[发明专利]酶解半纤维素制备高纯度甘露低聚糖的生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及酶技术和生物化工技术，更确切说是一种酶解含甘露聚糖的半纤维素生成纯度高达98%（P98）的甘露低聚糖的制备方法及产品，是胃肠道健康、免疫调节、抗病防病药物的新型原料和助剂。 

背景技术

半纤维素(Hemicellulose)是指在植物细胞壁中与纤维素共生、可溶于碱溶液，遇酸后远较纤维素易于水解的那部分植物多糖。半纤维素主要分为三类，即聚木糖类、聚葡萄甘露糖类和聚半乳糖葡萄甘露糖类。本发明所涉及到的半纤维素是聚葡萄甘露糖类（代表产品是魔芋胶）和聚半乳甘露糖类（代表产品是瓜尔豆胶），统称甘露聚糖类。 

半纤维素中的甘露聚糖经酶水解生成低碳链甘露糖杂聚物。已有的文献表明，低碳链甘露糖杂聚物（也称甘露低聚糖或甘露寡糖），能显著增进人体肠道内以双歧杆菌为代表的有益菌的增殖、减少动物肠道病原菌，还能增强免疫力、提高肠黏膜功能等多种特性。最近的报道是，黄代勇等（酶法生产高纯度P95甘露低聚糖中试研究，食品科技，2007，10），李剑芳等（β-甘露聚糖酶制备魔芋葡甘露低聚糖的研究,食品与发酵工业, 2007，01），张敏等（野皂荚多糖胶制备半乳甘露低聚糖的研究，食品工业斜技，2008，09,），王玲玲等（酶解法制备低相对分子质量胡芦巴半乳甘露聚糖及其产物的表征，林产化学与工业，2009，29卷（2），吴长菲等（魔芋葡甘露低聚糖的酶法制备工艺的初步研究，生物技术通报，2010，01）。 

迄今为止，有关低碳链甘露糖杂聚物的制备方法研究中，或是存在酶活力不高，底物浓度低，成本高，缺乏工业生产的基础；或是水解过程中加碱、加酸，给后处理工艺带来困难，还不利于环保；或是产品的纯度较低，普遍仅为70～80%，虽然黄代勇等（2007）的研究成果中，魔芋甘露低聚糖的纯度达到了95%，但其糖分子聚合度大至3～10糖，由于功能作用的局限性，还只能应用于食品和化工产品中，要应用到医药产品中还有一定的差距。特别是半乳甘露低聚糖研究水平还很低，离工业化还有很大的差距。因此，甘露低聚糖的原料多样性及高纯度制备方法仍然面临很多的技术难题。而这也是本发明创新技术的起点。 

发明内容

本发明的目的是提供一种以含甘露聚糖的半纤维素为原料，采用保藏号为CCTCC No: M 211147（中国典型培养物保藏中心，地址.中国.武汉.武汉大学，保藏日期2011年08月14日）的枯草芽孢杆菌TQBm（Bacillus subtilis）的枯草芽孢杆菌TQBm发酵产出的高效能β-甘露聚糖酶技术、食品生产技术、精细化工技术之系统集成生产纯度高达 98％（P98），分子聚合度为4～8糖的甘露低聚糖的方法及产品，该产品可作为胃肠道健康、免疫调节、抗病防病药物的新型原料和助剂。 

本发明是这样实现的，其工艺过程为： 

1、酶解转化。加入保藏号为 CCTCC No: M 211147的枯草芽孢杆菌TQBm发酵产出的高效能β-甘露聚糖酶，底物为魔芋胶时，酶解转化的底物浓度为15～20%，酶料比为酶：魔芋胶=1ml：30g；；底物为瓜尔豆胶时，解转化的底物浓度为10～15%，酶料比为酶：瓜尔豆胶=1ml：15g。；降解温度 48～52℃，搅拌40～60r/min，pH 6.5～7.5，降解时间：3～4 小时，降解粘度至80～100 mPa??s时停止酶解转化，降解原液半纤维素中甘露聚糖的生物转化率为85～95%。

2、离心分离，将酶解物离心去杂； 

3、絮凝、澄清、过滤处理； 

4、离子交换处理； 

5、超滤和分子筛纯化处理；

6、真空浓缩处理； 

7、喷雾干燥处理，产出甘露低聚糖成品。

8、利用液相色谱和质谱对甘露低聚糖进行检测：总糖：≥ 99.5%；功效成份甘露2糖～甘露10糖：≥ 98.0 %，其中，甘露4糖～甘露8糖占85%以上。 

本发明采用保藏号为 CCTCC No: M 211147的枯草芽孢杆菌TQBm发酵产出的高效能β-甘露聚糖酶技术和食品生产技术、精细化工技术之系统集成制备源于魔芋胶和瓜尔豆胶的P98甘露低聚糖，工艺简单，能耗低，操作方便，产品纯度高，成本可控，无化学污染。 

本发明所用甘露聚糖的半纤维素包括魔芋胶、瓜尔豆胶、槐豆胶、田菁胶、皂荚胶、胡芦巴胶等。 

本发明所生产出的产品纯度高，功效成份甘露4糖～甘露8糖占的比重大，具有在同类产品中可唯一应用于医药产品的优势，将大大启发人们拓展低聚糖高端应用范围的新思路，新创造、新前景。 

具体实施方式