一種酵母β-1,3-葡聚糖的製備方法
2023-04-24 02:32:36
專利名稱:一種酵母β-1,3-葡聚糖的製備方法
技術領域：
本發明涉及一種酵母β-1，3-葡聚糖的製備方法。
技術背景
酵母β-1，3-葡聚糖是酵母細胞壁的主要構成物質之一，廣泛存在於麵包酵母、 啤酒酵母中。除了增強酵母β-1，3-葡聚糖是一種微生物天然活性多糖，作為一種功能因子，主要是用於增強人體免疫力，通過誘導機體產生免疫反應防禦細菌、真菌、病毒等以及外源致病因子的侵害；有研究顯示酵母葡聚糖也能有效抑制SARS、炭疽等病毒，是人體良好的免疫機能活化因子。人體免疫力之外，也可以用於抑制腫瘤的生長、降低膽固醇。啤酒廢棄酵母是啤酒釀造工業主要的副產物，是一種天然的食品資源，而且價格低廉，適合用作提取酵母β_1，3-葡聚糖的原料。啤酒酵母渣中所含有的大量的以α-1，4糖苷鍵連接的澱粉類α-葡聚糖。啤酒酵母渣是啤酒釀造過程中的廢棄物，啤酒生產企業只是對廢棄物進行乾燥後作為動物飼料處理。酵母菌本身的α-葡聚糖含量很低，啤酒酵母渣所含澱粉類α-葡聚糖源於酵母發酵營養基。據測定國內某大型啤酒生產企業乾燥的啤酒酵母渣原料中酵母葡聚糖約20%、甘露聚糖約8%、α -葡聚糖多糖約6-8%、蛋白質約40-50% 及脂質和灰分。不同企業的酵母渣各成分比例有所不同，但澱粉類α-葡聚糖必定存在。 國內外有以酸鹼法或鹼酶法從啤酒酵母渣分離純化酵母葡聚糖(中國專利CN101012468， CN101205552)，雖然可以得到酵母β-1，3-葡聚糖，但產品中酵母β-1，3-葡聚糖含量實際並不高，主要原因有二
其一，已有的酸鹼法或鹼酶法，能較好地除去蛋白質、甘露聚糖、脂質，這些方法中，鹼處理並不能水解α-葡聚糖；雖然酸可以水解α-葡聚糖，但已有方法所用的酸濃度不高，作用時間不長，作用溫度一般較低，其目的只是為了除去甘露聚糖，也不能有效除去澱粉類α-葡聚糖，且易將葡聚糖水解，降低得率；酶法是用蛋白酶水解除去蛋白質。若以實驗室培養的酵母菌過濾後為原料，用已有方法提取葡聚糖，α -葡聚糖雜質殘留很少，但以啤酒酵母渣為原料，α-葡聚糖則必須採取相應的工藝除去。另有文獻報導的酵母自溶法，也並未考慮除去α -葡聚糖，且該法不適用以乾燥啤酒渣為原料的生產。
其二，測定β-1，3_葡聚糖含量至今尚無直接、實用的方法。酵母葡聚糖是以 β -1，3糖苷鍵連接為主，帶有少量β -1，6糖苷鍵分枝的葡萄糖高聚物，平均分子量在20萬以上，化學結構是以分子間和分子內氫鍵構成的三股螺旋形式存在，三股多糖鏈平行排列並纏繞在一起形成緊密的三鏈螺旋結構，不溶於水，也不易溶於其它強極性溶劑。雖然目前有方法可以準確測定含量，如核磁共振法，化學衍生結合氣質色譜聯用法，但需要非常昂貴的儀器和專業人員操作，非一般的實驗室和企業所能實現。目前常用的純度鑑定方法有紅外光譜方法，但只是定性確定β-1，3糖苷鍵的存在；薄層層析法只是分析水解終產物有無甘露糖，沒有分析α-葡聚糖。常用定量檢測方法原理是用酶或高溫強酸水解樣品，用液相色譜或葡萄糖氧化酶法測定水解得到的游離葡萄糖作為葡聚糖含量，沒有減去α-葡聚糖含量，造成產品含量偏高。這也是造成已有製備β-1，3-葡聚糖方法並不能得到高純度產品的原因之一。
發明內容
本發明的目的是為了解決目前製備酵母β -1，3-葡聚糖純度不高的問題，提供了一種能得到高純度酵母β-1，3-葡聚糖的製備方法。
為了實現上述目的，本發明製備方法步驟如下
(1)將啤酒酵母渣分散於水中，使固形物水質量比為1 5 1 20，攪拌充分混合；
(2)在酵母渣懸液中於90 105°C條件下加入α -澱粉酶，攪拌，充分反應；
(3)在懸液中加入鹼，溫度90 105°C，攪拌，充分反應後，離心收集沉澱物；
(4)將沉澱物加水，水洗脫鹽，離心乾燥，即得。
上述步驟(3)中，所用的鹼優選為氫氧化鈉或氫氧化鉀，鹼在懸液中的濃度為2 6%。
上述步驟(4)中，乾燥沉澱物的方法優選為有機溶劑脫水、脫脂烘乾或噴霧乾燥； 有機溶劑優選為乙醇、甲醇、乙醚或丙酮，沉澱物與有機溶劑的質量比為1 1.5 1 20。
上述步驟(2)和(3)之間可添加如下處理步驟降低溫度至50 70°C，調節pH至 4 6，加入β-糖化酶，攪拌，充分反應。
上述步驟( 和(4)之間可添加如下處理步驟將沉澱物進行第二次鹼處理，鹼在懸液中的濃度為2 6%，溫度90 105°C，攪拌，反應充分後，離心收集沉澱物。
