[发明专利]一种从丝状真菌中提取壳寡糖的方法

说明书

本发明涉及一种从丝状真菌提取壳寡糖的方法，所述方法包括以丝状真菌粉末为提取原料、直径5mm的不锈钢球为研磨介质，在500mL球磨罐中与固相试剂进行共研磨反应，反应结束后向球磨罐中加水，所得混合液调节pH后离心收集上清液，经透析膜纯化得到壳寡糖。本发明具有工艺路线简短、试剂用量少、操作简单、成本低、污染少、所得壳寡糖分子量低，分布范围窄等优点，是一种具有较好推广应用前景的壳寡糖提取方法。

(一)技术领域

本发明属于低聚合氨基糖提取技术领域，具体涉及一种机械球磨辅助提取丝状真菌壳寡糖的方法。

(二)技术背景

壳寡糖是聚合度为2～10的低分子量的壳聚糖，也称几丁寡糖，通常由壳聚糖降解而得，相比于甲壳素和高分子量的壳聚糖，具有更显著的抗菌，抗肿瘤和免疫增强作用。壳聚糖广泛存在于虾蟹、昆虫等甲壳类动物的外壳，以及部分真菌(酵母，霉菌)、藻类等生物细胞壁中。工业上主要以虾、蟹的外壳为原料，采用化学法生产壳聚糖，其原料来源易受季节的限制，具有价格及供应不稳定的问题；丝状真菌作为壳聚糖的另一个重要来源，能够通过自主培育获得，实现全年持续供应。此外，丝状真菌是规模化生产多类发酵产品的工程菌，如黑曲霉发酵生产柠檬酸，米根霉发酵生产L-乳酸，青霉菌发酵生产青霉素，茄病镰刀菌发酵生产环孢菌素A等。从这些发酵后的废弃菌体中提取壳寡糖不但能够获得高附加值的产品，还能实现废渣的综合利用(J.Agr.Food Chem.,2004,52(26):7905-7910；Ind.Crop.Prod.,2013,50(4):346-351.)，具有较大开发利用前景。

现有壳聚糖的提取工艺通常需要高温和浓碱等苛刻条件，环境污染问题严重，且产品的脱乙酰度较难控制(Bioresource Technol.,2008,99(5):1359-1367；Int.J.Biol.Macromol.,2008,43(1):8-12)。而壳聚糖的降解方法主要包括化学法、物理法和酶法。其中酸降解化学法是制备壳寡糖早期使用的方法(Biochim.Biophys.Acta.,1964,3:245-255；JP 2003128705)，产率低，易水解出大量氨基葡萄糖单体，且降解过程中大量使用的酸性试剂易造成设备腐蚀及环境污染。酶降解法的反应条件相对温和，但专一性酶来源有限，价格昂贵，非专一性酶存在降解效率低，降解程度有限，产品分子量分布范围宽等问题(Carbohyd.Res.,2003,338(12):1283-1290；US 4970150)。超声、微波等物理方法和氧化降解法是目前壳聚糖降解的重要方法，但需辅助其他方法进行，如过氧化氢氧化法辅助酶降解(CN107177648)，超声法辅助过氧化氢氧化降解(CN 106008750)等。

机械球磨技术可以有效促进动植物细胞破壁，增加物料与固相试剂的接触面，激发有效成分与少量固相试剂间的化学反应，从而通过化学转化靶向提取目标物质。迄今，机械球磨技术已成功应用于动植物细胞有效成分提取，如利用机械球磨技术从竹叶、银杏中提取黄酮(CN 102526515)，从鲨鱼软骨提取硫酸软骨素(CN 102533915)，从啤酒酵母中提取甘露糖(Appl.Biochem.Biotech.,2010,162(7):2008-2014)等。将机械球磨技术用于从丝状真菌中提取壳寡糖成分，有望大大减少提取过程中化学试剂的使用，避免聚糖再降解的繁琐步骤，从而达到简化工艺，降低成本，减少环境污染的目的。目前尚未见采用该技术从丝状真菌中提取壳寡糖的报道。

(三)发明内容

本发明的目的是克服现有壳寡糖提取工艺中存在的化学试剂用量较大、提取温度高、时间长、工艺繁琐等问题，提供一种简单、高效、且环境友好的从丝状真菌中直接提取壳寡糖的方法。

本发明的研究思路为：将干燥的丝状真菌菌丝体与固相试剂进行共同研磨，在高能机械力作用下发生降解及脱乙酰基化反应，从而获得水溶性低聚氨基糖，再经透析纯化后得壳寡糖产品。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：