本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種以麩皮為原料制備高純度低聚阿拉伯木聚糖及阿魏酸的方法，屬于生物質(zhì)綜合利用領(lǐng)域。小麥玉米麩皮經(jīng)高效預(yù)處理后，采用超聲波輔助復(fù)合酶解，得到的阿拉伯木聚糖和阿魏酸混合液，流經(jīng)活性炭吸附分離。阿拉伯木聚糖溶液采用顆粒活性碳和脫色樹脂聯(lián)用進行脫色，經(jīng)順序式模擬移動床進行色譜分離，制得低聚糖純度在95%以上的低聚阿拉伯木聚糖產(chǎn)品。阿魏酸經(jīng)乙醇洗脫后，制得高純度阿魏酸產(chǎn)品。本發(fā)明專利技術(shù)以糧食加工副產(chǎn)物麩皮為原料進行深加工和綜合利用，獲得了兩種高附加值產(chǎn)品，純度高，功能性好，有效提高糧食原料利用率，增加了糧食深加工行業(yè)附加值。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種以麩皮為原料生產(chǎn)高純度低聚阿拉伯木聚糖及阿魏酸的方法，屬于生物質(zhì)綜合利用領(lǐng)域。
技術(shù)介紹
在玉米、小麥深加工過程中，會產(chǎn)生大量的副產(chǎn)物，如小麥麩皮、玉米皮等。以玉米為原料生產(chǎn)玉米淀粉為例，在玉米淀粉加工過程中，有效利用的部分只占到玉米的70%左右，30%的副產(chǎn)物都不能夠得到很好的利用，僅玉米皮一項全球每年就要產(chǎn)生2000萬噸以上，因此加工副產(chǎn)物的合理利用顯得尤為重要。但由于麩皮獨特的氣味、色澤和口感，且營養(yǎng)物質(zhì)含量不均衡，缺乏人體的一些必需營養(yǎng)物質(zhì)，因此食用與營養(yǎng)價值較低，限制了這些副產(chǎn)物的利用。長期以來，小麥麩皮、玉米皮都是作為低值飼料出售，浪費了寶貴的資源。近年來，國際上小麥麩皮和玉米皮的綜合開發(fā)利用引起了越來越多的關(guān)注，在美國，98%的淀粉加工副產(chǎn)物都能得到綜合利用，創(chuàng)造了很好的經(jīng)濟價值。在研究膳食纖維的功能時發(fā)現(xiàn)很多麩皮類具有抗氧化活性，而這種抗氧化作用大多是源于麩皮中的酚酸類物質(zhì)，它在麩皮的保健功能中具有重要作用。阿魏酸是作物皮殼中一種重要的酚酸類物質(zhì)。阿魏酸，即3-甲氧基-4羥基肉桂酸是谷物中含量最豐富的酚酸，是阿魏、川芎和當(dāng)歸等藥材的活性成分之一，它通過酯鍵與細(xì)胞壁中阿拉伯木聚糖側(cè)鏈上的一些阿拉伯糖殘基相連，以結(jié)合態(tài)的形式存在。阿魏酸具有抗氧化、清除自由基、預(yù)防動脈粥樣硬化、抗血栓、預(yù)防心臟病、抗菌消炎、 抗病毒、防癌等多種活性作用。阿魏酸廣泛存在于植物細(xì)胞壁中，小麥麩皮、玉米皮等皮殼中阿魏酸含量較為豐富，是制備阿魏酸的良好原料。低聚阿拉伯木聚糖是小麥和玉米等作物細(xì)胞壁多糖的重要組成部分，作為一類重要的功能性成分，影響到面團特性和焙烤制品質(zhì)量，同時作為一類非常重要的保健食品功能因子，而受到當(dāng)今醫(yī)藥領(lǐng)域的特別關(guān)注。低聚阿拉伯木聚糖作為食品添加劑可以起到很好的增稠、保濕等作用。作為一種功能因子，具有諸多生理功能作為膳食纖維，具有潤腸通便、減肥美容的功效；作為免疫調(diào)節(jié)劑，可啟動自然殺傷細(xì)胞、T和B淋巴細(xì)胞，增強人體免疫功能。另外，還具有抗氧化、降低膽固醇以及調(diào)節(jié)血糖水平等功能。