CN1760211A - 高纯度魔芋葡甘低聚糖生产方法 - Google Patents

Abstract

一种高纯度魔芋葡甘低聚糖生产方法，通过辐照技术，采用放射源钴60γ－射线将魔芋葡甘聚糖大分子结构降解，经乙醇洗涤除去杂质，再在离子交换树脂的作用下，除去葡萄糖，获得纯度在85％以上，葡萄糖含量3％以下的低聚糖，商品价值大大提高。该方法具有简单、易操作、无污染、成本低等特点。

Description

高纯度魔芋葡甘低聚糖生产方法

技术领域

本发明涉及农副产品加工领域，特别是涉及一种高纯度魔芋葡甘低聚糖生产方法。

背景技术

魔芋是(Amorphophallus konjac)天南星科(Araceae)魔芋属(Amorphophallus blume)多年生草本植物。主要分布在我国西南、西北的山区，球茎内含有丰富的魔芋葡甘露聚糖、淀粉、蛋白质、矿物质和生物碱等，其应用已有近两千年历史。发展魔芋的种植和深度加工对扶贫、环保、加快中西部地区发展有很大意义。随着现代科学技术的发展，人们更加深入认识到了魔芋资源的潜在价值，并把魔芋的应用从简单的入药和食用拓展到工业生产的众多领域，进行全方位的综合开发利用，极大地提高其附加值。

低聚糖(Oligosaccharide)是由2～10个单糖或其衍生物聚合而成的一种寡聚体化合物，已知的低聚糖通常是由己糖通过糖苷键连接形成的直链或支链低度聚合物。根据生物学功能划分，可以将低聚糖分为功能性低聚糖和普通低聚糖两大类，普通低聚糖仅作为供能物质，无促进双歧杆菌生长等特殊生理作用，如蔗糖、乳糖、麦芽糖等，功能性低聚糖人体难以消化，又被称为非吸收性寡糖(non-digestable oligosaccharide)，这类低聚糖具有一般糖的口感，但甜度和能量只有蔗糖的20％～70％。

葡甘低聚糖是由葡萄糖和甘露糖组成的杂聚寡糖，最初从酵母的细胞壁中提取获得，后来陆续在其它微生物和植物等不同材料中发现。魔芋植物所含的葡甘聚糖是β-D-葡萄糖和β-D-甘露糖以1∶1.5的比例，通过β-1，4糖苷键联结形成的杂多糖。近年来的研究发现，葡甘低聚糖除了具有功能性低聚糖的共同生理作用以外，还具有清除自由基、增强机体抗氧化性的能力。国内外对葡甘低聚糖的研究主要还停留在实验室阶段，只有少量葡甘低聚糖出现在国外市场上，国内基本无此类商品。目前，实验室及生产中获得葡甘低聚糖的方法主要有：①从天然原料中提取；②利用转移酶、水解酶催化糖基转移反应合成；③天然多糖的酶水解；④天然多糖的酸水解；⑤人工化学合成。

由于天然原料中低聚糖含量极低，提取收率很低，从天然原料中提取成本太高；酸水解法生产低聚糖产品纯度也较低，化学合成方法复杂，反应过程控制难，副反应多；酶法生产是现在的研究热点，但主要还集中在酶的选择，甚至产酶菌种的筛选，且该法也较复杂，反应最终产物质量指标的在线控制难。

食品辐照研究始于20世纪40年代，迄今已有60多年的历史。全球已有41个国家批准了232种辐照加工食品，已批准的食品包括谷物、园艺产品、畜禽类产品、水产品等，辐照控制香辛料中的微生物和辐照抑制根茎类作物的发芽已在世界范围内成功的商业化。2002年国家质检总局批准了17种辐照食品加工工艺标准，进一步将辐照加工食品纳入HACCP(危害分析与关键控制点)与质量管理体系，与国际接轨。目前，我国辐照农产品年加工量为10万t左右，加工潜力大。食品辐照加工是一项安全、卫生、方便、经济有效的食品加工新技术，它是利用γ射线、X射线以及电子束等电离辐射射线与物质作用产生的物理效应、化学效应和生物效应，达到杀虫灭菌、防止霉变、提高食品卫生质量，改善物料性质及分子结构的目的。到目前为止，还未见有关辐照处理生产魔芋葡甘低聚糖的方法报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种生产高纯度魔芋葡甘低聚糖的方法，该方法采用γ-射线辐照技术，使魔芋粉中的葡甘聚糖降解，通过离子交换树脂提纯魔芋葡甘低聚糖，得到高纯度的低聚糖。

