CN101570769B - 一种酵母葡聚糖、甘露聚糖及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种从酵母细胞壁中提取的酵母葡聚糖和甘露聚糖，其采用混合酶对酵母细胞壁进行前处理，使其中的蛋白和多糖适当的分解，分离得轻相和重相，轻相经过喷雾干燥得到含量大于40％的甘露聚糖产品，重相经过碱处理、分离、酸处理、分离后喷雾干燥得到含量70％以上的葡聚糖产品。本发明可适合工业化生产，稳定性好，产率高。
Description
技术领域
本发明涉及一种提取酵母葡聚糖和甘露聚糖的方法，具体地说，涉及一种从酵母细胞壁中提取酵母葡聚糖和甘露聚糖的方法。
背景技术
酵母葡聚糖和甘露聚糖是酵母细胞壁的主要物质。其中葡聚糖是以β-1，3-葡聚糖为主链，少量β-1，6-葡聚糖为侧链的葡萄糖聚合物，为碱不溶性多糖；而甘露聚糖是以α-1，6键合的D-甘露糖为骨架链，其中大部分甚至全部的甘露糖分子具有以α-1，2或α-1，3连接的含有2-5个甘露糖残基的侧链，为水溶性多糖。酵母葡聚糖和甘露聚糖进入肠道后可被小肠上皮细胞通过胞吞作用进入人体，对于增强动物及人体免疫力、改善肠道功能、抗辐射有较好的功效。它的作用机制包括刺激并激活巨噬细胞、NK细胞等免疫细胞，并使其释放出细胞因子，直接或间接杀死肿瘤细胞、抗原等有害粒子，同时由于其具有优良的吸附能力，能够吸附肠道中的大量毒素，增强肠道蠕动，有利于改善肠道功能。
目前，癌症发病率日益上升，动物饲料抗生素残留问题的严重等问题都让各国的研究者们急于找到一种安全有效的功能物质，以增强患者自身免疫力达到抗病的目的。
酵母细胞壁多糖被认为是最佳的选择，而且大量的研究都集中在细胞壁葡聚糖的提取和应用方面。但是这些研究都存在一些问题：(1)提取方法主要涉及到简单的酸碱处理，最后产品葡聚糖含量低于60％；(2)大量的研究都集中在提取葡聚糖方面，并没有同时提取葡聚糖和甘露聚糖，甘露聚糖大都被丢弃；(3)一些工艺不适合大生产，稳定性较差，收率较低。
发明内容
本发明的目的是提供一种从酵母细胞壁中提取的酵母葡聚糖。
本发明的另一目的是提供一种从酵母细胞壁中提取酵母葡聚糖的方法。
本发明的还一目的是提供一种从酵母细胞壁中提取酵母甘露聚糖。
本发明的再一目的是提供一种从酵母细胞壁中提取酵母甘露聚糖的方法。
为了实现本发明目的，本发明的一种酵母葡聚糖，其从酵母细胞壁中按如下步骤提取而成：
1)先将酵母细胞壁经过碱性蛋白酶、甘露聚糖酶处理后，分离得轻相和重相；
2)然后将重相经过碱处理、分离、酸处理、分离；
3)最后将分离后的重相经干燥处理。
其中，本发明所使用的原料--酵母细胞壁为生产酵母抽提物(由面包或啤酒酵母自溶抽提而成)后分离得到的酵母细胞壁。
步骤1)中所述酶处理过程为：先加水将酵母细胞壁配成重量百分数为1～20％溶液，在50～100℃下作用0.5～3h，降温至10～70℃，调pH7.0～9.0按溶液干物质质量比例加入碱性蛋白酶0.5～4‰作用6～10h，然后调节溶液pH4.0～7.0，按溶液干物质质量比例加入甘露聚糖酶0.5～4‰作用8～12h。
所述碱性蛋白酶和甘露聚糖酶为本领域熟知的酶，可市售获得。
所述分离采用叠片式分离机分离得轻相和重相，轻相进行干燥得到酵母甘露聚糖，重相(沉淀物)进行进一步碱、酸处理得到酵母葡聚糖。
