專利名稱：：高純度魔芋葡甘低聚糖生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及農(nóng)副產(chǎn)品加工領(lǐng)域，特別是涉及一種高純度魔芋葡甘低聚糖生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
：魔芋是(Amorphophalluskonjac)天南星科(Araceae)魔芋屬(Amorphophallusblume)多年生草本植物。主要分布在我國(guó)西南、西北的山區(qū)，球莖內(nèi)含有豐富的魔芋葡甘露聚糖、淀粉、蛋白質(zhì)、礦物質(zhì)和生物堿等，其應(yīng)用已有近兩千年歷史。發(fā)展魔芋的種植和深度加工對(duì)扶貧、環(huán)保、加快中西部地區(qū)發(fā)展有很大意義。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們更加深入認(rèn)識(shí)到了魔芋資源的潛在價(jià)值，并把魔芋的應(yīng)用從簡(jiǎn)單的入藥和食用拓展到工業(yè)生產(chǎn)的眾多領(lǐng)域，進(jìn)行全方位的綜合開(kāi)發(fā)利用，極大地提高其附加值。低聚糖(Oligosaccharide)是由2～10個(gè)單糖或其衍生物聚合而成的一種寡聚體化合物，已知的低聚糖通常是由己糖通過(guò)糖苷鍵連接形成的直鏈或支鏈低度聚合物。根據(jù)生物學(xué)功能劃分，可以將低聚糖分為功能性低聚糖和普通低聚糖兩大類，普通低聚糖僅作為供能物質(zhì)，無(wú)促進(jìn)雙歧桿菌生長(zhǎng)等特殊生理作用，如蔗糖、乳糖、麥芽糖等，功能性低聚糖人體難以消化，又被稱為非吸收性寡糖(non-digestableoligosaccharide)，這類低聚糖具有一般糖的口感，但甜度和能量只有蔗糖的20％～70％。葡甘低聚糖是由葡萄糖和甘露糖組成的雜聚寡糖，最初從酵母的細(xì)胞壁中提取獲得，后來(lái)陸續(xù)在其它微生物和植物等不同材料中發(fā)現(xiàn)。魔芋植物所含的葡甘聚糖是β-D-葡萄糖和β-D-甘露糖以1∶1.5的比例，通過(guò)β-1，4糖苷鍵聯(lián)結(jié)形成的雜多糖。近年來(lái)的研究發(fā)現(xiàn)，葡甘低聚糖除了具有功能性低聚糖的共同生理作用以外，還具有清除自由基、增強(qiáng)機(jī)體抗氧化性的能力。國(guó)內(nèi)外對(duì)葡甘低聚糖的研究主要還停留在實(shí)驗(yàn)室階段，只有少量葡甘低聚糖出現(xiàn)在國(guó)外市場(chǎng)上，國(guó)內(nèi)基本無(wú)此類商品。目前，實(shí)驗(yàn)室及生產(chǎn)中獲得葡甘低聚糖的方法主要有①?gòu)奶烊辉现刑崛?；②利用轉(zhuǎn)移酶、水解酶催化糖基轉(zhuǎn)移反應(yīng)合成；③天然多糖的酶水解；④天然多糖的酸水解；⑤人工化學(xué)合成。由于天然原料中低聚糖含量極低，提取收率很低，從天然原料中提取成本太高；酸水解法生產(chǎn)低聚糖產(chǎn)品純度也較低，化學(xué)合成方法復(fù)雜，反應(yīng)過(guò)程控制難，副反應(yīng)多；酶法生產(chǎn)是現(xiàn)在的研究熱點(diǎn)，但主要還集中在酶的選擇，甚至產(chǎn)酶菌種的篩選，且該法也較復(fù)雜，反應(yīng)最終產(chǎn)物質(zhì)量指標(biāo)的在線控制難。食品輻照研究始于20世紀(jì)40年代，迄今已有60多年的歷史。