该方法依次通过下列步骤实现：

(1)在魔芋精粉中加入质量百分比浓度为75％的食品级乙醇，乙醇的用量以能湿润魔芋精粉为限，混合搅匀后，密闭静置10～20分钟使魔芋精粉湿润，然后置于γ-射线放射源进行辐照处理，辐照剂量为24～120kGy；

(2)将辐照处理后的物料用3～5倍质量的质量百分比浓度为75％的食品级乙醇洗涤2～5次，然后在60～70℃下将乙醇蒸发，使物料干燥；

(3)将大孔树脂经转型处理，用蒸馏水作洗脱液，在50～70℃、洗脱速度为3～8mL/分钟条件下，对上述物料进行洗脱，将低聚糖中的葡萄糖除去，得到纯度85％～90％以上的魔芋葡甘低聚糖。

上述步骤(1)的γ-射线放射源可以是钴60，步骤(3)的大孔树脂最好是D61型大孔树脂，规格为Φ8×600树脂柱，转型处理是指进行钙化处理，洗脱时的进样量依树脂柱等的情况而定。

本发明的优点在于，采用辐照处理和离子交换，将资源丰富的魔芋葡甘聚糖转化成具有功能活性的低聚糖，且低聚糖的纯度达到85％以上而葡萄糖的含量低于3％，魔芋精粉商品价值大大提高。同时，该方法具有简单、易操作、无污染、成本低等特点。

具体实施方式

实施例1：

取魔芋精粉200克于500mL烧杯中，加入50mL质量百分比浓度为75％的食品级乙醇，混合搅匀，密闭静置10分钟后，置于钴60γ-射线下处理，辐照剂量24kGy，取出，用3倍质量的质量百分比浓度为75％的食品级乙醇洗涤4次，在60℃下将乙醇蒸发，使物料干燥；将干燥物料溶于蒸馏水中，用规格为Φ8×600树脂柱，进样量40mL，工作温度60℃，用蒸馏水做洗脱液控制洗脱速度在3mL/分钟，收集前8分钟的洗脱液于真空干燥箱中干燥，得到纯度为90％的魔芋葡甘低聚糖。

实施例2：

取魔芋精粉500克于1000mL烧杯中，加入100mL质量百分比浓度为75％的食品级乙醇，混合搅匀，密闭静置15分钟后，置于钴60γ-射线下处理，辐照剂量80kGy，取出，用4倍质量的质量百分比浓度为75％的食品级乙醇洗涤2次，在65℃下将乙醇蒸发，使物料干燥；将干燥物料溶于蒸馏水中，用规格为Φ8×600树脂柱，进样量60mL，工作温度50℃，用蒸馏水做洗脱液控制洗脱速度在6mL/分钟，收集前12分钟的洗脱液于真空干燥箱中干燥，得到纯度为85％的魔芋葡甘低聚糖。

实施例3：

取魔芋精粉1000克于2000mL烧杯中，加入200mL质量百分比浓度为75％的食品级乙醇，混合搅匀，密闭静置20分钟后，置于钴60γ-射线下处理，辐照剂量120kGy，取出，用5倍质量的质量百分比浓度为75％的食品级乙醇洗涤5次，在70℃下将乙醇蒸发，使物料干燥；将干燥物料溶于蒸馏水中，用规格为Φ8×600树脂柱，进样量600mL，工作温度70℃，用蒸馏水做洗脱液控制洗脱速度在8mL/分钟，收集前20分钟的洗脱液于真空干燥箱中干燥，得到纯度为87％的魔芋葡甘低聚糖。

Claims (3)

1、一种高纯度魔芋葡甘低聚糖尘产方法，其特征在于，依次通过下列步骤实现：

(1)在魔芋精粉中加入质量百分比浓度为75％的食品级乙醇，乙醇的用量以能湿润魔芋精粉为限，混合搅匀后，密闭静置10～20分钟使魔芋精粉湿润，然后置于γ-射线放射源进行辐照处理，辐照剂量为24～120kGy；

(2)将辐照处理后的物料用3～5倍质量的质量百分比浓度为75％的食品级乙醇洗涤2～5次，然后在60～70℃下将乙醇蒸发，使物料干燥；

(3)将大孔树脂经转型处理，用蒸馏水作洗脱液，在50～70℃、洗脱速度为3～8mL/分钟条件下，对上述物料进行洗脱，将低聚糖中的葡萄糖除去，得到纯度85％～90％以上的魔芋葡甘低聚糖。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)的γ-射线放射源是钴60。

3、根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤(3)的大孔树脂是D61型大孔树脂，规格为Φ8×600树脂柱。