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Abstract

一种益生元制剂的制备方法，属于农副产品资源开发、功能性食品添加剂和营养保健品技术领域。本发明采用三相卧螺法生产小麦淀粉副产物轻相液为主要原料，用黑曲霉菌种(Aspergillus niger )CICIM F0045(T)发酵麦麸产混合酶处理，经冷冻干燥后制得一种益生元制剂。本发明实现轻相液的资源化利用，利用好该轻相液是对三相卧螺工艺的一个重大的完善。该益生元制剂能够有效地促进肠道有益菌—乳酸杆菌的生长，从而抑制病原菌、腐败菌等有害菌的生长，进而净化肠道微环境。

Description

一种益生元制剂的制备方法
技术领域
一种益生元制剂的制备方法，用混酶酶解生产小麦淀粉副产物轻相液制备具有益生元功能制剂的方法，属于农副产品资源开发、功能性食品添加剂和营养保健品技术领域。
背景技术
小麦是我国三大粮食之一，2010年中国小麦产量将达到1.13亿吨。面粉是小麦加工业中的主要产品，其主要用于制作食品和生产小麦淀粉以及进一步的深加工。目前，小麦淀粉的传统生产工艺主要有以下几种：马丁法、旋流法、三相卧螺法等。
三相卧螺法是目前最先进的小麦淀粉生产方法，在欧美大量采用，但在国内仅个别大型集团公司采用。与传统的马丁法相比，三相卧螺法用水量小、友好环境，且该工艺机械自动化程度高，产量大，必将成为小麦淀粉加工工艺的发展趋势。但随之带来的工业废水轻相液，若将其作为废弃污水处理，不仅增加投资和运行成本，而且也会造成资源浪费，而轻相液至今没有得到科学合理的利用。该轻相液粘度较大且干基含量低，烘干成本大。国外是将其混于麸皮经烘干加工制作成饲料，目前国内报道的只是将它作简单地真空浓缩后喷雾干燥，但所得产品由于颜色深、有异味并含有大量的盐，只能用作液体饲料。如何利用好该轻相液是对三相卧螺工艺的一个重大的完善。
益生元是一种通过改善肠道微生物平衡从而对宿主施加有益影响的微生物添加物，它们对机体有多种其它正常生理菌群无法比拟的生理作用。益生元因其结构特异性，既不被人体消化***消化吸收，亦不被肠道有害菌分解利用，只能为肠道有益菌如双歧杆菌和乳酸杆菌所利用，以达到调节人体肠道菌群的目的。目前。益生元可分为以下几类：功能性低聚糖类，如低聚果糖、低聚木糖、低聚异麦芽糖等； 微藻类如螺旋藻、节旋藻等，还有一些天然植物，包括蔬菜、中草药、野生植物等。其中功能性低聚糖是最主要，也是研究得最多的一类益生元。
三相卧螺法生产的轻相液约含有8%的固形物，戊聚糖作为轻相液固形物中重要的组成成分，是一种非淀粉黏胶多糖，属于水溶性的膳食纤维。国内有报道酶解小麦麸中戊聚糖制备功能性低聚糖，但尚未见有报道将轻相液作为资源开发生产益生元。
发明内容
本发明的目的是提供一种混合酶酶解轻相液制备益生元制剂的方法，以实现轻相液的资源化利用。
本发明用黑曲霉( Aspergillus niger) CICIM  F0045（T）发酵麦麸产混合酶在一定的条件下酶解轻相液，可以使其转化成包含功能性低聚糖(低聚木糖、阿魏酸低聚糖等)的新型益生元产品。黑曲霉( Aspergillus niger) CICIM  F0045（T）在【中国高校工业微生物资源数据平台、江南大学工业微生物资源和信息中心的典型工业微生物菌种保藏目录】中公开。
本发明的技术方案：一种益生元制剂的制备方法，采用三相卧螺法生产小麦淀粉副产物轻相液为原料，所用酶为由黑曲霉( Aspergillus niger )CICIM  F0045（T）发酵麦麸制得的酶，益生元制剂的制备步骤为：
（1）混合酶制备：发酵培养基的基本组成为NaNO3、麦麸和水，NaNO3:麦麸:水的W/W/V之比为 1:50:250；采用摇瓶(250mL)培养，培养基于115℃灭菌30min，冷却，以1.5%接种量接入黑曲霉菌种(Aspergillus niger)CICIM F0045(T)；32℃培养3～4d，之后用纱布过滤培养基，滤液离心(4000r/min,20min)以脱除霉菌菌丝体；在滤液中加入(NH4)2SO4至质量终浓度为70%～85%，4℃下静置过夜，4000r/min离心30min，取沉淀物0.2g溶于pH5.2、20mL的0.2M的磷酸盐缓冲液，即制得混合粗酶溶液；
（2）功能性低聚糖制备：取固形物含量为8%的轻相液500mL倒入烧杯中，用0.1M HCl调节其pH为5.0～6.0，加入步骤（1）制得的混合酶液2mL，酶解温度为50～55℃，酶解时间为12～18h，得到酶解产物；
（3）抗消化：将步骤（2）制得的酶解产物分散于含0.01M NaCl 的100mL、pH6.9、0.02M的磷酸盐缓冲液中，再加含20mg/L CaCl2的,0.25mL 1mM唾液淀粉酶，37℃水浴保温15min，用盐酸调节pH为2.0，加入含1mg/L NaCl的1.25mL 15.5mM胃蛋白酶，37℃水浴保温30min，用NaOH调节pH为6.9，加入含0.5mg/L NaCl的5mL 10mM胰酶的pH6.9、0.02M磷酸盐缓冲液，反应3h，得抗消化液；