步骤2)中所述碱处理为：将重相加水配成重量百分浓度1～10％的溶液，并加入2～6％溶液量的碱，加热至70～100℃，保温1～4小时，不断搅拌，然后冷却至50～60℃进行分离。
所述酸处理：将碱处理并分离的重相加水配成重量百分浓度1～10％的溶液，用酸调节pH3～5，加热到60～100℃，保温0.5～2小时，不断搅拌，然后冷却到50～60℃进行分离。所述的酸为硫酸、醋酸、盐酸或磷酸中的任意一种。
所述碱、酸处理后的分离均可采用叠片式分离机分离，重相加水到分离前体积进行第二次分离，共分离2～5次。
所述干燥采用喷雾干燥，可采用本领域常规的设备及工艺进行，具体地为，采用100～180℃下进行喷雾干燥，干燥后得含量70％以上的酵母葡聚糖，为粉状。
本发明的酵母葡聚糖的生产方法，其包括如下步骤：
1)先将酵母细胞壁经过碱性蛋白酶、甘露聚糖酶处理后，分离得轻相和重相；
2)然后将重相经过碱处理、分离、酸处理、分离；
3)最后将分离后的重相经干燥处理得到含量70％以上的酵母葡聚糖。
其具体地为，包括如下步骤：
1)先将酵母细胞壁加水配成10％的浓度，在90℃下作用1h，降温至60℃，调pH7.0～8.0加入碱性蛋白酶0.5～4‰作用6～10h，然后加入甘露聚糖酶0.5～4‰作用8～12h，经分离得轻相和重相；
2)然后将重相加水配成浓度5％的溶液，并加入2～6％溶液量的碱，加热至70～100℃，保温1～4小时，不断搅拌，然后冷却至50～60℃进行分离；将碱处理并分离的重相加水配成5％的浓度，用酸调节pH3～5，加热到90℃，保温0.5～2小时，不断搅拌，然后冷却到50～60℃进行分离；
3)最后将分离后的重相经干燥处理得到含量70％以上的酵母葡聚糖。
其中，所述的碱为NaOH或KOH。
所述的酸为硫酸、醋酸、盐酸或磷酸中的任意一种。
所述分离采用叠片式分离机分离。所述碱、酸处理后的分离均可采用叠片式分离机分离，重相加水到分离前体积进行第二次分离，共分离2～5次。
所述干燥采用100～180℃下喷雾干燥，干燥后得含量70％以上的酵母葡聚糖，为淡黄色粉末。
本发明采用混合酶对酵母细胞壁进行前处理，使其中的蛋白和多糖适当的分解，再进行碱处理和酸处理，得到的酵母葡聚糖含量大于70％。该方法的提取率为60～95％。本发明的碱性蛋白酶与甘露聚糖酶能够大量地水解酵母细胞壁中蛋白质与其它多糖，使葡聚糖与其它物质的连接更加暴露，更有助于碱酸处理。
本发明从酵母细胞壁中还可以提取含量40％以上的酵母甘露聚糖。
为了实现本发明的另一目的，本发明的一种酵母甘露聚糖，其包括如下步骤：先将酵母细胞壁经过碱性蛋白酶、甘露聚糖酶处理后，分离得轻相和重相；然后将轻相经浓缩、干燥得到含量大于40％的甘露聚糖，为淡黄色粉末。
所述酶处理过程为：先加水将酵母细胞壁配成重量百分数为1～20％溶液，在50～100℃下作用0.5～3h，降温至10～70℃，调pH7.0～9.0按溶液干物质质量比例加入碱性蛋白酶0.5～4‰作用6～10h，然后调节溶液pH4.0～7.0，按溶液干物质质量比例加入甘露聚糖酶0.5～4‰作用8～12h。。
所述分离采用叠片式分离机分离得轻相和重相。
所述浓缩采用本领域常规方法进行浓缩。
