CN111909975A - 一种微波预处理油茶果壳发酵法制备功能性低聚糖的方法 - Google Patents
一种微波预处理油茶果壳发酵法制备功能性低聚糖的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111909975A CN111909975A CN202010734244.8A CN202010734244A CN111909975A CN 111909975 A CN111909975 A CN 111909975A CN 202010734244 A CN202010734244 A CN 202010734244A CN 111909975 A CN111909975 A CN 111909975A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- oligosaccharide
- oil tea
- powder
- tea fruit
- ethanol
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 229920001542 oligosaccharide Polymers 0.000 title claims abstract description 45
- 150000002482 oligosaccharides Chemical class 0.000 title claims abstract description 45
- 241001122767 Theaceae Species 0.000 title claims abstract description 37
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 33
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 title claims abstract description 23
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 title claims abstract description 23
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 76
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 37
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 claims abstract description 28
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 claims abstract description 28
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 27
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 claims abstract description 20
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 claims abstract description 17
- 239000001397 quillaja saponaria molina bark Substances 0.000 claims abstract description 16
- 229930182490 saponin Natural products 0.000 claims abstract description 16
- 150000007949 saponins Chemical class 0.000 claims abstract description 16
- 241000526900 Camellia oleifera Species 0.000 claims abstract description 15
- 229920001864 tannin Polymers 0.000 claims abstract description 14
- 235000018553 tannin Nutrition 0.000 claims abstract description 14
- 239000001648 tannin Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 13
- 244000045069 Agrocybe aegerita Species 0.000 claims abstract description 12
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 10
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 239000007853 buffer solution Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000004108 freeze drying Methods 0.000 claims abstract description 7
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 7
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 claims abstract description 7
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 claims abstract description 7
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims abstract description 7
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 claims abstract description 7
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 5
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 17