（4）样品干燥：将步骤（3）所得抗消化液在-75℃超低温冰箱中冻藏12h，然后放入冷冻干燥机中真空冷冻干燥，在-40℃，100Pa下干燥24h，即得冻干粉益生元制剂。
本发明的有益效果：提供一种混合酶酶解三相卧螺法生产小麦淀粉副产物轻相液制备益生元制剂的方法，以实现轻相液的资源化利用。利用好该轻相液是对三相卧螺工艺的一个重大的完善。该益生元制剂能够有效地促进肠道有益菌—乳酸杆菌的生长，从而抑制病原菌、腐败菌等有害菌的生长，进而净化肠道微环境。
附图说明
图1益生元制剂对乳酸杆菌浓度的影响。
图2 益生元制剂对乳酸杆菌生长曲线的影响。
具体实施方式
下面结合实施例来介绍制备的工艺流程
实施例1
（1）混合酶制备：发酵培养基的基本组成为NaNO3、麦麸、水(1:50:250；W/W/V)采用摇瓶(250mL)培养。培养基于121℃灭菌30min，冷却，以1.5%接种量接入黑曲霉菌种(Aspergillus niger)CICIM F0045(T)。32℃培养3d后用纱布过滤，滤液离心(4000r/min,20min)以脱除菌丝体。取上清液加入(NH4)2SO4至最终浓度为85%，4℃下静置过夜，4000r/min离心30min，取沉淀物0.2g溶入20mL pH5.2的0.2M的磷酸盐缓冲液，即得混合酶溶液。
（2）功能性低聚糖制备：取固形物含量为8%的轻相液500mL倒入烧杯中，用0.1M HCl调节其pH为5.5，加入（1）中混合酶液2mL，酶解温度为55℃，酶解时间为14h，得到酶解产物。
（3）抗消化：将（2）中酶解产物用0.02M的pH6.9的磷酸盐缓冲液(含NaCl浓度0.01M)调节pH为6.9，0.25mL 1mM唾液淀粉酶(含20mg/L CaCl2),37℃水浴保温15min，用盐酸调节pH为2.0，加入1.25mL 15.5mM胃蛋白酶(含1mg/L NaCl)，37℃水浴保温30min，用NaOH调节pH为6.9，加入5mL 10mM胰酶溶液(含0.5mg/L NaCl，0.02M,pH6.9磷酸盐缓冲液)反应3h，得抗消化液。
（4）样品干燥：将（3）中抗消化液在-75℃超低温冰箱中冻藏12h，然后放入冷冻干燥机中真空冷冻干燥，在-40℃，100Pa下干燥24h，即得益生元冻干粉。
实施例2
（1）混合酶制备：发酵培养基的基本组成为NaNO3、麦麸、水(1:50:250；W/W/V)采用摇瓶(250mL)培养。培养基于121℃灭菌30min，冷却，以1.5%接种量接入黑曲霉菌种(Aspergillus niger)CICIM F0045(T)。32℃培养4d后用纱布过滤，滤液离心(4000r/min,20min)以脱除菌丝体。取上清液加入(NH4)2SO4至最终浓度为80%，4℃下静置过夜，4000r/min离心30min，取沉淀物0.2g溶于20mL pH5.2的0.2M的磷酸盐缓冲液，即得混合酶溶液。
（2）功能性低聚糖制备：取固形物含量为8%的轻相液500mL倒入烧杯中，用0.1M HCl调节其pH为5.5，加入（1）中混合酶液2mL，酶解温度为55℃，酶解时间为16h，得到酶解产物。
（3）抗消化：将(2)中酶解产物用0.02M的pH6.9的磷酸盐缓冲液(NaCl浓度0.01M)调节pH为6.9，0.25mL1mM唾液淀粉酶(20mg/L CaCl2),37℃水浴保温15min，用盐酸调节pH为2.0，加入1.25mL 15.5mM胃蛋白酶(1M,NaCl),37℃水浴保温30min，用NaOH调节pH为6.9，加入5mL 10mM胰酶溶液(0.5M,NaCl,0.02M,pH6.9磷酸盐缓冲液)反应3h。
（4）样品干燥：将(3)中消化液在-75℃超低温冰箱中冻藏12h，然后放入冷冻干燥机中真空冷冻干燥，在-40℃，100Pa下干燥24h，即得益生元冻干粉。
按照上述方法制备的益生元制剂具有益生元作用，对肠道菌群具有良好的调节功能，具体验证方法如下：
益生元制剂对乳酸杆菌的影响
1.对乳酸杆菌浓度的影响
将葡萄糖及益生元制剂分别加入配制好的液体MRS培养基中分别稀释成1、2、3、4、5、6g/L，灭菌，分别接种乳酸杆菌，同时做空白对照，37℃培养48h。将取出的菌悬液稀释10倍后于550nm测定OD值，并以OD值代表菌体浓度。试验数据如图1所示。
2、对乳酸杆菌生长曲线的影响
将活化的乳酸杆菌悬液接种于加入5g/L益生元制剂的液体无糖MRS培养基，以未加葡萄糖及加入5g/L葡萄糖作为对照，在37℃生化培养箱中培养，于培养后1、2、4、8、16、24、32、40、48、56、64、72h分别取出菌悬液稀释10倍后于550nm测定OD值，以OD值为纵坐标，培养时间为横坐标做出生长曲线图，如图2所示。

