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新技术应用Science&Technology Vision科技视界DOI:10.19694/ki.issn2095-2457.2022.29.27魔芋葡甘露低聚糖制备研究进展孙思力杨伟东*胡肖肖秋治昊(宝鸡文理学院,陕西宝鸡721013)【摘要】魔芋葡甘露低聚糖作为一种新型功能性低聚糖,低热量、低血糖、抗蛀齿、促进肠道益生菌生长、抗氧化性和良好口感等优点而备受关注。
本文综述了酶水解、酸水解、超声波降解和辐照降解魔芋低聚糖的方法,以及膜分离、分析法和发酵法等魔芋低聚糖分离纯化方法,为功能性低聚糖产品的开发及研制提供参考。
【关键词】魔芋;葡甘露低聚糖;制备方法;研究进展0引言近年来，由于环境、空气和水质等的污染，以及不合理的饮食结构和生活习惯，导致全球高血糖、高血压、高血脂、肥胖病等富贵病不断增加，各种功能性食品日益受关注。
功能低聚糖由于其难以被机体消化吸收，但可以被机体肠道中的微生物利用，不仅具有低热量、低血糖、抗蛀齿、促进肠道益生菌生长、抗氧化性和良好口感等优点成为功能食品配料行业热点。
低聚糖可分为功能低聚糖和普通低聚糖。
能被机体内消化酶分解吸收的称为一般性低聚糖，不能被机体内酶所利用的称为功能性低聚糖，它被广泛应用于预防和改善高血糖等非传染性慢性疾病，具有较为广阔应用发展前景[1]。
魔芋是我国绿色、朝阳和扶贫产业，是重要经济作物，有着广泛的种植面积，是制备功能性低聚糖的原料之一。
而魔芋低聚糖具有增强免疫力、降血脂、降血糖和抗衰老等多种功效而备受关注，本文从魔芋低聚糖的制备和纯化工艺两方面研究进展作以综述，以期为工业化生产魔芋低聚糖提供参考。
1魔芋低聚糖的制备方法魔芋低聚糖制备方法可分为天然产物提取和降解两种方法。
天然产物提取法主要采用水提去和乙醇沉淀的方法将魔芋低聚糖从溶液中提取出，但由于天然产物中低聚糖的含量较少，提取成本高，有机溶剂残留等问题，未得到广泛的应用。
魔芋低聚糖制备方法主要是降解方法，它是利用酶水解、酸水解、超声波和辐照降解含有魔芋聚糖的原料制备低聚糖。
酶法生产葡甘露低聚糖技术本技术工艺分两步，第一步为β－甘露聚糖酶的发酵，第二步为β－甘露聚糖酶降解植物多糖和酶解产物的精制。
本技术特点在于从土壤中分离到一株产酶活力高、产酶稳定、酶发酵周期短、不易污染杂菌和酶学性质优良的产酶菌株－芽孢杆菌M50。
以中性β－甘露聚糖酶降解魔芋等植物多糖生产甘露寡糖，具有工艺流程短、酶解底物浓度高、酶促反应条件温和、能耗少、成本低、环境污染小等优点。
产品收率70％以上，糖浆中低聚糖相对含量达80～90％。
从土壤中分离筛选的芽孢杆菌M50，它产生的β－甘露聚糖酶为内切型胞外酶，可降解魔芋、椰肉、瓜儿豆胶、角豆胶、咖啡豆等植物多糖生产葡甘露低聚糖。
葡甘露低聚糖是双歧杆菌和乳酸菌最好的生长因子之一，除具有一般低聚糖的双歧因子功能外，尚具有吸附、排除人和动物肠道病原菌，调节免疫功能，增进人和动物非特异性免疫活性，促进肝脏合成甘露结合蛋白等独特生理功能。
年产1000吨甘露寡糖糖浆需投资500万元，其中流动资金100万元，设备、厂房固定资产投资400万元。
年产值12000万元，毛利润6000万元。
在不增添设备投资情况下，同时可开发生产β－甘露聚糖酶作为商品酶销售。
美国进口的液体β－甘露聚糖酶，商品名为“和美酵素”，每吨售价300万元，我国有发酵生产β－甘露聚糖酶丰富的原料和廉价劳动力资源，成本价仅为0.6～0.7万元／吨，利润空间很大。
应用此技术可开发保健食品。
在饲料工业中，可作为抗生素的替代品。
在农业上可调控植物生长发育与繁殖，增强抗病、抗逆性，是一类新型的植物激素。
