[发明专利]一种水不溶性木聚糖的制备方法及其用途

说明书

本发明公开了一种水不溶性木聚糖的制备方法及其用途，即以碱液提取出来的植物细胞壁中的木聚糖，脱除大部分碱液后的水不溶性部分，经深度净化和漂白处理，得到可食用的水不溶性木聚糖，其中杂质的分离纯化采用特定pH值的稀碱水多次置换超滤后，用酸调节乳浊液pH值至8‑13，再采用离心或微滤膜置换洗涤，全程未使用酒精，产物只有水不溶性木聚糖，可溶性部分被完全除去，纯度含量可达85%‑90%。本发明方法制备出来的水不溶性木聚糖具有促进肠道健康、抑制淀粉分解吸收、降低血清胆固醇、降低血清甘油三酯、消除便秘、消除脂肪肝和改善米面食品加工性能的作用。

技术领域

本发明属于食品科学领域，它涉及以碱液提取出来的植物细胞壁中的木聚糖，脱除大部分碱液后的水不溶性部分，经深度净化和漂白处理，得到可食用的水不溶性木聚糖。

背景技术

现代农业和畜牧业的发展为人们提供了更多廉价的粮食、肉类产品，人类过去几百万年间以植物性食物为主的饮食模式被高脂，高蛋白和日趋精细化的饮食所取代，直接导致人体植物性食物中的膳食纤维成分——即食物中的植物非淀粉多糖摄入严重不足，这已成为许多代谢疾病高发的重要诱因。

人体本身缺乏膳食纤维水解酶系，不能在小肠内直接水解、吸收利用膳食纤维，膳食纤维摄入后主要作为肠道微生物代谢的基础碳源，满足结肠微生物细胞生长与产物发酵的需要。因此，膳食纤维的摄入种类和量影响着肠道微生物细胞生物量、菌群结构以及不同发酵产物合成水平。

肠道微生物对人体健康的促进作用，必须通过合成能参与人体代谢的小分子代谢物而实现。已经发现，短链脂肪酸，如乙酸，丙酸和丁酸是膳食纤维肠道发酵最重要的活性物，它们除了可以被人体作为能量利用之外，还显示出多方面的生理活性，尤其以丙酸、丁酸的活性最为突出。例如，丙酸能抑制肝细胞的脂肪与胆固醇合成，降低血压；丁酸不仅是结肠细胞能量代谢的首选基质，也是结肠粘膜组织更新与功能维护的促进因子，并且还作为机体免疫的信号物质，参与维护机体免疫平衡。因此，短链脂肪酸高产，尤其是丙、丁酸高产也是衡量膳食纤维优劣的重要标志。例如抗性淀粉具有高产丁酸的特性，便被认为是一种十分优质的膳食纤维。属于膳食纤维的植物非淀粉多糖包括植物细胞壁的结构多糖与细胞内贮藏多糖两大来源，细胞壁结构多糖主要是纤维素，半纤维素和果胶，非淀粉贮藏多糖主要有葡聚糖，果聚糖。食物最主要的半纤维素包括木葡聚糖和木聚糖，它们是支撑哺乳动物肠道微生物发酵的主要基质。

膳食纤维根据在水中的溶解性可分为可溶性膳食纤维和不溶性膳食纤维，不溶性膳食纤维包括纤维素、半纤维素等，可溶性膳食纤维则包括果胶、海藻酸钠以及不为人体消化的低聚糖、多糖等。在我们日常吃的食品中，即便是全麦粉，如小麦、玉米、小米、糙米等，其膳食纤维基本上也是不溶性的，只有蔬菜、水果以及食用菌和某些海产品中才含有较多可溶性膳食纤维。可溶性膳食纤维具有快速发酵的优势，但只有不溶性膳食纤维才能送达肠道最远端，支持那里的微生物生长与发酵。

由于习惯性地食用精制过的米面，现代人类不溶性膳食纤维的缺乏状况更为严重。不溶性膳食纤维中半纤维素，即木聚糖易于被肠道微生物分解利用和转化，纤维素则很难被分解，木质素甚至不能分解，由此可见，木聚糖才是粗粮中膳食纤维的主要功能物质。

粗粮对人体虽有着诸多保健功能，但粗粮主要成分还是淀粉，粗粮过量食用将增加人体总糖摄入，使胰腺负担加重并造成脂肪堆积。因此，补充纯化膳食纤维能降低人体可消化的碳水化合物摄入总量，提高膳食纤维摄入效率，是人体有效补充膳食纤维的可行方式。

自然界中，禾本科植物的半纤维素以木聚糖为主，约占干物质总量的35%。对木聚糖的提取通常采用碱液浸泡的方式，使之与原料中纤维素和木质素连接的化学键发生断裂而实现分离，再用酒精沉淀或超滤膜过滤脱碱后即可获得木聚糖粗提物。这些粗提物中，绝大部分是水不溶性的木聚糖，也有少量水可溶性的部分。

木聚糖，包括水可溶性部分和水不溶部分在一定浓度的酒精中都会以沉淀物的形式存在或析出，而游离的木质素和大量小分子的杂质在酒精中是溶解状态，因此，目前木聚糖的纯化都是采用酒精沉淀洗涤的传统方法。