本發(fā)明涉及一種殼寡糖生產(chǎn)工藝，具體地說是涉及一種殼寡糖酶法生產(chǎn)工藝。

背景技術：

殼寡糖又叫殼聚寡糖、低聚殼聚糖，是將殼聚糖經(jīng)降解得到的一種聚合度在2～20之間的寡糖產(chǎn)品，分子量≤3200da，是水溶性較好、功能作用大、生物活性高的低分子量產(chǎn)品。它具有殼聚糖所沒有的較高溶解度，全溶于水，容易被生物體吸收利用等諸多獨特的功能，其作用為殼聚糖的14倍。殼寡糖是自然界中唯一帶正電荷陽離子堿性氨基低聚糖，是動物性纖維素。

研究證明：殼寡糖具有提高免疫，抑制癌腫細胞生長，促進肝脾抗體形成，促進鈣及礦物質的吸收，增殖雙歧桿菌、乳酸菌等人體有益菌群，降血脂、降血壓、降血糖、調(diào)節(jié)膽固醇，減肥，預防成人疾病等功能，可應用于醫(yī)藥、功能性食品等領域。殼寡糖可明顯消除人體氧負離子自由基，活化機體細胞，延緩衰老，抑制皮膚表面有害菌滋生，保濕性能優(yōu)異，是日化領域的基礎原料。殼寡糖不但具備水溶性，使用方便，而且抑制腐敗菌性能效果顯著，兼?zhèn)涠喾N功能作用，是性能優(yōu)良的天然食品防腐保鮮劑。

殼寡糖的制備方法有物理降解法(超聲波降解法、γ射線輻射降解)、糖基轉移反應、化學法(酸法水解、氧化法)和酶法(專一性酶降解、非專一性酶降解)等。其中較為常用的是酶解法，如專一性酶降解可采用甲殼素酶、殼聚糖酶和溶菌酶等，但專一性酶降解受限于成本較高，不利于大規(guī)模生產(chǎn)。非專一性酶降解可解決專一性酶法成本高的問題，但現(xiàn)有非專一性酶降解如利用商品化脂肪酶、蛋白酶、果膠酶等，對殼聚糖的降解效果不好，有待于進一步提升。

技術實現(xiàn)要素：

基于上述技術問題，本發(fā)明提供一種殼寡糖酶法生產(chǎn)工藝。

本發(fā)明所采用的技術解決方案是：

一種殼寡糖酶法生產(chǎn)工藝，包括以下步驟：

a將殼聚糖添加到醋酸溶液中，配制成殼聚糖溶液，殼聚糖溶液的質量百分比濃度為15％-20％；

b向步驟a制得的殼聚糖溶液中添加過氧化氫溶液，攪拌均勻，進行降解反應，控制降解溫度為60-80℃，降解時間為4-6小時，降解完成后得到降解液；

c將步驟b得到的降解液冷卻至室溫，然后加入飽和碳酸氫鈉溶液調(diào)節(jié)ph值至6.2-6.5，再加入β-葡萄糖苷酶，進行第一步酶解，控制酶解反應溫度為35-37℃，酶解時間為3-5小時，得到第一步酶解液；

d向步驟c制得的第一步酶解液中加入α-1,4-葡萄糖水解酶，進行第二步酶解，控制酶解反應溫度為40-42℃，酶解時間為4-6小時，得到第二步酶解液；

e采用食品級氫氧化鈉調(diào)節(jié)第二步酶解液ph值至6-6.5，再依次進行粗濾、超濾、納濾、噴霧干燥、殺菌后，得到成品殼寡糖。

優(yōu)選的，所述醋酸溶液的質量百分比濃度為1％-2％。

優(yōu)選的，所述過氧化氫溶液的質量百分比濃度為30％-40％，殼聚糖與過氧化氫溶液的質量比為1∶0.1-0.5。

優(yōu)選的，所述β-葡萄糖苷酶的添加量為殼聚糖質量的1％-1.2％。

優(yōu)選的，所述α-1,4-葡萄糖水解酶的添加量為殼聚糖質量的0.03％-0.05％。

優(yōu)選的，所述超濾和納濾分別采用超濾機和納濾機，噴霧干燥溫度為160℃～180℃。

本發(fā)明的有益技術效果是：

本發(fā)明先采用過氧化氫溶液對殼聚糖進行降解處理，然后采用β-葡萄糖苷酶和α-1,4-葡萄糖水解酶配合對降解液進行分步酶解，同時配合對各原料用量及酶解條件等的精確限定，不僅可以對殼聚糖進行高效率的特異性降解，極大地提高了殼寡糖的得率，而且可使最終制得的殼寡糖產(chǎn)品分子量小于1500，大小相對均一，且產(chǎn)物不含單糖，有效的提高了殼寡糖產(chǎn)品的質量，滿足了殼寡糖產(chǎn)品的工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)的要求。

具體實施方式

實施例1

a將殼聚糖添加到醋酸溶液中，配制成殼聚糖溶液，殼聚糖溶液的質量百分比濃度為15％；醋酸溶液的質量百分比濃度為1％。

b向步驟a制得的殼聚糖溶液中添加過氧化氫溶液，過氧化氫溶液的質量百分比濃度為40％，殼聚糖與過氧化氫溶液的質量比為1∶0.5；攪拌均勻，進行降解反應，控制降解溫度為80℃，降解時間為4小時，降解完成后得到降解液。

c將步驟b得到的降解液冷卻至室溫，然后加入飽和碳酸氫鈉溶液調(diào)節(jié)ph值至6.2，再加入β-葡萄糖苷酶，進行第一步酶解，β-葡萄糖苷酶的添加量為殼聚糖質量的1％；控制酶解反應溫度為37℃，酶解時間為3小時，得到第一步酶解液。

