CN113575955A - 一种益生元组合物及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种益生元组合物及其制备方法，涉及益生元组合物领域。包括半乳甘露聚糖85‑95份和低聚半乳糖5‑15份。制备方法，包括如下步骤：将植物胶预热后，加入预热后的酶液，反应6‑8h，再加入3，5‑二硝基水杨酸，隔水加热后取出冷却，用超滤膜在加压条件下超滤，收集过滤液，冷冻干燥后，获得半乳甘露聚糖；将磷酸缓冲液配制成乳糖溶液，取植物乳杆菌酶液加入乳糖溶液中，在水浴加热后，隔水加热后取出冷却，加入乙腈溶液，搅拌均匀后，过滤、烘干，获得低聚半乳糖；将半乳甘露聚糖和低聚半乳糖混合后，获得成品。本益生元组合物具有更高的发酵性和水解性，所产生的短链脂肪酸能够更好的影响益生菌的生长和定植。
Description
技术领域
本发明涉及益生元组合物领域，具体而言，涉及一种益生元组合物及其制备方法。
背景技术
肠道是人体最大的免疫器官，也是人体最大的排毒器官。掌管着人体70％以上的免疫功能，成为维护人体健康的天然屏障。常言道：“病从口入”，大部分病菌都是从嘴里吃进去的，并且细菌进入人体各处主要途径就是肠。不难想象，肠道的健康取决于肠道的活动性。
益生元(Prebiotics)是一种膳食补充剂，通过选择性的刺激一种或少数种菌落中的细菌的生长与活性而对寄主产生有益的影响从而改善寄主健康的不可被消化的食品成分。成功的益生元应是在通过上消化道时，大部分不被消化而能被肠道菌群所发酵的。最重要的是它只是刺激有益菌群的生长，而不是有潜在致病性或腐败活性的有害细菌。
随着人们生活节奏的不断加快、工作压力的增加，亚健康问题日益突出，严重影响现代人的生活质量。目前，市场上固体饮料种类繁多，常见的有酸梅粉、菊花晶、速溶茶粉和茅根精等。目前的饮料主要关注消费者口味需求，但往往存在对于肠道益生菌的刺激生长效果不理想和起效慢的缺点，忽视了固体饮料本身的营养保健功能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种益生元组合物，此益生元组合物具有对于肠道益生菌的刺激生长效果好和起效快的优点。
本发明的另一目的在于提供一种益生元组合物的制备方法，以制备出此对于肠道益生菌的刺激生长效果好和起效快的益生元组合物。
本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。
一方面，本申请实施例提供一种益生元组合物，按重量份计，包括半乳甘露聚糖85-95份和低聚半乳糖5-15份。
另一方面，本申请实施例提供一种益生元组合物的制备方法，包括如下步骤：
将植物胶预热后，加入预热后的酶液，获得反应液1，搅拌5-15min后，在40-60℃下反应6-8h，再加入3，5-二硝基水杨酸，隔水在90-110℃下加热2-8min后取出冷却，用超滤膜在加压条件下超滤，收集过滤液，冷冻干燥后，获得半乳甘露聚糖；
将pH为5-7的磷酸缓冲液配制成450-500g/L的乳糖溶液，取植物乳杆菌酶液加入乳糖溶液中，获得反应液2，在水浴加热后，隔水在90-110℃下加热2-8min后取出冷却，加入乙腈溶液，搅拌均匀后，过滤、烘干，获得低聚半乳糖；
将半乳甘露聚糖和低聚半乳糖混合后，获得益生元组合物成品。
相对于现有技术，本发明的实施例至少具有如下优点或有益效果：
