至关重要。而目前火龙果茎的研究主要有火龙果茎多糖的提取和结构鉴定、火龙果茎凝胶汁的提取及其美容功效的检测。相比起火龙果其他部位(如花、籽、果实)的加工利用，对其茎的加工利用目前仍是空白，国内外鲜见对火龙果茎的研究报道，还有待进一步的分析研究。鉴于此，研究一种来源于火龙果茎的甘露糖，不仅能够提高甘露糖的提取率、降低生产甘露糖的成本和保证甘露糖产品的安全性，同时解决火龙果茎综合利用度不高、火龙果产业链条短等问题，还能保护环境，为消费者提供更多选择。
发明内容
本发明的发明目的是，针对上述问题，提供一种从火龙果茎中提取和制备甘露糖的方法，提高了甘露糖的提取率、降低了生产甘露糖的成本，同时无须经过精制环节直接获得纯度高的甘露糖，保证了甘露糖产品的安全性。
为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种从火龙果茎中提取和制备甘露糖的方法，包括以下步骤：
S1.预处理
取新鲜火龙果茎洗净，去皮，切块；然后按料液比1:6～10加入护色水溶液进行护色30min～60min，所述护色水溶液为含有质量分数为0.02％～0.1％D-抗坏血酸钠和0.1％～0.5％柠檬酸的水溶液；最后放入搅拌机中搅拌至糊状得火龙果茎浆料，置于4℃条件下保存。
S2.多糖提取
S21.粗多糖一提：
采用超高压辅助热水浸提法提取，将所述火龙果茎浆料加入超高压提取设备中，按料液比1:10～20加入水，加压并保持压力，然后泄压，过滤，得到的滤液进行冷藏并进行第一次离心分离，收集上清液再次冷藏，进行第二次离心分离，收集上清液得到一提提取液。
S22.粗多糖二提：
将步骤S21中过滤得到的滤渣进行二次提取，按料液比1:6～10向所述滤渣加入水，然后按照滤渣质量百分比加入5％复合酶，调节pH值到4～5，在45～55℃下恒温搅拌3～5h；最后灭酶，过滤取滤液得到二提提取液。
所述复合酶包括果胶酶和蛋白酶。
S23.粗多糖醇沉与干燥：
将所述一提提取液和二提提取液合并，浓缩至原体积的1/4，按体积比1:3～5加入体积分数95％乙醇并在冰水中放置20～30h进行醇沉，过滤取沉淀；最后将所得沉淀放入超声辅助真空冷冻干燥机冷冻干燥，即得火龙果茎粗多糖。
S3.多糖脱蛋白
将所述火龙果茎粗多糖溶解，加入质量比0.1％～0.3％的木瓜蛋白酶，调pH值到6～7，60℃恒温1～3h，最后灭酶，过滤取滤液，得到火龙果茎多糖脱蛋白滤液。
S4.多糖脱色
向所述火龙果茎多糖脱蛋白滤液中加入质量比1％～3％的活性炭，在55～65℃温度下搅拌20～40min后静置5～20min，过滤取滤液，得到火龙果茎多糖脱色滤液。
S5.多糖脱小分子杂质
利用反渗透膜除去所述火龙果茎多糖脱色滤液中的小分子杂质,得到火龙果茎多糖浓缩液。
S6.纯化多糖醇沉与干燥
按体积1：3～5比例向所述火龙果茎多糖浓缩液加入体积分数95％乙醇并在冰水中放置20～30h进行醇沉，过滤取沉淀；最后将所得沉淀用超声辅助真空冷冻干燥机冷冻干燥，即得火龙果茎多糖纯品。
S7.甘露低聚糖制备
按料液比1:15～25向火龙果茎多糖纯品加入水，煮沸，冷却至室温；然后，调节pH值至6.0，加入质量比2.5％的β-甘露聚糖酶，在45～55℃下水解20～30h；最后灭酶，过滤得滤液；将所述滤液采用10～100nm超滤膜循环过滤，得甘露低聚糖溶液。
S8.甘露糖转化
按质量比向所述甘露低聚糖溶液中加入0.05％葡萄糖异构酶和甘露糖异构酶的混合物进行反应；反应结束后采用截留分子量150～200kD的纳滤膜浓缩处理，得甘露糖溶液。
S9.高纯度甘露糖制备
将所述甘露糖溶液真空浓缩至糖浆浓度为85wt％，加入浓缩液体积2倍的无水乙醇和质量比1％D-甘露糖的晶种，结晶，析晶，过滤，干燥得到高纯度的D-甘露糖。
