一种魔芋葡甘露低聚糖的制备方法

技术领域

本发明属于食品制备技术领域，具体涉及利用超微联合辅助β-甘露聚糖酶酶解魔芋葡甘露聚糖得到一种魔芋葡甘露低聚糖的制备方法。

背景技术

魔芋是一种薯芋类植物，是天南星科魔芋属的通用名称，中国在3000多年前就已经开始对魔芋这种草本植物加以利用。魔芋性寒、味平，入药能消肿解毒，尤其可治疗痈疮伤寒、肿毒、瘰疬等症，在《本草图经》、《本草纲目》等古书中均有记载。

魔芋的主要成分为魔芋葡甘露聚糖。魔芋葡甘露聚糖(Konjac glucomannan，KGM)来源于魔芋(Amorphophallus konjac)的块茎，是一种天然的高分子量水溶性中性多糖，由D-葡萄糖和D-甘露糖以1:1.6的比例通过β-(1,4)糖苷键连接而成。KGM具有良好的吸水性、成膜性、增稠性、可塑性、乳化性、结构性、保水性和赋形性等多种性质，同时它还具有降低餐后血糖、降血脂、提高机体免疫力、调节肠道菌群、预防癌症、补充钙质等多种生理功效。但是，目前KGM存在相对分子质量较高，黏度大，溶解度小等问题，限制了它在食品生产过程中的广泛应用，因此可通过物理法、化学法或生物法将KGM降解，形成不同聚合度的魔芋葡甘露低聚糖(konjac oligo-glucomannan，KOGM)。

魔芋葡甘露低聚糖(konjac oligo-glucomannan，KOGM)是由β-D-甘露糖和β-D-葡萄糖残基组成的一种可溶性功能性低聚糖，其味微甜，有魔芋特有的香味，且口感纯正。KOGM不但可以避免KGM的劣势，还能保留KGM多种生理功能，如调节肠道菌群平衡、降低肠道内与营养有关的腹泻发生率、增强人体免疫力、调节血糖和血脂水平等。我国是魔芋生产国，魔芋资源丰富，开发我国魔芋葡甘露低聚糖将有较大的社会效益和经济效益。

目前制备魔芋葡甘露低聚糖的方法较单一，利用超声和微波联合辅助酶解具有反应条件温和、污染小、副反应少、成本低、得率高等优点，利用超声和微波辅助作用，希望在减少酶用量的同时得到较高水解率的魔芋葡甘露聚糖。故以该种方法制备的KOGM是一种潜在的、优良的功能性低聚糖。

发明内容

本发明的目的是提供一种魔芋葡甘露低聚糖的制备方法，通过合理优化酶解工艺，筛选酶解温度、加酶量、超声时间、微波时间等条件，各步骤各条件协调增效，相互影响，在较少酶量的前提下得到较高水解率的魔芋葡甘露聚糖。

为了达到上述的技术效果，本发明采取以下技术方案：

一种魔芋葡甘露低聚糖的制备方法，该方法包括如下步骤：

步骤一：取经纯化后的魔芋精粉，向其中加入pH为5～7的磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液，使得底物浓度为30～150g/L，在室温下搅拌均匀，使魔芋精粉与缓冲溶液充分接触，得到魔芋精粉的悬浊液；

步骤二：在磁力搅拌器的作用下，向魔芋精粉的悬浊液中加入β-甘露聚糖酶，水浴，得到混合后的料液；

步骤三：将混合后的料液分别进行超声波和微波处理，得到酶解液；

步骤四：待酶解结束后，将酶解液置于沸水浴中5～10min进行灭酶，得到灭酶后的料液；

步骤五：将灭酶后的料液立即取出，冷却到室温，进行离心处理；

步骤六：将离心后的上清液，用无水乙醇进行处理；

步骤七：将处理后得到的上清液进行旋转蒸发，得到魔芋葡甘露低聚糖溶液。

步骤一中所述魔芋精粉中魔芋葡甘露聚糖的纯度大于96％。

优选地，在步骤二中，所述的向魔芋精粉的悬浊液中加入的β-甘露聚糖酶为30～70U/g，水浴温度为40～60℃。

优选地，在步骤三中，所述的分别进行超声波和微波处理，超声功率50～100W，超声时间90～210min，微波功率100～200W，微波时间10～50s。

优选地，在步骤五中，所述的离心处理的离心机转速为3000～4000r/min，离心时间为20～30min。

优选地，在步骤六中，所述的无水乙醇的浓度为95％，用量为2～4倍上清液的体积。

优选地，在步骤七中，所述的将处理后得到的上清液进行旋转蒸发，旋转蒸发时的温度为30～50℃。

一种魔芋葡甘露低聚糖的制备方法，还包括：

步骤八：将步骤七所得到魔芋葡甘露低聚糖溶液进行冷冻干燥，研磨成粉，得到魔芋葡甘露低聚糖成品。

与现有技术相比本发明的有益效果是：

1、本发明利用超声和微波辅助酶解，取代了传统采用酶解法或单一的超声或微波降解的方法，并通过对超微联合辅助酶解制备工艺条件的优化，一定程度上减少了酶的用量，提高了魔芋葡甘露聚糖的水解率，得到了品质较好的魔芋葡甘露低聚糖产品。

