[发明专利]大蒜果聚糖合成酶在生产高果聚糖中的应用

说明书

技术领域

本发明属于天然产物的提取、分离和改性领域，具体涉及大蒜果聚糖合成酶在生产高果聚糖中的应用，特别涉及一种以新鲜大蒜为主要原料，利用其所含有的果聚糖合成酶和低聚果糖生产高分子量或高聚合度果聚糖的方法。

背景技术

果聚糖广泛存在于植物中，尤以大蒜（Allium sativum L.）、菊芋(Helianthus tuberosus L.)、菊苣(Cichorium intybus L.)中含量较高。利用这些植物提取的果聚糖及其产品已用于医药、保健食品、食品和化工领域。

果聚糖在不同领域中应用因其聚合度（分子量）不同而有很大差别。如低聚合度果聚糖（又称低果聚糖，其聚合度DP一般小于或等于10），主要用于生产果糖糖浆，进而用作生产饮料等食品的甜味剂，其次是利用其增值益生菌和血糖指数低的特性，生产保健食品或药品；而高聚合度（DP≥25，分子量>4500u；一般平均DP≈100）的果聚糖（本专利简称其为高果聚糖），则主要用作脂肪替代品、食品泡沫稳定剂；还可以用作生产羧甲基果聚糖（用于清除环境中残留清洗剂的二价阳离子）的起始原料。

因此，高果聚糖是重要的食品、药品或化工原料。但目前还不能用化学合成的办法生产高果聚糖，因其成本高、污染重，等等。鉴于这种情况，人们期望能够利用大蒜（Allium sativum L.）、菊芋、菊苣等富含果聚糖的原料生产高果聚糖。但由于这些天然原料中的果聚糖是DP约为3-50的混合物（平均DP≈15），而且这些原料中的果聚糖以低果聚糖为主，利用这些原料分离出高果聚糖的成本高、技术难度大。因此，目前迫切需要成本低、无污染、高果聚糖产率高的生产技术。

发明内容

为克服上述生产高果聚糖的困难，本发明的目的在于提供大蒜果聚糖合成酶在生产高果聚糖中的应用，即以新鲜大蒜中所含有的果聚糖合成酶为催化剂，以低果聚糖为原料生产高果聚糖。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

大蒜果聚糖合成酶在生产高果聚糖中的应用，具体包括以下步骤：

（1）制备大蒜果聚糖合成酶酶液：将新鲜大蒜泡水、洗净，加入pH值为4.8-5.2的缓冲液，打浆取汁后得到可溶性固形物含量为5-10g/100g的大蒜果聚糖合成酶酶液；

（2）制备低果聚糖提取液：将含有低果聚糖的植物用水浸泡、洗净，然后打浆得到浆液，除去不溶性杂质，得到低果聚糖浓度为10-25g/100g的提取液（其平均DP≈15-20）；或者直接取低果聚糖配制成浓度为10-25g/100g的低果聚糖提取液（其平均DP≈15-20）；

（3）高果聚糖的合成和精制：

取大蒜果聚糖合成酶酶液和低果聚糖提取液混匀，在pH值5-6、10-45℃下反应10-96h，得到聚合度为50-130（其平均DP≈100）的高果聚糖糖液；大蒜果聚糖合成酶酶液与低果聚糖提取液的体积比为1:(5-10)；

将上述糖液快速加热至100℃，保持2-3分钟，然后迅速冷却，除去不溶物，获得澄清透明的高果聚糖糖液；

将澄清透明的高果聚糖糖液上大孔树脂柱，吸附速度为每Kg树脂0.2-1L/小时，然后用去离子水洗脱，收集第一个柱体积的洗脱液，为精制高果聚糖溶液。

所获得的精制高果聚糖溶液，在浓缩（55～80℃真空下）至干物质含量在30～60g/100g后，即可供应市场；也可将浓缩液干燥后得到白色粉状的高聚果聚糖，供应市场；

所述的干燥为喷雾干燥或热风干燥；喷雾干燥时，离心喷雾压力为0.1～0.3MPa，进入喷雾塔的热空气温度为150～170℃，出口温度75～90℃；热风干燥时，于60～70℃干燥至含水量0～5g/100g，粉碎即得白色的粉状高果聚糖。

步骤（1）所述的大蒜是破除休眠后的大蒜，即已经在0-8℃贮存2周以上；

步骤（1）所述的pH值为5.0的缓冲液优选浓度为500-1000mg/L的亚硫酸氢钠溶液；

步骤（2）所述的含有低果聚糖的植物是新鲜的大蒜、菊芋、菊苣，或者是脱水蒜片；

步骤（2）所述浆液的粒度为100-150目；

步骤（2）所述的除去不溶性杂质优选用滤布或袋滤器过滤；

步骤（3）所述的除去不溶物是用离心或过滤的方法；

步骤（3）所述的大孔树脂优选弱D101系列大孔树脂。

本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：

1、本发明利用了大蒜本身的果聚糖合成酶，减少了添加外源酶或提取分离合成酶时造成的成本增加。