优选的，步骤S21中，所述超高压辅助热水浸提法，加压压力为300～500Mpa，温度为120～140℃，压力保持时间为15～30min。
优选的，步骤S21中，第一次冷藏温度为1～3℃，冷藏时间为3～5h；再次冷藏温度为2～5℃，冷藏时间为1～2h；第一次离心分离的转速为4000～5000r/min，分离时间为10～20min；第二次离心分离的转速为5000～6000r/min，分离时间为5～10min。
优选的，步骤S22中，果胶酶和蛋白酶的质量比为1:1～2。
优选的，步骤S5中，操作压力为3MPa，浓缩倍数为20～30倍。
优选的，步骤S7中，水解过程中，用0.1mol/L盐酸或氢氧化钠使溶液体系pH值稳定在5.8～6.2。
优选的，步骤S8，葡萄糖异构酶和甘露糖异构酶的混合物中，葡萄糖异构酶和甘露糖异构酶的配比为1:3～4。
优选的，步骤S8中，反应条件为：调节温度为20～50℃、pH为7.5～8.5，反应50～80min。
优选的，结晶6～10h，温度控制为25～40℃。
由于采用上述技术方案，本发明具有以下有益效果：
1.本发明的从火龙果茎中提取和制备甘露糖的方法，以火龙果茎为主要原料，经火龙果茎预处理、多糖提取、多糖脱蛋白、多糖脱色、多糖脱小分子杂质、多糖醇沉与干燥、甘露低聚糖制备、甘露糖转化、高纯度甘露糖制备等步骤，得到纯度99％以上的甘露糖，提高了甘露糖的提取率、降低了生产甘露糖的成本，同时无须经过精制环节直接获得纯度高的甘露糖，保证了甘露糖产品的安全性。
火龙果茎含有丰富植物性多糖以及多种矿物质元素、维生素E和甾醇等物质，其中植物性多糖含量最高，占干品的7％左右。研究发现火龙果茎多糖是含有大量β-D-吡喃甘露聚糖的混合物。甘露聚糖可用于制备甘露糖。因此，火龙果茎可作为制备甘露糖的一种天然原料，不仅能够降低甘露糖的生产成本，也为火龙果茎的在加工利用提供了一种新的途径，节约了能源，缓解了环境压力。
2.本发明的从火龙果茎中提取和制备甘露糖的方法，利用火龙果副产物——果茎为原料，利用超高压辅助热水浸提结合现代酶法制备火龙果茎多糖，二次复提，明显提高了火龙果茎粗多糖的提取率和利用率。采用现代生物酶技术、膜分离技术结合有机溶剂置换结晶法，仅经过一步结晶、无须经过精制环节直接获得纯度99％以上的甘露糖晶体制品，工艺简单，易于生产化。
在提取方法中，热水提取法对多糖的提取较温和，不易破坏多糖的结构，但是，这样的方式存在多糖提取液中蛋白含量高和提取率低的问题，针对这一问题，现有技术通常采用超高压辅助热水浸提和酶酶解二次复提的方式克服。超高压辅助热水浸提，一方面高压处理对火龙果茎细胞结构具有明显的破坏作用，且随着压力水平的升高，破坏强度增大，可以显著提高多糖产率，但是不能过高，否则严重破坏多糖结构。另一方面，采用超高压辅助热水浸提，提高热水温度，加快多糖溶出，可以提高提取效率和产率。采用二次复提，结合酶解技术，酶解蛋白时，肽键的断裂是随机的，既可以切断杂质蛋白，也随时可以切断活性蛋白聚糖的活性中心，从而提高产率和降低蛋白含量。
粗多糖产品的杂质来源主要是杂质蛋白、色素、纤维素、遗传物质和小分子物质等非活性成分，大大地影响了多糖产品的外观品质，减少了活性多糖的含量从而降低了临床药效。本申请采用木瓜蛋白酶脱蛋白，活性炭脱色，反渗透膜去除小分子杂质，缓和彻底，不会对多糖造成过多的破坏，从而保证甘露糖品质。
3.本发明的从火龙果茎中提取和制备甘露糖的方法，原料成分安全，加工过程简单，无污染物产生，绿色环保，符合国家的生态经济产业政策。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
一种从火龙果茎中提取和制备甘露糖的方法，包括以下步骤：