所述干燥采用喷雾干燥，可采用本领域常规的设备及工艺进行，具体地为，采用100～180℃下进行喷雾干燥。
本发明的酵母甘露聚糖的生产方法，其从酵母细胞壁中按如下步骤提取而成：先将酵母细胞壁经过碱性蛋白酶、甘露聚糖酶处理后，分离得轻相和重相；然后将轻相经浓缩、干燥得到含量大于40％的甘露聚糖。
所述酶处理过程为：先加水将酵母细胞壁配成重量百分数为1～20％溶液，在50～100℃下作用0.5～3h，降温至10～70℃，调pH7.0～9.0按溶液干物质质量比例加入碱性蛋白酶0.5～4‰作用6～10h，然后调节溶液pH4.0～7.0，按溶液干物质质量比例加入甘露聚糖酶0.5～4‰作用8～12h。
所述分离采用叠片式分离机分离得轻相和重相。
所述浓缩采用本领域常规方法进行浓缩。
所述干燥采用喷雾干燥，可采用本领域常规的设备及工艺进行，具体地为，采用100～180℃下进行喷雾干燥。
目前一般不对酵母细胞壁中的甘露聚糖进行提取，而是将其丢弃，非常浪费。本发明将酵母细胞壁中的甘露聚糖进行提取，可以获得含量40％以上的甘露聚糖。该酵母甘露聚糖为水溶性多糖，能够添加到各种食品、保健食品、饲料、化妆品中，具有增强免疫、吸附毒素等作用。
本发明从酵母细胞壁中可提取两种多糖产品：酵母葡聚糖和酵母甘露聚糖。两种产品均为淡黄色粉末，酵母葡聚糖产品中葡聚糖的含量大于70％，酵母甘露聚糖产品中甘露聚糖的含量大于40％。本发明可适合工业化生产，稳定性好，产率高。
具体实施方式
下面将通过具体的实施例来详细描述本发明的特征和各个方面。除非特别指明，本发明中所用的实验方法和试剂均为本领域技术人员所公知的方法和试剂。此外，实施方案应理解为说明性的，而不是要限制本发明的范围，本发明的实质和范围仅由权利要求书限定。对于本领域技术人员而言，在不背离本发明实质和范围的前提下，对这些实施方案中的酶处理条件、酸碱处理工艺、分离加工条件进行的各种改变或改动也属于本发明的保护范围。
实施例1酵母甘露聚糖的生产
在生产酵母抽提物分离得到的酵母细胞壁中，含有大量的酵母葡聚糖和酵母甘露聚糖，将分离得到较纯的酵母葡聚糖，以及含量40％的酵母甘露聚糖。
生产酵母甘露具体的工艺流程如下：面包酵母细胞壁→酶处理→分离得上清液→干燥→包装。
酶处理：酵母细胞壁加水配成重量百分浓度10％的溶液，先在90℃下作用1h，降温至60℃，调pH7.0加入庞博碱性蛋白酶3‰(按溶液干物质比例添加)作用8h，然后调节溶液pH5.0，加入甘露聚糖酶3‰作用10h。
分离：采用叠片式分离机分离，分别收集轻相和重相。重相用以下一步生产酵母葡聚糖，轻相则直接进行干燥。
干燥：轻相经浓缩后采用180℃喷雾干燥，干燥后得粉末状淡黄色酵母甘露聚糖产品，产品中甘露聚糖含量为45％。
包装：可以采用多种形式包装成酵母甘露聚糖产品。
实施例2酵母甘露聚糖的生产
酶处理：酵母细胞壁加水配成3％浓度的溶液，先在100℃下作用3h，降温至50℃，调pH9.0加入庞博碱性蛋白酶1‰(按溶液干物质比例添加)作用10h，然后调节溶液pH4.0，加入甘露聚糖酶4‰作用12h。
分离：采用叠片式分离机分离，分别收集轻相和重相。重相用以下一步生产酵母葡聚糖，轻相则直接进行干燥。
干燥：轻相经浓缩后采用160℃喷雾干燥，干燥后得粉末状淡黄色酵母甘露聚糖产品，产品中甘露聚糖含量为42％。
