利用分子组装增溶技术制备酵母β-D-葡聚糖的方法技术

本发明专利技术提供了一种利用分子组装增溶技术制备酵母β-D-葡聚糖的方法，包括以下步骤：(1)对酵母细胞壁的酶解液进行在70～200MPa下的微射流处理，然后离心得到沉淀；(2)将步骤(1)得到的沉淀用离子液体重悬后进行分散处理得到溶液；其中，所述离子液体为1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐或1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐；(3)将步骤(2)得到的溶液离心后加入乙醇，离心收集沉淀；(4)将步骤(3)得到的沉淀以水重悬，然后离心取上清液。优选地，所述方法还包括(5)将步骤(4)得到的上清液进行喷雾干燥处理，得到酵母β-D-葡聚糖粉末。本发明专利技术所得酵母β-D-葡聚糖纯度高且溶解性较好，有利于扩大其应用范围。

【技术实现步骤摘要】
利用分子组装增溶技术制备酵母β-D-葡聚糖的方法
本专利技术涉及食品加工
，涉及一种酵母β-D-葡聚糖的制备方法，具体涉及一种利用分子组装增溶技术制备可溶的高纯度的酵母β-D-葡聚糖的方法。
技术介绍
β-D-葡聚糖是一类广泛存在于细菌、真菌、藻类和植物体内的多糖，它的主要来源之一为酿酒酵母。酵母β-D-葡聚糖占酵母细胞壁干重的30～60％，具有增强免疫力、消炎、抗菌、抗感染、抗病毒、抗癌、降低胆固醇、防辐射和治愈伤口等诸多生理功能。我国具有十分丰富的酵母资源，发酵工业特别是酿酒工业，每年能够产生大量的废啤酒酵母。2013年啤酒产量共计5061.5万吨，产生了100万吨左右的啤酒酵母，但大部分仅作为廉价饲料销售，或者作为废弃物直接排入下水道。这不仅浪费资源，而且造成环境的严重污染，亟需利用现代科学技术加强对废啤酒酵母资源进行综合利用。酿酒酵母β-D-葡聚糖的制备方法主要有酸法、碱法、酶法、超声波法等。虽然方法众多，但是大多产业化规模生产受限。目前，我国广泛用于工业化生产酿酒酵母β-葡聚糖的方法为碱法，所得产品纯度较高，但同时碱法会破坏β-D-葡聚糖的结构而降低其生物活性，限制其应用，且碱液会污染环境和损害人体健康。酵母β-D-葡聚糖分子内多羟基相互作用会形成致密的三股螺旋结从而使其不溶于水，制约了其在食品、医药及化妆品等领域的应用。因此，开发出一种条件温和、适合产业化需要的，制备高纯度、高溶解度的酵母β-D-葡聚糖的绿色技术是十分必要的。动态高压微射流技术作为一种新兴的食品加工处理手段，集输送、混合、超微粉碎、加压、加温、膨化等多种单元操作于一体，其工作原理是通过高速碰撞、高频振荡、瞬时压降、气穴作用、强烈剪切作用等实现对物料的改性，近年来逐渐在多糖制备与改性过程中被广泛应用。离子液体种类多，可设计，性能独特，应用领域广泛。离子液体主要是指由有机阳离子和无机或有机阴离子构成的在室温或近于室温下呈液态的盐类。与传统的有机溶剂相比，离子液体具有热稳定性、极强的溶解性、可循环使用等优越性，离子液体作为“绿色的、可设计性”溶剂在分离、溶解、分子组装等领域越来越受到关注。在申请号为201310003610.2的中国专利技术专利申请中，公开了一种酵母β-D-葡聚糖的制备方法，但是该方法所制得的葡聚糖溶解度非常低，几乎不溶解，极大的限制了其生物活性的发挥，也限制了其在生产中的实际应用。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的问题，本专利技术的目的是提供一种以酵母为原料的可溶的高纯度酵母β-D-葡聚糖的制备方法。本专利技术通过将酶解处理、离子液体、高压微射流技术相结合来进行酵母β-D-葡聚糖的绿色制备与分子组装增溶，能够得到纯度较高、溶解性更好的酵母β-D-葡聚糖。用于实现本专利技术上述目的的技术方案如下：一种利用分子组装增溶技术制备酵母β-D-葡聚糖的方法，所述方法包括以下步骤：(1)对酵母细胞壁的酶解液进行在70～200MPa下的微射流处理，然后离心得到沉淀；(2)将步骤(1)得到的沉淀用离子液体重悬后进行分散处理得到溶液；其中所述离子液体为1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐或1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐；(3)将步骤(2)得到的溶液离心后加入乙醇，离心收集沉淀；(4)将步骤(3)得到的沉淀以水重悬，然后离心取上清液。