[发明专利]一种活性低分子量岩藻聚糖的制备方法及其用途

说明书

技术领域

本发明属于生物制剂领域，尤其涉及一种活性低分子量岩藻聚糖的制备方法及其在抗菌中的应用。

背景技术

“民以食为天”，随着全球经济的飞速发展，人们在吃的方面已发生了根本性的变化。在食品消费上会有更多的消费者不仅仅满足于数量上的充足，在食品的质量上会有更高的要求。滥用农药阻碍了现代农业的健康发展，餐桌污染也已成为危害人民健康的严重社会问题。无公害、无污染、优质的绿色食品将逐步成为大众食品。此外，抗生素的广泛使用，导致了临床上耐药菌的大量出现。据报道，目前病原菌对青霉素类的耐受率已达 70 %以上，对大多数喹诺酮类药物的耐受率也超过 50%，而在化脓感染性疾病中，多重耐药病原菌所致感染的发生率也持续升高。植物多糖由于其来源广，具有广泛的生理活性，如果能找到某些具有良好抗菌活性的多糖来代替抗菌素（农药）或作为抗菌增效剂，将具有重要的理论及应用意义。

岩藻聚糖（Fucoidan）是存在于褐藻（例如海带、马尾藻等）细胞壁基质中的一种水溶性硫酸多糖，含量高达3-5%，是海带中的主要生物活性成分之一。研究表明，多糖的生物活性与其取代基团数量、分子量大小、单糖组成等结构特征密切相关。对麒麟菜硫酸多糖及其酸解产物的抑菌活性的研究发现，未水解的硫酸多糖无抑菌活性，只有经水解后的硫酸多糖才具抑菌活性。此外，在抗肿瘤、抗HIV病毒及抗凝血活性方面，低分子岩藻聚糖的活性也明显好于大分子岩藻聚糖。因此，利用岩藻聚糖开发天然抗菌生物制剂的关键在于低聚岩藻聚糖的制备。

硫酸基团是岩藻聚糖的关键活性基团。从海洋小球藻中分离得到两种硫酸根含量不同的多糖，发现硫酸根含量高的多糖组分的抑菌效果要明显好于硫酸根含量较低的组分。国外学者从一种菊科植物（Tridax procumbens L.）中提取到硫酸多糖，研究发现其对海洋弧菌具有显著的抑菌作用。另外，硫酸基团含量高的岩藻聚糖在抗凝血、抗肿瘤等生物活性方面要显著高于硫酸基团含量较低的岩藻聚糖。因此，制备活性低聚岩藻聚糖的另一技术关键是对硫酸根的有效保护。

目前国内外用于制备低分子岩藻聚糖的技术主要采用酸、碱水解法及氧化法。这些方法虽然能够降低岩藻聚糖的分子量，但化学反应强烈，其后果是改变了多糖的立体结构，同时引起硫酸基团的部分脱落，最终降低了产品的生物活性甚至活性完全丧失。目前市面上有采用酶法制备低分子岩藻聚糖的。比如ZL200710008673.1保护了采用酸法和酶法（蛋白酶和果胶酶）制备低分子量岩藻聚糖，得到分子量1000-5000 Da的岩藻聚糖的方法；此方法在一定程度上能够实现高分子岩藻聚糖的低聚化，但专一性较差，产率较低，且酸降解的过程对硫酸根也存在一定程度的破坏。201310142757.X公开了一种采用复合酶制剂（包括果胶酶、半纤维素酶、纤维素酶）制备得到岩藻聚糖的方法；ZL200910013017.X保护了一种用纤维素酶或果胶酶制备岩藻聚糖的方法；ZL200510047582.X保护了一种用纤维素酶和果胶酶制备岩藻聚糖的方法。以上酶法制备岩藻聚糖的方法主要是用于破坏褐藻细胞壁结构，使岩藻聚糖从由纤维素、半纤维素和果胶组成的胶束中释放出来，从而提高提取率，但未能解决岩藻聚糖低聚化的关键技术问题。

现有技术只是将岩藻聚糖从海藻中分离出来，此时多糖的分子量还很大，缺乏生理活性。

综上所述，开发一种高硫酸根保留度的活性低聚岩藻聚糖的生产工艺十分必要，将其代替抗菌素（农药）或作为抗菌增效剂应用于保鲜和储藏食品，对于提高食品安全具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高硫酸根保留度的活性低聚岩藻聚糖的生产工艺。

为实现上述目的， 本发明提供一种低分子量岩藻聚糖的制备方法，其特征在于，包括如下步骤，

水解：岩藻聚糖干粉与β-半乳糖苷酶和β-葡萄糖苷酶混合均匀，加入去离子水配成3重量%的糖溶液，加入4.0 mol/L HCl调节pH值至5.0，37 ℃下水解5 h 后，再加入4 mol/L的NaOH水溶液调节pH值至中性，加热至80 ℃并保温5 min，从而终止水解反应，得到不同分子片段的低聚岩藻聚糖水溶液。

分离：制备的不同分子片段的低聚岩藻聚糖水溶液经过分子截留量为5000 Da和50000 Da的超滤膜分离，并收集5000-100000 Da的组分，喷雾干燥即可。

所述岩藻聚糖干粉与酶活力分别为30000 U/g的β-半乳糖苷酶和30000 U/g的β-葡萄糖苷酶按重量比为1000：0.5：0.5的比例混合。