包装：可以采用多种形式包装成酵母甘露聚糖产品。
实施例3
基本过程同实施例1，不同的是酶处理：酵母细胞壁加水配成20％浓度的溶液，先在50℃下作用2h，降温至10℃，调pH8.0加入庞博碱性蛋白酶4‰(按溶液干物质比例添加)作用10h，然后调节溶液pH6.0，加入甘露聚糖酶2‰作用10h。产品中甘露聚糖含量为44％。
实施例4
基本过程同实施例1，不同的是酶处理：酵母细胞壁加水配成1％浓度的溶液，先在80℃下作用0.5h，降温至70℃，调pH8.0加入庞博碱性蛋白酶0.5‰(按溶液干物质比例添加)作用6h，然后调节溶液pH7.0，加入甘露聚糖酶0.5‰作用8h。产品中甘露聚糖含量为42％。
实施例5
酵母葡聚糖的进一步分离纯化
由实施例1得到的重相，经过下面的工艺流程，得到含量70％以上的酵母葡聚糖产品。生产酵母葡聚糖的工艺流程如下：实施例1分离得到的重相→碱处理→分离→重相进行酸处理→分离→重相进行干燥→包装。
碱处理：上一步分离得到的重相配成浓度5％溶液，加入NaOH使其含量达到5％，加热至90℃保温3小时，不断搅拌，然后冷却至60℃分离。
分离：采用叠片式分离机分离，丢弃轻相，得到的重相加水到分离前体积进行第二次分离，共分离4次。
酸处理：上一步分离重相配成5％的浓度，用硫酸调节pH4.5，加热到90℃，保温1小时，不断搅拌，然后冷却到50℃分离。
分离：采用叠片式分离机分离，丢弃轻相，重相加水到分离前体积进行第二次分离，共分离4次。
干燥：采用160℃喷粉干燥，干燥后产品为粉状，葡聚糖含量为85％。
包装：可以采用多种形式包装成酵母葡聚糖产品。
实施例6
酵母葡聚糖的进一步分离纯化
由实施例1得到的重相，经过下面的工艺流程，得到含量70％以上的酵母葡聚糖产品。生产酵母葡聚糖的工艺流程如下：实施例1分离得到的重相→碱处理→分离→重相进行酸处理→分离→重相进行干燥→包装。
碱处理：上一步分离得到的重相配成浓度8％溶液，加入KOH使其含量达到2％，加热至70℃保温3小时，不断搅拌，然后冷却至50℃分离。
分离：采用叠片式分离机分离，丢弃轻相，得到的重相加水到分离前体积后再进行二次分离，共分离5次。
酸处理：上一步分离重相配成5％的浓度，用醋酸调节pH3.5，加热到100℃，保温1.5小时，不断搅拌，然后冷却到60℃分离。
分离：采用叠片式分离机分离，丢弃轻相，重相加水到分离前体积进行第二次分离，共分离4次。
干燥：采用100℃喷粉干燥，干燥后产品为粉状，葡聚糖含量为70％。
包装：可以采用多种形式包装成酵母葡聚糖产品。
实施例7
基本过程同实施例5，不同的是，碱处理：上一步分离得到的重相配成浓度10％溶液，加入NaOH使其含量达到6％，加热至100℃保温1小时，不断搅拌，然后冷却至60℃分离。
分离：采用叠片式分离机分离，丢弃轻相，得到的重相加水到分离前体积进行第二次分离，共分离5次。
酸处理：上一步分离重相配成1％的浓度，用硫酸调节pH5，加热到60℃，保温2小时，不断搅拌，然后冷却到50℃分离。
分离：采用叠片式分离机分离，丢弃轻相，重相加水到分离前体积进行第二次分离，共分离3次。
干燥：采用160℃喷粉干燥，干燥后产品为粉状，葡聚糖含量为75％。
实施例8
