【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于海藻高值化利用，尤其涉及到一种从马尾藻中高效制备海藻寡糖的酶解方法。
技术介绍
1、我国是马尾藻主要产地之一，资源非常丰富。马尾藻是海参、鲍鱼等重要海珍品养殖的主要饲料成分，同时其含有的海藻多糖和寡糖在抗肿瘤、抗菌、抗氧化、免疫调节等方面具有良好的生物活性，可应用于农业、医药、食品等多个行业，褐藻多糖和寡糖的资源开发以及应用已成为当今研究的热点之一。其中褐藻寡糖是指聚合度为2-20个单糖组成的糖链，具有分子量低、水溶性好、安全无毒等特点，具有抗氧化、抑菌、抗炎、抗肿瘤、增强免疫力、促进植物生长等作用，在农业及医药领域越来越受到重视。褐藻寡糖添加在水产饲料中，可显著提高水产动物的生长和免疫性能；褐藻寡糖处理植物，可显著增强其抗逆性和抗病性。褐藻寡糖及其衍生物可用于防治人类心管疾病、阿尔茨海默病、抗肿瘤等重大疾病。
2、尽管马尾藻寡糖在农业、医药、化妆品、食品等多个领域表现出良好的应用潜力，但是由于其细胞壁的构造，限制了马尾藻寡糖的制备效率。马尾藻细胞壁主要由纤维素和褐藻糖胶构成。褐藻胶由甘露糖醛酸和古罗糖醛酸连接组成长链大分子结构，并且与褐藻糖胶、蛋白质、多酚等成分相互交联形成网状结构。目前主要采用3种方法降解马尾藻制备寡糖。①物理降解法：包括辐射法、热溶法、高温高压法、超声法等。物理法分解产物的最终分子量为50kda左右，无法得到分子量更小的寡糖，因此不常单独用于寡糖的制备，而是作为其他方法的辅助方法。②化学分解法：主要包括氧化分解、酸降解和碱降解法。氧化降解反应相对剧烈，并且对降解后的寡糖还原基有一定
3、以马尾藻为原料，采用生物酶法制备褐藻寡糖多采用多酶复合降解技术辅以物理破碎技术，如cn 110295209 a“一种酶解马尾藻提取褐藻胶寡糖的工艺方法”采用物理粉碎步骤，水浸润步骤，软化步骤，以及多酶复合降解步骤，实现对马尾藻的深度降解，褐藻胶寡糖得率可达到40％。该技术中用到的复合酶包含蛋白酶、纤维素酶、果胶酶、木聚糖酶、甘露聚糖酶、β-葡聚糖酶、中性淀粉酶、褐藻胶裂解酶8种酶。该技术虽然提高了褐藻寡糖的得率，但是工艺步骤仍然比较复杂。且上述技术只提到了复合酶制剂中各种酶的复配比例，未提及酶制剂的用量。cn 105483183 a的专利技术经过乙醇脱脂；sevag法/三氟三氯乙烷法/三氯乙酸法脱蛋白；透析；旋蒸；依次加入褐藻胶裂解酶、甘露聚糖酶、木聚糖酶、果胶酶进行酶解；最后加入乙醇沉降除去未降解多糖，获得寡糖溶液。步骤非常复杂，而且该技术未提及最终的寡糖聚合度和得率。故现有技术中尚未提出更具可行性的既能有效深度降解马尾藻，又能同时提高所得低聚褐藻寡糖得率的方法。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种从马尾藻中高效制备海藻寡糖的酶解方法，该方法大幅简化了现有马尾藻酶法降解的技术工艺，使得马尾藻固形物酶解率达到70％以上，同时，酶解液中高活性的低聚褐藻寡糖比例达到80％左右，有效提高了低聚褐藻寡糖的得率。
2、为了达到上述目的，本专利技术提供了一种从马尾藻中高效制备海藻寡糖的酶解方法，利用由褐藻胶降解酶、果胶酶和纤维素酶组成的酶组合物对马尾藻超微粉进行酶解反应，所得马尾藻固形物酶解率达到70％以上，酶解液中高活性的低聚褐藻寡糖的比例达到80％。
3、作为优选，褐藻胶降解酶的添加量为300-500u/g马尾藻粉、果胶酶的添加量为3000-5000u/g马尾藻粉、纤维素酶的添加量为240-400u/g马尾藻粉。
4、作为优选，褐藻胶降解酶的添加量为500u/g马尾藻粉、果胶酶的添加量为5000u/g马尾藻粉、纤维素酶的添加量为320u/g马尾藻粉。
5、作为优选，酶解反应的温度为45-50℃，ph为5-6，酶解时间为8-18h。
6、作为优选，酶解反应的温度为47℃，ph为5.5，酶解时间为8h。
7、可以理解的是，在上述方案中，本申请的关键在于通过由三种酶组成的酶组合物在特定条件下对马尾藻进行深度酶解反应，以达到预期效果，其原因在于马尾藻细胞壁和胞间质含有多种成分，理论上根据其化学组成，使用多种酶共同作用才能实现马尾藻的深度降解。但是，酶作为一种生物催化剂，每一种酶具有各自适宜的作用温度和酸碱度条件，要实现不同的酶在同一作用条件下共同发挥作用，需要权衡多种酶在不同条件下的活性保持率，探索一种适合多种酶发挥作用的条件。本专利技术通过大量实验摸索，建立了这样一种可使3种海藻降解酶在同一反应体系中最大程度发挥协同作用的工艺条件。这相比于现有技术中考虑到酶活性的保持，有的选择使用2种关键酶，有的使用分步酶解(步骤比较繁琐)，例如使用酶a在a条件下酶解6h，然后改变酶解条件b，加入酶b继续酶解8h等技术而言，不仅简化了繁琐步骤，而且获得了更优的技术效果。
