一种米糠发酵制备阿魏酰低聚糖的方法技术

本发明专利技术公开了一种米糠发酵制备阿魏酰低聚糖的方法。该方法通过制备米糠液，配置米糠培养基，发酵制备阿魏酰低聚糖。本发明专利技术采用发酵的方法制备阿魏酰低聚糖，使得微生物产酶与酶解过程合一，省去了酶制剂生产过程中的分离纯化工序，降低了成本，提高了产率。同时，微生物生长过程中对淀粉、蛋白质等成分的利用解决了酶解过程中水解物质的处理问题，资源得到合理利用，并减少了环境污染。本发明专利技术的方法简单易行，制备的阿魏酰低聚糖产率高，易于纯化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种低聚糖发酵制备方法，特别涉及一种米糠发酵制备阿魏酰低聚糖的方法。
技术介绍
我国是稻谷的主要生产国，稻谷产量约占全球稻谷生产的37％，米糠是稻谷加工的主要副产物。在国外，米糠被誉为“天赐营养源”，联合国工业发展组织把米糠称为“一种未充分利用的资源”，具有非常高的保健开发价值。米糠含有多种营养元素和生理性活性物质，其中含有一定量的阿魏酸，经过酶解可并进一步制备获得阿魏酰低聚糖，阿魏酰低聚糖(FOs)具有卓越的生物活性。阿魏酰低聚糖是一类广泛存在于禾本科植物中的不同糖链位置上的羟基与阿魏酸(FA)羧基酯化形成的功能性低聚糖。FOs对低密度脂蛋白的氧化具有强烈的抑制作用，因此，有望成为生产降血脂、防止动脉硬化药物的新原料；FOS能够清除自由基、抑制脂质氧化、减轻氧化损伤等，因此可以作为功能性食品的配料，从而起到保健作用；FOs能够促进体内益生菌的增殖，因此可将其添加到食品中，以食物的方式进入肠道，改善肠道内微生物的生态环境，对人体便秘及癌症的发生有一定的治疗和预防作用；FOs具有抗氧化和抑菌作用，故可作为食品保鲜剂，延长食品的货架期。所以，其应用前景十分广阔，有巨大的发展空间和市场需求。由于FOs较强的生物活性，其高效制备方法也成为多数学者关注的热点。功能性低聚糖的制备途径通常有以下4种：在天然原料中提取；糖基转移，包括化学转移和酶转移；糖基聚合，包括化学聚合与酶聚合；多糖降解，包括化学降解和酶法降解。阿魏酰低聚糖的制备方法与功能性低聚糖类似，且制备的原料以禾本科植物为主，目前主要采用物理法、化学法和生物法。物理法是利用机械降解的方式处理原料，使原料中糖苷键断裂以形成所需产物，其中微波降解是低聚糖制备的主要方法。该方法利用物料在高温下生成的水合氢离子及其形成的有机酸作用，水解半纤维素聚合物，释放水溶性物质，这些水解产物多为低聚糖。微波降解为制备低聚糖最主要的物理方法。Rose等利用微波处理法，在玉米麸中提取得到阿魏酰-阿拉伯糖基低聚木糖，研究表明微波处理温度和处理时间对FOs的产量影响显著，温度过高或时间过长均会降解FOs，使其产量下降。物理法制备FOs因需严格控制处理条件，否则会造成FOs分解，故较少使用。化学法是利用化学试剂水解原料中的半纤维素，生成不同水解程度的低聚糖，该方法是早期制备FOs的常用方法。黄汝清等采用草酸蒸煮处理玉米皮制备阿魏酰低聚糖；Allerdings等亦采用0.05mol/L的三氟乙酸水解玉米麸IDF获得FOs；Schooneveld-Bergmans等利用氢氧化钙和氢氧化钡等而家氢氧化物处理麦麸获得FOs，在处理过程中，溶剂浓度及处理时间对FOs产量影响显著，高温或高浓度的氢氧化物均使FOs降解。但化学法存在化学物质残留问题，且高温或高浓度的氢氧化物均可使FOs降解，产率下降，制得的产品难以在食品和医药行业使用，且其副产物易造成环境污染。生物酶法是利用生物酶试剂的水解作用，打开原料细胞壁多糖，获得FOs的方法。植物细胞壁多糖因植物种类不同其单糖组成不同，如米糠等禾本科植物多以木糖聚合而成，而甜菜半纤维素由半乳糖聚合而成。Yuan Xiaoping等在优化的木聚糖酶水解麦不溶性膳食纤维制备FOs的工艺条件下，获得1.5mmo1/L的FOs；Katapodis等利用Thermoascus aurantiacus产生的木聚糖酶水解玉米获得FOs。姚惠源等利用B.subtilis木聚糖酶对小麦麸皮中阿魏酰低聚糖的制备进行研究，产物中FOs的浓度达到1.546mmol/L，盛情情等以纤维素酶水解米糠提取阿魏酰低聚糖，提取量达到28.48μmol/g；潘晓海等以纤维素酶辅助木聚糖酶制备阿魏酰低聚糖，浓度达2.127mmol/L。除了上述生物酶降解法制备FOs，也有学者采用生物酶催化合成制备FOs，Jessica等在正己烷、2-丁酮和氢氧化钠缓冲系统中，使用8％阿拉伯糖、9％木糖和11％棉子糖为基质，催化合成FOs。生物酶降解法制备FOs具有反应温和的优点，但由于禾本科植物中的阿魏酸，绝大部分存在于不溶性膳食纤维中，通过酯键与木聚糖共价交联。