- 229920002488 Hemicellulose Polymers 0.000 claims description 15
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 claims description 15
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 claims description 15
- UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M Sodium bicarbonate Chemical compound [Na+].OC([O-])=O UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 12
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- TUSDEZXZIZRFGC-UHFFFAOYSA-N 1-O-galloyl-3,6-(R)-HHDP-beta-D-glucose Natural products OC1C(O2)COC(=O)C3=CC(O)=C(O)C(O)=C3C3=C(O)C(O)=C(O)C=C3C(=O)OC1C(O)C2OC(=O)C1=CC(O)=C(O)C(O)=C1 TUSDEZXZIZRFGC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000001263 FEMA 3042 Substances 0.000 claims description 8
- LRBQNJMCXXYXIU-PPKXGCFTSA-N Penta-digallate-beta-D-glucose Natural products OC1=C(O)C(O)=CC(C(=O)OC=2C(=C(O)C=C(C=2)C(=O)OC[C@@H]2[C@H]([C@H](OC(=O)C=3C=C(OC(=O)C=4C=C(O)C(O)=C(O)C=4)C(O)=C(O)C=3)[C@@H](OC(=O)C=3C=C(OC(=O)C=4C=C(O)C(O)=C(O)C=4)C(O)=C(O)C=3)[C@H](OC(=O)C=3C=C(OC(=O)C=4C=C(O)C(O)=C(O)C=4)C(O)=C(O)C=3)O2)OC(=O)C=2C=C(OC(=O)C=3C=C(O)C(O)=C(O)C=3)C(O)=C(O)C=2)O)=C1 LRBQNJMCXXYXIU-PPKXGCFTSA-N 0.000 claims description 8
- HEBKCHPVOIAQTA-NGQZWQHPSA-N d-xylitol Chemical compound OC[C@H](O)C(O)[C@H](O)CO HEBKCHPVOIAQTA-NGQZWQHPSA-N 0.000 claims description 8
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 8
- 229920002258 tannic acid Polymers 0.000 claims description 8
- LRBQNJMCXXYXIU-NRMVVENXSA-N tannic acid Chemical compound OC1=C(O)C(O)=CC(C(=O)OC=2C(=C(O)C=C(C=2)C(=O)OC[C@@H]2[C@H]([C@H](OC(=O)C=3C=C(OC(=O)C=4C=C(O)C(O)=C(O)C=4)C(O)=C(O)C=3)[C@@H](OC(=O)C=3C=C(OC(=O)C=4C=C(O)C(O)=C(O)C=4)C(O)=C(O)C=3)[C@@H](OC(=O)C=3C=C(OC(=O)C=4C=C(O)C(O)=C(O)C=4)C(O)=C(O)C=3)O2)OC(=O)C=2C=C(OC(=O)C=3C=C(O)C(O)=C(O)C=3)C(O)=C(O)C=2)O)=C1 LRBQNJMCXXYXIU-NRMVVENXSA-N 0.000 claims description 8
- 229940033123 tannic acid Drugs 0.000 claims description 8
- 235000015523 tannic acid Nutrition 0.000 claims description 8
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims description 6
- 238000013375 chromatographic separation Methods 0.000 claims description 6
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 6
- 230000029087 digestion Effects 0.000 claims description 6
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 6
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 claims description 6
- 229910000030 sodium bicarbonate Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 235000017557 sodium bicarbonate Nutrition 0.000 claims description 6
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 6
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 3
- 238000011049 filling Methods 0.000 claims description 3
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 claims description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 3
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 claims description 2
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 claims 1
