[发明专利]一种魔芋葡甘聚糖降解并脱乙酰的方法

说明书

本发明公开了一种魔芋葡甘聚糖降解并脱乙酰的方法，1）将魔芋精粉用水配成水溶胶，离心，除去杂质，得到KGM水溶胶；2）将电极插入KGM水溶胶中；3）采用交流电源输出装置对上述KGM水溶胶施加低压低频交流电；4）电处理后的KGM水溶胶采用透析袋透析至少24h；5）透析后的溶胶采用磁力搅拌器搅拌混匀，随后真空干燥，粉碎，得到电降解并部分脱乙酰的KGM粉末。本发明采用交流电技术使KGM发生降解并能部分脱除乙酰基，降解迅速，工艺简单，可调可控，设备及生产成本较低，只需要交流电输出电源，不需要加入酶及金属离子等其他化学试剂或与其他降解方法结合，对环境无污染，此方法同时具有脱乙酰作用。

技术领域

本发明属于多糖改性技术领域，具体涉及一种魔芋葡甘聚糖降解并脱乙酰的方法。

背景技术

魔芋葡甘聚糖(konjac glucomannan，KGM)是一种广泛存在于魔芋块茎中的水溶性多糖，也是一类天然可再生的高分子多糖。它是由葡萄糖和甘露糖以β-1,4糖苷键连接而成的一种高分子化合物，同时在甘露糖C-6位上还存在乙酰基团(约每19个糖残基上存在一个乙酰基)，这些乙酰基的存在决定了KGM分子水溶性的大小。

KGM具有优良的亲水性、凝胶性、增稠性、粘滞性、可逆性、悬浮性、成膜性与赋味性等，对高血脂、高血压、糖尿病、冠心病、肥胖症、便秘等有很好的预防和治疗作用，并有一定的抗癌效果，因而被广泛应用于食品、医药、化工、纺织、造纸、石油钻探、环保、高分子材料等领域。但KGM也存在一些缺点：如相对分子质量较大、黏度比较高、溶胶稳定性差。据报道，KGM的分子质量因魔芋品种、产地、加工方法及原料的贮藏时间不同而变化，一般为20～200万道尔顿。分子量大，使其粘度很大，1％浓度的KGM水溶液的粘度达5000～40000mPa·s。此外，KGM亲水性强，水溶胶黏度稳定性差，在酸性条件下易降解，但降解产物成分复杂，不可控。在室温下24h完全变稀，近中性条件下形成的KGM膜抗水性很弱，在水中很快溶胀分解等，这些缺点限制了其应用。故实际应用中，常常通过一定的改性，以改善其物理、化学、生物学性质。

降解后的KGM能有效缓解这些缺点，且不同分子质量的魔芋低聚糖具有的不同的结构和功效，可更广泛地应用于各个行业，因此将天然大分子KGM降解成魔芋低聚糖成为研究的热点。目前KGM降解技术有酸降解、γ辐照、酶降解、食药用菌菌解、激光降解、臭氧降解、超声波降解、微波辅助H₂O₂等，能使KGM分子链断裂、聚合度降低、粘度变小、粘度稳定性增加。其中，盐酸和过氧化氢可在一定程度上对KGM进行降解，但盐酸易挥发、对环境造成一定程度污染、水解耗时长；运用超声波在一定程度上可实现KGM的降解，但是此法的收率较低，生产成本很高；利用甘露聚糖酶和γ射线对KGM进行降解，可获得分子质量小于1000u的KGM寡糖，但存在酶易失活、价格昂贵、产物分离困难、操作费时、程序繁琐等弊端；利用γ射线和乙醇对KGM进行降解，存在乙醇在辐射过程中易挥发，降解作用有限的不足；采用γ射线和过氧化氢协同降解KGM，表明过氧化氢会明显增强辐射降解的效果；也有学者采用激光和微波辅助过氧化氢协同降解KGM。由此可见，关于KGM的降解大多采用协同降解的方法，且上述降解技术未见对乙酰基含量影响的研究。

脱乙酰KGM会产生新的功能特性，如脱除部分乙酰基后，KGM与卡拉胶混合体系的加工性能更加优良。脱乙酰KGM影响蛋白的热聚集行为，促进蛋白分子的相互交联，改善其凝胶网络结构，从而改变鱼糜的凝胶特性。未改性的魔芋精粉作膜材料，膜强度低，抗水性及耐洗刷性差。脱乙酰改性后的KGM成膜可使膜强度，抗水性及耐洗刷性均显著提高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种魔芋葡甘聚糖降解并脱乙酰的方法，使其得到更广泛的应用。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种魔芋葡甘聚糖降解并脱乙酰的方法，包括以下步骤：

1)称取一定量魔芋精粉，根据精粉黏度，用蒸馏水配成0.3-0.7％(w/v)的水溶胶，离心，除去纤维素及其它不溶性杂质，得到KGM水溶胶；