S1.预处理
取新鲜火龙果茎洗净，去皮，切块；然后按料液比1:8加入护色水溶液进行护色50min，所述护色水溶液为含有质量分数为0.05％D-抗坏血酸钠和0.3％柠檬酸的水溶液；最后放入搅拌机中搅拌至糊状得火龙果茎浆料，置于4℃条件下保存。
S2.多糖提取
S21.粗多糖一提：
采用超高压辅助热水浸提法提取，将所述火龙果茎浆料加入超高压提取设备中，按料液比1:15加入水，加压并保持压力，然后泄压，过滤，得到的滤液进行冷藏并进行第一次离心分离，收集上清液再次冷藏，进行第二次离心分离，收集上清液得到一提提取液。所述超高压辅助热水浸提法，加压压力为400Mpa，温度为130℃，压力保持时间为20min。
第一次冷藏温度为2℃，冷藏时间为4h；再次冷藏温度为3℃，冷藏时间为1.5h；第一次离心分离的转速为4500r/min，分离时间为15min；第二次离心分离的转速为5500r/min，分离时间为8min。
S22.粗多糖二提：
将步骤S21中过滤得到的滤渣进行二次提取，按料液比1:8向所述滤渣加入水，然后按照滤渣质量百分比加入5％复合酶，调节pH值到4.5，在50℃下恒温搅拌4h；最后灭酶，过滤取滤液得到二提提取液。
所述复合酶包括果胶酶和蛋白酶。果胶酶和蛋白酶的质量比为1:2。
S23.粗多糖醇沉与干燥：
将所述一提提取液和二提提取液合并，浓缩至原体积的1/4，按体积比1:4加入体积分数95％乙醇并在冰水中放置25h进行醇沉，过滤取沉淀；最后将所得沉淀放入真空冷冻干燥机冷冻干燥，即得火龙果茎粗多糖。
S3.多糖脱蛋白
将所述火龙果茎粗多糖溶解，加入质量比0.2％的木瓜蛋白酶，调pH值到6.5，60℃恒温2h，最后灭酶，过滤取滤液，得到火龙果茎多糖脱蛋白滤液。
S4.多糖脱色
向所述火龙果茎多糖脱蛋白滤液中加入质量比2％的活性炭，在60℃温度下搅拌30min后静置10min，过滤取滤液，得到火龙果茎多糖脱色滤液。
S5.多糖脱小分子杂质
利用反渗透膜除去所述火龙果茎多糖脱色滤液中的小分子杂质,得到火龙果茎多糖浓缩液。操作压力为3MPa，浓缩倍数为25倍。
S6.纯化多糖醇沉与干燥
按体积1：3～5比例向所述火龙果茎多糖浓缩液加入体积分数95％乙醇并在冰水中放置20～30h进行醇沉，过滤取沉淀；最后将所得沉淀用真空冷冻干燥机冷冻干燥，即得火龙果茎多糖纯品。
S7.甘露低聚糖制备
按料液比1:20向火龙果茎多糖纯品加入水，煮沸，冷却至室温；然后，调节pH值至6.0，加入质量比2.5％的β-甘露聚糖酶，在50℃下水解25h；最后灭酶，过滤得滤液；将所述滤液采用50nm超滤膜循环过滤，得甘露低聚糖溶液。水解过程中，用0.1mol/L盐酸或氢氧化钠使溶液体系pH值稳定在6。
S8.甘露糖转化
按质量比向所述甘露低聚糖溶液中加入0.05％葡萄糖异构酶和甘露糖异构酶的混合物进行反应；反应结束后采用截留分子量200kD的纳滤膜浓缩处理，得甘露糖溶液。葡萄糖异构酶和甘露糖异构酶的混合物中，葡萄糖异构酶和甘露糖异构酶的配比为1:4。反应条件为：调节温度为40℃、pH为8，反应60min。
S9.高纯度甘露糖制备
将所述甘露糖溶液真空浓缩至糖浆浓度为85wt％，加入浓缩液体积2倍的无水乙醇和质量比1％D-甘露糖的晶种，结晶，析晶，过滤，干燥得到高纯度的D-甘露糖。结晶8h，温度控制为35℃。
实施例2
一种从火龙果茎中提取和制备甘露糖的方法，包括以下步骤：
S1.预处理
取新鲜火龙果茎洗净，去皮，抽枝，切块；然后按料液比1:6加入护色水溶液进行护色60min，所述护色水溶液为含有质量分数为0.02％D-抗坏血酸钠和0.5％柠檬酸的水溶液；最后放入搅拌机中搅拌至糊状得火龙果茎浆料，置于4℃条件下保存。
