[发明专利]一种不饱和果胶低聚糖及复合生物防腐剂

说明书

(一)技术领域

本发明涉及一种不饱和果胶低聚糖及含有所述不饱和果胶低聚糖的复合生物防腐剂，属于食品添加剂生产及应用技术领域。

(二)背景技术

果胶是构成植物细胞壁的多糖之一，广泛存在于高等植物的根、茎、叶和果实的细胞壁中，果胶结构最主要的特征是含有α-(1-4)连接的D-半乳糖醛酸单元的直链。用无机酸特别是盐酸对果胶进行降解，是应用最早的降解果胶方法，但酸法水解缺乏专一性，同时产生复合反应，温度愈高，复合反应愈多，生成的有色物质多，颜色深，用酸量多，需中和碱量大，因之产生的灰分也多。酶解法是利用专一性或非专一性的果胶酶对果胶进行降解的方法。在整个降解过程中，无其他反应试剂加入，不至于发生其他副反应，优于化学反应降解过程。具有高度的专一性，副产物少，纯度高，糖色浅，因此减少了净化工序和净化剂的用量，与酸法相比，可以转化较高浓度的固形物，提高效率，减少损耗，降低成本，所得母液还可以利用，而且在常温常压下进行，设备工艺都比较简单。而使用酸酶法既节省费用，缩短时间，糖化率高，纯度高，糖液色浅，容易结晶析出，用酸量少，而且产品质量高。

随着经济和社会的进步，食品工业已成为国民经济的三大支柱之一。细菌、霉菌、酵母菌等微生物的侵袭通常是导致食品腐败的主要原因。现在广泛使用的防腐剂，主要是化学防腐剂。我国当前使用的三大类主要食品防腐剂是苯甲酸及钠盐、山梨酸及钾盐和对羟基苯甲酸酯类，但它们的特征决定了其使用的局限性，如：山梨酸及山梨酸钾在空气中稳定性差，而且生产成本高；苯甲酸对产酸菌的作用差，且有不良的味道。乳酸链球菌产生的乳酸链菌素和由纳塔尔链霉菌产生的纳塔霉素是目前国际上批准使用的两种生物食品防腐剂，并且我国卫生部食品监督厅也批准在国内使用，已列入食品添加剂使用卫生标准。但由于价格较高，且抑菌性能不具有广谱性，应用范围并不广泛，一般只适合复配使用，故亟待开发更有效的安全性高的廉价食品防腐剂。

(三)发明内容

本发明目的是无毒副作用、成本低、抑菌效果好的果胶低聚糖及含有果胶低聚糖的复合生物防腐剂。

本发明采用的技术方案是：

一种不饱和果胶低聚糖，聚合度为2～20，平均分子质量为400～4000，结构如式(I)所示：

式(I)中，n为2～20的自然数，

R₁、R₂各自独立为：-H、CH₃、-CH₂CH₃、或-CH₂CH₂CH₃。

所述不饱和果胶低聚糖水解反应式如下：

所述不饱和果胶低聚糖由如下方法制备得到：(1)将含有果胶质的果皮或果渣(如柑橘皮渣、柚皮、苹果渣、葵花盘等)溶于10～20倍质量的水中，调pH值1.0～2.0，70～90℃水浴中水解1～2h，抽滤得到果胶提取液；(2)往果胶提取液中加入50～200U/mL果胶裂解酶，40～60℃、pH3.0～7.0下水解3～24h；(3)水解产物经离心分离，取上清液，按10～30g/L上清液的加入量往上清液中添加酵母，25～40℃发酵12～48h；(4)发酵液调pH值3.0～4.0，于40～60℃下活性炭脱色20～40min，依次经分子量为10000、5000的聚醚砜膜、分子量为3000、1000的再生纤维素膜分离，得到含有所述不饱和果胶低聚糖的溶液，再经干燥得到所述不饱和果胶低聚糖的粉末。应用时也可直接使用含有所述不饱和果胶低聚糖的溶液，无须转换为干燥粉末。上述方法制得的不饱和果胶低聚糖，其聚合度在2～26，平均分子质量在400～5000之间，经HPLC检测得到聚合度2～20的不饱和果胶低聚糖含量41.4％。

现有方法中，采用一次水解，并对果胶低聚糖进行膜分离，水解不完全，分离过程中损失较多，产品得率比较低，本发明采用酶膜反应器连续反应或分批连续反应，从而提高了果胶低聚糖的得率，为工业化生产打好了基础。本发明果胶低聚糖可作为一种新型的天然生物防腐剂，促进了我国食品添加剂工业的发展，同时又扩大了果胶低聚糖的应用范围，解决了柑橘皮渣、柚皮、苹果渣、葵花盘等果皮废渣的再利用问题。

所述果胶裂解酶可采用市购果胶酶，或者由黑曲霉经发酵培养获得。