- 229940088598 enzyme Drugs 0.000 abstract description 25
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 9
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 9
- 238000000643 oven drying Methods 0.000 abstract description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 abstract description 4
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 abstract description 3
- 238000005580 one pot reaction Methods 0.000 abstract description 3
- 108010059892 Cellulase Proteins 0.000 abstract description 2
- 229940106157 cellulase Drugs 0.000 abstract description 2
- 229940059442 hemicellulase Drugs 0.000 abstract description 2
- 108010002430 hemicellulase Proteins 0.000 abstract description 2
- 238000010563 solid-state fermentation Methods 0.000 abstract description 2
- 238000004587 chromatography analysis Methods 0.000 abstract 1
- 230000009849 deactivation Effects 0.000 abstract 1
- 230000003301 hydrolyzing effect Effects 0.000 abstract 1
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 abstract 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 20
- 235000019198 oils Nutrition 0.000 description 20
- 240000001548 Camellia japonica Species 0.000 description 11
- SRBFZHDQGSBBOR-IOVATXLUSA-N D-xylopyranose Chemical compound O[C@@H]1COC(O)[C@H](O)[C@H]1O SRBFZHDQGSBBOR-IOVATXLUSA-N 0.000 description 8
- 238000006384 oligomerization reaction Methods 0.000 description 8
- 235000018597 common camellia Nutrition 0.000 description 7
- 239000010903 husk Substances 0.000 description 5
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 5
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 5
- 108090000604 Hydrolases Proteins 0.000 description 4
- PYMYPHUHKUWMLA-UHFFFAOYSA-N arabinose Natural products OCC(O)C(O)C(O)C=O PYMYPHUHKUWMLA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- SRBFZHDQGSBBOR-UHFFFAOYSA-N beta-D-Pyranose-Lyxose Natural products OC1COC(O)C(O)C1O SRBFZHDQGSBBOR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- FYGDTMLNYKFZSV-ZWSAEMDYSA-N cellotriose Chemical compound O[C@@H]1[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@H]1O[C@@H]1[C@@H](CO)O[C@@H](O[C@@H]2[C@H](OC(O)[C@H](O)[C@H]2O)CO)[C@H](O)[C@H]1O FYGDTMLNYKFZSV-ZWSAEMDYSA-N 0.000 description 4
- 238000000120 microwave digestion Methods 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 4
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 4
- 235000008121 Agrocybe aegerita Nutrition 0.000 description 3
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 3
- OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate Chemical compound [Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 230000000968 intestinal effect Effects 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 3
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 2
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 2
