[发明专利]一种麸皮为原料制备高纯度低聚阿拉伯木聚糖及阿魏酸的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种以麸皮为原料生产高纯度低聚阿拉伯木聚糖及阿魏酸的方法，属于生物质综合利用领域。

背景技术

在玉米、小麦深加工过程中，会产生大量的副产物，如小麦麸皮、玉米皮等。以玉米为原料生产玉米淀粉为例，在玉米淀粉加工过程中，有效利用的部分只占到玉米的70%左右，30%的副产物都不能够得到很好的利用，仅玉米皮一项全球每年就要产生2000万吨以上，因此加工副产物的合理利用显得尤为重要。但由于麸皮独特的气味、色泽和口感，且营养物质含量不均衡，缺乏人体的一些必需营养物质，因此食用与营养价值较低，限制了这些副产物的利用。长期以来，小麦麸皮、玉米皮都是作为低值饲料出售，浪费了宝贵的资源。近年来，国际上小麦麸皮和玉米皮的综合开发利用引起了越来越多的关注，在美国，98%的淀粉加工副产物都能得到综合利用，创造了很好的经济价值。

在研究膳食纤维的功能时发现很多麸皮类具有抗氧化活性，而这种抗氧化作用大多是源于麸皮中的酚酸类物质，它在麸皮的保健功能中具有重要作用。阿魏酸是作物皮壳中一种重要的酚酸类物质。阿魏酸，即3-甲氧基-4羟基肉桂酸是谷物中含量最丰富的酚酸，是阿魏、川芎和当归等药材的活性成分之一，它通过酯键与细胞壁中阿拉伯木聚糖侧链上的一些阿拉伯糖残基相连，以结合态的形式存在。阿魏酸具有抗氧化、清除自由基、预防动脉粥样硬化、抗血栓、预防心脏病、抗菌消炎、抗病毒、防癌等多种活性作用。阿魏酸广泛存在于植物细胞壁中，小麦麸皮、玉米皮等皮壳中阿魏酸含量较为丰富，是制备阿魏酸的良好原料。

低聚阿拉伯木聚糖是小麦和玉米等作物细胞壁多糖的重要组成部分，作为一类重要的功能性成分，影响到面团特性和焙烤制品质量，同时作为一类非常重要的保健食品功能因子，而受到当今医药领域的特别关注。低聚阿拉伯木聚糖作为食品添加剂可以起到很好的增稠、保湿等作用。作为一种功能因子，具有诸多生理功能：作为膳食纤维，具有润肠通便、减肥美容的功效；作为免疫调节剂，可启动自然杀伤细胞、T和B淋巴细胞，增强人体免疫功能。另外，还具有抗氧化、降低胆固醇以及调节血糖水平等功能。作为一种天然寡糖，低聚阿拉伯木聚糖在其优良特性之外，没有其他毒性和副作用，因此具有广阔的发展前景。目前，国际上以米糠和玉米皮等生产的低聚阿拉伯木聚糖产品已受到广泛欢迎。

由于纤维质物料的特殊性，传统进行酚酸与功能性低聚糖提取时都采用酸法或碱法等强化学法对纤维质原料进行处理，非常容易破坏原料中的功能性物质。而采用酶法提取功能性物质，则普遍面临着提取率低的问题，因此如何对原料进行有效的预处理直接影响着活性物质的提取效率。而最终产品也面临着产品纯度低的问题，从而导致活性偏低。

发明内容

针对以上不足，本发明提供一种麸皮为原料制备高纯度低聚阿拉伯木聚糖及阿魏酸的方法，本发明采用高效原料预处理技术对纤维质进行处理，提高活性物质产量；采用超声波辅助复合酶生产阿魏酸及低聚阿拉伯木聚糖，提取率显著提高；采用高效分离、提纯技术，获得高纯度、高活性的功能性物质，使低值粮食加工副产物能够得到有效利用，显著提高经济效益。

一种麸皮为原料制备高纯度低聚阿拉伯木聚糖及阿魏酸的方法，包括原料预处理、除淀粉、除蛋白、超声波辅助酶解、活性炭吸附、脱色、离交、色谱分离等步骤，具体步骤如下：

（1）麸皮干燥至含水量5%以内，先经粉碎机初步粉碎后过40目筛，经超微粉碎机粉碎至250~350目；

所述超微粉碎可以采用机械式粉碎机、气流粉碎机、普通球磨机、振动磨或搅拌磨；

（2）步骤（1）制得的超细麸皮按照质量比1:5~1:10制备成水悬浮液，加入高温淀粉酶煮沸0.5h~1.5h，将麸皮中的残留淀粉转化为可溶性糖；冷却至60℃后，调节pH至7.0~9.0，加入碱性蛋白酶在45~65℃条件下保温0.5~1h，除去麸皮中的残留蛋白；再调节pH4.0~5.0，加入糖化酶反应0.5h~1h后，离心弃上清，滤渣用热蒸馏水反复洗涤2~5次；

（3）步骤（2）所得滤渣采用去离子水按照质量比1:3~1:8配制成悬浮液，按照酶制剂添加量1%~8%（以干基计）加入由木聚糖酶、阿魏酸酯酶按质量比1:2~1:4复合成的酶制剂，同时采用超声波辅助酶解，调节pH值4.5~7.0，在38~65℃保温反应2~10h；超声波条件为：超声功率100~135w，超声时间15~35min；

（4）步骤（3）制得的悬浮液离心弃滤渣，上清液经活性炭吸附，收集流出液阿拉伯木聚糖，吸附完毕的活性炭经乙醇洗脱，收集洗脱液阿魏酸；