CN113307894B - 一种超声波辅助过氧化氢法增溶酵母β-葡聚糖的方法 - Google Patents

一种超声波辅助过氧化氢法增溶酵母β-葡聚糖的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种超声波辅助过氧化氢法增溶酵母β‑葡聚糖的方法，在酵母β‑葡聚糖溶液中加入过氧化氢溶液，得到多糖‑过氧化氢混合液；采用超声波对多糖‑过氧化氢混合液进行超声波处理。本发明提供的方法产物后处理简单，对环境污染较小。利用本发明得到的酵母β‑葡聚糖与降解前酵母β‑葡聚糖相比，溶解性较好，体外抗氧化活性较高。

Description

一种超声波辅助过氧化氢法增溶酵母β-葡聚糖的方法
技术领域
本发明涉及一种改性增溶酵母β-葡聚糖技术领域，尤其涉及一种超声波辅助过氧化氢法改性提高酵母β-葡聚糖溶解度的方法。
背景技术
酵母β-葡聚糖是从酵母细胞壁中提取出来的一种天然多糖，也是第一个被发现具有免疫活性的葡聚糖。近年来，酵母β-葡聚糖已被广泛应用于食品和化妆品、医药行业。越来越多的研究证明酵母β-葡聚糖具有良好的生物活性，如抗病毒、增强免疫力、抗氧化、抗癌、降低胆固醇、抗肿瘤、改善肠道菌群等生理功能。酵母β-葡聚糖由β-1，3键相连的D-葡萄糖组成的线性骨架以及β-1，6键的分支和主干相连构成，较其他β-葡聚糖具有更高的生物活性。酵母β-D-葡聚糖占酵母细胞壁干重的30-60％，是由1500个葡萄糖残基通过β-(1→3)糖苷键连接的长链，其分子量约为240KDa。由于酵母β-葡聚糖分子内多羟基相互作用形成致密的三股螺旋结构及较大的分子量而不溶于水，其溶解度不仅制约了酵母β-葡聚糖的应用范围，也影响了众多生物活性的发挥，所以提高酵母β-葡聚糖的溶解度是一个迫切需要解决的问题。
采用适宜的方法降解得到一定分子量的多糖片段，使其溶解度增加，对提高其生物活性具有十分重要的意义。目前，国内外提出多糖常用的降解方法分为化学降解、物理降解、生物降解。化学法降解多糖很容易破坏多糖的原有结构及基团而且对环境污染大。酶降解法反应温和但酶对周围环境很敏感，稳定性较差。超声波降解法属于物理降解法，此法具有节省能源和时间、减少有机溶剂污染、降低副产物等优点。H2O2作为一种强氧化剂，容易获得，易于处理；可分解成水和氧气，对环境友好；可以产生大量的强氧化自由基，如羟基，破坏多糖链上的糖苷键，降解多糖。因此，寻找一种适当的方法对酵母β-葡聚糖进行降解，对增加酵母β-葡聚糖的溶解度，提高其抗氧化活性，增强其他生物活性很有意义。
发明内容
本发明所解决的现有技术问题是：采用化学法改性酵母β-葡聚糖提高其水溶性，经过改性后的酵母β-葡聚糖结构受到破坏，造成环境污染，同时产品的安全性需要重新评价；而采用酶法对酵母β-葡聚糖增溶，可以利用的酶比较少，而且价格昂贵，增溶效果也并不显著。
为了解决上述问题，本发明提供了一种超声波辅助过氧化氢法增溶酵母β-葡聚糖的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1)：在酵母β-葡聚糖溶液中加入过氧化氢溶液，得到多糖-过氧化氢混合液；
步骤2)：采用超声波对多糖-过氧化氢混合液进行超声波处理。
优选地，所述步骤1)中的酵母β-葡聚糖为产朊假丝酵母β-葡聚糖。
优选地，所述步骤1)中酵母β-葡聚糖溶液的浓度为5mg/mL。
优选地，所述步骤1)过氧化氢溶液的质量浓度为30％。
优选地，所述步骤1)中酵母β-葡聚糖溶液与过氧化氢溶液的体积比为40:1。
优选地，所述步骤2)中超声波处理前，将多糖-过氧化氢混合液搅拌30min。
优选地，所述步骤2)中超声波处理的工艺参数为：超声功率100-600W，超声时间30min。
优选地，所述步骤2)中超声波处理后，将多糖-过氧化氢混合液在40-80℃恒温水浴锅中反应1-5h。
本发明采用超声波辅助过氧化氢降解酵母β-葡聚糖，通过控制过氧化氢浓度，超声功率，反应时间，反应温度，可以提高酵母β-葡聚糖的溶解度，同时还能提高降解效率，较好地解决了现有增溶改性方法的缺点；未降解的酵母β-葡聚糖的溶解度约为13.60％，降解后酵母β-葡聚糖的溶解度可达83.33％。
其中，酵母β-葡聚糖溶解度的测定方法如下：
降解前后的酵母β-葡聚糖，采用铝盒恒重法测定其在水中的溶解度大小。将带盖的纯净铝盒在干燥箱中于105℃干燥，加热60min后，取出并置于干燥器内冷却30min，称量，并重复干燥至前后两次质量差不超过2mg，即为恒重。将20mg酵母β-葡聚糖溶于20mL去离子水中，在40℃下持续搅拌30min。之后，将溶液在8000rpm下离心15min，并将得到的上清液取一定量于干燥恒重的铝盒中在105℃下干燥至恒重，保留最后一次恒重值。
根据下式计算溶解度：
Figure BDA0003143626820000031
其中，W(g)：上清液的干燥产物重量；
V(mL)：上清液的体积；
C(g/mL)：初始溶液浓度。
本发明的酵母β-葡聚糖增溶工艺操作简便、对环境污染较小、产业化可行，通过超声波辅助过氧化氢降解酵母β-葡聚糖，提高了其溶解度，增强了其抗氧化活性，对最大限度的开发和利用酵母β-葡聚糖具有重要意义。
具体实施方式
为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，作详细说明如下。
实施例1
一种超声波辅助过氧化氢法增溶酵母β-葡聚糖的方法，包括以下步骤：
(1)称取产朊假丝酵母β-葡聚糖0.50g于250mL烧杯中，加入100mL蒸馏水，配制成浓度为5mg/mL的酵母β-葡聚糖溶液，将其放到磁力搅拌器上搅拌30min。
(2)在100mL酵母β-葡聚糖溶液中加入2.5mL过氧化氢溶液，搅拌使其充分反应。
(3)将酵母β-葡聚糖溶液与过氧化氢混合溶液置于超声波细胞破碎仪中，超声功率为400W，超声30min，在50℃恒温水浴锅中反应2h。
本发明采用超声波辅助过氧化氢降解法提高了酵母β-葡聚糖的溶解度，未降解的酵母β-葡聚糖的溶解度为13.60％，降解后酵母β-葡聚糖的溶解度达68.33％。
实施例2
一种超声波辅助过氧化氢法增溶酵母β-葡聚糖的方法，包括以下步骤：
(1)称取产朊假丝酵母β-葡聚糖0.5g于250mL烧杯中，加入100mL蒸馏水，配制成浓度为5mg/mL的酵母β-葡聚糖溶液，将其放到磁力搅拌器上搅拌30min。
(2)在100mL酵母β-葡聚糖溶液中加入2.5mL过氧化氢溶液，搅拌使其充分反应。
(3)将酵母β-葡聚糖溶液与过氧化氢混合溶液置于超声波细胞破碎仪中，超声功率为600W，超声30min，在60℃恒温水浴锅中反应3h。
本发明采用超声波辅助过氧化氢降解法提高了酵母β-葡聚糖的溶解度，未降解的酵母β-葡聚糖的溶解度为13.60％，降解后酵母β-葡聚糖的溶解度达72.20％。
实施例3
一种超声波辅助过氧化氢法增溶酵母β-葡聚糖的方法，包括以下步骤：
(1)称取产朊假丝酵母β-葡聚糖0.5g于250mL烧杯中，加入100mL蒸馏水，配制成浓度为5mg/mL的酵母β-葡聚糖溶液，将其放到磁力搅拌器上搅拌30min。
(2)在100mL酵母β-葡聚糖溶液中加入2.5mL过氧化氢溶液，搅拌使其充分反应。
(3)将酵母β-葡聚糖溶液与过氧化氢混合溶液置于超声波细胞破碎仪中，超声功率为400W，超声30min，在60℃恒温水浴锅中反应3h。
本发明采用超声波辅助过氧化氢降解法提高了酵母β-葡聚糖的溶解度，未降解的酵母β-葡聚糖的溶解度为13.60％，降解后酵母β-葡聚糖的溶解度达83.33％。

