[发明专利]一种利用啤酒废酵母制备甘露寡糖的方法

说明书

技术领域

本发明涉及饲料添加剂技术领域，尤其涉及一种利用啤酒废酵母自溶并添加微生物酶制备甘露寡糖的方法。

背景技术

我国的啤酒工业经过近几十多年的迅猛发展，目前啤酒生产厂家已发展至800多家。自2001年以来，我国已成为世界上第一大啤酒生产国，而且啤酒产量每年还在以5％～7％的速度增长。2010年，啤酒生产量已达到4483万吨。啤酒废酵母是啤酒生产中的重要副产物，酵母泥的产量约占啤酒总产量的2%～3%。每年我国啤酒生产企业排弃的废酵母泥多达90万吨～135万吨。啤酒废酵母的主要成分为蛋白质、多糖、核酸、维生素、微量元素和酶，其中多糖主要存在于酵母细胞壁中，占细胞壁的60%。目前，对啤酒废酵母的综合利用大多数集中在对其中的蛋白质、核酸、维生素、微量元素和酶方面，而对其细胞壁多糖的开发应用研究很少。

以啤酒废酵母为原料来制备细胞壁多糖的方法大体可归纳为：化学破壁（酸解、碱解）、物理破壁（液体剪切、固体剪切等）、生物破壁（酶解、自溶）。其中，化学破壁不仅会造成一些营养成分的破坏，而且增大了有效成分提取的难度；物理破壁虽然方法简单、成本低，能完整保留营养成分，但其破壁效果较差；而生物破壁中的酶解法会增加提取成本，故上述细胞壁多糖的制备方法均不便于工业上的广泛应用。自溶法是以存在酶活性的新鲜活酵母为原料，利用酵母细胞本身的酶系，在一定条件下，将酵母体内的糖类物质、蛋白质和核酸分解为还原糖、氨基酸、肤类、核苷酸等小分子物质并从酵母细胞内提取出来的一种方法。自溶法工艺简便，应用广泛，生产成本低，对环境污染小，适合于工业化提取。

甘露寡糖（MOS，即Mannose-oligosaccharides）是甘露糖或甘露糖与葡萄糖通过α-1,2、α-1,3、α-1,6或β-1,3、β-1,4糖苷键组成的寡聚糖，具有调节动物胃肠道微生态环境和动物机体免疫调节的功能。在食品、医药和动物饲料等方面具有重要的应用价值。由于酶解法反应条件温和及容易控制等优点，因此，采用甘露聚糖酶水解甘露聚糖制备甘露寡糖是生产甘露寡糖的主要方法。甘露聚糖酶的来源较广泛，包括细菌、真菌、放线菌、植物以及软体动物等。其中，微生物来源的甘露聚糖酶具有pH最适点、温度范围和底物专一性等显著特点，其活性高、成本低、来源稳定、提取方便，且比动植物具有更广泛的应用，是产生甘露聚糖酶的主要来源。目前，细菌中的芽孢杆菌、假单胞菌、弧菌，真菌中的曲霉、木霉、酵母、青霉、多孔菌、核盘菌和放线菌中的链霉菌都是产生甘露聚糖酶的常见种类。根据其作用底物不同，甘露聚糖酶可分为β-甘露聚糖酶和异甘露聚糖酶，其中，β-甘露聚糖酶的作用底物为魔芋粉、槐豆胶等植物多糖，异甘露聚糖酶的作用底物为异甘露聚糖，这类异甘露聚糖主要存在于酵母等微生物的细胞壁中。目前，甘露寡糖主要是以β-甘露聚糖酶水解魔芋粉、槐豆胶等植物多糖制备而成，生产成本较高。而以异甘露聚糖为原料，采用异甘露聚糖酶水解法制备甘露寡糖并未见文献记载。

发明内容

针对现有的以β-甘露聚糖酶水解植物多糖制备甘露聚糖，生产成本高的问题，本发明的目的是提供一种利用啤酒废酵母制得异甘露聚糖，并结合异甘露聚糖酶进行水解制备甘露寡糖的方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种利用啤酒废酵母

制备甘露寡糖的方法步骤如下：

（1）由啤酒废酵母制得酵母细胞壁液体或固体；

（2）制备异甘露聚糖酶粗酶液；

（3）将经步骤（2）制得的异甘露聚糖酶粗酶液加入经步骤（1）制得的   

酵母细胞壁液体中水解制备甘露寡糖。

所述步骤（1）中制备酵母细胞壁固体的步骤如下：

（a）啤酒废酵母预处理：将洗涤后的啤酒废酵母进行离心分离得到酵母泥；

（b）制备酵母细胞壁液体：将质量浓度为50g/L～150 g/L的酵母泥、质量浓度为400g/L～500g/L的醋酸-醋酸钠缓冲液和蒸馏水混合，将制得的混合液置入密封容器中，搅匀后静止0.5h～1h，并在温度30°C～80°C下，水浴加热12h～48h；酵母泥、醋酸-醋酸钠缓冲液和蒸馏水三种物料按1:3.5:4.5配比组成；

（c）制备酵母细胞壁固体：将经步骤（b）制得的酵母细胞壁液体进行离心分离，弃上清液，将沉淀部分在温度40°C～80°C下干燥12h～48h，制得酵母细胞壁固体。

所述步骤（b）中所述醋酸-醋酸钠缓冲液是将质量浓度分别为2.4g/L的醋酸、109.2g/的醋酸钠、20g/L的氯化钠和1L蒸馏水混合制得，所述醋酸-醋酸钠缓冲液的pH值为6。