本发明涉及一种功能性甘露低聚糖的制备方法,属于天然产物分离提纯领域。
背景技术：
功能性低聚糖是由2～10个相同或不同的单糖，以糖苷键结合而成的短链糖类，可直接作为食品配料，但不被人体胃酸降解，不在小肠吸收，可到达大肠部位，被肠道益生菌群利用，具有促进人体双歧杆菌的增殖等生理功能。
甘露低聚糖又称甘露寡聚糖，是一种功能性低聚糖，一般是由甘露聚糖水解而来的。甘露聚糖是一类高分子多聚体，以a-1,6-甘露糖为骨架链。甘露低聚糖作为一种功能性低聚糖，不仅具有低热、稳定、安全无毒等良好的理化性质，能够促进益生菌增殖，还具有保护肠道和提高免疫力等作用，国内外已将其作为食品和饲料添加剂广泛应用。
目前研究较多的是采用植物胶特别是魔芋胶制取葡甘露低聚糖，在工艺上,一般是利用酶工程技术,以β-甘露聚糖酶酶解高分子多糖制备低聚糖。如：吴长菲等（魔芋葡甘露低聚糖的酶法制备工艺的初步研究，生物技术通报，2010,01），王玲玲等（酶解法制备低相对分子质量葫芦巴半乳甘露聚糖及其产物的表征，林产化学与工业，2009，29卷），徐牡丹等（酸酶结合法制备葡甘露低聚糖的工艺研究，现代食品科技，2008，24卷），张敏等（野皂荚多糖胶制备半乳甘露低聚糖的研究，食品工业科技，2008，09），李剑芳等（β-甘露聚糖酶制备魔芋葡甘露低聚糖的研究，食品与发酵工业，2007.01），陶兴无等（β-葡聚糖酶分级降解魔芋葡甘露聚糖工艺研究，食品工业科技，2006,10），都是探讨魔芋胶等制葡甘露低聚糖。而且很多研究限于实验室阶段，与产业化生产要求尚存差距。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种用酶解法从咖啡豆中制备甘露低聚糖的方法。
为实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：本发明用酶解法从咖啡豆中制备甘露低聚糖的方法包括：将咖啡豆加水研磨制成浆料；对浆料加酶水解，然后升温灭活。
进一步地，本发明对浆料加酶水解的工艺为：所用的酶为β-甘露聚糖酶，β-甘露聚糖酶与所述咖啡豆的重量比为1:20～100，酶解温度为45～55℃，ph值为5.0～7.0，酶解2～7h后，升温灭活。
进一步地，本发明将灭活后获得的酶解料液进行后处理，所述后处理包括浓缩、精制和真空干燥。
进一步地，本发明所述后处理如下：将酶解料液浓缩至含固体率按质量百分比计为25～30%；在浓缩液中加入乙醇至乙醇的含量以体积百分比计为60～65%；离心得到清液，将清液浓缩至含固体率按质量百分比计为60～65%；加入乙醇至乙醇的含量以体积百分比计为90-95%，然后静置，过滤，真空干燥。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：（1）本发明实现了从咖啡豆中提取制备甘露低聚糖，不再局限于以魔芋胶为原料，开拓了一种新型的甘露低聚糖产业化来源，实现产业化；（2）本发明使用β-甘露聚糖酶这种成熟的商品酶，开发了将甘露聚糖控制水解成咖啡豆甘露低聚糖的酶水解工艺；（3）本发明在后处理过程中，除乙醇外不使用其它有机溶剂，无化学污染物，且工艺简便实用，成本低廉；（4）本发明很好地实现了咖啡豆甘露低聚糖的产业化生产，具有广阔的应用前景；（5）由于本发明制备的甘露低聚糖产品来自于咖啡豆，可作为功能性保健品原料、食品配料、药品原料和饲料添加剂；（6）本发明制备的咖啡豆甘露低聚糖在促进益生菌增殖、保护肠道和提高免疫力等方面效果显著，应用前景十分广阔。
具体实施方式
本发明将咖啡豆加水研磨制成浆料；对浆料加酶水解，然后升温灭活，即在酶解料液中获得甘露低聚糖。进一步将酶解料液进行浓缩、精制、真空干燥等后处理后，可制得甘露低聚糖产品。下面以具体的实施例对本发明作进一步的说明。
在以下各实施例中，使用比色法测定样品中甘露低聚糖的含量以及进行薄层色谱（tlc）鉴别的具体方法如下：