S2.多糖提取
S21.粗多糖一提：
采用超高压辅助热水浸提法提取，将所述火龙果茎浆料加入超高压提取设备中，按料液比1:20加入水，加压并保持压力，然后泄压，过滤，得到滤液进行冷藏并进行第一次离心分离，收集上清液再次冷藏，进行第二次离心分离，收集上清液得到一提提取液。所述超高压辅助热水浸提法，加压压力为500Mpa，温度为140℃，压力保持时间为15min。
第一次冷藏温度为3℃，冷藏时间为5h；再次冷藏温度为5℃，冷藏时间为2h；第一次离心分离的转速为5000r/min，分离时间为10min；第二次离心分离的转速为6000r/min，分离时间为5min。
S22.粗多糖二提：
将步骤S21中过滤得到的滤渣进行二次提取，按料液比1:6向所述滤渣加入水，然后按照滤渣质量百分比加入5％复合酶，调节pH值到5，在45℃下恒温搅拌5h；最后灭酶，过滤取滤液得到二提提取液。
所述复合酶包括果胶酶和蛋白酶。果胶酶和蛋白酶的质量比为1:1。
S23.粗多糖醇沉与干燥：
将所述一提提取液和二提提取液合并，浓缩至原体积的1/4，按体积比1:3加入体积分数95％乙醇并在冰水中放置20h进行醇沉，过滤取沉淀；最后将所得沉淀放入真空冷冻干燥机冷冻干燥，即得火龙果茎粗多糖。
S3.多糖脱蛋白
将所述火龙果茎粗多糖溶解，加入质量比0.1％的木瓜蛋白酶，调pH值到6，60℃恒温3h，最后灭酶，过滤取滤液，得到火龙果茎多糖脱蛋白滤液。
S4.多糖脱色
向所述火龙果茎多糖脱蛋白滤液中加入质量比1％的活性炭，在65℃温度下搅拌40min后静置20min，过滤取滤液，得到火龙果茎多糖脱色滤液。
S5.多糖脱小分子杂质
利用反渗透膜除去所述火龙果茎多糖脱色滤液中的小分子杂质,得到火龙果茎多糖浓缩液。操作压力为3MPa，浓缩倍数为30倍。
S6.纯化多糖醇沉与干燥
按体积1：5比例向所述火龙果茎多糖浓缩液加入体积分数95％乙醇并在冰水中放置30h进行醇沉，过滤取沉淀；最后将所得沉淀用真空冷冻干燥机冷冻干燥，即得火龙果茎多糖纯品。
S7.甘露低聚糖制备
按料液比1:15向火龙果茎多糖纯品加入水，煮沸，冷却至室温；然后，调节pH值至6.0，加入质量比2.5％的β-甘露聚糖酶，在45℃下水解30h；最后灭酶，过滤得滤液；将所述滤液采用10nm超滤膜循环过滤，得甘露低聚糖溶液。水解过程中，用0.1mol/L盐酸或氢氧化钠使溶液体系pH值稳定在5.8。
S8.甘露糖转化
按质量比向所述甘露低聚糖溶液中加入0.05％葡萄糖异构酶和甘露糖异构酶的混合物进行反应；反应结束后采用截留分子量150kD的纳滤膜浓缩处理，得甘露糖溶液。葡萄糖异构酶和甘露糖异构酶的混合物中，葡萄糖异构酶和甘露糖异构酶的配比为1:3。反应条件为：调节温度为20℃、pH为8.5，反应80min。
S9.高纯度甘露糖制备
将所述甘露糖溶液真空浓缩至糖浆浓度为85wt％，加入浓缩液体积2倍的无水乙醇和质量比1％D-甘露糖的晶种，结晶，析晶，过滤，干燥得到高纯度的D-甘露糖。结晶10h，温度控制为25℃。
实施例3
一种从火龙果茎中提取和制备甘露糖的方法，包括以下步骤：
S1.预处理
取新鲜火龙果茎洗净，去皮，抽枝，切块；然后按料液比1:10加入护色水溶液进行护色60min，所述护色水溶液为含有质量分数为0.1％D-抗坏血酸钠和0.1％柠檬酸的水溶液；最后放入搅拌机中搅拌至糊状得火龙果茎浆料，置于4℃条件下保存。
S2.多糖提取
S21.粗多糖一提：
采用超高压辅助热水浸提法提取，将所述火龙果茎浆料加入超高压提取设备中，按料液比1:10加入水，加压并保持压力，然后泄压，过滤，得到滤液进行冷藏并进行第一次离心分离，收集上清液再次冷藏，进行第二次离心分离，收集上清液得到一提提取液。所述超高压辅助热水浸提法，加压压力为3000Mpa，温度为120℃，压力保持时间为30min。