本发明通过将半乳甘露聚糖和低聚半乳糖合理搭配，能产生更多的丁酸、链脂肪酸和中长链脂肪酸等益生菌所需产物，其比低聚果糖、菊粉等低聚糖有更显著的抗粘附活性，可通过微生物作用产生亚油酸，改善肠道健康，同时可对肠道有益菌群有增殖作用，改善肠道菌群结构，对于肠道益生菌的刺激生长效果理想且起效快，同时产气量比其他益生元少，对便秘起效最快，防止便秘复发时间最长，并且本产品能完全溶于水，即使在零下18度至零下120度能维持生物代谢活性，可以在PH值3—8之间保持正常代谢活性；本益生元组合物不易吸潮，不易结块，因此，具有容易保存的优点；此外，本益生元组合物还可以促进肠道的益生菌产生乳糖酶，分解肠道内的乳糖，可以缓解乳糖不耐受；通过对半乳甘露聚糖的摄入，可有效的增加铁和镁的摄入，增加人体对矿物质的吸收；可有效避免酒精损伤肝脏；低聚半乳糖存在母乳中较多，是唯一都能被人体肠内八大有益菌(两歧双歧杆菌，婴儿双歧杆菌，长双歧杆菌，短双歧杆菌，嗜酸乳杆菌等)所利用，因此其对于人体肠内八大有益菌均有促进作用。
本发明通过酶解法将植物胶制备成半乳甘露聚糖，生产的半乳甘露聚糖的产量高，瓜尔胶主要成分为是半乳甘露聚糖，用β-甘露聚糖酶酶解瓜尔胶时，该酶只对主链上的β-1,4-糖苷键进行酶切，可收获功能性的低聚糖(半乳甘露聚糖)，再通过过滤膜过滤后，就能够收获半乳甘露聚糖；通过酶解法将乳糖溶液制备成低聚半乳糖，生产的低聚半乳糖与半乳甘露聚糖混合后，制备成益生元组合物，制备方便，生产便捷。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考具体实施例来详细说明本发明。
本发明提供一种益生元组合物，按重量份计，包括半乳甘露聚糖85-95份和低聚半乳糖5-15份。本发明通过将半乳甘露聚糖和低聚半乳糖合理搭配，能产生更多的丁酸、链脂肪酸和中长链脂肪酸等益生菌所需产物，其比低聚果糖、菊粉等低聚糖有更显著的抗粘附活性，对于肠道益生菌的刺激生长效果理想且起效快，同时产气量比其他益生元少，短针对便秘起效最快，防止便秘复发时间最长，并且本产品能完全溶于水，即使在零下18度至120度能维持生物代谢活性，可以在PH值3—8之间保持正常代谢活性；本益生元组合物不易吸潮，不易结块，因此，具有容易保存的优点；此外，本益生元组合物还可以促进肠道的益生菌产生乳糖酶，分解肠道内的乳糖，可以缓解乳糖不耐受。
在本发明的一些实施例中，上述益生元组合物包括半乳甘露聚糖92份和低聚半乳糖8份。
本发明还提供一种益生元组合物的制备方法，包括如下步骤：将植物胶预热后，加入预热后的酶液，获得反应液1，搅拌5-15min后，在40-60℃下反应6-8h，再加入3，5-二硝基水杨酸，隔水在90-110℃下加热2-8min后取出冷却，用超滤膜在加压条件下超滤，收集过滤液，冷冻干燥后，获得半乳甘露聚糖；将pH为5-7的磷酸缓冲液配制成450-500g/L的乳糖溶液，取植物乳杆菌酶液加入乳糖溶液中，获得反应液2，在水浴加热后，隔水在90-110℃下加热2-8min后取出冷却，加入乙腈溶液，搅拌均匀后，过滤、烘干，获得低聚半乳糖；将半乳甘露聚糖和低聚半乳糖混合后，获得益生元组合物成品。本发明通过酶解法将植物胶制备成半乳甘露聚糖，生产的半乳甘露聚糖的产量高，瓜尔胶主要成分为是半乳甘露聚糖，用β-甘露聚糖酶酶解瓜尔胶时，该酶只对主链上的β-1,4-糖苷键进行酶切，可收获功能性的低聚糖(半乳甘露聚糖)，再通过过滤膜过滤后，就能够收获半乳甘露聚糖；通过酶解法将乳糖溶液制备成低聚半乳糖，生产的低聚半乳糖与半乳甘露聚糖混合后，制备成益生元组合物，制备方便，生产便捷。