β-甘露聚糖酶尚可用于饲料、造纸、石油、纺织等领域。
目前保健品市场每年有500亿元的份额。
本产品为药食同源保健食品，功能性低聚糖正在成为21世纪流行的健康食品，随着人民生活水平的提高和保健意识增强，我国的医学模式将从传统的疾病治疗逐步发展到更加重视对疾病的预防、保健的医学时代，人口老龄化、医疗体制的改革以及社会保障制度和商业保险观念的导人以及加入WTO，都将推动功能性食品市场的发展。
黑曲霉β-甘露聚糖酶水解魔芋粉制备甘露低聚糖的研究许牡丹;柯蕾;曾桥;杨卫东;王雪莲;范瑾【期刊名称】《西北农业学报》【年(卷),期】2005(014)006【摘要】以魔芋粉为原料,研究了用黑曲霉β-甘露聚糖酶制备低聚甘露糖的工艺条件.结果表明:反应时间、魔芋粉浓度、温度、加酶量、pH对酶法制备低聚甘露糖的工艺均有不同程度的影响,其中反应时间和温度影响较大,pH影响较小.通过正交试验确定了用黑曲霉β-甘露聚糖酶制备低聚甘露糖的最佳工艺条件为:反应体系的pH4.2、魔芋粉浓度2.0%、温度65℃、加酶量108 U/g、反应时间为4.0 h.在最佳工艺条件下,低聚甘露糖的产率可达32.3%.【总页数】4页(P115-118)【作者】许牡丹;柯蕾;曾桥;杨卫东;王雪莲;范瑾【作者单位】陕西科技大学生命科学与工程学院,咸阳,712081;陕西科技大学生命科学与工程学院,咸阳,712081;陕西科技大学生命科学与工程学院,咸阳,712081;陕西科技大学生命科学与工程学院,咸阳,712081;陕西科技大学生命科学与工程学院,咸阳,712081;陕西科技大学生命科学与工程学院,咸阳,712081【正文语种】中文【中图分类】TS245.4【相关文献】1.β-甘露聚糖酶制备魔芋葡甘露低聚糖的研究 [J], 李剑芳;邬敏辰;程科;夏文水2.固定化β-甘露聚糖酶制备甘露低聚糖的研究 [J], 杨伟东3.魔芋粉中葡甘露聚糖含量测定影响因素的研究 [J], 王海瑞;徐罕琦;曾钰4.固定化β-甘露聚糖酶水解魔芋粉制备葡甘露低聚糖工艺研究 [J], 杨伟东5.β-甘露聚糖酶产生菌的筛选及魔芋低聚糖制备工艺的研究 [J], 郭金玲;张丹阳;樊雪莲;吕育财;田毅红;龚大春因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
芋胶／魔芋葡甘露低聚糖悬浮饮料的制备
吴月蛟１邓利玲１张志刚１钟耕１，２
１．西南大学食品科学学院，重庆 ４００７１６２．西南大学国家本科实验教学示范基地，重庆 ４００７１６
摘 要：以β－甘露聚糖酶酶解的魔芋葡甘露低聚糖和未酶解的魔芋胶为主要原料，添加速溶红茶粉，制各红茶风味的魔芋悬浮饮料。
在单因素试验的基础上，采用正交试验对魔芋胶酶解工艺条件进行优化。
结果表明，酶解葡甘露低聚糖最佳工艺条件为：魔芋胶浓度２５％ （ｗ／ｗ）、β－甘露聚糖酶酶添加量１５０Ｕ／ｇ、ｐＨ５．５、４５℃，酶解６００ｓ，魔芋胶水解率为５０．４％，酶降解的魔芋葡甘露低聚糖粘度为１４．３ｍＰａ・ｓ。
以魔芋胶和魔芋葡甘露低聚糖制备的无糖悬浮饮料优化配方为：木糖醇１０％，柠檬酸０．１５％，琼脂０．１％，ＣＭＣ ０．１％，酶解物魔芋葡甘露低聚糖０．９％，魔芋胶０．３％，速溶红茶粉０．１５％。
关键词：魔芋葡甘露聚糖／葡苷低聚糖；酶解；饮料；无糖。
饲用葡甘露低聚糖的酶法制取摘要：葡甘露低聚糖是一种重要的双歧因子，近年来已被作为一种功能性饲料添加剂，成为动物营养研究的新方向。
试验通过对黑曲霉酸性β-甘露聚糖酶酶解魔芋粉制备甘露寡糖进行条件研究，获得了以葡甘露低聚糖为主的酶解产物。