基本过程同实施例5，不同的是，碱处理：上一步分离得到的重相配成浓度1％溶液，加入KOH使其含量达到4％，加热至80℃保温4小时，不断搅拌，然后冷却至50℃分离。
分离：采用叠片式分离机分离，丢弃轻相，得到的重相加水到分离前体积进行第二次分离，共分离2次。
酸处理：上一步分离重相配成5％的浓度，用硫酸调节pH4.5，加热到90℃，保温1小时，不断搅拌，然后冷却到50℃分离。
分离：采用叠片式分离机分离，丢弃轻相，重相加水到分离前体积进行第二次分离，共分离4次。
干燥：采用180℃喷粉干燥，干燥后产品为粉状，葡聚糖含量为80％。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (5)
1.一种生产酵母葡聚糖的方法，其特征在于，其包括如下步骤：
1）先加水将酵母细胞壁配成重量百分数为1～20%溶液，在50～100℃下作用0.5～3h，降温至10～70℃，调pH7.0～9.0按溶液干物质质量比例加入碱性蛋白酶0.5～4‰作用6～10h，然后调节溶液pH4.0～7.0，按溶液干物质质量比例加入甘露聚糖酶0.5～4‰作用8～12h，分离得轻相和重相；
2）然后将重相经过碱处理、分离、酸处理、分离；所述碱处理为：将重相加水配成重量百分浓度1～10%的溶液，并加入2～6%溶液量的碱，加热至70～100℃，保温1～4小时，不断搅拌，然后冷却至50～60℃进行分离；所述酸处理：将碱处理并分离的重相加水配成重量百分浓度1～10%的溶液，用酸调节pH3～5，加热到60～100℃，保温0.5～2小时，不断搅拌，然后冷却到50～60℃进行分离；
3）最后将分离后的重相经干燥处理得到含量70%以上的酵母葡聚糖。
2.根据权利要求1所述酵母葡聚糖的生产方法，其特征在于，所述碱、酸处理后的分离均采用叠片式分离机分离，重相加水到分离前体积进行第二次分离，共分离2～5次。
3.根据权利要求1所述酵母葡聚糖的生产方法，其特征在于，所述干燥采用100～180℃下进行喷雾干燥。
4.根据权利要求1所述的酵母葡聚糖的生产方法，其特征在于，其包括如下步骤：
1）先将酵母细胞壁加水配成10%的浓度，在90℃下作用1h，降温至60℃，调pH7.0～8.0加入碱性蛋白酶0.5～4‰作用6～10h，然后加入甘露聚糖酶0.5～4‰作用8～12h，经分离得轻相和重相；
2）然后将重相加水配成浓度5%的溶液，并加入2～6%溶液量的碱，加热至70～100℃，保温1～4小时，不断搅拌，然后冷却至50～60℃进行分离；将碱处理并分离的重相加水配成5%的浓度，用酸调节pH3～5，加热到90℃，保温0.5～2小时，不断搅拌，然后冷却到50～60℃进行分离；
3）最后将分离后的重相经干燥处理得到含量70%以上的酵母葡聚糖。
5.一种酵母甘露聚糖的生产方法，其特征在于，其包括如下步骤：先加水将酵母细胞壁配成重量百分数为1～20%溶液，在50～100℃下作用0.5～3h，降温至10～70℃，调pH7.0～9.0按溶液干物质质量比例加入碱性蛋白酶0.5～4‰作用6～10h，然后调节溶液pH4.0～7.0，按溶液干物质质量比例加入甘露聚糖酶0.5～4‰作用8～12h，分离得轻相和重相；然后将轻相经浓缩、干燥而成。
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