全球已有41個(gè)國(guó)家批準(zhǔn)了232種輻照加工食品，已批準(zhǔn)的食品包括谷物、園藝產(chǎn)品、畜禽類產(chǎn)品、水產(chǎn)品等，輻照控制香辛料中的微生物和輻照抑制根莖類作物的發(fā)芽已在世界范圍內(nèi)成功的商業(yè)化。2002年國(guó)家質(zhì)檢總局批準(zhǔn)了17種輻照食品加工工藝標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)一步將輻照加工食品納入HACCP(危害分析與關(guān)鍵控制點(diǎn))與質(zhì)量管理體系，與國(guó)際接軌。目前，我國(guó)輻照農(nóng)產(chǎn)品年加工量為10萬(wàn)t左右，加工潛力大。食品輻照加工是一項(xiàng)安全、衛(wèi)生、方便、經(jīng)濟(jì)有效的食品加工新技術(shù)，它是利用γ射線、X射線以及電子束等電離輻射射線與物質(zhì)作用產(chǎn)生的物理效應(yīng)、化學(xué)效應(yīng)和生物效應(yīng)，達(dá)到殺蟲(chóng)滅菌、防止霉變、提高食品衛(wèi)生質(zhì)量，改善物料性質(zhì)及分子結(jié)構(gòu)的目的。到目前為止，還未見(jiàn)有關(guān)輻照處理生產(chǎn)魔芋葡甘低聚糖的方法報(bào)道。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種生產(chǎn)高純度魔芋葡甘低聚糖的方法，該方法采用γ-射線輻照技術(shù)，使魔芋粉中的葡甘聚糖降解，通過(guò)離子交換樹(shù)脂提純魔芋葡甘低聚糖，得到高純度的低聚糖。該方法依次通過(guò)下列步驟實(shí)現(xiàn)(1)在魔芋精粉中加入質(zhì)量百分比濃度為75％的食品級(jí)乙醇，乙醇的用量以能濕潤(rùn)魔芋精粉為限，混合攪勻后，密閉靜置10～20分鐘使魔芋精粉濕潤(rùn)，然后置于γ-射線放射源進(jìn)行輻照處理，輻照劑量為24～120kGy；(2)將輻照處理后的物料用3～5倍質(zhì)量的質(zhì)量百分比濃度為75％的食品級(jí)乙醇洗滌2～5次，然后在60～70℃下將乙醇蒸發(fā)，使物料干燥；(3)將大孔樹(shù)脂經(jīng)轉(zhuǎn)型處理，用蒸餾水作洗脫液，在50～70℃、洗脫速度為3～8mL/分鐘條件下，對(duì)上述物料進(jìn)行洗脫，將低聚糖中的葡萄糖除去，得到純度85％～90％以上的魔芋葡甘低聚糖。上述步驟(1)的γ-射線放射源可以是鈷60，步驟(3)的大孔樹(shù)脂最好是D61型大孔樹(shù)脂，規(guī)格為Φ8×600樹(shù)脂柱，轉(zhuǎn)型處理是指進(jìn)行鈣化處理，洗脫時(shí)的進(jìn)樣量依樹(shù)脂柱等的情況而定。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，采用輻照處理和離子交換，將資源豐富的魔芋葡甘聚糖轉(zhuǎn)化成具有功能活性的低聚糖，且低聚糖的純度達(dá)到85％以上而葡萄糖的含量低于3％，魔芋精粉商品價(jià)值大大提高。同時(shí)，該方法具有簡(jiǎn)單、易操作、無(wú)污染、成本低等特點(diǎn)。具體實(shí)施例方式實(shí)施例1取魔芋精粉200克于500mL燒杯中，加入50mL質(zhì)量百分比濃度為75％的食品級(jí)乙醇，混合攪勻，密閉靜置10分鐘后，置于鈷60γ-射線下處理，輻照劑量24kGy，取出，用3倍質(zhì)量的質(zhì)量百分比濃度為75％的食品級(jí)乙醇洗滌4次，在60℃下將乙醇蒸發(fā)，使物料干燥；將干燥物料溶于蒸餾水中，用規(guī)格為Φ8×600樹(shù)脂柱，進(jìn)樣量40mL，工作溫度60℃，用蒸餾水做洗脫液控制洗脫速度在3mL/分鐘，收集前8分鐘的洗脫液于真空干燥箱中干燥，得到純度為90％的魔芋葡甘低聚糖。