- HVYWMOMLDIMFJA-DPAQBDIFSA-N cholesterol Chemical compound C1C=C2C[C@@H](O)CC[C@]2(C)[C@@H]2[C@@H]1[C@@H]1CC[C@H]([C@H](C)CCCC(C)C)[C@@]1(C)CC2 HVYWMOMLDIMFJA-DPAQBDIFSA-N 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 2
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 2
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 241000609240 Ambelania acida Species 0.000 description 1
- 241000186000 Bifidobacterium Species 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 description 1
- 101710118538 Protease Proteins 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002154 agricultural waste Substances 0.000 description 1
- 239000010905 bagasse Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000006065 biodegradation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010495 camellia oil Substances 0.000 description 1
- 201000011510 cancer Diseases 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007073 chemical hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 235000012000 cholesterol Nutrition 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 230000036039 immunity Effects 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920005610 lignin Polymers 0.000 description 1
- 239000008176 lyophilized powder Substances 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002366 mineral element Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 150000002772 monosaccharides Chemical class 0.000 description 1
- 230000035790 physiological processes and functions Effects 0.000 description 1
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 description 1
- 230000035755 proliferation Effects 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 1
- 229930000044 secondary metabolite Natural products 0.000 description 1
- 238000007873 sieving Methods 0.000 description 1
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 239000003053 toxin Substances 0.000 description 1
- 231100000765 toxin Toxicity 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P19/00—Preparation of compounds containing saccharide radicals
- C12P19/14—Preparation of compounds containing saccharide radicals produced by the action of a carbohydrase (EC 3.2.x), e.g. by alpha-amylase, e.g. by cellulase, hemicellulase
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07H—SUGARS; DERIVATIVES THEREOF; NUCLEOSIDES; NUCLEOTIDES; NUCLEIC ACIDS
- C07H1/00—Processes for the preparation of sugar derivatives
- C07H1/06—Separation; Purification
- C07H1/08—Separation; Purification from natural products
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07H—SUGARS; DERIVATIVES THEREOF; NUCLEOSIDES; NUCLEOTIDES; NUCLEIC ACIDS
- C07H13/00—Compounds containing saccharide radicals esterified by carbonic acid or derivatives thereof, or by organic acids, e.g. phosphonic acids
- C07H13/02—Compounds containing saccharide radicals esterified by carbonic acid or derivatives thereof, or by organic acids, e.g. phosphonic acids by carboxylic acids