在本发明的一些实施例中，上述植物胶为瓜尔胶。瓜尔胶是一种天然非离子半乳甘露聚糖，其具有分子量大、粘稠性好的特点，将其用于制备半乳甘露聚糖，制备的半乳甘露聚糖的产量大、质量高。
在本发明的一些实施例中，上述酶液具体为β-甘露聚糖酶。β-甘露聚糖酶可以对β-1,4-糖苷键进行酶切，可以酶解产生半乳甘露聚糖，收获更多的半乳甘露聚糖。
在本发明的一些实施例中，上述植物胶和酶液的预热温度为40-60℃。
在本发明的一些实施例中，上述酶液与植物胶体积比为(0.8-1.2):1；3，5-二硝基水杨酸与反应液1的体积比为1：(2-3)。
在本发明的一些实施例中，上述超滤膜截留分子量为1000，所述超滤具体是在0.2-0.3Mpa压力下进行。在此压力下进行超滤，效率高且分离的半乳甘露聚糖质量好。
在本发明的一些实施例中，上述植物乳杆菌酶液与乳糖溶液体积比为1:(2-4)。
在本发明的一些实施例中，上述水浴加热具体是35-40℃温度下4-8h，乙腈溶液与反应液2体积比为1：(5-8)，过滤所用的过滤膜孔径为0.3-0.6μm，烘干具体是在45-55℃下进行。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
一种益生元组合物的制备方法，包括如下步骤：
将500ml植物胶在40℃下预热后，加入在40℃下预热后400ml的β-甘露聚糖酶液，搅拌5min后，在40℃下反应6h，再加入450ml的3，5-二硝基水杨酸，隔水在90℃下加热2min后取出冷却，用截留分子量为1000的超滤膜在0.2Mpa压力条件下超滤，收集过滤液，在-30℃下冷冻干燥后，获得半乳甘露聚糖；
将pH为5的磷酸缓冲液配制成450g/L的50ml乳糖溶液，取25ml植物乳杆菌酶液加入乳糖溶液中，在35℃温度下水浴加热4h后，隔水在90℃下加热2min后取出冷却，加入15ml乙腈溶液，搅拌均匀后，用0.3-0.6μm的过滤膜过滤后，在45℃下烘干，获得低聚半乳糖；
将85g半乳甘露聚糖和15g低聚半乳糖混合后，获得益生元组合物成品。
实施例2
一种益生元组合物的制备方法，包括如下步骤：
将500ml植物胶在40℃下预热后，加入在40℃下预热后500ml的β-甘露聚糖酶液，搅拌5min后，在40℃下反应6h，再加入450ml的3，5-二硝基水杨酸，隔水在90℃下加热2min后取出冷却，用截留分子量为1000的超滤膜在0.2Mpa压力条件下超滤，收集过滤液，在-30℃下冷冻干燥后，获得半乳甘露聚糖；
将pH为6的磷酸缓冲液配制成450g/L的50ml乳糖溶液，取25ml植物乳杆菌酶液加入乳糖溶液中，在35℃温度下水浴加热4h后，隔水在90℃下加热2min后取出冷却，加入15ml乙腈溶液，搅拌均匀后，用0.3-0.6μm的过滤膜过滤后，在45℃下烘干，获得低聚半乳糖；
将85g半乳甘露聚糖和15g低聚半乳糖混合后，获得益生元组合物成品。
实施例3
一种益生元组合物的制备方法，包括如下步骤：
将500ml植物胶在50℃下预热后，加入在50℃下预热后500ml的β-甘露聚糖酶液，搅拌10min后，在50℃下反应7h，再加入400ml的3，5-二硝基水杨酸，隔水在100℃下加热5min后取出冷却，用截留分子量为1000的超滤膜在0.3Mpa压力条件下超滤，收集过滤液，在-35℃下冷冻干燥后，获得半乳甘露聚糖；