第一次冷藏温度为1℃，冷藏时间为3h；再次冷藏温度为2℃，冷藏时间为1h；第一次离心分离的转速为4000r/min，分离时间为20min；第二次离心分离的转速为5000r/min，分离时间为10min。
S22.粗多糖二提：
将步骤S21中过滤得到的滤渣进行二次提取，按料液比1:10向所述滤渣加入水，然后按照滤渣质量百分比加入5％复合酶，调节pH值到4，在55℃下恒温搅拌3h；最后灭酶，过滤取滤液得到二提提取液。
所述复合酶包括果胶酶和蛋白酶。果胶酶和蛋白酶的质量比为2:3。
S23.粗多糖醇沉与干燥：
将所述一提提取液和二提提取液合并，浓缩至原体积的1/4，按体积比1:5加入体积分数95％乙醇并在冰水中放置30h进行醇沉，过滤取沉淀；最后将所得沉淀放入真空冷冻干燥机冷冻干燥，即得火龙果茎粗多糖。
S3.多糖脱蛋白
将所述火龙果茎粗多糖溶解，加入质量比0.3％的木瓜蛋白酶，调pH值到7，60℃恒温1h，最后灭酶，过滤取滤液，得到火龙果茎多糖脱蛋白滤液。
S4.多糖脱色
向所述火龙果茎多糖脱蛋白滤液中加入质量比3％的活性炭，在65℃温度下搅拌20min后静置5min，过滤取滤液，得到火龙果茎多糖脱色滤液。
S5.多糖脱小分子杂质
利用反渗透膜除去所述火龙果茎多糖脱色滤液中的小分子杂质,得到火龙果茎多糖浓缩液。操作压力为3MPa，浓缩倍数为20倍。
S6.纯化多糖醇沉与干燥
按体积1：3比例向所述火龙果茎多糖浓缩液加入体积分数95％乙醇并在冰水中放置20h进行醇沉，过滤取沉淀；最后将所得沉淀用真空冷冻干燥机冷冻干燥，即得火龙果茎多糖纯品。
S7.甘露低聚糖制备
按料液比1:25向火龙果茎多糖纯品加入水，煮沸，冷却至室温；然后，调节pH值至6.0，加入质量比2.5％的β-甘露聚糖酶，在55℃下水解20h；最后灭酶，过滤得滤液；将所述滤液采用100nm超滤膜循环过滤，得甘露低聚糖溶液。水解过程中，用0.1mol/L盐酸或氢氧化钠使溶液体系pH值稳定在6.2。
S8.甘露糖转化
按质量比向所述甘露低聚糖溶液中加入0.05％葡萄糖异构酶和甘露糖异构酶的混合物进行反应；反应结束后采用截留分子量200kD的纳滤膜浓缩处理，得甘露糖溶液。葡萄糖异构酶和甘露糖异构酶的混合物中，葡萄糖异构酶和甘露糖异构酶的配比为1:4。反应条件为：调节温度为50℃、pH为7.5，反应50min。
S9.高纯度甘露糖制备
将所述甘露糖溶液真空浓缩至糖浆浓度为85wt％，加入浓缩液体积2倍的无水乙醇和质量比1％D-甘露糖的晶种，结晶，析晶，过滤，干燥得到高纯度的D-甘露糖。结晶6～10h，温度控制为25～40℃。
对比例1
一种从火龙果茎中提取和制备甘露糖的方法，与实施例1相比，S21.中进行热水浸提法提取，其他步骤相同。
对比例2
一种从火龙果茎中提取和制备甘露糖的方法，与实施例1相比，S21.中进行超高压浸提法提取，其他步骤相同。
对比例3
一种从火龙果茎中提取和制备甘露糖的方法，与实施例1相比，没有步骤S22，其他步骤相同。
对比例4
一种从火龙果茎中提取和制备甘露糖的方法，与实施例1相比，没有步骤S5，其他步骤相同。
对实施例1-3和对比例1-4中步骤S2中的火龙果茎粗多糖，步骤S9中的D-甘露糖的产率和纯度进行计算，结果见表1。
粗多糖提取率(％)＝(火龙果粗多糖质量/火龙果茎质量)×100％；
D-甘露糖的产率(％)＝(D-甘露糖质量/火龙果茎多糖质量)×100％；
D-甘露糖的纯度(％)＝(D-甘露糖含量/D-甘露糖质量)×100％。
表1结果分析
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 对比例1 | 对比例2 | 对比例3 | 对比例4 | |