- C07H13/08—Compounds containing saccharide radicals esterified by carbonic acid or derivatives thereof, or by organic acids, e.g. phosphonic acids by carboxylic acids having the esterifying carboxyl radicals directly attached to carbocyclic rings
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07H—SUGARS; DERIVATIVES THEREOF; NUCLEOSIDES; NUCLEOTIDES; NUCLEIC ACIDS
- C07H15/00—Compounds containing hydrocarbon or substituted hydrocarbon radicals directly attached to hetero atoms of saccharide radicals
- C07H15/20—Carbocyclic rings
- C07H15/24—Condensed ring systems having three or more rings
- C07H15/256—Polyterpene radicals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07J—STEROIDS
- C07J63/00—Steroids in which the cyclopenta(a)hydrophenanthrene skeleton has been modified by expansion of only one ring by one or two atoms
- C07J63/008—Expansion of ring D by one atom, e.g. D homo steroids
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P19/00—Preparation of compounds containing saccharide radicals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P19/00—Preparation of compounds containing saccharide radicals
- C12P19/04—Polysaccharides, i.e. compounds containing more than five saccharide radicals attached to each other by glycosidic bonds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P19/00—Preparation of compounds containing saccharide radicals
- C12P19/12—Disaccharides
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Zoology (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Microbiology (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
Abstract
本发明公开了本发明涉及微生物发酵油茶果壳生产功能性低聚糖的方法。其主要工艺为：(1)将油茶果壳粉碎、消解，加入乙醇溶液，排除氧气，密封后置于微波高压加热反应；(2)用热乙醇溶液洗涤三次，滤液层析分离提纯单宁和茶皂素；滤渣回收乙醇、烘干后，加入营养溶液配制成固体培养基并灭菌；(3)接种上食用菌茶树菇进行固态发酵产纤维素酶和半纤维素酶，加入缓冲溶液，升高温度释放水解酶类，酶解油茶果壳粉；(4)混合物经过灭酶、除蛋白、离心分离，收集上清液并调节酸碱度再通过冻干得到低聚糖粉末。本发明提高了酶的可利用性；获得功能性低聚糖的过程一锅式完成，简化制备过程，工艺简单高效，成本低，产品质量高、无污染。
Description
技术领域
本发明属于农林废弃物资源化利用技术领域，具体涉及一种微波预处理油茶果壳发酵法制备功能性低聚糖的方法。
背景技术
功能性低聚糖，是由2～10个单糖通过糖苷键连接形成直链或支链的低度聚合糖，具有重要的理化性质和生理属性，主要有促进双歧杆菌增殖、抑制肠道有害菌群繁殖、促进钙、镁、锌、铁等矿物元素的吸收、改善肌体免疫力、控制血脂血糖、降低胆固醇、抗癌等功能。目前，功能性低聚糖因其独特的生理功能，可广泛应用于食品工业，人们对其的制备研究日益关注。
油茶是我国重要的木本油料作物，属于山茶花科多年生乔木或灌木。油茶果壳是茶籽油加工的副产品，其中干物质中主要含有纤维素42％～50％，半纤维素25％～30％，木质素20％～25％以及一定数量的单宁酸和茶皂素。油茶果壳在加工过程中作为废弃物被丢弃或焚烧，不仅造成资源的严重浪费，而且增加了固体废弃物的污染。油茶果壳中富含的纤维素和半纤维素，可作为一种具有很大潜力的功能性低聚糖生产再生资源。
近年来，微波预处理生物质的研究受到科学工作者的广泛关注。通过微波辐照加热的作用，可以去除油茶果壳中的醇溶性物质，破坏其木质纤维素的致密结构，提高半纤维素和纤维素的水解酶可达度，从而提高酶解的效率，微波预处理法简单快速，能耗低，适用于处理木质纤维素材料。传统从木质纤维素材料中制备功能性低聚糖的方法有化学法和生物酶法等，化学水解法存在水解时间长、有化学物质残留分离精制复杂、且会产生有毒副产等问题。生物酶催化法存在需要使用商业酶，生产成本高等问题。生物发酵法是利用微生物转化获得目的产物的方法，目前多用于商品酶和次生代谢产物的制备中。茶树菇在其生长过程中可产生高活性的纤维素酶和半纤维素酶，其中以内切酶所占的比例最大等，且具有较好的热稳定性。可直接将产水解酶的茶树菇应用于功能性低聚糖制备中，使其发酵产酶与酶解过程在同一个反应器内一锅式完成，则可省去酶制剂生产中的分离纯化过程，降低生产成本，提高产率。
目前制备功能性低聚糖大多是以玉米芯、甘蔗渣等物质为原料，以油茶果壳为原料通过微生物发酵法制备功能性低聚糖尚属空白。因此研究和开发一种新的高效率、无污染、低成本从油茶果壳中制备功能性低聚糖的技术，丰富了功能性低聚糖的来源、对提升肠道菌群的生物多样性具有重大价值。通过对油茶果壳的利用，既解决了农业废弃物对环境污染的问题，又可生产高价值的功能性功能性低聚糖。