将pH为6的磷酸缓冲液配制成470g/L的60ml乳糖溶液，取20ml植物乳杆菌酶液加入乳糖溶液中，在38℃温度下水浴加热6h后，隔水在100℃下加热6min后取出冷却，加入14ml乙腈溶液，搅拌均匀后，用0.3-0.6μm的过滤膜过滤后，在50℃下烘干，获得低聚半乳糖；
将92g半乳甘露聚糖和8g低聚半乳糖混合后，获得益生元组合物成品。
实施例4
一种益生元组合物的制备方法，包括如下步骤：
将500ml植物胶在50℃下预热后，加入在50℃下预热后600ml的β-甘露聚糖酶液，搅拌10min后，在50℃下反应7h，再加入400ml的3，5-二硝基水杨酸，隔水在100℃下加热5min后取出冷却，用截留分子量为1000的超滤膜在0.3Mpa压力条件下超滤，收集过滤液，在-35℃下冷冻干燥后，获得半乳甘露聚糖；
将pH为7的磷酸缓冲液配制成470g/L的60ml乳糖溶液，取20ml植物乳杆菌酶液加入乳糖溶液中，在38℃温度下水浴加热6h后，隔水在100℃下加热6min后取出冷却，加入14ml乙腈溶液，搅拌均匀后，用0.3-0.6μm的过滤膜过滤后，在50℃下烘干，获得低聚半乳糖；
将92g半乳甘露聚糖和8g低聚半乳糖混合后，获得益生元组合物成品。
实施例5
一种益生元组合物的制备方法，包括如下步骤：
将500ml植物胶在60℃下预热后，加入在60℃下预热后500ml的β-甘露聚糖酶液，搅拌10min后，在60℃下反应7h，再加入400ml的3，5-二硝基水杨酸，隔水在100℃下加热5min后取出冷却，用截留分子量为1000的超滤膜在0.3Mpa压力条件下超滤，收集过滤液，在-35℃下冷冻干燥后，获得半乳甘露聚糖；
将pH为6的磷酸缓冲液配制成470g/L的60ml乳糖溶液，取20ml植物乳杆菌酶液加入乳糖溶液中，在40℃温度下水浴加热6h后，隔水在100℃下加热6min后取出冷却，加入14ml乙腈溶液，搅拌均匀后，用0.3-0.6μm的过滤膜过滤后，在50℃下烘干，获得低聚半乳糖；
将92g半乳甘露聚糖和8g低聚半乳糖混合后，获得益生元组合物成品。
实施例6
一种益生元组合物的制备方法，包括如下步骤：
将500ml植物胶在60℃下预热后，加入在60℃下预热后600ml的β-甘露聚糖酶液，搅拌15min后，在60℃下反应8h，再加入366ml的3，5-二硝基水杨酸，隔水在100℃下加热8min后取出冷却，用截留分子量为1000的超滤膜在0.3Mpa压力条件下超滤，收集过滤液，在-40℃下冷冻干燥后，获得半乳甘露聚糖；
将pH为7的磷酸缓冲液配制成500g/L的60ml乳糖溶液，取15ml植物乳杆菌酶液加入乳糖溶液中，在40℃温度下水浴加热8h后，隔水在110℃下加热8min后取出冷却，加入9ml乙腈溶液，搅拌均匀后，用0.3-0.6μm的过滤膜过滤后，在55℃下烘干，获得低聚半乳糖；
将85g半乳甘露聚糖和15g低聚半乳糖混合后，获得益生元组合物成品。
实验例
(一)、安全性试验
随机选取70只7-8周的小鼠，随机分为7组，每组10只小鼠，组7正常饮食，组1-9禁食15h，不禁水。分别取实施例1-6制备的益生元组合物按照每日早晚两次的频率，经口灌给小鼠益生元组合物，按照0.1g/10g鼠重的剂量灌给；组7灌给同等体积的水。各组的小鼠正常喂食，分别在实验前、15天和30天检测小鼠的体重，具体情况如表1所示。
表1
| 组别 | 体重(实验前)/g | 体重(15d)/g | 体重(30d)/g |