8、作为优选，高活性的低聚褐藻寡糖为分子量<2000da的褐藻寡糖。
9、作为优选，高活性的低聚褐藻寡糖以聚合度为2糖、3糖、4糖的低聚褐藻寡糖为主。
10、作为优选，包括以下步骤：
11、将粉碎至300目的干燥的马尾藻超微粉及褐藻胶裂解酶、果胶酶、纤维素酶称量好放入离心管中混匀，加入缓冲液，混匀，放入预设温度的金属浴中保温进行酶解；
12、酶解过程中每隔20-40min将酶解体系摇匀，使马尾藻粉充分酶解，酶解完成后立即将金属浴温度调至90-100℃反应10-20min进行反应体系中酶的灭活，取出并自然降温至室温；
13、将酶解好的马尾藻酶解液在4000-5000×g条件下离心15-20min，重复分离2次即可。
14、作为优选，所加入的马尾藻粉与缓冲液的质量比为1：10。
15、作为优选，金属浴的预设温度为40-60℃。
16、与现有技术相比，本专利技术的优点和积极效果在于：
17、1、本专利技术提供的酶解方法针对马尾藻细胞壁的结构特征，选定3种裂解酶(褐藻胶降解酶、纤维素酶、果胶酶)对马尾藻进行酶解，采用响应面法优化了酶解复配比例以及酶解工艺条件，实现了对马尾藻的深度酶解，得到聚合度主要为2糖、3糖、4糖的低聚寡糖。
18、2、本专利技术建立的酶解方法经历了2轮优化过程，其一为酶的复配比例优化，使得固形物酶解率约达到60％，其二为酶解条件的进一步优化，使得固形物酶解率提高到约70％。通过2轮优化，实现了3种海藻降解酶在同一反应体系中的协同作用，降低了酶用量和成本，大幅度简化了马尾藻酶法降解的技术工艺，在马尾藻固形物酶解率达到70％以上的同时，酶解液中高活性的低聚褐藻寡糖比例达到80％左右，有效提高了低聚褐藻寡糖的得率。
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1.一种从马尾藻中高效制备海藻寡糖的酶解方法，其特征在于，利用由褐藻胶降解酶、果胶酶和纤维素酶组成的酶组合物对马尾藻超微粉进行酶解反应，所得马尾藻固形物酶解率达到70％以上，酶解液中高活性的低聚褐藻寡糖的比例达到80％。
2.根据权利要求1所述的酶解方法，其特征在于，褐藻胶降解酶的添加量为300-500U/g马尾藻粉、果胶酶的添加量为3000-5000U/g马尾藻粉、纤维素酶的添加量为240-400U/g马尾藻粉。
3.根据权利要求2所述的酶解方法，其特征在于，褐藻胶降解酶的添加量为500U/g马尾藻粉、果胶酶的添加量为5000U/g马尾藻粉、纤维素酶的添加量为320U/g马尾藻粉。
4.根据权利要求1所述的酶解方法，其特征在于，酶解反应的温度为45-50℃，pH为5-6，酶解时间为8-18h。
5.根据权利要求4所述的酶解方法，其特征在于，酶解反应的温度为47℃，pH为5.5，酶解时间为8h。
6.根据权利要求1所述的酶解方法，其特征在于，高活性的低聚褐藻寡糖为分子量<2000Da的褐藻寡糖。
7.根
8.根据权利要求1-7任一项所述的酶解方法，其特征在于，包括以下步骤：
9.根据权利要求8所述的酶解方法，其特征在于，所加入的马尾藻粉与缓冲液的质量比为1：10。
10.根据权利要求8所述的酶解方法，其特征在于，金属浴的预设温度为40-60℃。
...【技术特征摘要】
1.一种从马尾藻中高效制备海藻寡糖的酶解方法，其特征在于，利用由褐藻胶降解酶、果胶酶和纤维素酶组成的酶组合物对马尾藻超微粉进行酶解反应，所得马尾藻固形物酶解率达到70％以上，酶解液中高活性的低聚褐藻寡糖的比例达到80％。
2.根据权利要求1所述的酶解方法，其特征在于，褐藻胶降解酶的添加量为300-500u/g马尾藻粉、果胶酶的添加量为3000-5000u/g马尾藻粉、纤维素酶的添加量为240-400u/g马尾藻粉。
3.根据权利要求2所述的酶解方法，其特征在于，褐藻胶降解酶的添加量为500u/g马尾藻粉、果胶酶的添加量为5000u/g马尾藻粉、纤维素酶的添加量为320u/g马尾藻粉。
4.根据权利要求1所述的酶解方法，其特征在于，酶解反应的温度为4...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘梅，史珂青，董怡彤，万奎吉，徐科凤，李会涛，仲晨，高焱，
申请(专利权)人：山东省海洋科学研究院青岛国家海洋科学研究中心，
类型：发明
国别省市：
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