一種甘薯復合功能寡糖及其制備方法與應用技術

本發明專利技術公開了一種甘薯復合功能寡糖及其制備方法。該方法包括如下步驟：（1）經破碎后的甘薯渣與水混合后進行剪切乳化，然后經過濾得到甘薯渣粉；（2）向所述甘薯渣粉中加入水得到甘薯渣漿液，向所述漿液中加入內切型纖維素酶、木聚糖酶和果膠裂解酶進行酶解反應；過濾所述酶解反應的生成液，得濾液即得。本發明專利技術采用高剪切乳化處理對甘薯渣的物理結構具有較大的破壞作用，得到的甘薯渣粉的顆粒最小，因而使底物甘薯渣粉暴露出了更多的酶結合位點，同時在酶水解反應時也可以增加底物與酶的接觸面積和接觸幾率，從而有利于酶解反應的進行。本發明專利技術的甘薯復合功能寡糖可用于制備白羽肉雞飼料，以及制備提高大豆中大豆抗毒素含量的植物誘導劑。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種甘薯復合功能寡糖及其制備方法與應用，屬于飼料添加劑和植物生長調節劑
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技術介紹
我國是甘薯種植大國，年產量已達1億萬噸左右，是目前世界上產量最多的國家。甘薯生產已成為農民的一個主要經濟來源。甘薯渣是甘薯淀粉加工過程中生成的下腳料，其年產量已達到2.4億多噸。甘薯渣中含有35%左右的纖維素、23%左右的半纖維素和13%左右的果膠，是制備復合功能寡糖的極佳原料。但是我國目前對于甘薯渣的利用和加工，僅僅直接將其簡單作為牛飼料利用，其潛在的巨大經濟效益沒有展現出來。?甘薯復合功能寡糖是指由甘薯纖維寡糖、甘薯木寡糖、甘薯果膠寡糖組成的混合體，對于動物和植物機體的生長和健康具有特殊的功效，主要體現在：①促進人和動物腸道有益菌生長與繁殖，直接吸附腸道病原菌，排除腸道毒素；②增強人、動物和植物的免疫功能和抗病能力；③對人和動物具有降脂效應，能改善脂質代謝，增進礦物元素的吸收，降低血氨濃度等。由于獨特的生理功能功效，甘薯復合功能寡糖作為重要的功能性添加劑被人們所認知，并將被廣泛應用于食品、保健品和飼料等多個領域。?目前有關制備功能性寡糖的技術幾乎全部采用單一寡糖的制備方式，即采用單一生物酶來降解相關的多糖底物，以獲得所需的功能寡糖產品。其不足在于生產效率低下，生產成本過高，生產過程中產生的廢棄物數量巨大，使得目前功能性寡糖產品僅應用于食品、保健品中的高端領域，嚴重限制了其推廣應用。?
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種甘薯復合功能寡糖及其制備方法與應用。?本專利技術所提供的一種甘薯復合功能寡糖的制備方法，包括如下步驟：?（1）經破碎后的甘薯渣與水混合后進行剪切乳化，然后經過濾得到甘薯渣粉；?（2）向所述甘薯渣粉中加入水得到甘薯渣漿液，向所述漿液中加入內切型纖維素酶、木聚糖酶和果膠裂解酶進行酶解反應；過濾所述酶解反應的生成液，得濾液即為所述甘薯復合功能寡糖。?上述的制備方法中，步驟（1）中，所述甘薯渣與水的質量份數比為1：（400~1000），?具體可為1：600、1：800或1：1000；所述剪切乳化的轉速為8000rpm~12000rpm，具體可為8000rpm、9000rpm或10000rpm，所述剪切乳化的次數為3~5，具體可為2次或3次，每次剪切乳化的時間為5~15min，具體可為7min或10min。?上述的制備方法中，步驟（2）中，所述甘薯漿液的質量百分含量為0.5~2%，具體可為0.5%、1%或2%。?上述的制備方法中，步驟（2）中，所述酶解反應的溫度為35℃~55℃，具體可為40℃~50℃、40℃、45℃或50℃，時間為3h~6h，具體可為4h、5h或6h；所述酶解反應的pH值為3.0~6.0，具體可為4.0~6.0、4.0、5.0或6.0。?上述的制備方法中，步驟（2）中，所述內切型纖維素酶的酶活為3~5萬U/g，所述木聚糖酶的酶活為3.5~5.5萬U/g，所述果膠裂解酶的酶活為4~5萬U／ml；?所述內切型纖維素酶、木聚糖酶、果膠裂解酶與甘薯渣的質量份數比為（0.4~0.6）：（0.3~0.5）：（0.1~0.3）：（0.5~2）。?上述的制備方法中，所述方法還包括對所述濾液依次進行脫色、除雜、濃縮和干燥的步驟。?上述的制備方法中，所述脫色步驟采用粉末狀活性炭進行脫色，所述脫色的溫度為90℃~100℃，具體可為90℃、95℃或100℃，時間為20~40min，具體可為25min、35min或40min；所述粉末活性炭的用量為所述濾液的質量的0.1%~2%，具體可為0.8%~2%、0.8%、1%或2%；?所述除雜步驟采用強酸性陽離子交換樹脂或強堿性陰離子交換樹脂進行除雜，如強酸性陽離子交換樹脂如D72等和強堿性陰離子交換樹脂如D201×7。?本專利技術還提供了由上述方法制備的甘薯復合功能寡糖。?本專利技術還提供了上述的甘薯復合功能寡糖在制備白羽肉雞飼料中的應用；在制備白羽肉雞飼料時，所述甘薯復合功能寡糖的添加量可為0.1%~2%，如0.5%。?本專利技術還提供了上述的甘薯復合功能寡糖在制備提高大豆中大豆抗毒素含量的植物誘導劑中的應用；如采用甘薯復合寡糖的添加量為1%的植物誘導劑誘導大豆時，可獲得含有0.32mg/g大豆抗毒素的大豆粉。?本專利技術具有如下優點：?（1）采用高剪切乳化處理對甘薯渣的物理結構具有較大的破壞作用，得到的甘薯渣粉的顆粒最小，因而使底物甘薯渣粉暴露出了更多的酶結合位點，同時在酶水解反應時也可以增加底物與酶的接觸面積和接觸幾率，從而有利于酶解反應的進行。?（2）按照甘薯渣中多糖的組成和結構特征，選擇一定比例的復合酶對其進行同步水解，一鍋法制備生產甘薯復合寡糖，對于提高酶的功效和利用效率，減少生產操作工藝流程和過程，降低生產成本，提高生產效率，最大程度的獲得目標甘薯復合寡?糖產物，具有極大的優越性。?附圖說明圖1為本專利技術制備甘薯復合功能寡糖的流程示意圖。?圖2為本專利技術制備的甘薯復合功能寡糖的TLC譜圖，其中Lane1代表葡萄糖，Lane2代表半乳糖醛，Lane3代表纖維二糖，Lane4果膠酶酶解產物，Lane5代表纖維素酶酶產物，Lane6復合酶酶解產物。?圖3為本專利技術實施例4中檢測大豆抗毒素含量的HPLC圖譜。?具體實施方式下述實施例中所使用的實驗方法如無特殊說明，均為常規方法。?下述實施例中所用的材料、試劑等，如無特殊說明，均可從商業途徑得到。?實施例1、制備甘薯復合功能寡糖?制備過程的流程圖如圖1所示。?（1）100Kg甘薯渣破碎，按固液質量比1：800的比例加入水，用高剪切混合乳化機于8000r／min下剪切乳化3次，每次10min，板框壓濾機過濾，得到精制化的甘薯渣粉。?（2）將上述預處理的甘薯渣粉用水調制成質量百分含量為1%的漿液，泵入15噸酶水解反應釜中，然后加入調配好的復合酶，即50Kg酶活4萬U/g的內切型纖維素酶（寧夏夏盛實業集團有限公司生產的濃縮型纖維素酶，以下實施例中相同）、40Kg酶活4萬U/g的木聚糖酶（寧夏夏盛實業集團有限公司生產的濃縮型木聚糖酶，以下實施例中相同）、20Kg酶活5萬U／ml的果膠裂解酶（寧夏夏盛實業集團有限公司生產的夏盛果膠酶，以下實施例中相同）。用1M的HCl溶液和1M的NaOH溶液調節反應體系的pH為4.0左右，在反應溫度50℃下反應時間4h。?（3）將反應生成液泵入板框壓濾機中進行過濾，收集濾液，按體積量加入0.8%的粉末活性炭，95℃下脫色35min；過濾后，將糖液分別過D72陽離子交換樹脂和D201×7陰離子交換樹脂后，水洗脫液合并進行真空濃縮，得到質量含量為70%的甘薯復合寡糖溶液；將此糖液進行噴霧干燥，得到78.6Kg以纖維寡糖、木寡糖和果膠寡糖為主的甘薯復合寡糖產品，寡糖含量≥91%。?寡糖含量是通過Somogyi方法方法測定的，具體步驟為：?取反應生成液5ml置于Ф21×230(mm×mm)試本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種甘薯復合功能寡糖的制備方法，包括如下步驟：（1）經破碎后的甘薯渣與水混合后進行剪切乳化，然后經過濾得到甘薯渣粉；（2）向所述甘薯渣粉中加入水得到甘薯渣漿液，向所述漿液中加入內切型纖維素酶、木聚糖酶和果膠裂解酶進行酶解反應；過濾所述酶解反應的生成液，得濾液即為所述甘薯復合功能寡糖。

