[发明专利]一种啤酒酵母粉中甘露聚糖的提取工艺

说明书

技术领域

本发明属生物工程技术领域，涉及一种生物活性多糖的分离纯化工艺，具体涉及一种啤酒酵母粉中甘露聚糖的提取工艺。

背景技术

甘露聚糖存在于酵母细胞壁外层，占细胞壁干重的40％左右，赋予细胞生物学活性和控制细胞壁孔径。甘露聚糖具有免疫调节功能，对肿瘤、心血管疾病的防治有独特的效果，具有抗病毒、细菌和真菌感染、抗肿瘤、抗氧化和抗辐射、促进伤口愈合等生理活性。

通常多糖的提取采用碱液提取，提取后经中和，采用固液分离操作后对提取液浓缩并加一定浓度的乙醇使多糖沉淀，分离获得粗多糖，然后直接干燥或进一步纯化。现有技术中在提取甘露聚糖时使用大量的有机溶剂、酸碱溶液，一方面对环境造成污染，另一方面有残留造成产品纯度不高。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种啤酒酵母粉中甘露聚糖的提取工艺，解决了在提取甘露聚糖的过程中需要使用大量有机溶剂、酸碱溶液，造成环境污染和产品纯度不高的问题。

本发明提供的一种啤酒酵母粉中甘露聚糖的提取工艺，以啤酒酵母粉为原料，依次采用酶解、碱提取、陶瓷膜微滤、耐碱超滤膜超滤与大孔吸附树脂的结合对多糖进行分离纯化，且采用耐碱纳滤膜提取的碱溶液可以回收再利用，大大减少了对环境的污染，可实现工业化生产；同时所用原料为啤酒生产过程中的副产品啤酒酵母粉，成本低，可提高生产的附加值。

一种啤酒酵母粉中甘露聚糖的提取工艺，以啤酒酵母粉为底物，包括如下步骤：

（1）酶解和碱提取：称取底物啤酒酵母粉加入水搅拌混匀，采用质量分数为5%-20%的冰乙酸溶液调节pH值，加入酶进行酶解，得到酶解液；然后向酶解液中加入固体碱后，搅拌进行碱提取，得到提取液；

（2）微滤：对步骤（1）得到的提取液采用离心机分离成重相和轻相，重相再采用压滤机压滤，分离出料渣和过滤液，过滤液与轻相混合后采用陶瓷膜微滤设备进行微滤，收集微滤透析液；

（3）超滤：对步骤（2）得到的微滤透析液利用耐碱超滤膜设备进行超滤，至超滤截留液电导率降至800μs/cm以下停止过滤，得到超滤截留液和超滤透析液；

（4）纳滤：对步骤（3）得到的超滤透析液采用耐碱纳滤膜设备进行纳滤，得到纳滤透析液，即碱溶液；

（5）脱色、脱蛋白：将步骤（3）中的超滤截留液采用大孔吸附树脂柱进行吸附，收集柱流出液；

（6）干燥：将步骤（5）得到的柱流出液经过喷雾干燥，得到最终产品，即甘露聚糖；

步骤（1）中所述的酶为酵母抽提酶和蛋白酶组成的酶，其中酵母抽提酶用量为0.1w%-0.5w%，蛋白酶用量为0.1w%-0.5w%。

步骤（1）中所述的固体碱为氢氧化钠或氢氧化钾中的一种或者两者的混合物。向酶解液中加入固体碱，使得碱溶液的质量分数为2%-10%，若质量分数过大，其中的多糖物质容易破坏；若质量分数过小，则提取的效果不佳。

所述的酵母抽提酶和蛋白酶均为市售产品，其中酵母抽提酶是一种酵母水解专用酶制剂， 它是一种含酵母破壁酶、内切酶、外切酶及磷酸二脂酶的复合酶，其作用是对啤酒酵母粉进行水解，通过破坏酵母细胞壁，使得内切酶、外切酶及磷酸二脂酶对酵母细胞中的物质释放并水解成多糖和蛋白等物质；所述的蛋白酶为中性蛋白酶或碱性蛋白酶的一种或两种，其作用一方面极大地促进酵母抽提酶对酵母的水解效果，另一方面把酵母细胞中的蛋白质水解为肽和氨基酸，以便在后续超滤过程中除去小肽和氨基酸。碱提取是为了进一步将酵母细胞壁破坏，进一步将多糖释放。

由于酶解需要在合适的pH值才能进行，若先进行碱提取再进行酶解，需要大量的酸进行调节pH值；这样步骤（1）可以先加入质量分数为5%-20%的冰乙酸溶液调节pH值进行酶解，再加入固体碱进行碱提取，使得蛋白与多糖更好地分离，得到的碱提取液中含有不同分子量的多糖（可溶的甘露聚糖和不溶的葡聚糖）、蛋白、多肽、氨基酸、碱、色素等。

步骤（1）中所述的酶解过程的条件：底物质量分数12w%-15w%，pH=5.5-7.5,温度55-60℃，时间2-8h，酶用量0.2-1w%。只有在这样的酶解条件下，才能使得酵母抽提酶和蛋白酶组成的酶发挥最佳的酶解效果。本发明中所述酶用量为酶占底物溶液的质量百分数。

步骤（1）中所述的碱提取的条件：碱溶液的质量分数为2%-10%，温度为60℃-90℃，搅拌时间为0.5-2小时。只有在这样的碱提取条件下，才能使得蛋白与多糖更好地分离，进一步将多糖释放。