與現有技術相比，本發明具有如下有益效果本發明利用啤酒釀造工業的主要副產物啤酒渣作為原料製備酵母β -1，3-葡聚糖，通過α -澱粉酶處理，將α -葡聚糖水解， 從而得到純度高達80%的酵母β-1，3_葡聚糖；通過鹼處理法解決了用常規檢測葡聚糖含量造成α-葡聚糖含量偏高的問題，且用啤酒酵母渣製備酵母β-1，3-葡聚糖可以節約資源，降低生產成本，方法簡單易行，便於工業化生產。
具體實施方式
實施例1
取100克乾燥啤酒酵母渣，加1000毫升水，攪拌均勻，加熱到95°C，加入5萬單位 α-澱粉酶，保溫0.5小時；降溫至45°C，加入1萬單位β-糖化酶，保溫1.5小時；再加熱至 95°C，加入氫氧化鈉40克，攪拌反應1. 5小時，離心收集沉澱物；沉澱物加水1000毫升，加熱至95°C，加入氫氧化鈉30克，反應1小時，離心收集沉澱物；沉澱物加水1000毫升，攪拌水洗脫鹽，再重複兩次水洗步驟，離心收集沉澱物；將沉澱物用乙醇攪拌浸提脫脂、脫水三次，最後用烘箱烘乾，得到酵母β -1，3-葡聚糖8. 5克，酵母β -1，3-葡聚糖純度為95. 4%。
實施例2
啤酒酵母廢棄液500毫升，固形物約40克，加熱升溫至95°C，加入α -澱粉酶，保溫0. 5小時；加入20克氫氧化鈉，95°C反應2小時，離心收集沉澱物；沉澱物加水500毫升， 加氫氧化鈉15克，95°C反應1小時，離心收集沉澱物；沉澱物水洗三次，乙醇脫脂、脫水三次，烘箱烘乾，得到酵母β -1，3-葡聚糖4. 3克，酵母β -1，3-葡聚糖純度為87. 6%。
實施例3[0021] 500升反應罐中加入400升水和50公斤啤酒酵母渣，攪拌均勻，升溫至100°C，加入α -澱粉酶，保溫1小時；降溫至45°C，加入β -糖化酶，保溫2小時；再加熱至95°C，加入氫氧化鈉16公斤，攪拌反應1. 5小時，離心收集沉澱物；沉澱物加水500升，加熱至95°C， 加入氫氧化鈉12公斤，反應1小時，離心收集沉澱物；沉澱物水洗脫鹽，再重複兩次水洗步驟，離心收集沉澱物；沉澱物呈膏狀，加水懸浮，用離心噴霧乾燥機噴霧乾燥，進風口溫度 180°C，出風口溫度85-90°C，得到粒度大於300目的淺白色酵母β _1，3-葡聚糖粉末4. 2公斤。酵母β-1，3-葡聚糖純度為91.2%。
權利要求
1.一種酵母β-1，3-葡聚糖的製備方法，其特徵在於包括如下步驟(1)將啤酒酵母渣分散於水中，使固形物水質量比為1 5 1 20，攪拌充分混合；(2)在啤酒酵母渣懸液中於90 105°C條件下加入α-澱粉酶，攪拌，充分反應；(3)在懸液中加入鹼，溫度90 105°C，攪拌，反應充分後，離心收集沉澱物；(4)將沉澱物加水，水洗脫鹽，離心乾燥，即得；步驟(3)中所用的鹼為氫氧化鈉或氫氧化鉀，鹼在懸液中的質量濃度為2 6%。
2.根據權利要求
1所述的酵母β_1，3-葡聚糖的製備方法，其特徵在於步驟( 和(3) 之間添加如下處理步驟降低溫度至50 70°C，調節pH至4 6，加入β -糖化酶，攪拌， 充分反應。
3.根據權利要求
1或2所述的酵母β-1，3-葡聚糖的製備方法，其特徵在於步驟(3) 和(4)之間添加如下處理步驟將沉澱物進行第二次鹼處理，鹼在懸液中的質量濃度為2 6 %，溫度90 105°C，攪拌，反應充分後，離心收集沉澱物。
4.根據權利要求
1所述的酵母β_1，3-葡聚糖的製備方法，其特徵在於步驟中乾燥沉澱物的方法為有機溶劑脫水、脫脂烘乾或噴霧乾燥。
5.根據權利要求
4述的酵母β-1，3-葡聚糖的製備方法，其特徵在於所述有機溶劑為乙醇、甲醇、乙醚或丙酮，沉澱物與有機溶劑的質量比為1 1.5 1 20。
專利摘要
本發明公開了一種酵母β-1，3-葡聚糖的製備方法。本發明採用生產啤酒過程中的副產物啤酒酵母渣液或經烘乾後的啤酒酵母渣粉為原料，製備高純度的酵母β-1，3-葡聚糖。本發明製備方法通過如下步驟實現(1)將啤酒酵母渣分散於水中，使固形物∶水的質量比為1∶5～1∶20，攪拌充分混合；(2)在啤酒酵母渣懸液中於90～105℃條件下加入α-澱粉酶，攪拌，充分反應；(3)在懸液中加入鹼，溫度90～105℃，攪拌，反應充分後，離心收集沉澱物；(4)將沉澱物加水，水洗脫鹽，離心乾燥，即得。本發明製備的酵母β-1，3-葡聚糖純度高，製備工藝簡單，成本低廉，有利於工業化生產。
文檔編號C08B37/02GKCN101560269 B發布類型授權 專利申請號CN 200910039693
公開日2012年1月11日 申請日期2009年5月22日
發明者劉山, 崔炳權, 遊娟, 王慶華, 鄧志剛, 陳耕夫 申請人:廣東藥學院, 廣州雅純化妝品製造有限公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan