[发明专利]基于酵母自溶结合机械化学法提取酵母β-葡聚糖的方法

说明书

本发明提供基于酵母自溶结合机械化学法提取酵母β‑葡聚糖的方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：步骤1)自溶预处理：将高活性干酵母与提取助剂混合后，添加纯水搅拌自溶，所得自溶混合液离心，去上清得到较干净的酵母细胞壁；步骤2)球磨破壁：所得酵母细胞壁与球磨珠混合后球磨得到细粉；步骤3)溶剂提取：经过自溶预处理和球磨破壁的酵母粉经稀碱提取、蛋白酶纯化，调节pH至3.0～9.0，依次采用醇类溶剂和醚类溶剂洗涤数次，干燥得到酵母β‑葡聚糖。

技术领域

本发明属于食品加工领域，具体涉及一种基于酵母自溶结合机械化学法提取酵母β-葡聚糖的方法。

背景技术

酵母β-葡聚糖，又可以称为右旋糖酐，是天然的益生元，广泛的分布于真菌、细菌和植物细胞壁，如美洲姬松茸、香菇、灵芝、燕麦等当中。不仅在各种生物体内发挥多种生物学活性，而且在各种生物间的相互影响中也起着十分重要的作用，是发挥保健作用的主要功效成分。目前研究发现其具有抗肿瘤、抗辐射、降血脂、降胆固醇、调节血糖和预防心血管疾病、修复细胞、改善肠道等作用，作为高效的生物反应调节因子(BRM)，是近年来的研究热点。

葡聚糖被发现于许多细菌、真菌和高等植物中。研究发现，酿酒酵母中就存在着很多的β-葡聚糖，存在于姬松茸中的β葡聚糖最为丰富，且生物活性相对较高。β-葡聚糖占据了酵母细胞壁的很大一部分，占比大约为30％～60％。酵母β-葡聚糖属于结构多糖，连接着细胞的原生质体膜，位于细胞壁的最里侧。它能够维持细胞正常的生理形态，保证细胞壁的机械结构。

细胞自溶是由于在特定条件下触发了细胞能消化自身结构的自溶酶的分解作用所致，一般分为诱导自溶和自然自溶，酵母细胞自溶属于内自溶，主要作用酶类为蛋白酶，细胞壁成分很少水解，而内部成分如多糖、蛋白质等可以随着自溶过程而流出细胞外，酵母菌的细胞壁较厚，约1.2μm，在特地特定条件下，酵母细胞内的自溶酶原被激活，并与相应的底物作用，胞内的生物大分子降解，并在细胞内积累，当生物大分子被水解成能通过细胞壁的小分子，水解产物扩散至胞外介质。随着自溶作用的进行，水解酶类本身也发生自身消化，水解自溶活性随之下降，最后趋向于零，并导致自溶作用的结束。合理利用酵母本身自溶作用对于提高葡聚糖产业的综合效益，减少后续提取步骤以及提高产品纯度均有一定的意义。

传统的溶剂制备酵母β-D-葡聚糖的方法，主要有酸法浸提、碱法浸提、酸碱结合法浸提、有机溶剂浸提、超声波提取以及酶法提取等等。其提取速率取决于溶剂扩散到原料颗粒以及BAC通过细胞壁或细胞外基质(extracellular matrix，ECM)的释放速度。虽然有一些先进的提取技术如超声波辅助萃取、微波辅助萃取和超临界流体萃取目前已经得到迅速发展，不仅酸碱用量大，耗费时间长，容易污染环境，而且会引起多糖分子的降解，缩短设备寿命，而且酵母β-D-葡聚糖功能活性受分子量的影响较大，传统的提取方法会引起提取的β-D-葡聚糖生理活性不高。物理方法制得的多糖对环境污染小，但是纯度较低，酶法制得的得率和纯度都较传统方法高，但是酶本身作为蛋白质对于反应来说属于外来添加的杂质，为后期除杂带来困扰，同时酶的价格昂贵，难以运用到产业化的生产规模。

新型无溶剂机械化学萃取技术(或固态机械化学萃取)已经开发并成功应用在部分天然植物的萃取上。高强度机械力下固态试剂和原料的分散度增加，反应的总接触面积迅速增大，机械化学剪切力对细胞壁造成极强的物理破坏，可以使位于细胞壁内侧的葡聚糖尽可能的暴露出来，而目标化合物通过选择性地与固相试剂反应加大提取率。因此也能进一步改善目标产物在水或其他无毒有机溶剂中的溶解度。