酶解条件为：用煮沸的 pH 值 3.5 的磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液配制 180 g/l 的魔芋粉溶液，加酶量按 30 IU/g 魔芋粉计算，酶解水浴温度为65 ℃，酶解时间为4 h。
酶解结束后，将酶解液进行高温灭菌并接种酿酒酵母进行发酵，发酵温度为30 ℃，摇床转速200 r/min，发酵 20 h 后将发酵液离心，所得上清液即为不含单糖的葡甘露低聚糖，得率可以达到35.73%（以魔芋粉计）。
关键词：葡甘露低聚糖；β-甘露聚糖酶；魔芋粉葡甘露低聚糖是双歧杆菌和乳酸菌最好的生长因子之一，除具有一般低聚糖的双歧因子功能外，尚具有吸附、排除人和动物肠道病原菌，调节免疫功能，增强人和动物非特异性免疫活性，促进肝脏合成甘露糖结合蛋白等独特的生理功能。
近年来已被作为一种功能性饲料添加剂，成为动物营养研究的新方向(张力华等，2006) 。
葡甘露聚糖是魔芋块茎特有的主要成分，是由 d-葡萄糖和 d-甘露糖按 1： 1.6 摩尔比以β-1，4 糖苷键连接的杂多糖，其含量约为 44%～64%。
β-甘露聚糖酶是一类能够水解甘露聚糖、葡萄甘露聚糖、半乳甘露聚糖及半乳葡萄甘露聚糖的内切酶，β-甘露聚糖酶水解植物胶(如角豆胶、瓜儿豆胶和魔芋等)可生成低聚甘露糖，引起了国内外食品、医药、动物饲料添加剂等领域的兴趣。
文中对β-甘露聚糖酶酶解魔芋粉制备葡甘露低聚糖的条件进行研究。
1 材料与方法1.1 酸性β-甘露聚糖酶的来源黑曲霉 Aspergillus niger MA-56 由本课题组筛选分离获得，为酸性β-甘露聚糖酶高产菌株（李艳丽等，2009；许少春等，2009）。
发酵培养基（以 10 g 干基为标准）：麸皮 8 g、豆粕 2 g、魔芋粉 0.1 g。
不同聚合度魔芋葡甘低聚糖的酶解制备及其体外益生功能陈丽丽;徐继【期刊名称】《食品研究与开发》【年(卷),期】2024(45)11【摘要】以魔芋葡甘聚糖(konjac glucomannan,KGM)为原料,研究β-甘露聚糖酶酶解后魔芋葡甘低聚糖(konjac oligoglucomannan,KOGM)的制备流程对聚合度(polymerization degree,DP)的影响,探讨不同聚合度KOGM与原料KGM在理化性质、微观结构上的差异以及对5种乳酸菌的增殖、产酸、总糖利用及短链脂肪酸的影响。
结果表明,采用酵母发酵去除单糖以及随后的离心和灭菌工艺对KOGM聚合度无明显影响。
制备得到的3种KOGM的聚合度分别为16.74、12.74和11.13。
3种KOGM与原料KGM具有相似的主链结构,其中2种低聚合度KOGM(low polymerization konjac oligoglucomannan,KOGM-L)(KOGM-L_(1)的DP为12.74,KOGM-L_(2)的DP为11.13)有更低的黏度特征,且存在相似的微观形态,呈现更加明显的碎片化和孔洞结构。
与KGM和中聚合度KOGM(medium polymerization konjac oligoglucomannan,KOGM-M)(DP为16.74)相比,低聚合度KOGM-L更有利于促进乳酸菌增殖、产酸及总糖分解,但2种低聚合度KOGM-L之间没有显著差异(P>0.05)。
低聚合度KOGM-L_(2)与长双歧杆菌培养时总菌数最高(OD_(600)=2.13),但是低聚合度KOGM-L_(1)与鼠李糖乳杆菌培养时增殖倍数最高(4~5倍)。
短链脂肪酸总产量及各组分含量显示低聚合度KOGM-L要显著高于中聚合度KOGM-M、原料KGM和菊糖(P<0.05)。
综上所述,不同聚合度的KOGM益生功能差异明显,低聚合度KOGM效果最佳。