實(shí)施例2取魔芋精粉500克于1000mL燒杯中，加入100mL質(zhì)量百分比濃度為75％的食品級(jí)乙醇，混合攪勻，密閉靜置15分鐘后，置于鈷60γ-射線下處理，輻照劑量80kGy，取出，用4倍質(zhì)量的質(zhì)量百分比濃度為75％的食品級(jí)乙醇洗滌2次，在65℃下將乙醇蒸發(fā)，使物料干燥；將干燥物料溶于蒸餾水中，用規(guī)格為Φ8×600樹(shù)脂柱，進(jìn)樣量60mL，工作溫度50℃，用蒸餾水做洗脫液控制洗脫速度在6mL/分鐘，收集前12分鐘的洗脫液于真空干燥箱中干燥，得到純度為85％的魔芋葡甘低聚糖。實(shí)施例3取魔芋精粉1000克于2000mL燒杯中，加入200mL質(zhì)量百分比濃度為75％的食品級(jí)乙醇，混合攪勻，密閉靜置20分鐘后，置于鈷60γ-射線下處理，輻照劑量120kGy，取出，用5倍質(zhì)量的質(zhì)量百分比濃度為75％的食品級(jí)乙醇洗滌5次，在70℃下將乙醇蒸發(fā)，使物料干燥；將干燥物料溶于蒸餾水中，用規(guī)格為Φ8×600樹(shù)脂柱，進(jìn)樣量600mL，工作溫度70℃，用蒸餾水做洗脫液控制洗脫速度在8mL/分鐘，收集前20分鐘的洗脫液于真空干燥箱中干燥，得到純度為87％的魔芋葡甘低聚糖。權(quán)利要求1.一種高純度魔芋葡甘低聚糖塵產(chǎn)方法，其特征在于，依次通過(guò)下列步驟實(shí)現(xiàn)(1)在魔芋精粉中加入質(zhì)量百分比濃度為75％的食品級(jí)乙醇，乙醇的用量以能濕潤(rùn)魔芋精粉為限，混合攪勻后，密閉靜置10～20分鐘使魔芋精粉濕潤(rùn)，然后置于γ-射線放射源進(jìn)行輻照處理，輻照劑量為24～120kGy；(2)將輻照處理后的物料用3～5倍質(zhì)量的質(zhì)量百分比濃度為75％的食品級(jí)乙醇洗滌2～5次，然后在60～70℃下將乙醇蒸發(fā)，使物料干燥；(3)將大孔樹(shù)脂經(jīng)轉(zhuǎn)型處理，用蒸餾水作洗脫液，在50～70℃、洗脫速度為3～8mL/分鐘條件下，對(duì)上述物料進(jìn)行洗脫，將低聚糖中的葡萄糖除去，得到純度85％～90％以上的魔芋葡甘低聚糖。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(1)的γ-射線放射源是鈷60。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，步驟(3)的大孔樹(shù)脂是D61型大孔樹(shù)脂，規(guī)格為Φ8×600樹(shù)脂柱。全文摘要一種高純度魔芋葡甘低聚糖生產(chǎn)方法，通過(guò)輻照技術(shù)，采用放射源鈷60γ－射線將魔芋葡甘聚糖大分子結(jié)構(gòu)降解，經(jīng)乙醇洗滌除去雜質(zhì)，再在離子交換樹(shù)脂的作用下，除去葡萄糖，獲得純度在85％以上，葡萄糖含量3％以下的低聚糖，商品價(jià)值大大提高。該方法具有簡(jiǎn)單、易操作、無(wú)污染、成本低等特點(diǎn)。文檔編號(hào)C07H3/00GK1760211SQ200510057328公開(kāi)日2006年4月19日申請(qǐng)日期2005年10月18日優(yōu)先權(quán)日2005年10月18日發(fā)明者鐘耕,張盛林,張偉敏,李浩南申請(qǐng)人:西南大學(xué)