作為一種天然寡糖， 低聚阿拉伯木聚糖在其優(yōu)良特性之外，沒有其他毒性和副作用，因此具有廣闊的發(fā)展前景。 目前，國際上以米糠和玉米皮等生產(chǎn)的低聚阿拉伯木聚糖產(chǎn)品已受到廣泛歡迎。由于纖維質(zhì)物料的特殊性，傳統(tǒng)進行酚酸與功能性低聚糖提取時都采用酸法或堿法等強化學(xué)法對纖維質(zhì)原料進行處理，非常容易破壞原料中的功能性物質(zhì)。而采用酶法提取功能性物質(zhì)，則普遍面臨著提取率低的問題，因此如何對原料進行有效的預(yù)處理直接影響著活性物質(zhì)的提取效率。而最終產(chǎn)品也面臨著產(chǎn)品純度低的問題，從而導(dǎo)致活性偏低。
技術(shù)實現(xiàn)思路
針對以上不足，本專利技術(shù)提供，本專利技術(shù)采用高效原料預(yù)處理技術(shù)對纖維質(zhì)進行處理，提高活性物質(zhì)產(chǎn)量；采用超聲波輔助復(fù)合酶生產(chǎn)阿魏酸及低聚阿拉伯木聚糖，提取率顯著提高；采用高效分離、提純技術(shù)，獲得高純度、高活性的功能性物質(zhì)，使低值糧食加工副產(chǎn)物能夠得到有效利用，顯著提高經(jīng)濟效益。—種麩皮為原料制備高純度低聚阿拉伯木聚糖及阿魏酸的方法，包括原料預(yù)處理、除淀粉、除蛋白、超聲波輔助酶解、活性炭吸附、脫色、離交、色譜分離等步驟，具體步驟如下(1)麩皮干燥至含水量5%以內(nèi)，先經(jīng)粉碎機初步粉碎后過40目篩，經(jīng)超微粉碎機粉碎至250 350目；所述超微粉碎可以采用機械式粉碎機、氣流粉碎機、普通球磨機、振動磨或攪拌磨；(2)步驟(I)制得的超細(xì)麩皮按照質(zhì)量比1:5 1:10制備成水懸浮液，加入高溫淀粉酶煮沸O. 5tTl.5h，將麩皮中的殘留淀粉轉(zhuǎn)化為可溶性糖；冷卻至60°C后，調(diào)節(jié)pH至 7. (T9. 0，加入堿性蛋白酶在45飛5°C條件下保溫O. 5^1h,除去麩皮中的殘留蛋白；再調(diào)節(jié) ρΗ4. (Γ5. O，加入糖化酶反應(yīng)O. 5tTlh后，離心棄上清，濾渣用熱蒸餾水反復(fù)洗滌2飛次；(3)步驟(2)所得濾渣采用去離子水按照質(zhì)量比1:3 1:8配制成懸浮液，按照酶制劑添加量19Γ8% (以干基計)加入由木聚糖酶、阿魏酸酯酶按質(zhì)量比1:2 1:4復(fù)合成的酶制劑， 同時采用超聲波輔助酶解，調(diào)節(jié)pH值4. 5 7.0，在38飛5°C保溫反應(yīng)2 IOh ;超聲波條件為 超聲功率10(Tl35w，超聲時間15 35min ；(4)步驟(3)制得的懸浮液離心棄濾渣，上清液經(jīng)活性炭吸附，收集流出液阿拉伯木聚糖，吸附完畢的活性炭經(jīng)乙醇洗脫，收集洗脫液阿魏酸；(5)步驟(4)制得的阿拉伯木聚糖溶液升溫至5(T8(TC，先流經(jīng)顆粒活性碳柱進行脫色，所述顆粒活性碳目數(shù)為8 40目，流經(jīng)顆粒活性碳的速度為O. 8^ 2. 5ml/min ;料液調(diào)節(jié)溫度至4(T70°C，流經(jīng)脫色樹脂柱，脫色樹脂采用浙江爭光公司的ZGDTS脫色樹脂，流經(jīng)脫色樹脂住的速度為1. 