【技術特征摘要】
1.一種甘薯復合功能寡糖的制備方法，包括如下步驟：
（1）經破碎后的甘薯渣與水混合后進行剪切乳化，然后經過濾得到甘薯渣粉；
（2）向所述甘薯渣粉中加入水得到甘薯渣漿液，向所述漿液中加入內切型纖維
素酶、木聚糖酶和果膠裂解酶進行酶解反應；過濾所述酶解反應的生成液，得濾液即
為所述甘薯復合功能寡糖。
2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：步驟（1）中，所述甘薯渣與
水的質量份數比為1：（400~1000）；所述剪切乳化的轉速為8000rpm~12000rpm，所述
剪切乳化的次數為3~5，每次剪切乳化的時間為5~15min。
3.根據權利要求1或2所述的制備方法，其特征在于：步驟（2）中，所述甘薯
漿液的質量百分含量為0.5~2%。
4.根據權利要求1-3中任一項所述的制備方法，其特征在于：步驟（2）中，所
述酶解反應的溫度為35℃~55℃，時間為3h~6h；所述酶解反應的pH值為3.0~6.0。
5.根據權利要求1-4中任一項所述的制備方法，其特征在于：步驟（2）中，所
述...

【專利技術屬性】
技術研發人員：石波，李金啟，彭晴，梁平，劉沙沙，董向艷，
申請(專利權)人：中國農業科學院飼料研究所，河北科納生物科技有限公司，
類型：發明
國別省市：