d向步驟c制得的第一步酶解液中加入α-1,4-葡萄糖水解酶，進行第二步酶解，α-1,4-葡萄糖水解酶的添加量為殼聚糖質量的0.03％；控制酶解反應溫度為42℃，酶解時間為4小時，得到第二步酶解液。

e采用食品級氫氧化鈉調(diào)節(jié)第二步酶解液ph值至6.5，再依次進行粗濾、超濾、納濾、噴霧干燥、殺菌后，得到成品殼寡糖。

上述超濾和納濾分別采用超濾機和納濾機，噴霧干燥溫度為160℃～180℃。

經(jīng)檢測分析，結果如下：所得殼寡糖外觀為淺黃色，粒度60-70目，水分＜8.8％，灰分0.68％，不溶物＜0.3％，分子量＜1500，鉛＜5ppm，砷＜1ppm，細菌總數(shù)603/g，大腸桿菌未檢出，致病菌未檢出，殼寡糖得率(殼寡糖與殼聚糖的質量比)83％。

實施例2

a將殼聚糖添加到醋酸溶液中，配制成殼聚糖溶液，殼聚糖溶液的質量百分比濃度為20％；醋酸溶液的質量百分比濃度為2％。

b向步驟a制得的殼聚糖溶液中添加過氧化氫溶液，過氧化氫溶液的質量百分比濃度為35％，殼聚糖與過氧化氫溶液的質量比為1∶0.3；攪拌均勻，進行降解反應，控制降解溫度為60℃，降解時間為4小時，降解完成后得到降解液。

c將步驟b得到的降解液冷卻至室溫，然后加入飽和碳酸氫鈉溶液調(diào)節(jié)ph值至6.5，再加入β-葡萄糖苷酶，進行第一步酶解，β-葡萄糖苷酶的添加量為殼聚糖質量的1.2％；控制酶解反應溫度為35℃，酶解時間為5小時，得到第一步酶解液。

d向步驟c制得的第一步酶解液中加入α-1,4-葡萄糖水解酶，進行第二步酶解，α-1,4-葡萄糖水解酶的添加量為殼聚糖質量的0.05％；控制酶解反應溫度為40℃，酶解時間為6小時，得到第二步酶解液。

e采用食品級氫氧化鈉調(diào)節(jié)第二步酶解液ph值至6，再依次進行粗濾、超濾、納濾、噴霧干燥、殺菌后，得到成品殼寡糖。

上述超濾和納濾分別采用超濾機和納濾機，噴霧干燥溫度為160℃～180℃。

經(jīng)檢測分析，結果如下：所得殼寡糖外觀為淺黃色，粒度60-70目，水分＜8.8％，灰分0.68％，不溶物＜0.3％，分子量＜1500，鉛＜5ppm，砷＜1ppm，細菌總數(shù)621/g，大腸桿菌未檢出，致病菌未檢出，殼寡糖得率(殼寡糖與殼聚糖的質量比)85％。

實施例3

a將殼聚糖添加到醋酸溶液中，配制成殼聚糖溶液，殼聚糖溶液的質量百分比濃度為18％；醋酸溶液的質量百分比濃度為1.5％。

b向步驟a制得的殼聚糖溶液中添加過氧化氫溶液，過氧化氫溶液的質量百分比濃度為40％，殼聚糖與過氧化氫溶液的質量比為1∶0.3；攪拌均勻，進行降解反應，控制降解溫度為70℃，降解時間為4小時，降解完成后得到降解液。

c將步驟b得到的降解液冷卻至室溫，然后加入飽和碳酸氫鈉溶液調(diào)節(jié)ph值至6.3，再加入β-葡萄糖苷酶，進行第一步酶解，β-葡萄糖苷酶的添加量為殼聚糖質量的1.2％；控制酶解反應溫度為36℃，酶解時間為4小時，得到第一步酶解液。

d向步驟c制得的第一步酶解液中加入α-1,4-葡萄糖水解酶，進行第二步酶解，α-1,4-葡萄糖水解酶的添加量為殼聚糖質量的0.04％；控制酶解反應溫度為41℃，酶解時間為5小時，得到第二步酶解液。

e采用食品級氫氧化鈉調(diào)節(jié)第二步酶解液ph值至6，再依次進行粗濾、超濾、納濾、噴霧干燥、殺菌后，得到成品殼寡糖。

上述超濾和納濾分別采用超濾機和納濾機，噴霧干燥溫度為160℃～180℃。

經(jīng)檢測分析，結果如下：所得殼寡糖外觀為淺黃色，粒度60-70目，水分＜8.8％，灰分0.68％，不溶物＜0.3％，分子量＜1500，鉛＜5ppm，砷＜1ppm，細菌總數(shù)621/g，大腸桿菌未檢出，致病菌未檢出，殼寡糖得率(殼寡糖與殼聚糖的質量比)89％。

本發(fā)明采用β-葡萄糖苷酶和α-1,4-葡萄糖水解酶對殼聚糖分步酶解，并對酶用量及酶解溫度等條件限定，極大地提高了殼寡糖的得率，并使最終制得的殼寡糖產(chǎn)品分子量小于1500，有效的提高了殼寡糖產(chǎn)品的質量。關于本發(fā)明中酶用量及反應溫度需要進行如下說明：在最適溫度以及最佳酶含量配比時，酶促反應最快，溫度過高或過低都會使反應變慢，而并不是溫度越高分子碰撞越激烈，過高的溫度會改變酶分子的結構，甚至使酶失活，導致反應速率下降，隨著酶量的增加，還原糖的含量不再上升，導致殼寡糖得率也不再增加，因此，為了得到較高的殼寡糖得率，需要精心選擇酶組合及適宜的酶量。