[发明专利]从鲜魔芋制备葡甘露聚糖的生物化学方法

说明书

本发明涉及从鲜魔芋制备葡甘露聚糖的生物化学方法，特别涉及解除鲜魔芋球茎中的束缚水，从而分离葡甘露聚糖的生物化学方法。

在鲜魔芋球茎中的葡甘露聚糖(Grucomannan)粒子受束缚水的束缚，其周围被淀粉等其它杂质所包围，得不到纯品葡甘露聚糖产品。要将魔芋球茎中的葡甘露聚糖粒子完全分离出来，必须将其周围的淀粉及其它杂质除去，而淀粉等微粒与葡甘露聚糖粒子间有由束缚水所提供的结合力，使二者之间相持稳定，因此必须将二者之间的结合力解除，即若将葡甘露聚糖粒子与其周围的淀粉微粒分离开来，必须先解除鲜魔芋球茎中的束缚水。

解除鲜魔芋球茎中的束缚水可用物理或化学方法完成，例如过去对经干燥的魔芋进行反复碾磨和重力风选，这种传统的物理方法生产程序繁复，产品质量不稳定，成品率低；而选用有机溶剂如乙醇、丙酮等也可将葡甘露聚糖粒子与淀粉微粒之间结合水的结合力解除，使二者分离开来，效果也不错，例如日本专利特公昭46-40186，它比起传统的干法加工能提高产品质量，并降低原材料损耗，但此法所用有机溶剂价格昂贵、占用资金额大、生产工序复杂、设备投资大、有机溶剂易爆易燃、生产过程中的安全系数低。中国专利申请1068832A和1068828A公开了采用无机盐代替有机溶剂来解除鲜魔芋球茎中的束缚水，也有一定效果，但该专利申请的方法在抑制反应过程中由于无机阳离子的强烈作用，使葡甘露聚糖的粒子表面发生不同程度的变性，要准确控制变性程序，也即掌握无机盐的浓度，使产品变性程度达到最小阀值，同时还必须使产品的变性得以解除，最后才能获得合格的葡甘露聚糖产品。中国专利1068828A名称是：“葡甘露聚糖吸水溶胀抑制后的解除方法”，也即该专利是用盐抑制葡甘露聚糖吸水溶胀后，由于葡甘露聚糖内残留盐类物质，而将该盐类物质解除的方法，所用解除剂是与抑制剂的酸碱性不同的有机或无机盐水溶液、或与抑制剂酸碱性不同的酸、碱水溶液中任意一种或数种混合成的与抑制剂酸碱性不同的溶液，对抑制吸水溶胀后的葡甘露聚糖进行洗涤，直到室温下吸水膨化正常。所用的有机或无机盐和酸、碱有：乙醇、NaCl、HaOAc、HCl、HOAc、H₂SO₄、C₆H₈O₇、NaOH、Na₂CO₃、四硼酸钠或其它钠盐、硫酸盐、铵盐等。

从这二个中国专利申请看出：

该专利申请是用溶剂抑制后，导致产品在一定程度上变性，并有溶剂残留，他们必须采用解除的手段予以补救，否则在葡甘露聚糖中有残余盐类物质时，一方面影响产品的纯度与质量，一方面残留溶剂将继续发挥作用，也即出现了不同程度的变性，这种变性使产品不易室温下吸水膨化，然而上述二个中国专利申请想将由抑制溶剂所导致的变性，再用作为解除液的相同的溶液来解除，尽管其酸碱性与抑制剂不同，然而也是无法得到补救的。

为了确切掌握上述中国专利申请1068832A和1068828A所提到的各种作为抑制剂的一些化合物的控制溶胀作用和效果，发明人对这些化合物一一作了实验分析，其中，也包括了一些其它文献所提及的抑制剂化合物，其结构列于表1。在表1中“实验观察及触感”一栏均为：按配制比例使抑制剂水溶液与鲜魔芋在1440转/分钟搅拌机中一并捣碎和充分混合成糊状下进行观察及触感的。通过实验可以看出：

1、强腐蚀性的化合物如盐酸、碳酸钠、氢氧化钠、硫酸等均能给生产造成不安全性，使机器设备有腐蚀性，使葡甘露聚糖在反应过程中变性，因而也不宜采用。

2、氯化钠、氯化铵、硫化铵、醋酸钠、硫酸亚铁、硅酸钠等也能在反应过程中使葡甘露聚糖粒子表面变性，必须采用随后的补救措施，但工序繁复，产品成本高，因而也不宜采用。

3、发明人对有关作为抑制剂化合物水溶液进行反复实验后，发现仅有四硼酸钠和四硼酸钾当其浓度在2％以上时有不同程度的控制溶胀作用，甚至有些盐类在理论上就无法解释它们与葡甘露聚糖及其结合水之间的反应关系，而四硼酸钠与四硼酸钾又不符合作为食品添加剂(GB2760-81)的要求，它是被禁用的食品添加剂(《食品添加剂》修订版，1973、1985第二版、中国轻工业出版社出版)，采用四硼酸钠和四硼酸钾作为抑制剂时，它与其它无机盐一样，与葡甘露聚糖形成络合物，必定残留于产品之中，难以去除，必须用后续去残留物的复杂解除工序予以补救，上述二个中国专利公开文件中，用作抑制剂的化合物水溶液若作为解除液来消除残留的抑制剂是不能够达到解除目的的。