优选地，所述方法还包括(5)将步骤(4)得到的上清液进行喷雾干燥处理，得到酵母β-D-葡聚糖粉末。在上述方法的步骤(1)中，所述酵母细胞壁的酶解液是通过包括如下步骤的方法制备的：a.将酵母细胞壁与水，优选为去离子水混合得到悬浮液，然后离心收集沉淀；b.将步骤a得到的沉淀以水，优选为去离子水重悬，加热浸提，然后离心收集沉淀；c.将步骤b得到的沉淀用水，优选为去离子水重悬，加入蜗牛酶或中性蛋白酶酶解得到酶解液。在所述方法的步骤a中，优选地，所述酵母细胞与水的质量比为1：5～7；优选地，所述离心是以4000～5000rpm的转速离心5～10min；在所述方法的步骤b中，优选地，所述加热浸提的温度为80℃～95℃；优选地，所述沉淀与水的质量比为15％～25％；优选地，所述离心为以4000～5000rpm的转速离心5～10min；在所述方法的步骤c中，优选地，所述沉淀与水的质量比为1：3～20；优选地，所述酶解的酶添加质量为所述沉淀的质量的0.01％～0.05％，所述酶解的温度为30～45℃，酶解时间为0.5～1.0小时。在上述方法的步骤(1)中，优选地，所述微射流处理重复3～10次；在上述方法的步骤(2)中，优选地，将步骤(1)得到的沉淀用离子液体重悬并充分搅拌均匀后进行分散处理得到溶液；优选地，在所述溶液中，以g：ml计所述沉淀与离子液体的比例为0.5％～2.0％；优选地，所述分散处理是以8000～10000rpm的转速分散处理5～8min；在上述方法的步骤(3)中，优选地，所述乙醇的体积为所述溶液体积的2～4倍；优选地，所述步骤(3)还包括以乙醇将沉淀洗涤2～3次以脱除沉淀中残留的离子液体；在上述方法的步骤(4)中，优选地，将步骤(3)得到的沉淀以水重悬并充分搅拌均匀，然后离心取上清液；优选地，以g：ml计所述沉淀与水的比例为1：200～500；优选地，所述离心是以4500rpm的转速离心20min。根据本专利技术的一个实施方案，所述方法中的所述酵母细胞壁的制备方法包括以下步骤：以酿酒酵母细胞为原料，用水洗涤后离心去除杂质，加水配制成悬浮液，加入NaCl，置于pH5.0和55℃的条件下的恒温水浴振荡器中诱导自溶24h，升温至85℃，保温15min灭酶活，离心，水洗沉淀3次。本专利技术还提供了上述方法制备的酵母β-D-葡聚糖。本专利技术的有益效果在于：1、制备条件温和，不采用强酸、强碱等对环境有害的试剂，清洁高效，环保安全；采用溶剂为绿色溶剂离子液体，可循环使用，且安全无污染。2、所用仪器均有对应适合产业化生产的设备，可实现产业化规模生产。3、本专利技术可实现工业副产物废啤酒酵母的综合利用，增加工业副产物的利用率和附加价值，具有重大的经济效益和环保意义。4、所用离子液体能够回收，进行循环利用，可降低成本，且不污染样品；所得酵母β-D-葡聚糖纯度高且溶解度较好，有利的扩大了其应用范围。附图说明图1为本专利技术的利用分子组装增溶技术制备酵母β-D-葡聚糖的方法的流程图。具体实施方式图1所示为本专利技术的利用分子组装增溶技术制备酵母β-D-葡聚糖的方法的流程图，下面结合实施例进一步说明本专利技术，应当理解，实施例仅用于进一步说明和阐释本专利技术，并非用于限制本专利技术。以下实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。以下实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均由商业途径得到。以下实施例中所用离子液体购自中国科学院兰州化学物理研究所。以下实施例中的酿酒酵母细胞壁购自浙江深友生物技术有限公司。应当理解，本专利技术的酿酒酵母细胞壁也可以通过以下方法制备：以酿酒酵母为原料，用水洗涤后离心去除杂质，加水配制成悬浮液，加入NaCl，置于pH5.0和55℃的条件下的恒温水浴振荡器中诱导自溶24h，升温至85℃，保温15min灭酶活，离心，水洗沉淀3次。