2^3. OmL/min ；(6)采用逆流離子交換色譜對步驟(5)中的脫色液體進行離交脫鹽，制得脫鹽糖液；(7)步驟(6)中收集的流出液阿拉伯木聚糖濃縮為4(T60wt%的溶液，采用順序式模擬移動床進行分離，采用強酸性鉀型或鈉型大孔樹脂，進料溫度為45 70°C ;進料濃度 38飛5wt%，收集糖液濃度為2(T35wt%的流出液，制得低聚阿拉伯木聚糖溶液；所得多糖組分流出液返回至超聲波輔助酶解階段重新酶解，重復(fù)以上步驟；(8)將步驟(7)制得的低聚阿拉伯木聚糖溶液經(jīng)濃縮、干燥即得純度在95%以上的低聚阿拉伯木聚糖產(chǎn)品；有益效果1、本專利技術(shù)以糧食加工副產(chǎn)物麩皮為原料，生產(chǎn)出高純度低聚阿拉伯木聚糖及阿魏酸， 有效提聞了副廣物的經(jīng)濟效益，提聞了糧食加工行業(yè)附加值；2、本專利技術(shù)采用粉碎與超微粉碎協(xié)同對原料進行預(yù)處理，大大提高了原料中活性物質(zhì)的提取率；相對于普通粉碎工藝，超微粉碎后麩皮細(xì)胞破壁率達(dá)到95%以上，阿魏酸提取率相對傳統(tǒng)工藝提高了 15%以上；3、本專利技術(shù)采用超聲波輔助復(fù)合酶解對麩皮原料進行酶解，超聲波的破碎作用有效的促進酶解反應(yīng)進行，同時復(fù)合酶的作用使木聚糖與阿魏酸實現(xiàn)有效分離，解決了單一酶制劑酶解效率低、微波處理難以實現(xiàn)工業(yè)化的難題；同時酶解效率顯著提高；4、本專利技術(shù)采用顆粒活性碳與脫色樹脂聯(lián)用對阿拉伯木聚糖進行脫色，產(chǎn)品經(jīng)兩次脫色后，色值顯著降低，干燥后產(chǎn)品為白色粉末，色澤良好，有效解決了提取類產(chǎn)品顏色深的問題；5、本專利技術(shù)采用順序式模擬移動床對阿拉伯木聚糖產(chǎn)品進行分分離，所得產(chǎn)品中聚合度3-7的產(chǎn)品含量達(dá)到95%以上，有效提高了產(chǎn)品功能性；所得多糖組分流出液可返回至酶解階段繼續(xù)酶解，提高了原料利用率。附圖說明圖1是本專利技術(shù)的工藝流程圖。具體實施方式實施例1(1)麩皮干燥至含水量5%以內(nèi)，先經(jīng)粉碎機初步粉碎后過40目篩，再經(jīng)機械式超微粉碎機粉碎至280目；(2)步驟(I)制得的超細(xì)麩皮按照質(zhì)量比1:8制備成水懸浮液，加入O.2mL高溫淀粉酶煮沸Ih，冷卻至60°C后，調(diào)節(jié)pH至8. 5，加入堿性蛋白酶在50°C條件下保溫O. 5h，再調(diào)節(jié) PH4. 2，加入糖化酶反應(yīng)O. 5h后，3600轉(zhuǎn)/min離心20min，棄上清，濾渣用熱蒸餾水洗滌3 次；(3)洗滌后的濾渣采用去離子水按照質(zhì)量比1:6配制成懸浮液，按照酶制劑添加量2% (以干基計)加入由木聚糖酶、阿魏酸酯酶按質(zhì)量比1:4組成的復(fù)合酶制劑，同時采用超聲波本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
一種麩皮為原料制備高純度低聚阿拉伯木聚糖及阿魏酸的方法，其特征在于采用以下步驟：（1）麩皮干燥至含水量5%以內(nèi)，先經(jīng)粉碎機初步粉碎后過40目篩，經(jīng)超微粉碎機粉碎至250~350目；（2）步驟（1）制得的超細(xì)麩皮按照質(zhì)量比1:5~1:10制備成水懸浮液，加入高溫淀粉酶煮沸0.5h~1.5h，將麩皮中的殘留淀粉轉(zhuǎn)化為可溶性糖；冷卻至60℃后，調(diào)節(jié)pH至7.0~9.0，加入堿性蛋白酶在45~65℃條件下保溫0.5~1h，除去麩皮中的殘留蛋白；再調(diào)節(jié)pH4.0~