一種利用麥麩制備阿魏酸低聚糖糖漿的方法
【專利說明】一種利用麥麩制備阿魏酸低聚糖糖漿的方法 【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及屬于小麥深加工技術(shù)領(lǐng)域。更具體地，本發(fā)明涉及一種利用麥麩制備 阿魏酸低聚糖糖漿的方法。 【【背景技術(shù)】】
[0002] 我國小麥年產(chǎn)量已超過1億噸，加工出的麥麩可達(dá)2000萬噸/年。麥麩中含有較 豐富的淀粉酶系、蛋白質(zhì)、碳水化合物、維生素等，其中非淀粉多糖含量約為46%，而阿拉伯 木聚糖約占非淀粉多糖的70%以上。另外，小麥麩皮細(xì)胞壁中還含有一些酚酸類化合物，如 阿魏酸、咖啡酸等，如果能夠充分地利用麩皮進(jìn)行深加工將具有很高的經(jīng)濟(jì)效益和社會效 益。
[0003] 阿魏酸是植物界普遍存在的一種酚酸，在自然界中只有很少一部分阿魏酸以游離 態(tài)存在，大部分通過酯鍵、醚鍵、縮醛鍵與纖維素、木質(zhì)素、大分子酚類物質(zhì)、萜類等相連。植 物中阿魏酸含量較高，主要存在于植物根部、種子、皮等部位，如在小麥麩皮中占0. 5%。人 們對麥麩的研宄主要集中在膳食纖維、麥麩蛋白、低聚木糖等方面，而對小麥麩皮中的阿魏 酸研宄甚少。但隨著人們對阿魏酸功能特性的了解和認(rèn)識越來越深刻，關(guān)于利用阿魏酸制 備阿魏酸衍生物或直接應(yīng)用于醫(yī)藥、化妝品等領(lǐng)域的報道也開始逐漸增多，小麥麩皮中阿 魏酸得到了進(jìn)一步的開發(fā)利用。
[0004] 阿魏酸具有多種生理功能，例如抗氧化、降血壓、抗血栓、降血脂、抗感染、治療心 臟病、抗癌、護(hù)肝、治療糖尿病等。功能性低聚糖具有特殊的生理功能，例如促進(jìn)雙歧桿 菌增殖、降血脂、降膽固醇、改善腸道功能、防治便秘等。阿魏酸低聚糖是阿魏酸與低聚 糖通過酯鍵結(jié)合而形成的一種化合物，因此它兼具這兩種物質(zhì)的生理功能，且由于其結(jié) 構(gòu)中特殊的酯鍵，使得某些生理活性有所增強(qiáng)。據(jù)Ohta等人（文獻(xiàn)T.Ohta，T.Nakano， Y.Egashira,etal.AntioxidantActivityofFerulicAcid0-glueuronideinthe LDLoxidationSystem[J].BioscienceBiotechnologyBiochemistry，1997, 31:1942 ~ 1943)報道，在動物體內(nèi)，吸收的阿魏酸是以阿魏酸低聚糖的形式存在的，阿魏酸低聚糖在 低密度脂蛋白（LDL)氧化體系中，抗氧化活性要強(qiáng)于阿魏酸純品，其推測原因可能是阿魏 酸醋不僅有疏水性阿魏酸基團(tuán)，還有親水性的糖配體。Katapodis等人（文獻(xiàn)H.Kikuzaki， M.Hisamoto,K.Hirose,etal.AntioxidantPropertiesofFerulicAcidanditsRelated ComPound[J].JournalofAgriculturalandFoodChemistry，2002,50:2161_2168)制備 出一種阿魏酸阿拉伯糖基木三糖，它具有DPPH?自由基清除作用，在LDL氧化體系中具有強(qiáng) 烈的抗氧化作用，比阿魏酸的作用還要強(qiáng)。因此，利用麥麩制備阿魏酸低聚糖有著巨大的科 學(xué)價值和經(jīng)濟(jì)價值。
[0005] 目前以谷物麩皮為材料，制備阿魏酸低聚糖的方法有兩種：酸法水解和酶法水 解。酸法主要是采用草酸、三氟醋酸在高溫下水解植物細(xì)胞壁中的阿拉伯木聚糖的糖 苷鍵。Saulnier等人（文獻(xiàn)SanlnierL,VigourouxJ，ThibaultJF.Isolationand PartialcharacterizationofferuloylatedOligosaccharidesfrommaizebran[J]. CarbohydrateResearch. 1995, 272(2) : 241-253.)將lOg去淀粉麩皮與 500ml0? 05M CF3C00H混合，置于沸水浴中加熱2h，離心，上層清液過濾并真空蒸發(fā)至近干，然后用200mL 蒸餾水重新溶解，再蒸發(fā)至近干，最后用50mL蒸餾水溶解，冷凍干燥，制得粗阿魏酸低聚 糖。酶法是指采用細(xì)胞壁降解酶水解植物原料，主要的酶是崩潰酶、纖維素酶、木聚糖酶。 木聚糖酶能隨機(jī)地打開木聚糖主鏈上的糖苷鍵，因此，木聚糖酶酶解麩皮不溶性纖維得到 的木聚寡糖混合物中，有的低聚糖還可能保留有阿魏酸酯鍵。Yuan等人（文獻(xiàn)YuanXP， WangJ,YaoHY.Antioxidantactivityofferuloylatedoligosaccharidesfromwheat bran[J].FoodChemistly. 2005,90(4) :759-764.)用木聚糖酶酶解麥麩不溶性纖維獲得 粗阿魏酸低聚糖。稱取l〇g麥麩不溶性纖維，用200ml1 %木聚糖酶液于50°C、暗處攪拌酶 解60h。