Claims (6)

1.一种超声波辅助过氧化氢法增溶酵母β-葡聚糖的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1)：在酵母β-葡聚糖溶液中加入过氧化氢溶液，所述酵母β-葡聚糖为产朊假丝酵母β-葡聚糖，得到多糖-过氧化氢混合液；
步骤2)：采用超声波对多糖-过氧化氢混合液进行超声波处理，超声功率为400-600W；超声波处理后，将多糖-过氧化氢混合液在40-80℃恒温水浴锅中反应1-5h。
2.如权利要求1所述的超声波辅助过氧化氢法增溶酵母β-葡聚糖的方法，其特征在于，所述步骤1)中酵母β-葡聚糖溶液的浓度为5mg/mL。
3.如权利要求1所述的超声波辅助过氧化氢法增溶酵母β-葡聚糖的方法，其特征在于，所述步骤1)过氧化氢溶液的质量浓度为30％。
4.如权利要求1所述的超声波辅助过氧化氢法增溶酵母β-葡聚糖的方法，其特征在于，所述步骤1)中酵母β-葡聚糖溶液与过氧化氢溶液的体积比为40:1。
5.如权利要求1所述的超声波辅助过氧化氢法增溶酵母β-葡聚糖的方法，其特征在于，所述步骤2)中超声波处理前，将多糖-过氧化氢混合液搅拌30min。
6.如权利要求1所述的超声波辅助过氧化氢法增溶酵母β-葡聚糖的方法，其特征在于，所述步骤2)中超声波处理的超声时间为30min。
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