5.0，加入糖化酶反應(yīng)0.5h~1h后，離心棄上清，濾渣用熱蒸餾水反復(fù)洗滌2~5次；（3）步驟（2）所得濾渣采用去離子水按照質(zhì)量比1:3~1:8配制成懸浮液，按照酶制劑添加量1%~8%（以干基計）加入由木聚糖酶、阿魏酸酯酶按質(zhì)量比1:2~1:4復(fù)合成的酶制劑，同時采用超聲波輔助酶解，調(diào)節(jié)pH值4.5~7.0，在38~65℃保溫反應(yīng)2~10h；（4）步驟（3）制得的懸浮液離心棄濾渣，上清液經(jīng)活性炭吸附，收集流出液阿拉伯木聚糖，吸附完畢的活性炭經(jīng)乙醇洗脫，收集洗脫液阿魏酸；（5）步驟（4）制得的阿拉伯木聚糖溶液升溫至50~80℃，先流經(jīng)顆粒活性碳柱進行脫色，料液調(diào)節(jié)溫度至40~70℃，再流經(jīng)脫色樹脂柱脫色；（6）采用逆流離子交換色譜對步驟（5）中的脫色液體進行離交脫鹽，制得脫鹽糖液；（7）步驟（6）中收集的流出液阿拉伯木聚糖濃縮為40~60wt%的溶液，采用順序式模擬移動床進行分離，收集糖液濃度為20~35wt%的流出液，制得低聚阿拉伯木聚糖溶液；所得多糖組分流出液返回至超聲波輔助酶解階段重新酶解，重復(fù)以上步驟；（8）將步驟（7）制得的低聚阿拉伯木聚糖溶液經(jīng)濃縮、干燥即得純度在95%以上的低聚阿拉伯木聚糖產(chǎn)品。...
【技術(shù)特征摘要】
1.一種麩皮為原料制備高純度低聚阿拉伯木聚糖及阿魏酸的方法，其特征在于采用以下步驟(1)麩皮干燥至含水量5%以內(nèi)，先經(jīng)粉碎機初步粉碎后過40目篩，經(jīng)超微粉碎機粉碎至250 350目；(2)步驟(I)制得的超細(xì)麩皮按照質(zhì)量比1:5 1:10制備成水懸浮液，加入高溫淀粉酶煮沸O. 5tTl.5h，將麩皮中的殘留淀粉轉(zhuǎn)化為可溶性糖；冷卻至60°C后，調(diào)節(jié)pH至7.(T9. 0，加入堿性蛋白酶在45飛5°C條件下保溫O. 5^1h,除去麩皮中的殘留蛋白；再調(diào)節(jié) ρΗ4. (Γ5. O，加入糖化酶反應(yīng)O. 5tTlh后，離心棄上清，濾渣用熱蒸餾水反復(fù)洗滌2飛次；(3)步驟(2)所得濾渣采用去離子水按照質(zhì)量比1:3 1:8配制成懸浮液，按照酶制劑添加量19Γ8% (以干基計)加入由木聚糖酶、阿魏酸酯酶按質(zhì)量比1:2 1:4復(fù)合成的酶制劑， 同時采用超聲波輔助酶解，調(diào)節(jié)PH值4. 5 7. 0，在38 65°C保溫反應(yīng)2 IOh ；(4)步驟(3)制得的懸浮液離心棄濾渣，上清液經(jīng)活性炭吸附，收集流出液阿拉伯木聚糖，吸附完畢的活性炭經(jīng)乙醇洗脫，收集洗脫液阿魏酸；(5)步驟(4)制得的阿拉伯木聚糖溶液升溫至5(T8(TC，先流經(jīng)顆粒活性碳柱進行脫色，料液調(diào)節(jié)溫度至4(T70°C，再流經(jīng)脫色樹脂柱脫色；(6)采用逆流離子交換色譜對步驟(5)中的脫色液體進行離交脫鹽，制得脫鹽糖液；...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：劉宗利，王乃強，王彩梅，
申請(專利權(quán))人：保齡寶生物股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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