发明内容
针对现有技术中的不足与难题，本发明旨在提供一种微波预处理油茶果壳发酵法制备功能性低聚糖的方法，其是一种高效率、无污染、低成本的处理油茶果壳制备功能性低聚糖的生物质资源多层次利用方法。本发明既可以提取单宁酸、茶皂素、又可以获得功能性低聚糖。本发明通过筛选使用食安性、功能性很好的食用真菌茶树菇，保证产品的安全性。本发明提供了微波预处理、固体发酵高效产酶和酶解条件控制等技术为功能性低聚糖的工业生产提供了一种独创的实用性很强的新工艺。
本发明通过以下技术方案予以实现：
一种微波处理油茶果壳发酵法制备功能性低聚糖的方法，其包括以下步骤：
(1)将油茶果壳粉碎，过200±100目筛，放入消解罐中，按料液比1：15～20(w/v)加入75％±5％的乙醇溶液，排除氧气，加盖密封后，置于微波高压反应容器中加热，微波功率5±2W/g物料，反应时间10±5min；
(2)冷却后，取出经步骤(1)处理后的油茶果壳粉，过滤得到含有单宁酸和茶皂素的乙醇溶液，用75％±5％热乙醇溶液洗涤三次后固液分离，其中滤液进行层析分离提纯单宁和茶皂素，滤渣回收乙醇、烘干后，加入10±5％麸皮和2±0.5％石膏粉，配制成含水率65％±2％的固体培养基，装入菌种瓶压实，110℃±5℃灭菌30min±5min；
(3)向步骤(2)的菌种瓶内的培养基上接种茶树菇深层发酵液态菌种，发酵温度控制在25℃±5℃，直到菌丝布满培养基(10天±2天)后，加入pH为5.5的柠檬酸缓冲溶液，淹没培养物后搅拌均匀，升高温度至55℃±5℃促使菌丝自溶，释放纤维素内切酶和半纤维素内切酶，进而酶解乙醇预处理后的油茶果壳粉，保温酶解18±4h，直到液体中纤维素、半纤维素水解完全，获得低聚木糖和纤维功能性低聚糖的混合物；
(4)将步骤(3)制得的混合物在水浴中煮10min进行灭酶，再滴加单宁絮凝水溶性蛋白，通过离心收集上清液，在上清液中用小苏打调节至中性，即为含低聚木糖和纤维功能性低聚糖的溶液，经过冷冻干燥得到低聚糖粉末。
与现有技术相比，本发明有益效果包括：
(1)本发明使用微波加热乙醇提取油茶果壳中的单宁和茶皂素等醇溶性成分，不仅获得有价值的副产物，还使油茶果壳的木质纤维素结构破坏，从而提高油茶果壳的生物降解效率。
(2)本发明使用茶树菇为食品安全型生产菌种，不产生毒素，并且采用固态发酵产酶和酶解作用一锅式完成，无需提纯水解酶，具有操作易控、环境友好，低成本等优点，为功能性低聚糖的工业生产提供了一个绿色环保工艺。
(3)本发明以农业加工废弃物油茶果壳为原料生产功能性低聚糖，在生产工艺上避免与粮食作物形成竞争，属于废弃物增值化利用，丰富了功能性低聚糖的来源、对提升肠道菌群的生物多样性具有重大价值。
附图说明
图1为本发明实施的工艺流程图。
图2为本发明实施制得的低聚糖产品冻干粉。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明作进一步地说明。
实施例1
如图1所示，一种微波预处理油茶果壳发酵法制备功能性低聚糖的方法，其包含以下步骤：
步骤1：将油茶果壳粉碎成200目的粉末，称取60g油茶果壳粉于消解罐中，按照料液比(w/v)1：15加入75％的乙醇溶液，排除氧气，加盖密封后于微波消解仪输出功率300W下处理8min，反应温度设定为85℃；
步骤2：冷却后，取出步骤1反应容器的内容物，过滤得到含有单宁酸和茶皂素的乙醇溶液，用75％热乙醇溶液洗涤三次，其中滤液进行层析分离提纯单宁、茶皂素和乙醇，滤渣减压蒸馏回收乙醇后60℃烘干，再加入15％麸皮和2.5％石膏粉，配制成含水率67％的固体培养基，装入菌种瓶压实，115℃灭菌30min；
步骤3：向步骤2菌种瓶内培养基上接种茶树菇深层发酵液态菌种，发酵温度控制在28℃，直到菌丝布满培养基8天后，加入pH为5.5的柠檬酸缓冲溶液，淹没培养物，搅拌均匀，升高温度至60℃促使菌丝自溶，释放纤维素内切酶和半纤维素内切酶，进而酶解乙醇预处理后的油茶果壳粉，保温酶解22h，直到液体中纤维素、半纤维素水解完全，获得低聚功能性木糖和低聚功能性纤维寡糖的混合物；
步骤4：将步骤3制得的混合物置于水浴中煮10min灭酶，滴加单宁絮凝水溶性蛋白，离心收集上清液，在上清液中加入小苏打使之调节到中性，即为含低聚木糖和纤维功能性低聚糖的溶液，经过冷冻干燥得到低聚糖粉末(如图2所示)。
实施例2
如图1所示，一种微波预处理油茶果壳发酵法制备功能性低聚糖的方法，其包含以下步骤：
步骤1：将油茶果壳粉碎成150目的粉末，称取80g油茶果壳粉于消解罐中，按照料液比(w/v)1：20加入80％的乙醇溶液，排除氧气，加盖密封后于微波消解仪500W输出功率下处理8min，反应温度设定在100℃；
步骤2：冷却后，取出步骤1反应容器的内容物，过滤得到含有单宁酸和茶皂素的乙醇溶液，用80％热乙醇溶液洗涤三次，其中滤液进行层析分离提纯单宁、茶皂素和乙醇；滤渣减压蒸馏回收乙醇后65℃烘干，再加入12％麸皮和2.0％石膏粉，配制成含水率65％的固体培养基，装入菌种瓶压实，110℃灭菌35min；
步骤3：向步骤2菌种瓶内培养基上接种茶树菇固态菌种，发酵温度控制在30℃，直到菌丝布满培养基12天后，加入pH为5.5的柠檬酸缓冲溶液，淹没培养物，搅拌均匀，升高温度至55℃促使菌丝自溶，释放纤维素内切酶和半纤维素内切酶，进而酶解乙醇预处理后的油茶果壳粉，保温酶解20h，直到液体中纤维素、半纤维素水解完全，获得低聚功能性木糖和低聚功能性纤维寡糖的混合物；
步骤4：将步骤3制得的混合物置于水浴中煮10min灭酶，在滴加单宁絮凝水溶性蛋白，离心收集上清液，在上清液中加入小苏打使之调节到中性，即为含低聚木糖和纤维功能性低聚糖的溶液，经过冷冻干燥得到低聚糖粉末(如图2所示)。
实施例3
如图1所示，一种微波预处理油茶果壳发酵法制备功能性低聚糖的方法，其包含以下步骤：
步骤1：将油茶果壳粉碎成300目的粉末，称取70g油茶果壳粉于消解罐中，按照料液比(w/v)1：16加入70％的乙醇溶液，排除氧气，加盖密封后于微波消解仪210W输出功率下处理5min，反应温度设定在130℃；
步骤2：冷却后，取出步骤1反应容器的内容物，过滤得到含有单宁酸和茶皂素的乙醇溶液，用70％热乙醇溶液洗涤三次，其中滤液进行层析分离提纯单宁、茶皂素和乙醇；滤渣减压蒸馏回收乙醇后65℃烘干，再加入5％麸皮和1.5％石膏粉，配制成含水率63％的固体培养基，装入菌种瓶压实，105℃灭菌35min；
步骤3：向步骤2菌种瓶内培养基上接种茶树菇固态菌种，发酵温度控制在20℃，直到菌丝布满培养基10天后，加入pH为5.5的柠檬酸缓冲溶液，淹没培养物，搅拌均匀，升高温度至50℃促使菌丝自溶，释放纤维素内切酶和半纤维素内切酶，进而酶解乙醇预处理后的油茶果壳粉，保温酶解14h，直到液体中纤维素、半纤维素水解完全，获得低聚功能性木糖和低聚功能性纤维寡糖的混合物；