实施例1(1)将酿酒酵母细胞壁加入去离子水，搅拌得到悬浮液，离心洗涤至上清澄清，收集沉淀；(2)向步骤(1)所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用分子组装增溶技术制备酵母β‑D‑葡聚糖的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)对酵母细胞壁的酶解液进行在70～200MPa下的微射流处理，然后离心得到沉淀；(2)将步骤(1)得到的沉淀用离子液体重悬后进行分散处理得到溶液；其中，所述离子液体为1‑乙基‑3‑甲基咪唑醋酸盐或1‑烯丙基‑3‑甲基咪唑氯盐；(3)将步骤(2)得到的溶液离心后加入乙醇，离心收集沉淀；(4)将步骤(3)得到的沉淀以水重悬，然后离心取上清液；优选地，所述方法还包括(5)将步骤(4)得到的上清液进行喷雾干燥处理，得到酵母β‑D‑葡聚糖粉末。

【技术特征摘要】
1.一种利用分子组装增溶技术制备酵母β-D-葡聚糖的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)对酵母细胞壁的酶解液进行在70～200MPa下的微射流处理，然后离心得到沉淀；(2)将步骤(1)得到的沉淀用离子液体重悬后进行分散处理得到溶液；其中，所述离子液体为1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐或1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐；(3)将步骤(2)得到的溶液离心后加入乙醇，离心收集沉淀；(4)将步骤(3)得到的沉淀以水重悬，然后离心取上清液。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述酵母细胞壁的酶解液是通过包括如下步骤的方法制备的：a.将酵母细胞壁与水混合得到悬浮液，然后离心收集沉淀；b.将步骤a得到的沉淀以水重悬，加热浸提，然后离心收集沉淀；c.将步骤b得到的沉淀用水重悬，加入蜗牛酶或中性蛋白酶酶解得到酶解液。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤a、b、c中的水为去离子水。4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述方法的步骤a中，所述酵母细胞与水的质量比为1：5～7。5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述方法的步骤a中，所述离心是以4000～5000rpm的转速离心5～10min。6.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述方法的步骤b中，所述加热浸提的温度为80℃～95℃。7.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述方法的步骤b中，所述沉淀与水的质量比为15％～25％。8.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述方法的步骤b中，所述离心是以4000～5000rpm的转速离心5～10min。9.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述方法的步骤c中，所述沉淀与水的质量比为1：3～20。10.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述方法的步骤c中，所述酶解的酶添加质量为所述沉淀的质量的0.01％～0.05％，所述酶解的温度为30～45℃，酶解时间为0.5～1.0小时。11.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述制备方法的步骤(1)中，所述微射...

【专利技术属性】
技术研发人员：王强，刘红芝，刘丽，石爱民，胡晖，李亚楠，林伟静，段玉权，高洁，刘晓永，
申请(专利权)人：中国农业科学院农产品加工研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11