| 1组 | 23.1±1.0 | 26.7±0.9 | 28.1±0.7 |
| 2组 | 23.5±1.0 | 26.1±0.4 | 27.9±0.6 |
| 3组 | 23.6±1.0 | 25.6±0.5 | 26.7±0.5 |
| 4组 | 23.2±1.0 | 25.8±0.6 | 27.1±0.8 |
| 5组 | 23.1±1.0 | 25.1±0.4 | 26.3±0.7 |
| 6组 | 23.7±1.0 | 25.7±0.7 | 27.1±0.6 |
| 7组 | 23.5±1.0 | 27.5±0.5 | 29.5±0.8 |
分析表1，我们可以看出，组1-7的小鼠体重均得到增长，这说明了本申请制备的益生元组合物对于小鼠生长无害，分析对比组1-6和组7，可以看出，使用本申请制备的益生元组合物，能够有效地促进小鼠肠道蠕动，能够使得小鼠的体重相较于组7的小鼠而言，增长更为缓慢，这说明本申请制备的益生元组合物对小鼠肠道菌群有刺激生长的作用，进而避免了肠道吸收过多营养物质；分析对比组1-2、组3-4，可以看出，添加的β-甘露聚糖酶液的量的多少对于最终成品有影响，添加的β-甘露聚糖酶液的量增加，有益于制备的益生元组合物的品质，而pH值在提高到6后，对于制备的低聚半乳糖的品质最为有益；分析对比组1-7，我们可以看出，实施例5制备的益生元组合物对于小鼠肠道菌群有刺激生长的作用最大。
(二)、肠道菌群情况检测
将(一)安全性试验中培养30天的组1-7的小鼠的粪便进行采集，并进行微生物测定，在统计处理后，结果见表2。
表2
| 组别 | 双歧杆菌CFU/g | 乳杆菌CFU/g | 肠杆菌CFU/g | 肠球菌CFU/g |
| 1组 | 9.42±0.59 | 8.61±0.35 | 7.51±0.65 | 7.51±0.58 |
| 2组 | 9.51±0.74 | 8.75±0.41 | 7.62±0.41 | 7.52±0.51 |
| 3组 | 9.78±0.57 | 8.83±0.57 | 7.56±0.62 | 7.62±0.68 |
| 4组 | 9.64±0.58 | 8.74±0.61 | 7.63±0.42 | 7.54±0.65 |
| 5组 | 9.97±0.65 | 8.94±0.62 | 7.55±0.58 | 7.65±0.58 |
| 6组 | 9.54±0.76 | 8.71±0.45 | 7.70±0.57 | 7.65±0.74 |
| 7组 | 7.65±0.45 | 7.61±0.54 | 7.67±0.41 | 7.48±0.47 |
分析表1，可以看出，食用本申请制备的益生元组合物对于双歧杆菌数量和乳杆菌数量增加明显，但是对于肠杆菌和肠球菌的并无明显作用，可以看出本申请制备的益生元组合物对于肠道内的双歧杆菌和乳杆菌均有促进作用。分析对比组1-7，可以看出组5的促进最明显，说明本申请实施例5制备的益生元组合物对于肠道菌种的促进作用最明显。
综上所述，本发明通过将半乳甘露聚糖和低聚半乳糖合理搭配，能产生更多的丁酸、链脂肪酸和中长链脂肪酸等益生菌所需产物，其比低聚果糖、菊粉等低聚糖有更显著的抗粘附活性，可通过微生物作用产生亚油酸，改善肠道健康，同时可对肠道有益菌群有增殖作用，改善肠道菌群结构，对于肠道益生菌的刺激生长效果理想且起效快，同时产气量比其他益生元少，短针对便秘起效最快，防止便秘复发时间最长，并且本产品能完全溶于水，即使在零下18度至120度能维持生物代谢活性，可以在PH值3—8之间保持正常代谢活性；本益生元组合物不易吸潮，不易结块，因此，具有容易保存的优点；此外，本益生元组合物还可以促进肠道的益生菌产生乳糖酶，分解肠道内的乳糖，可以缓解乳糖不耐受；通过对半乳甘露聚糖的摄入，可有效的增加铁和镁的摄入，增加人体对矿物质的吸收；可有效避免酒精损伤肝脏；低聚半乳糖存在母乳中较多，是唯一都能被人体肠内八大有益菌(两歧双歧杆菌，婴儿双歧杆菌，长双歧杆菌，短双歧杆菌，嗜酸乳杆菌等)所利用，因此其对于人体肠内八大有益菌均有促进作用。
本发明通过酶解法将植物胶制备成半乳甘露聚糖，生产的半乳甘露聚糖的产量高，瓜尔胶主要成分为是半乳甘露聚糖，用β-甘露聚糖酶酶解瓜尔胶时，该酶只对主链上的β-1,4-糖苷键进行酶切，可收获功能性的低聚糖(半乳甘露聚糖)，再通过过滤膜过滤后，就能够收获半乳甘露聚糖；通过酶解法将乳糖溶液制备成低聚半乳糖，生产的低聚半乳糖与半乳甘露聚糖混合后，制备成益生元组合物，制备方便，生产便捷。
以上所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
Claims (10)
1.一种益生元组合物，其特征在于，按重量份计，包括半乳甘露聚糖85-95份和低聚半乳糖5-15份。
2.根据权利要求1所述的一种益生元组合物，其特征在于，所述益生元组合物包括半乳甘露聚糖92份和低聚半乳糖8份。
3.如权利要求1或2所述的一种益生元组合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将植物胶预热后，加入预热后的酶液，获得反应液1，搅拌5-15min后，在40-60℃下反应6-8h，再加入3，5-二硝基水杨酸，隔水在90-110℃下加热2-8min后取出冷却，用超滤膜在加压条件下超滤，收集过滤液，冷冻干燥后，获得半乳甘露聚糖；
将pH为5-7的磷酸缓冲液配制成450-500g/L的乳糖溶液，取植物乳杆菌酶液加入乳糖溶液中，获得反应液2，在水浴加热后，隔水在90-110℃下加热2-8min后取出冷却，加入乙腈溶液，搅拌均匀后，过滤、烘干，获得低聚半乳糖；
将半乳甘露聚糖和低聚半乳糖混合后，获得益生元组合物成品。
4.根据权利要求3所述的一种益生元组合物的制备方法，其特征在于，所述植物胶为瓜尔胶。
5.根据权利要求3所述的一种益生元组合物的制备方法，其特征在于，所述酶液具体为β-甘露聚糖酶。
6.根据权利要求3所述的一种益生元组合物的制备方法，其特征在于，所述植物胶和酶液的预热温度为40-60℃。
7.根据权利要求3所述的一种益生元组合物的制备方法，其特征在于，所述酶液与植物胶体积比为(0.8-1.2):1；所述3，5-二硝基水杨酸与反应液1的体积比为1：(2-3)。
8.根据权利要求3所述的一种益生元组合物的制备方法，其特征在于，所述超滤膜截留分子量为1000，所述超滤具体是在0.2-0.3Mpa压力下进行。
9.根据权利要求3所述的一种益生元组合物的制备方法，其特征在于，所述植物乳杆菌酶液与乳糖溶液体积比为1:(2-4)。
10.根据权利要求3所述的一种益生元组合物的制备方法，其特征在于，所述水浴加热具体是35-40℃温度下4-8h，所述乙腈溶液与反应液2体积比为1：(5-8)，所述过滤所用的过滤膜孔径为0.3-0.6μm，所述烘干具体是在45-55℃下进行。
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