步骤4：将步骤3制得的混合物置于水浴中煮10min灭酶，在滴加单宁絮凝水溶性蛋白，离心收集上清液，在上清液中加入小苏打使之调节到中性，即为含低聚木糖和纤维功能性低聚糖的溶液，经过冷冻干燥得到低聚糖粉末。
实施例4
如图1所示，一种微波预处理油茶果壳发酵法制备功能性低聚糖的方法，其包含以下步骤：
步骤1：将油茶果壳粉碎成100目的粉末，称取60g油茶果壳粉于消解罐中，按照料液比(w/v)1：18加入76％的乙醇溶液，排除氧气，加盖密封后于微波消解仪420W输出功率下处理15min，反应温度设定在70℃；
步骤2：冷却后，取出步骤1反应容器的内容物，过滤得到含有单宁酸和茶皂素的乙醇溶液，用74％热乙醇溶液洗涤三次，其中滤液进行层析分离提纯单宁、茶皂素和乙醇；滤渣减压蒸馏回收乙醇后65℃烘干，再加入10％麸皮和1.8％石膏粉，配制成含水率64％的固体培养基，装入菌种瓶压实，115℃灭菌25min；
步骤3：向步骤2菌种瓶内培养基上接种茶树菇固态菌种，发酵温度控制在25℃，直到菌丝布满培养基11天后，加入pH为5.5的柠檬酸缓冲溶液，淹没培养物，搅拌均匀，升高温度至58℃促使菌丝自溶，释放纤维素内切酶和半纤维素内切酶，进而酶解乙醇预处理后的油茶果壳粉，保温酶解18h，直到液体中纤维素、半纤维素水解完全，获得低聚功能性木糖和低聚功能性纤维寡糖的混合物；
步骤4：将步骤3制得的混合物置于水浴中煮10min灭酶，在滴加单宁絮凝水溶性蛋白，离心收集上清液，在上清液中加入小苏打使之调节到中性，即为含低聚木糖和纤维功能性低聚糖的溶液，经过冷冻干燥得到低聚糖粉末。
以上所述仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形、改进及替代，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (1)
1.一种微波处理油茶果壳发酵法制备功能性低聚糖的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将油茶果壳粉碎，放入消解罐中，按料液比1∶15～20(g/L)加入75％±5％的乙醇溶液，排除氧气，加盖密封后，置于微波高压反应容器中加热，微波功率5±2W/g物料，反应时间10±5min；
(2)冷却后，取出经步骤(1)处理后的油茶果壳粉，过滤得到含有单宁酸和茶皂素的乙醇溶液，用75％±5％热乙醇溶液洗涤三次后固液分离，其中滤液进行层析分离提纯单宁和茶皂素，滤渣回收乙醇、烘干后，加入10±5％麸皮和2±0.5％石膏粉，配制成含水率65％±2％的固体培养基，装入菌种瓶压实，110℃±5℃灭菌30min±5min；
(3)向步骤(2)的菌种瓶内的培养基上接种茶树菇深层发酵液态菌种，发酵温度控制在25℃±5℃，直到菌丝布满培养基10±2天后，加入pH为5.5的柠檬酸缓冲溶液，淹没培养物后搅拌均匀，升高温度至55℃±5℃促使菌丝自溶，释放纤维素内切酶和半纤维素内切酶，进而酶解乙醇预处理后的油茶果壳粉，直到液体中纤维素、半纤维素水解完全，获得低聚木糖和纤维功能性低聚糖的混合物；
(4)将步骤(3)制得的混合物在水浴中煮10min进行灭酶，再滴加单宁絮凝水溶性蛋白，通过离心收集上清液，在上清液中用小苏打调节至中性，即为含低聚木糖和纤维功能性低聚糖的溶液，经过冷冻干燥得到低聚糖粉末。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010734244.8A CN111909975A (zh) | 2020-07-27 | 2020-07-27 | 一种微波预处理油茶果壳发酵法制备功能性低聚糖的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010734244.8A CN111909975A (zh) | 2020-07-27 | 2020-07-27 | 一种微波预处理油茶果壳发酵法制备功能性低聚糖的方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111909975A true CN111909975A (zh) | 2020-11-10 |
Family
ID=73281842
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010734244.8A Pending CN111909975A (zh) | 2020-07-27 | 2020-07-27 | 一种微波预处理油茶果壳发酵法制备功能性低聚糖的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111909975A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112877482A (zh) * | 2020-12-30 | 2021-06-01 | 江西神州通油茶科技有限公司 | 一种提取油茶果壳低聚木糖的方法 |
| CN113667532A (zh) * | 2021-08-18 | 2021-11-19 | 长沙理工大学 | 一种富含生物活性成分的油茶籽油及其湿法提取方法 |
| WO2021250318A1 (en) * | 2020-06-12 | 2021-12-16 | Upm-Kymmene Corporation | Method and process arrangement for improving a separation and solid product |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101812111A (zh) * | 2010-04-19 | 2010-08-25 | 韶关学院 | 油茶果综合深加工的方法 |
| CN102613000A (zh) * | 2012-04-09 | 2012-08-01 | 何寒 | 以油茶果壳为主要原料在油茶树底栽培平菇的方法 |
| CN105820263A (zh) * | 2016-04-15 | 2016-08-03 | 深圳大学 | 一种油茶果壳多糖的提取工艺 |
| CN108714312A (zh) * | 2018-05-10 | 2018-10-30 | 南昌大学 | 一种油茶壳多层次增值利用的方法 |
| CN109207377A (zh) * | 2018-10-17 | 2019-01-15 | 湖南省林业科学院 | 一株青霉菌菌株及其在降解油茶饼粕中纤维素中的应用 |
| CN109997612A (zh) * | 2019-03-31 | 2019-07-12 | 贵州省贵福菌业发展有限公司 | 一种油茶壳配制油茶菇栽培基方法 |