因此，生物酶降解法制备FOs需要先从原料中制取不溶性膳食纤维，这样做既增加生产环节，也产生大量废水，增加生产成本。生物发酵法是一种新兴的制备方法，酶法制备FOs中所用酶制剂多通过微生物发酵，经分离纯化等工序获得。微生物生长过程是对培养基中营养成分的消耗过程，筛选发酵菌株并对发酵条件进行控制，可获得代谢产物。生物发酵法是利用菌株发酵产生淀粉酶、蛋白酶的同时亦可生成半纤维素酶，因而在其水解淀粉、蛋白质的同时可将原料中的半纤维素水解，释放FOs；同时，微生物可水解产物作为其生长所需的营养成分消耗。生物发酵法在FOs制备中的应用，使得微生物产酶与酶解过程合一，省去了酶制剂生产过程中的分离纯化工序，降低了成本，提高了产率。同时，微生物生长过程中对淀粉、蛋白质等成分的利用解决了酶解过程中水解物质的处理问题，资源得到合理利用，并减少了环境污染。目前采用发酵法制备FOs的研究报道较少，以米糠为原料、食用真菌为发酵菌株制备FOs的研究国内外并未见。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种米糠发酵制备阿魏酰低聚糖的方法。一种米糠发酵制备阿魏酰低聚糖的方法，按照如下步骤进行：(1)制备米糠液：将米糠进行烘干或自然风干后，粉碎过70-100目筛子筛分，加入水中搅拌，制成固含量25-75g/L的米糠液；(2)配置培养基：向1L米糠液中添加10-20g葡萄糖，10-20g乳糖和10-20g蛋白胨；(3)发酵制备：利用步骤(2)制备的培养基接种食用菌进行液态发酵，控制起始发酵pH3.8-4.3，发酵温度23-28℃，摇床转速80-120r/min，发酵6-10天，制得阿魏酰低聚糖。所述食用菌为榆黄蘑。所述食用菌的接种量为40-100亿cfu/L培养基。一种米糠发酵制备阿魏酰低聚糖的方法，(1)米糠经烘干或自然风干后，粉碎过70-90目筛子筛分后，制成固体培养基；(2)接种食用菌发酵进行固体发酵90-120天，制得阿魏酰低聚糖。所述食用菌为榆黄蘑。所述食用菌的接种量为80-180亿cfu/Kg培养基。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：本专利技术采用发酵的方法制备阿魏酰低聚糖，使得微生物产酶与酶解过程合一，省去了酶制剂生产过程中的分离纯化工序，降低了成本，提高了产率。同时，微生物生长过程中对淀粉、蛋白质等成分的利用解决了酶解过程中水解物质的处理问题，资源得到合理利用，并减少了环境污染。本专利技术的方法简单易行，制备的阿魏酰低聚糖产率高，易于纯化。附图说明图1是榆黄蘑发酵米糠过程中阿魏酰低聚糖含量变化。图2是FOs和阿魏酸对·OH的清除能力。图3是FOs和阿魏酸对DPPH·的清除能力。具体实施方式下面结合附图，对本专利技术的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本专利技术的保护范围并不受具体实施方式的限制。实施例1榆黄蘑发酵米糠制备阿魏酰低聚糖母种培养基(PDA)：200g的马铃薯，洗净去皮，加水1000ml煮沸30min,纱布过滤，再加15g葡萄糖，充分溶解后分装三角瓶，121℃灭菌20min，取出冷却备用。米糠将进行烘干或自然风干后，粉碎过80目筛子筛分。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种米糠发酵制备阿魏酰低聚糖的方法，其特征在于，按照如下步骤进行：(1)制备米糠液：将米糠进行烘干或自然风干后，粉碎过70‑100目筛子筛分，加入水中搅拌，制成固含量25‑75g/L的米糠液；(2)配置培养基：向1L米糠液中添加10‑20g葡萄糖，10‑20g乳糖和10‑20g蛋白胨；(3)发酵制备：利用步骤(2)制备的培养基接种食用菌进行液态发酵，控制起始发酵pH3.8‑4.3，发酵温度23‑28℃，摇床转速80‑120r/min，发酵6‑10天，制得阿魏酰低聚糖。

【技术特征摘要】
1.一种米糠发酵制备阿魏酰低聚糖的方法，其特征在于，按照如下步骤进行：(1)制备米糠液：将米糠进行烘干或自然风干后，粉碎过70-100目筛子筛分，加入水中搅拌，制成固含量25-75g/L的米糠液；(2)配置培养基：向1L米糠液中添加10-20g葡萄糖，10-20g乳糖和10-20g蛋白胨；(3)发酵制备：利用步骤(2)制备的培养基接种食用菌进行液态发酵，控制起始发酵pH3.8-4.3，发酵温度23-28℃，摇床转速80-120r/min，发酵6-10天，制得阿魏酰低聚糖。2.根据权利要求1所述的米糠发酵制备阿魏酰低聚糖的方法，其特征在于，所述食用...

【专利技术属性】
技术研发人员：迟燕平，李敏，胡楠楠，王景会，姜媛媛，代永刚，刘香英，
申请(专利权)人：吉林省农业科学院，
类型：发明
国别省市：吉林;22