比色法测定样品中甘露低聚糖的含量：分别取甘露糖标准液（1mg/ml）0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0ml于15ml试管中，用蒸馏水补足至1.0ml,分别准确加入二硝基水杨酸（dns）试剂2ml，沸水浴加热2min，流水冷却，用水补足到15ml刻度。在540nm波长下测定吸光度，绘制标准曲线。准确称取样品适量，加水溶解，使甘露低聚糖浓度为0.1-1.0mg/ml，取稀释后的甘露低聚糖液1.0ml于15ml刻度试管中，加入二硝基水杨酸（dns）试剂2.0ml，沸水煮沸2min，冷却后用水补足到15ml刻度，在540nm波长下测定吸光度。从标准曲线查出葡萄糖mg/ml数。求出样品中甘露低聚糖（以甘露糖计）的含量。
薄层色谱（tlc）鉴别：分别称取甘露糖、麦芽糖、麦芽四糖、麦芽七糖标准品适量，加70%乙醇溶解，配制成浓度均为0.2mg/ml的混合标准品溶液。称取咖啡豆低聚糖样品适量，加70%乙醇溶解，配制成浓度为2mg/ml的样品溶液。硅胶g板，点样量3ml，展开剂为正丁醇：冰乙酸：甲醇：水（5：14：2：1），显色剂为苯胺-二苯胺-磷酸溶液。日光检视。
实施例1：
1.原料预处理：将100g咖啡豆加水磨成浆料，调整料水比至1:10（w/w）。
2.酶解处理：取浆料220g，按β-甘露聚糖酶与咖啡豆为1:20（w/w）比例，向浆料中加入β-甘露聚糖酶1.1克，在酶解工艺下进行水解。酶解条件为：温度为45℃，ph值为5.0，酶解2h后，升温灭活。
3.将灭活后的物料离心脱渣，得酶解料液；将酶解料液在60℃、-0.1mpa条件下，真空浓缩至浓缩物的含固体率为25%（w）。
4.加乙醇到浓缩物中至所得溶液中的乙醇的体积百分含量为65%，将所得溶液离心，得到清液，再将清液在60℃、-0.1mpa条件下，真空浓缩至浓缩物的含固体率为60%，然后向浓缩物中加入乙醇至所得溶液中的乙醇的体积百分含量为90%。将所得溶液沉淀结晶，过滤，再于60℃、-0.1mpa条件下，真空干燥，得到咖啡豆甘露低聚糖产品。产品收率为20.0%。产品经比色法检测总糖为81.3%；薄层色谱（tlc）鉴定显示产品的主要成分为甘露二糖、三糖、四糖、五糖，其中三糖、五糖的含量比甘露二糖、四糖的含量高。
实施例2：
1.原料预处理：将100g咖啡豆原料加水磨成浆料，调整料水比至1:10（w/w）。
2.酶解处理：取浆料220g，按β-甘露聚糖酶与咖啡豆比为1:50（w/w）向浆料中加入β-甘露聚糖酶0.44克，后在酶解工艺下进行水解。酶解条件为：温度为50℃，ph值为6.0，酶解5h后，升温灭活。
3.将灭活后的物料离心脱渣，得酶解料液；再将酶解料液在65℃、-0.1mpa条件下，真空浓缩至浓缩物的含固体率为30%（w）。
4.加乙醇到浓缩物至所得溶液中的乙醇的体积百分含量为60%，将所得溶液离心，得到清液，再将清液在65℃、-0.1mpa条件下，真空浓缩至浓缩物的含固体率为65%，然后向浓缩物中加入乙醇至所得溶液中的乙醇的体积百分含量为93%，将所得溶液沉淀结晶，过滤，固体于65℃、-0.1mpa条件下，真空干燥，得到咖啡豆甘露低聚糖产品。产品收率为21.0%。产品经比色法检测总糖为81.5；薄层色谱（tlc）鉴定显示产品的主要成分为甘露二糖、三糖、四糖、五糖，其中三糖、五糖的含量比甘露二糖、四糖的含量高。
实施例3：
1.原料预处理：将100g咖啡豆原料蒸煮3h，磨成浆料，调整料水比至1:10（w/w）。
2.酶解处理：取浆料220g，按β-甘露聚糖酶与咖啡豆原料比为1:100（w/w）向浆料中加入β-甘露聚糖酶0.22克后，在酶解工艺下进行水解。酶解条件为：温度为55℃，ph值为7.0，酶解7h后，升温灭活。
3.将灭活后的物料离心脱渣，得酶解料液；再将酶解料液在65℃、-0.1mpa条件下，真空浓缩至浓缩物的含固体率为30%（w）。
4.加乙醇到浓缩物至所得溶液中的乙醇的体积百分含量为62%，将所得溶液离心，得到清液，再将清液在63℃、-0.1mpa条件下，真空浓缩至浓缩物的含固体率为63%，然后向浓缩物中加入乙醇至所得溶液中的乙醇的体积百分含量为95%，将所得溶液沉淀结晶，过滤，固体于63℃、-0.1mpa条件下，真空干燥，得到咖啡豆甘露低聚糖产品。产品收率为20.5%。产品经比色法检测总糖为82.5；薄层色谱（tlc）鉴定显示产品的主要成分为甘露二糖、三糖、四糖、五糖，其中三糖、五糖的含量比甘露二糖、四糖的含量高。