| 粗多糖提取率/％ | 25.2 | 24.3 | 24.8 | 16.2 | 18.4 | 13.7 | 24.9 |
| D-甘露糖的产率/％ | 50.6％ | 48.3％ | 49.5％ | 32.3％ | 34.1％ | 25.4％ | 47.7％ |
| D-甘露糖的纯度/％ | 99 | 99 | 99 | 99 | 99 | 92 | 88 |
从实施例1-3，结合表1的数据可以看出，本发明以火龙果茎为主要原料，得到纯度99％以上的甘露糖，提高了甘露糖的提取率、降低了生产甘露糖的成本，同时无须经过精制环节直接获得纯度高的甘露糖，保证了甘露糖产品的安全性。
实施例1和对比例1-2对比可以看出，超高压辅助热水浸提，高压和热水浸提共同作用，提高提取率。一方面高压处理对火龙果茎细胞结构具有明显的破坏作用，且随着压力水平的升高，破坏强度增大，可以显著提高多糖产率，但是不能过高，否则严重破坏多糖结构。另一方面，采用超高压辅助热水浸提，提高热水温度，加快多糖溶出，可以提高提取效率和产率。
实施例1和对比例3对比可以看出，采用二次复提，结合酶解技术，酶解蛋白时，肽键的断裂是随机的，既可以切断杂质蛋白，也随时可以切断活性蛋白聚糖的活性中心，从而提高产率和降低蛋白含量，提高纯度。
实施例1和对比例4对比可以看出，反渗透膜去除小分子杂质，去除效果较好，有助于提高D-甘露糖的纯度。
上述说明是针对本发明较佳可行试验例的详细说明，但实施例并非用以限定本发明的专利申请范围，凡本发明所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本发明所涵盖专利范围。
Claims (9)
1.一种从火龙果茎中提取和制备甘露糖的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.预处理
取新鲜火龙果茎洗净，去皮，切块；然后按料液比1:6～10加入护色水溶液进行护色30min～60min，所述护色水溶液为含有质量分数为0.02％～0.1％D-抗坏血酸钠和0.1％～0.5％柠檬酸的水溶液；最后放入搅拌机中搅拌至糊状得火龙果茎浆料，置于4℃条件下保存；
S2.多糖提取
S21.粗多糖一提：
采用超高压辅助热水浸提法提取，将所述火龙果茎浆料加入超高压提取设备中，按料液比1:10～20加入水，加压并保持压力，然后泄压，过滤，将得到的滤液进行冷藏并进行第一次离心分离，收集上清液再次冷藏，进行第二次离心分离，收集上清液得到一提提取液；
S22.粗多糖二提：
将步骤S21中过滤得到的滤渣进行二次提取，按料液比1:6～10向所述滤渣加入水，然后按照所述滤渣质量百分比加入5％复合酶，调节pH值到4～5，在45～55℃下恒温搅拌3～5h；最后灭酶，过滤取滤液得到二提提取液；
所述复合酶包括果胶酶和蛋白酶；
S23.粗多糖醇沉与干燥：
将所述一提提取液和二提提取液合并，浓缩至原体积的1/4，按体积比1:3～5加入体积分数95％的乙醇并在冰水中放置20～30h进行醇沉，过滤取沉淀；最后将所得沉淀放入超声辅助真空冷冻干燥机冷冻干燥，即得火龙果茎粗多糖；
S3.多糖脱蛋白
将所述火龙果茎粗多糖溶解，加入质量比0.1％～0.3％的木瓜蛋白酶，调pH值到6～7，60℃恒温1～3h，最后灭酶，过滤取滤液，得到火龙果茎多糖脱蛋白滤液；
S4.多糖脱色
向所述火龙果茎多糖脱蛋白滤液中加入质量比1％～3％的活性炭，在55～65℃温度下搅拌20～40min后静置5～20min，过滤取滤液，得到火龙果茎多糖脱色滤液；
S5.多糖脱小分子杂质
利用反渗透膜除去所述火龙果茎多糖脱色滤液中的小分子杂质,得到火龙果茎多糖浓缩液；