Claims (1)

1.一种益生元制剂的制备方法，其特征在于采用三相卧螺法生产小麦淀粉副产物轻相液为原料，所用酶为由黑曲霉( Aspergillus niger )CICIM  F0045（T）发酵麦麸制得的酶，益生元制剂的制备步骤为：
（1）混合酶制备：发酵培养基的基本组成为NaNO3:麦麸:水为1:50:250 （W/W/V）；采用250mL摇瓶培养，培养基于115℃灭菌30min，冷却，以1.5%接种量接入黑曲霉菌种(Aspergillus niger)CICIM F0045(T)；32℃培养3～4d，之后用纱布过滤培养基，滤液4000r/min离心20min以脱除霉菌菌丝体；在滤液中加入(NH4)2SO4至质量终浓度为70%～85%，4℃下静置过夜，4000r/min离心30min，取沉淀物0.2g溶于pH5.2、20mL的0.2M的磷酸盐缓冲液，即制得混合酶溶液；
（2）功能性低聚糖制备：取固形物含量为8%的轻相液500mL倒入烧杯中，用0.1M HCl调节其pH为5.0～6.0，加入步骤（1）制得的混合酶液2mL，酶解温度为50-55℃，酶解时间为12～18h，得到酶解产物；
（3）抗消化：将步骤（2）制得的酶解产物分散于含0.01M NaCl 的100mL pH6.9、 0.02M的磷酸盐缓冲液中，再加含20mg/L CaCl2的0.25mL 1mM唾液淀粉酶，37℃水浴保温15min，用盐酸调节pH为2.0，加入含1mg/L NaCl的1.25mL 15.5mM胃蛋白酶，37℃水浴保温30min，用NaOH调节pH为6.9，加入含0.5mg/L NaCl的5mL 10mM胰酶的pH6.9、0.02M磷酸盐缓冲液，反应3h，得抗消化液；
（4）样品干燥：将步骤（3）所得抗消化液在-75℃超低温冰箱中冻藏12h，然后放入冷冻干燥机中真空冷冻干燥，在-40℃，100Pa下干燥24h，即得冻干粉益生元制剂。
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