[发明专利]一种魔芋低聚糖的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及微生物工程和酶工程领域，具体地说，涉及一种由魔芋原料获取魔芋低聚糖的生物制备方法。

背景技术

随着国民经济的发展，天然健康的食品的研制成为研究热点，魔芋低聚糖以补钙、减肥、降压、抗癌、洁胃、排毒通便等功效倍受重视，魔芋低聚糖已经成为中国食品新战略的着力点。目前，以魔芋粉或魔芋精粉作底物生产低聚糖的工艺很多，将酶法与发酵法结合的工艺也有很多，但均必须对获得的酶液进行了分离纯化才能达到显著的效果，增加了工艺的复杂性及成本。目前魔芋低聚糖生产工艺主要包括两个步骤：纯酶液的生产和酶水解。其中纯酶的生产主要集中在生产菌种单酶基因工程的改造，目的是获得单位体积的更高酶活。用该工艺由一个最大的优点在于底物比较集中，得率高，但也存问题，就是必须使用KGM比较纯的原料，这样就增加了成本，同时在水解过程中也使得原料中非KGM底物部分流失，并产生一定的环境污染。

发明内容

本发明的目的在于针对上述不足提供一种降解魔芋原料获取魔芋低聚糖的方法。

本发明利用产β-葡甘露聚糖酶的担子菌来制备魔芋低聚糖。优选所述担子菌还产淀粉酶和纤维素酶。

本发明可以通过如下方法实现：

1)直接发酵法获取魔芋低聚糖：以魔芋原料为发酵培养基，直接利用产β-葡甘露聚糖酶的担子菌发酵魔芋原料获取魔芋低聚糖；或

2)间接酶解法获取魔芋低聚糖：培养能够产生β-葡甘露聚糖酶的担子菌制备粗酶液；直接采用粗酶液对高浓度魔芋原料进行水解，获取魔芋低聚糖。

其中担子菌产生的粗酶液包括β-葡甘露聚糖酶、淀粉酶、纤维素酶，该粗酶液可实现魔芋原料中多种成分得以水解。

其使用的魔芋原料对其中魔芋葡甘露聚糖(KGM)的含量没有要求，可以是芋角粉、魔芋粗粉、魔芋精粉和纯KGM中的任何一种或搭配使用。

在制备粗酶液时，宜使用低浓度的魔芋粉作为培养基，在酶解时可使用粗酶液对高浓度魔芋粉进行水解。这里的低浓度和高浓度是相对的，培养时采用低浓度魔芋粉利于发酵，水解时采用高浓度魔芋粉可以提高水解效率。采用低浓度魔芋粉作为培养基的另一个好处是不会引入魔芋粉以外的杂质，从而使产物纯净。此外，在制备粗酶液时，宜在在β-葡甘露聚糖酶分泌高峰时获取发酵液，这样酶活较高。

直接发酵获取魔芋低聚糖方法为：魔芋原料浓度为3～6％(质量体积百分比)，2～20％(体积百分比)的接种量，转速为100～250r/min，24～32℃温度下发酵72～144h；优化的发酵方法为魔芋原料浓度为3～5％(质量体积百分比)，5～15％(体积百分比)的接种量，转速为120～200r/min，27～30℃温度下发酵72～120h；更优的发酵方法为魔芋原料浓度为4％(质量体积百分比)，10％(体积百分比)的接种量，转速为150r/min，28℃温度下发酵96h。

间接酶解获取魔芋低聚糖方法包括两段工艺，第一段为粗酶液制备方法：魔芋原料浓度为0.5～3.0％(质量体积百分比)，转速为100～250r/min，24～32℃温度下培养24～96h；优化的粗酶液制备方法为：魔芋原料浓度为0.5～2.0％(质量体积百分比)，转速为120～180r/min，26～30℃温度下培养36～72h。更优的粗酶液制备方法为：魔芋原料浓度为1.0％(质量体积百分比)，转速为150r/min，28℃温度下培养48h。粗酶液以β-葡甘露聚糖酶酶活不低于(30IU/mL)为宜。第二段为粗酶液酶解方法：魔芋原料浓度为1.0～10％(质量体积百分比)，粗酶液添加量为2～20％(体积百分比)，酶解过程需要搅拌，转速为30～300r/min，30～70℃温度下酶解0.5～6h。优化的粗酶液酶解方法为：魔芋原料浓度为2.0～5.0％(质量体积百分比)，粗酶液添加量为5～15％(体积百分比)，酶解过程需要搅拌，转速为50～200r/min，45～65℃温度下酶解2.0～4.0h。更优的粗酶液酶解方法为：魔芋原料浓度为3.0％(质量体积百分比)，粗酶液添加量为10％(体积百分比)，酶解过程需要搅拌，转速为100r/min，60℃温度下酶解3.0h。

通过上述方法，最终魔芋原料水解率达70％以上。

本发明的优点在于：

1)采用可药膳两用的担子菌株直接直接发酵魔芋原料获取低聚糖；

2)利用药膳两用的担子菌株分泌多种水解酶的特性，发酵法制备可充分水解魔芋原料的粗酶液，增强原料利用率。

具体实施方式