S6.纯化多糖醇沉与干燥
按体积1：3～5比例向所述火龙果茎多糖浓缩液加入体积分数95％乙醇并在冰水中放置20～30h进行醇沉，过滤取沉淀；最后将所得沉淀用超声辅助真空冷冻干燥机冷冻干燥，即得火龙果茎多糖纯品；
S7.甘露低聚糖制备
按料液比1:15～25向火龙果茎多糖纯品加入水，煮沸，冷却至室温；然后，调节pH值至6.0，加入质量比2.5％的β-甘露聚糖酶，在45～55℃下水解20～30h；最后灭酶，过滤得滤液；将所述滤液采用10～100nm超滤膜循环过滤，得甘露低聚糖溶液；
S8.甘露糖转化
按质量比向所述甘露低聚糖溶液中加入0.05％葡萄糖异构酶和甘露糖异构酶的混合物进行反应；反应结束后采用截留分子量150～200kD的纳滤膜浓缩处理，得甘露糖溶液；
S9.高纯度甘露糖制备
将所述甘露糖溶液真空浓缩至糖浆浓度为85wt％，加入浓缩液体积2倍的无水乙醇和质量比1％D-甘露糖的晶种，结晶，析晶，过滤，干燥得到高纯度的D-甘露糖。
2.根据权利要求1所述的从火龙果茎中提取和制备甘露糖的方法，其特征在于，步骤S21中，所述超高压辅助热水浸提法，加压压力为300～500Mpa，温度为120～140℃，压力保持时间为15～30min。
3.根据权利要求1所述的从火龙果茎中提取和制备甘露糖的方法的制备方法，其特征在于，步骤S21中，第一次冷藏温度为1～3℃，冷藏时间为3～5h；再次冷藏温度为2～5℃，冷藏时间为1～2h；第一次离心分离的转速为4000～5000r/min，分离时间为10～20min；第二次离心分离的转速为5000～6000r/min，分离时间为5～10min。
4.根据权利要求1所述的从火龙果茎中提取和制备甘露糖的方法，其特征在于，步骤S22中，果胶酶和蛋白酶的质量比为1:1～2。
5.根据权利要求1所述的从火龙果茎中提取和制备甘露糖的方法，其特征在于，步骤S5中，操作压力为3MPa，浓缩倍数为20～30倍。
6.根据权利要求1所述的从火龙果茎中提取和制备甘露糖的方法，其特征在于，步骤S7中，水解过程中，用0.1mol/L盐酸或氢氧化钠使溶液体系pH值稳定在5.8～6.2。
7.根据权利要求1所述的从火龙果茎中提取和制备甘露糖的方法，其特征在于，步骤S8，葡萄糖异构酶和甘露糖异构酶的混合物中，葡萄糖异构酶和甘露糖异构酶的配比为1:3～4。
8.根据权利要求1所述的从火龙果茎中提取和制备甘露糖的方法，其特征在于，步骤S8中，反应条件为：调节温度为20～50℃、pH为7.5～8.5，反应50～80min。
9.根据权利要求1所述的从火龙果茎中提取和制备甘露糖的方法，其特征在于，步骤S9中，结晶6～10h，温度控制为25～40℃。
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| CN116602411A (zh) * | 2023-06-02 | 2023-08-18 | 广东省农业科学院蚕业与农产品加工研究所 | 一种调节肠道菌群的组合物及其制备方法和应用 |
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| CN108324606A (zh) * | 2017-03-01 | 2018-07-27 | 齐鲁工业大学 | 一种火龙果茎提取物及其制备方法和应用 |
| CN109998107A (zh) * | 2019-04-12 | 2019-07-12 | 广东美辰生物科技有限公司 | 一种火龙果茎凝胶汁提取液的制备及其生产工艺 |
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