2、本发明在温和的条件下进行，生产工艺经济低廉，在实际酶用量小于50U/g的条件下，可以得到水解率为50％以上的魔芋葡甘露低聚糖产品。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步详述，本具体实施例仅是对本发明的解释而不是限制，所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。

一种魔芋葡甘露低聚糖的制备方法，涉及如下步骤：

实施例1

本实施例魔芋葡甘露低聚糖的制备方法为：

称取0.9000g经纯化后的魔芋精粉，按照30g/L的底物浓度向其中加入pH为6的磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲溶液，室温下搅拌均匀，使魔芋精粉与缓冲液充分接触，得到魔芋精粉的悬浊液。

然后在300r/min的磁力搅拌下，向魔芋精粉的悬浊液中加入50U/g的β-甘露聚糖酶，使魔芋精粉悬浊液与酶充分接触，水浴温度50℃，水浴时间15min，得到混合料液。

将得到的混合料液分别进行超声波和微波处理，超声时间150min，超声功率100w，微波时间30s，微波功率200w，经过超声波和微波的分别作用，得到魔芋精粉的酶解液。

待酶解结束后，将酶解液置于沸水浴中10min进行灭酶，得到灭酶后的料液。

将灭酶后的料液立即取出，冷却到室温，然后以4000r/min的转速离心20min，取上清液。

离心后的上清液，用三倍体积的95％的无水乙醇进行处理。

处理后得到的上清液在50℃的旋转蒸发仪中进行旋转蒸发，得到魔芋葡甘露低聚糖溶液。

所得的溶液置于冷冻干燥机中进行冷冻干燥，研磨成粉后，得到魔芋葡甘露低聚糖成品。

实施例2

本实施例魔芋葡甘露低聚糖的制备方法为：

称取0.9000g经纯化后的魔芋精粉，按照30g/L的底物浓度向其中加入pH为6的磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲溶液，室温下搅拌均匀，使魔芋精粉与缓冲液充分接触，得到魔芋精粉的悬浊液。

然后在300r/min的磁力搅拌下，向魔芋精粉的悬浊液中加入70U/g的β-甘露聚糖酶，使魔芋精粉悬浊液与酶充分接触，水浴温度50℃，水浴时间15min，得到混合料液。

将得到的混合料液分别进行超声波和微波处理，超声时间150min，超声功率100w，微波时间30s，微波功率200w，经过超声波和微波的分别作用，得到魔芋精粉的酶解液。

待酶解结束后，将酶解液置于沸水浴中10min进行灭酶，得到灭酶后的料液。

将灭酶后的料液立即取出，冷却到室温，然后以4000r/min的转速离心20min，取上清液。离心后的上清液，用三倍体积的95％的无水乙醇进行处理。

处理后得到的上清液在50℃的旋转蒸发仪中进行旋转蒸发，得到魔芋葡甘露低聚糖溶液。

所得的溶液置于冷冻干燥机中进行冷冻干燥，研磨成粉后，得到魔芋葡甘露低聚糖成品。

实施例3

本实施例魔芋葡甘露低聚糖的制备方法为：

称取0.9000g经纯化后的魔芋精粉，按照30g/L的底物浓度向其中加入pH为6的磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲溶液，室温下搅拌均匀，使魔芋精粉与缓冲液充分接触，得到魔芋精粉的悬浊液。

然后在300r/min的磁力搅拌下，向魔芋精粉的悬浊液中加入50U/g的β-甘露聚糖酶，使魔芋精粉悬浊液与酶充分接触，水浴温度50℃，水浴时间15min，得到混合料液。

将得到的混合料液分别进行超声波和微波处理，超声时间180min，超声功率100w，微波时间30s，微波功率200w，经过超声波和微波的分别作用，得到魔芋精粉的酶解液。

待酶解结束后，将酶解液置于沸水浴中10min进行灭酶，得到灭酶后的料液。

将灭酶后的料液立即取出，冷却到室温，然后以4000r/min的转速离心20min，取上清液。

离心后的上清液，用三倍体积的95％的无水乙醇进行处理。

处理后得到的上清液在50℃的旋转蒸发仪中进行旋转蒸发，得到魔芋葡甘露低聚糖溶液。

所得的溶液置于冷冻干燥机中进行冷冻干燥，研磨成粉后，得到魔芋葡甘露低聚糖成品。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。同时本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域技术人员公知的现有技术。