| CN110872334A (zh) * | 2019-11-15 | 2020-03-10 | 浙江工业大学 | 一种从油茶果壳中提取茶皂素的方法 |
-
2020
- 2020-07-27 CN CN202010734244.8A patent/CN111909975A/zh active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101812111A (zh) * | 2010-04-19 | 2010-08-25 | 韶关学院 | 油茶果综合深加工的方法 |
| CN102613000A (zh) * | 2012-04-09 | 2012-08-01 | 何寒 | 以油茶果壳为主要原料在油茶树底栽培平菇的方法 |
| CN105820263A (zh) * | 2016-04-15 | 2016-08-03 | 深圳大学 | 一种油茶果壳多糖的提取工艺 |
| CN108714312A (zh) * | 2018-05-10 | 2018-10-30 | 南昌大学 | 一种油茶壳多层次增值利用的方法 |
| CN109207377A (zh) * | 2018-10-17 | 2019-01-15 | 湖南省林业科学院 | 一株青霉菌菌株及其在降解油茶饼粕中纤维素中的应用 |
| CN109997612A (zh) * | 2019-03-31 | 2019-07-12 | 贵州省贵福菌业发展有限公司 | 一种油茶壳配制油茶菇栽培基方法 |
| CN110872334A (zh) * | 2019-11-15 | 2020-03-10 | 浙江工业大学 | 一种从油茶果壳中提取茶皂素的方法 |
Non-Patent Citations (5)
| Title |
|---|
| 吴雪辉: "《茶油加工与综合利用技术》", 广东科技出版社, pages: 207 * |
| 夏美玲等: "油茶壳综合利用研究进展", 《生物质化学工程》 * |
| 夏美玲等: "油茶壳综合利用研究进展", 《生物质化学工程》, vol. 55, no. 6, 30 November 2021 (2021-11-30), pages 26 - 38 * |
| 彭应兵: "茶籽壳制备茶皂素与活性炭技术研究", no. 3, pages 8 - 9 * |
| 覃佐东等: "油茶壳综合利用研究进展", 《生物加工过程》, vol. 14, no. 5, 15 September 2016 (2016-09-15), pages 74 - 78 * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021250318A1 (en) * | 2020-06-12 | 2021-12-16 | Upm-Kymmene Corporation | Method and process arrangement for improving a separation and solid product |
| CN112877482A (zh) * | 2020-12-30 | 2021-06-01 | 江西神州通油茶科技有限公司 | 一种提取油茶果壳低聚木糖的方法 |
| CN113667532A (zh) * | 2021-08-18 | 2021-11-19 | 长沙理工大学 | 一种富含生物活性成分的油茶籽油及其湿法提取方法 |
| CN113667532B (zh) * | 2021-08-18 | 2024-05-03 | 长沙理工大学 | 一种富含生物活性成分的油茶籽油及其湿法提取方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111909975A (zh) | 一种微波预处理油茶果壳发酵法制备功能性低聚糖的方法 | |
| Tropea et al. | Bioethanol production from pineapple wastes | |
| CN101195836B (zh) | 利用木薯渣的酒精生产方法 | |
| CN106834358B (zh) | 一种高效转化海藻多糖制备生物乙醇的方法 | |
| CN103589185B (zh) | 一种荸荠皮色素和多酚的提取方法 | |
| CN104774887A (zh) | 一种玉米芯低聚木糖的制备方法 | |
| CN104593448A (zh) | 一种利用木质纤维素生物质生产乙醇的方法 | |
| CN101948883B (zh) | 一种利用玉米皮渣为原料发酵生产微生物油脂的方法 | |
| CN105000981A (zh) | 一种炭化颗粒发酵有机肥及其制备方法 | |
| CN106011181B (zh) | 一种由厨余垃圾制备燃料乙醇的方法 | |
| CN101624584A (zh) | 一种内切型木聚糖酶的制备方法 | |
| CN102511650B (zh) | 一种利用菊芋糟渣发酵生产蛋白饲料的方法 | |
| CN110628846B (zh) | 一种高温高压处理制备低聚木糖的方法 | |
| CN102181076B (zh) | 一种富含黄酮的淀粉清洁制备及葛根资源综合利用的方法 | |
| CN101828628A (zh) | 一种有效提取菜籽蛋白的生物处理方法 | |
| CN111149952A (zh) | 一种发酵豆渣的鱼饲料制备方法 | |
| CN102071236A (zh) | 木薯渣制备还原糖和低聚糖的一种方法 | |
| CN103421125A (zh) | 一种枣渣的综合利用方法 | |
| CN102356882A (zh) | 利用啤酒糟生产生物膳食纤维素的方法及其产品 | |
| CN111330956B (zh) | 一种秸秆的生态回收利用处置方法 | |
| JP2014090707A (ja) | リグノセルロース含有バイオマスの酵素糖化処理方法及びリグノセルロース含有バイオマスからのエタノール製造方法 | |
| WO2010093047A1 (ja) | バイオマス糖化の前処理方法及びその前処理方法を用いた糖化方法 | |
| CN106947796A (zh) | 一种d‑海藻糖提纯工艺 | |
| CN108531516B (zh) | 一种水浮莲的综合利用方法 | |
| CN110964706A (zh) | 一种纤维素酶、木聚糖酶和果胶酶的制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20201110 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |