[发明专利]一种从谷物麸中提取高纯度水溶性β-葡聚糖的方法

说明书

技术领域

本发明属于谷物深加工技术领域，具体涉及一种从谷物麸中提取高纯度水溶性β-葡聚糖的方法。

背景技术

水溶性β-葡聚糖是以β-1，3和β-1，4糖苷键连接而成的高分子亲水胶体，两种糖苷键的比例大致为3∶7，主要存在于燕麦、大麦、青稞、小麦等谷物的细胞壁胚乳层，它的含量随品种、产地、处理加工方法不同而有较大的差别，不同的加工和磨粉将极大的影响谷物麸皮中水溶性β-葡聚糖的含量，一般从1％～15％不等，分子量的分布在5×10⁵和3×10⁶道尔顿之间，水溶性β-葡聚糖除作为功能因子降低人体低密度脂蛋白，还具有潜在的食品应用价值，可以应用在各种饮料、烘焙、保健品、化妆品、医药等领域。

1995年，QUAKER公司提出将水溶性β-葡聚糖用于降低人体胆固醇水平之后，国外的一些研究机构对它进行了广泛的研究，包括水溶性β-葡聚糖的功效性和作用机理，以及产品的提取工艺和应用技术。

美国心血管疾病控制中心(CCDC)通过对15名高胆固醇的肥胖男性的临床试验，结果表明：食用了含水溶性葡聚糖食品的人降低总胆固醇7％，而高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)含量上升12％，并且具有很好的耐受性；荷兰马斯特进而赫特大学的罗纳德-P-门辛克领导的研究小组对饮用添加了水溶性葡聚糖的果汁饮料的25名健康人进行临床试验，结果表明：摄取水溶性葡聚糖的那组人员的总胆固醇水平下降4.8％，低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)下降了7.7％。

水溶性β-葡聚糖用于降低胆固醇水平的功能性在逐渐得到大家的认可之后，许多的研究人员对它的作用机理也在不断研究，到目前为止，主要有三种作用机制解释：一种是水溶性葡聚糖结合人体的胆汁酸后促进体内胆固醇合成胆汁酸，减少体内胆固醇含量；另外一种是水溶性葡聚糖延缓肠道清空，降低正餐后胰岛素的浓度，减少肝脏合成胆固醇；还有一种是水溶性葡聚糖增加肠道粘性，促进消化腔内的物质吸收水分，减缓消化速度，干扰肠道对胆固醇吸收。

目前，国内外生产β-葡聚糖的主要工艺路线是：谷物灭酶、水法提取，离心除杂，溶剂沉淀，干燥获得成品，以上的方法存在用水量大，以及溶剂纯化破坏了水溶性β-葡聚糖的结构，溶解能力低，纯度在55％左右，不适宜应用在果汁饮料、乳制品、豆制品等食品领域。但是要制备高纯度、水溶性好的β-葡聚糖，仍存在以下几个技术难点：

(1)提取的水溶性葡聚糖溶液粘度大，不易离心，通过一次提纯法获得的提取液含杂质较多，最终成品纯度较难达到70％以上；

(2)常规的提纯法会破坏水溶性葡聚糖的结构，降低产品溶解度且不稳定，在水溶液中易析出，不宜在饮料中应用；

(3)采用柱层析方法提纯可以达到，但是处理量少、生产成本高，不利于产业化。

发明内容

本发明的目的在于提供一种从谷物麸中提取高纯度水溶性β-葡聚糖的方法，该提取方法工艺简单、易操作、成本低，制备获得的β-葡聚糖纯度高，活性高，水溶性好而且稳定，适宜应用在饮料中。

为达到以上目的，本发明提供的从谷物麸中提取高纯度水溶性β-葡聚糖的方法，以谷物麸为原料，加水混匀，进行高压均质、提取和酶解后，获得初级纯化液，然后加入酵母发酵、加热沉淀蛋白和离心后，获得二级纯化液，最后进行喷雾干燥后获得高纯度水溶性β-葡聚糖产品。

进一步的，本发明提供的从谷物麸中提取高纯度水溶性β-葡聚糖的方法，包括以下步骤：

(1)高压均质：取谷物麸，加水混匀形成浆液，进行高压均质，对谷物细胞壁进行破壁，促进水溶性β-葡聚糖溶出得谷物乳液；

(2)提取：调节温度为30～100℃，对谷物乳液中水溶性β-葡聚糖进行提取1～8h；

(3)酶解：在步骤(2)所得提取液中加入纤维素酶，调节温度为30～70℃，pH为3～9，反应1～5h后，离心过滤获得含水溶性β-葡聚糖的初级纯化液；

(4)酵母发酵：调节温度为28～40℃，在步骤(3)所得初级纯化液中加入酵母发酵1～24h；

(5)加热沉淀蛋白：将步骤(4)所得发酵液加热至60～100℃，加热10～30min，离心除去蛋白沉淀，获得二级纯化液，将该纯化液喷雾干燥后，即获得高纯度水溶性β-葡聚糖产品。

在上述制备方法中：

所述步骤(1)中谷物麸与水的重量比例为1∶3～30。

所述步骤(1)中高压均质的压力为1～150MPa。

所述步骤(3)中纤维素酶的用量为谷物麸重量的0.1～10‰。所述的纤维素酶由木霉属、曲霉属或青霉属菌种发酵提取制得。