將4g木聚糖酶粉溶解于400ml乙酸鹽緩沖溶液（50mM，pH5. 0)中，于溫度28°C 下攪拌處理30min，再離心得到1%木聚糖酶液。酶解后，在沸水中加熱滅酶10min，離心， 經(jīng)0. 45ym的微孔濾膜過濾并濃縮到50ml，從而獲得粗阿魏酸低聚糖酷溶液。Lequart等 人（文獻(xiàn)LequartC，NuzillardJM，KurekB，DebeireP.Hydrolysisofwheatbran andstrawbyanendoxylanase:Productionandstructuralcharacterizationof cinnamoyl-oligosaccharides[J].CarbohydrateResearch. 1999,319(1-4):102-111.)石開 宄確定，麥麩中肉桂酸類殘基不會阻礙酶接近木聚糖，但是高聚合度阿拉伯糖取代基卻會 阻礙酶解，同時木質(zhì)素也可能是阻礙酶解的主要原因之一。Saulnier等人（文獻(xiàn)Saulnier L,CrePeauMJ,LahayeM,ThibaultJF,etal.Isolationandstructuraldetermination oftwo5, 5?-diferuloyloligosaccharidesindicatethatmaizeheteroxylans arecovalentlycross-linkedbyoxidativelycoupledferulates[J].Carbohydrate Research. 1999, 320(1-2) : 82-92.)研宄了玉米麩皮的雙阿魏酸結(jié)構(gòu)，認(rèn)為玉米麩皮比麥麩 更難于酶解的原因是高含量雙阿魏酸和阿魏酸酯的存在。
[0006] 如上所述，無論采用酸法或酶法制備阿魏酸低聚糖，都要先對麥麩原料進(jìn)行處理， 去除其中的淀粉和蛋白，這些淀粉和蛋白如果不除去，特別是在后續(xù)工藝過程中淀粉一旦 發(fā)生糊化，會造成料液粘度增大，導(dǎo)致后續(xù)工藝的固液分離困難，還會造成產(chǎn)品純化非常 困難。目前相關(guān)研宄的報道中，去除淀粉的普遍方法都是采用淀粉酶水解，將淀粉轉(zhuǎn)化為 可溶性糖加以除去；蛋白多采用堿法浸泡或者酶法水解法除去。在麥麩中，淀粉含量約為 10%~15%，蛋白含量約為12%~18%，如果將淀粉轉(zhuǎn)化為糖，固液分離后，理論上料液中 將有1. 18倍重量的糖，這些糖如果直接作為廢水排放，則將對廢水處理帶來極大的負(fù)擔(dān)； 如果將這部分糖回收，這部分糖漿濃度低，雜質(zhì)多，最終得到的糖的品質(zhì)將遠(yuǎn)差于目前主流 的以玉米淀粉或者大米為原料生產(chǎn)的淀粉糖漿（玉米糖漿原料為精制玉米淀粉，雜質(zhì)較 少；大米糖漿預(yù)料中淀粉含量在75%以上，雜質(zhì)也較少），而且最終所得產(chǎn)品的生產(chǎn)成本也 遠(yuǎn)高于主流的淀粉糖。而且現(xiàn)有報道中采用高溫淀粉酶水解淀粉需要在l〇〇°C左右高溫下 長時間進(jìn)行，將使麩皮中的蛋白發(fā)生不可逆的熱變性，將大大降低后續(xù)堿法或者酶法去除 蛋白的作用效果，而且木聚糖在較高溫度下0 -1，4糖苷鍵斷裂發(fā)生自水解作用，使木聚糖 分子量降低，溶解度增大，在后續(xù)固液分離時，就會有一部分低聚糖隨溶液的脫除而損失。
[0007] 為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不利之處，既要得到較高純度、高提取率的阿魏酸低聚糖，也 要同步回收麩皮中的淀粉和蛋白，提高麩皮利用的經(jīng)濟(jì)價值，本發(fā)明人經(jīng)過多次試驗(yàn)，研宄 完成了本發(fā)明。 【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0008] [要解決的技術(shù)問題]
[0009] 本發(fā)明的目的是提供一種利用麥麩制備阿魏酸低聚糖的方法。
[0010] [技術(shù)方案]
[0011] 本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。
[0012] 本發(fā)明涉及一種利用麥麩制備阿魏酸低聚糖糖漿的方法。
[0013] 該方法的步驟如下：
[0014] A、原料預(yù)處理
[0015] 采用篩分方法，將麥麩原料中存在的有形異物去除；然后，篩分麥麩原料使用粉碎 設(shè)備粉碎至120~150目，得到一種麥麩粉；
[0016] B、第一次調(diào)漿與反應(yīng)
[0017] 往步驟A得到的麥麩粉中加水調(diào)漿，得到麥麩粉濃度為以重量計(jì)18~24%的麥麩 粉漿液，再使用NaOH水溶液將所述麥麩粉漿液的pH值調(diào)節(jié)到8. 0~8. 5,然后加熱至溫度 45~50°C，并在這個溫度下浸泡反應(yīng)3~5h，得到第一次反應(yīng)漿液；
[0018] C、洗滌與分離
[